题目
Problem
An orchard produces apples.
The weights, A grams, of its apples are normally distributed with mean μ grams and standard deviation σ grams.
It is known that
P(A<162)=0.1andP(162<A<175)=0.7508.
(a) Calculate the value of μ and the value of σ.
(5)
A second orchard also produces apples.
The weights, B grams, of its apples have distribution B∼N(215,102).
An outlier is a value that is
greater than Q3+1.5×(Q3−Q1)
or
smaller than Q1−1.5×(Q3−Q1).
An apple is selected at random from this second orchard.
Using Q3=221.74 grams,
(b) find the probability that this apple is an outlier.
(5)
题目中文翻译
一个果园生产苹果。该果园苹果的重量 A 克服从均值为 μ 克、标准差为 σ 克的正态分布。
已知
P(A<162)=0.1且P(162<A<175)=0.7508.
(a) 计算 μ 和 σ 的值。
另一个果园也生产苹果。该果园苹果的重量 B 克服从分布 B∼N(215,102)。
离群值是满足下列条件之一的数值:
大于 Q3+1.5×(Q3−Q1)
或
小于 Q1−1.5×(Q3−Q1).
从第二个果园随机选取一个苹果。
使用 Q3=221.74 克,
(b) 求这个苹果为离群值的概率。
解答
(a)
解法一
思路
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P(A<162)=0.1 给出第 10 百分位,对应标准正态值约为 −1.2816。
又因为
P(162<A<175)=0.7508,
所以
P(A<175)=0.8508.
查表得 0.8508 对应 z=1.04。这就得到两个关于 μ,σ 的方程。
答题过程
展开
From
P(A<162)=0.1,
the corresponding z-value is −1.2816, so
σ162−μ=−1.2816.
Hence
μ−1.2816σ=162.
Also,
P(A<175)===P(A<162)+P(162<A<175)0.1+0.75080.8508.
The corresponding z-value is 1.04, so
σ175−μ=1.04.
Hence
μ+1.04σ=175.
Solving the two equations,
2.3216σ==σ=175−162135.5995….
Then
μ==175−1.04(5.5995…)169.176….
Therefore
μ=169,σ=5.6
to 3 significant figures.
(b)
解法一
思路
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第二个 orchard 的分布关于平均数 215 对称。已知
Q3=221.74,
所以
Q1=215−(221.74−215)=208.26.
先求 IQR,再求上、下离群边界。由于正态分布对称,两个尾部概率相同,可以求一边再乘以 2。
答题过程
展开
Since B∼N(215,102) is symmetric about 215,
Q1==215−(221.74−215)208.26.
So
Q3−Q1==221.74−208.2613.48.
The upper outlier limit is
221.74+1.5(13.48)=241.96.
The lower outlier limit is
208.26−1.5(13.48)=188.04.
Therefore
P(outlier)=P(B<188.04)+P(B>241.96).
By symmetry, these two probabilities are equal, so
P(outlier)===≈=2P(B>241.96)2P(Z>10241.96−215)2P(Z>2.696)2(0.0035)0.0070.
So the probability that the apple is an outlier is approximately
0.007.
解法二
思路
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先求苹果重量落在两个离群边界之间的概率,再用补集求离群概率。
答题过程
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The probability that the apple is not an outlier is
P(188.04<B<241.96)==P(−2.696<Z<2.696)0.9930 (approximately).
Therefore
P(outlier)==1−0.99300.0070.