管理数量方法与分析习题

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X服从N(0.1, 0.01)的正态分布

⑴P{X≥0} = 1 - Φ((0-0.1)/0.1) = 1 - Φ(-1) = Φ(1) = 0.8413

⑵P{X≥0.2} = 1 - P{X<0.2} = 1 - Φ((0.2-0.1)/0.1) = 1 - Φ(1) = 0.1587 21.某银行发现存户每天的平均存款余额为10000元,标准差为2000元,且呈正态分布。求:⑴存户平均每天存款余额超过15000元的占多大百分比? ⑵存户平均每天存款余额低于5000元的占多大百分比?

⑶存户平均每天存款余额介于8000元与12000之间的占多大百分比?

⑷银行考虑给大额存户鼓励政策,但不愿使得到此鼓励政策的比例超过10%,应规定平均每天存款余额在多少元以上可享受此鼓励政策?

X服从N(10000, 4000000)的正态分布

⑴P{X > 15000} = 1 - P{X≤15000} = 1 -Φ((15000 - 10000)/ 2000) = 1 - Φ(2.5) = 1 - 0.9938 = 0.0062

⑵ P{X < 5000} = Φ((5000 - 10000)/ 2000) = Φ(-2.5) = 1 - Φ(2.5) = 1 - 0.9938 = 0.0062

⑶ P{8000≤X≤12000} = P{X≤12000}- P{X<8000} = Φ((12000 - 10000)/ 2000) - Φ((8000 - 10000)/2000)

= Φ(1) - Φ(-1)= Φ(1) - (1 - Φ(1)) = 2 * 0.8413 – 1 = 0.6826

⑷P{X≥k} = 1 - P{X < k} = 1 - Φ((k - 10000)/2000) ≤10% Φ((k - 10000)/2000) ≥ 1 - 0.1 = 0.9 查表得Φ(1.29) = 0.9015,则 (k - 10000)/2000≥1.29 k≥12580(元)

22.某产品的重量服从于均值为500克,标准差为10克的正态分布。求:⑴重量在490-510克之间的概率; ⑵重量小于490克的概率; ⑶重量大于510克的概率; ⑷重量在498±5克之间的概率。

⑴P{490≤X≤510} = P{X≤510} - P{X≤490} = Φ((510-500)/10) - Φ((490-500)/10) =Φ(1) - Φ(-1) = Φ(1) - (1 - Φ(1)) = 2 * 0.8413 – 1 = 0.6826 ⑵P{X<490} = Φ((490-500)/10) = Φ(-1) = 1 - Φ(1) = 1 - 0.8413 = 0.1587

⑶ P{X≥510} = 1 - P{X<510} = 1 - Φ((510-500)/10) = 1 - Φ(1) = 0.1587 ⑷P{498-5≤X≤498+5} = P{X≤503} - P{X≤493} = Φ((503-500)/10) - Φ((493-500)/10)

= Φ(0.3) - Φ(-0.7) = Φ(0.3) - (1 - Φ(0.7)) = Φ(0.3) + Φ(0.7) – 1 = 0.6179 + 0.7580 – 1 = 0.3759

23.设某电子产品的电阻R是一个随机变量,均匀分布在1800-2400Ω之间。求R的概率密度函数及R落在2000-2200Ω之间的概率。

⑴F(R) = 1/600,1800≤R≤2400; 0, 其它 ⑵P{2000≤R≤2200} = (2200 - 2000)/600 = 1/3

24.设一箱内有12件产品,其中2件次品,10件正品,今分别采取放回与不放回两种方式从箱中随机地抽取两次,每次取1件,定义随机变量X、Y如下: X=

0,表示第一次取出的是正品 1,表示第一次取出的是次品 0,表示第二次取出的是正品 1,表示第二次取出的是次品

Y=

要求:⑴分别上述两种情况,写出X与Y的联合分布律; ⑵随机变量(X,Y)的边缘分布率。

在放回情况下:

⑴联合分布律P{X=0,Y=0}=[C(10,1)/C(12,1)]* [C(10,1)/C(12,1)]=25/36

X,Y 0 1 P{Y=k} 0 25/36 5/36 5/6 1 P{X=k} 5/36 5/6 1/36 1/6 1/6 ⑵边缘分布律P{X=0}=[C(10,1)/C(12,1)]=5/6 P{Y=1}=[C(2,1)/C(12,1)]=1/6 在不放回情况下:

设P(X) = {第一次抽到的产品},P(Y|X) = {第二次抽到的产品} P(XY) = P(X) * P(Y|X)

⑴联合分布律P{X=0,Y=0} = [C(10,1)/C(12,1)] * [C(9,1)/C(11,1)] = 15/22

X,Y 0 1 P{Y=k} 0 15/22 5/33 5/6 5/33 1/66 1/6 1 P{X=k} 5/6 1/6 ⑵边缘分布律P{X=0} = [C(10,1)/C(12,1)] = 5/6 P{Y=1} = 5/33 + 1/66 = 1/6

25.已知某投资项目的收益率R是一随机变量,其分布如下表所示。 R Pi 1% 0.1 2% 0.1 3% 0.2 4% 0.3 5% 0.2 6% 0.1 一位投资者在该项目上投资10万元。求他预期获得多少收入?收入的方差是多大?

R的数学期望E(R)= ∑(R * P)

= 1% * 0.1 + 2% * 0.1 + 3% * 0.2 + 4% * 0.3 + 5% * 0.2 + 6% * 0.1 = 3.7% 则预期收入 = 100000 * 3.7% = 3700(元) E(R^2)= ∑(R^2 * P)

= 1%^2 * 0.1 + 2%^2 * 0.1 + 3%^2 * 0.2 + 4%^2 * 0.3 + 5%^2 * 0.2 + 6%^2 * 0.1 = 0.157%

收入的方差D(R) = E(R^2) - [E(R)]^2 = 0.157 - 3.7%^2 = 0.0201%

26.一张贴现债券(期中不付息,期末还本付息的债券)承诺到期还本付息共偿还1100元。根据分析,市场上同类债券的收益率为一随机变量,记作x%,设x的密度函数为: f(x) =

1/5,0≤x≤5 0, 其它

求这张债券现在平均值多少钱?

债券的收益率服从于[0,5]的均匀分布,则

债券的期望收益率E(X) = (a + b)/2 = (0 + 5%) = 2.5% 设这张债券现在平均值Y元,则 Y = 1100/(1 + 2.5%) = 1073.17 或

E(Y)=∫[-∞,+∞](1100/(1 + x%) * 1/5 * dx) =∫[0,5](1100/(1 + x%) * 1/5 * dx) = 22000 * ln(100 + x)|[0,5] = 22000 * (ln105 - ln100) = 22000 * ln(105/100) = 22000 * ln1.05 = 1073.38(元) 27.设随机变量X的概率密度为:

x, 0 < x ≤ 1 2 – x, 1 < x < 2 0, 其它

f(x) =

求E(X)、E(X^2)和D(X)。

E(X)= ∫[-∞,+∞]x * f(x)dx =∫[0,1]x^2dx + ∫[1,2]x * (2 - x)dx = 1/3 * x^3|[0,1] + (x^2 – 1/3 * x^3)|[1,2] = 1

E(X^2)= ∫[-∞,+∞](x^2) * f(x)dx = ∫[0,1]x^3dx + ∫[1,2]x^2 * (2 - x)dx = 1/4 * x^4|[0,1] + (2/3 * x^3 – 1/4 * x^4)|[1,2] = 7/6

D(X) = E(X^2) – (E(X))^2 = 7/6 – 1 = 1/6

28.某学校3000名学生参加平安保险,每人每年向保险公司交付疾病或意外伤害死亡保险费15元。如果某学生在这一年内死亡,则其家长可从保险公司领取保险金额5000元。假设每名学生在这一年内死亡的概率为0.001,求:⑴保险公司在这一年内亏损的概率; ⑵保险公司在这一年内获得不少于20000元的概率。

以X记3000名参加保险的学生中一年内意外死亡的人数,则X~B(3000,0.001)。因此, P{5000X > 3000 * 15}表示保险公司亏损的概率;

P{3000 * 15 – 5000 * X≥20000}表示保险公司一年的利润不低于20000元的概率,由于n = 3000比较大,所以根据德莫彿-拉普拉斯(DeMoivre-Laplace)中心极限定理得:

⑴P{5000 * X > 3000 * 15} = P{X > 9}

= P{(X – n * p)/[(n * p * (1 - p))^0.5] > (9 – n * p)/[(n * p * (1 - p))^0.5]} = P{(X – 3000 * 0.001)/[(3000 * 0.001 * 0.999)^0.5] > (9 – 3)/(2.997^0.5)} = P{(X - 3)/(2.997^0.5) > 6 / (2.997^0.5)} = 1 - Φ(3.47) = 1 – 1 = 0

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