题目
设随机变量 X sim N(3,4),Phi(x) 为标准正态分布函数,则 PX > 2 = ( )A. 1 - Phi(2)B. 1 - Phi((1)/(2))C. Phi(2)D. Phi((1)/(2))
设随机变量 $X \sim N(3,4)$,$\Phi(x)$ 为标准正态分布函数,则 $P\{X > 2\} = $ ( )
A. $1 - \Phi(2)$
B. $1 - \Phi(\frac{1}{2})$
C. $\Phi(2)$
D. $\Phi(\frac{1}{2})$
题目解答
答案
D. $\Phi(\frac{1}{2})$
解析
本题考查正态分布的概率计算以及正态分布与标准正态分布的转化。解题的关键思路是先明确已知随机变量$X$服从的正态分布参数,然后通过标准化变换将$X$转化为标准正态分布$Z$,最后利用标准正态分布函数$\varPhi(x)$来计算概率。
已知随机变量$X\sim N(3,4)$,这表明$X$服从均值$\mu = 3$,方差$\sigma^{2}=4$的正态分布,那么标准差$\sigma=\sqrt{4} = 2$。
要求$P\{X\gt 2\}$,根据正态分布的标准化公式$Z=\frac{X - \mu}{\sigma}$(其中$Z$服从标准正态分布$N(0,1)$),对$P\{X\gt 2\}$进行转化:
- 首先将$X$标准化,$P\{X\gt 2\}=P\left\{\frac{X - 3}{2}\gt\frac{2 - 3}{2}\right\}$。
- 令$Z=\frac{X - 3}{2}$,则$Z\sim N(0,1)$,上式可化为$P\left\{Z\gt\frac{2 - 3}{2}\right\}$。
- 计算$\frac{2 - 3}{2}=-\frac{1}{2}$,所以$P\left\{Z\gt-\frac{1}{2}\right\}$。
- 根据标准正态分布的性质,$P\left\{Z\gt-\frac{1}{2}\right\}=1 - P\left\{Z\leqslant-\frac{1}{2}\right\}$。
- 又因为标准正态分布函数$\varPhi(x)=P\{Z\leqslant x\}$,所以$P\left\{Z\leqslant-\frac{1}{2}\right\}=\varPhi\left(-\frac{1}{2}\right)$,则$P\left\{Z\gt-\frac{1}{2}\right\}=1 - \varPhi\left(-\frac{1}{2}\right)$。
- 再根据标准正态分布的对称性$\varPhi(-x)=1 - \varPhi(x)$,可得$\varPhi\left(-\frac{1}{2}\right)=1 - \varPhi\left(\frac{1}{2}\right)$。
- 将$\varPhi\left(-\frac{1}{2}\right)=1 - \varPhi\left(\frac{1}{2}\right)$代入$1 - \varPhi\left(-\frac{1}{2}\right)$中,得到$1-(1 - \varPhi\left(\frac{1}{2}\right))=\varPhi\left(\frac{1}{2}\right)$。