题目
16.有一繁忙的汽车站,每天有大量汽车通过,设一辆汽车在一天的某段时间内出事故的概率为 0.0001。在某天的该时间段内有 1000 辆汽车通过。问出事故的车辆数不小于 2 的概率是多少?(利用泊松定理计算)
16.有一繁忙的汽车站,每天有大量汽车通过,设一辆汽车在一天的某段时间内出事故的概率为 0.0001。在某天的该时间段内有 1000 辆汽车通过。问出事故的车辆数不小于 2 的概率是多少?(利用泊松定理计算)
题目解答
答案
解:设某天该时段汽车站汽车出事故的辆数为 X,则 X~b(1000,0.0001),所求为 P{X≥2}=1-P{X=0}-P{X=1}.其中,根据泊松定理,λ=np=1000×0.0001=0.1.P{X=k}=Cnk pk(1− p)n−k≈ λk e− λ.k !所以,P{X≥2}=1-P{X=0}-P{X=1}≈1-e−0.1−e− 0.1×0.1=0.0047.
解析
考查要点:本题主要考查泊松定理(泊松近似)的应用,即当试验次数$n$很大、概率$p$很小时,用泊松分布近似二项分布求解概率问题。
解题核心思路:
- 判断适用条件:题目中$n=1000$较大,$p=0.0001$很小,且$\lambda = np = 0.1$适中,符合泊松近似条件。
- 转换概率形式:将“不小于2”转化为“1减去小于2的概率”,即$P(X \geq 2) = 1 - P(X=0) - P(X=1)$。
- 代入泊松公式:利用泊松分布公式$P(X=k) = \frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!}$计算具体值。
破题关键点:
- 正确识别泊松近似条件,避免直接使用二项分布计算。
- 灵活转化概率表达式,简化计算步骤。
设某天该时段汽车站出事故的车辆数为$X$,则$X$服从二项分布$X \sim B(1000, 0.0001)$。根据泊松定理,当$n$很大、$p$很小时,可用泊松分布近似,参数$\lambda = np = 1000 \times 0.0001 = 0.1$。
目标概率:
$P(X \geq 2) = 1 - P(X=0) - P(X=1)$
计算步骤:
-
计算$P(X=0)$:
$P(X=0) = \frac{\lambda^0 e^{-\lambda}}{0!} = e^{-0.1} \approx 0.9048$ -
计算$P(X=1)$:
$P(X=1) = \frac{\lambda^1 e^{-\lambda}}{1!} = 0.1 \times e^{-0.1} \approx 0.0905$ -
求和并求补集:
$P(X \geq 2) = 1 - (0.9048 + 0.0905) = 1 - 0.9953 = 0.0047$