题目
Problem
In a large population 40% of adults use online banking.
A random sample of 50 adults is taken.
The random variable X represents the number of adults in the sample that use online banking.
(a) Find
(i) P(X=26)
(2)
(ii) P(X⩾26)
(2)
(iii) the smallest value of k such that P(X⩽k)>0.4
(1)
A random sample of 600 adults is taken.
(b) (i) Find, using a normal approximation, the probability that no more than 222 of these 600 adults use online banking.
(5)
(ii) Explain why a normal approximation is suitable in part (b)(i)
(1)
(Total for Question 1 is 11 marks)
题目中文翻译
在一个大型人群中,40% 的成年人使用网上银行。
随机抽取 50 名成年人。
随机变量 X 表示样本中使用网上银行的成年人数量。
(a) 求
(i) P(X=26)
(ii) P(X⩾26)
(iii) 使得 P(X⩽k)>0.4 的最小 k 值。
随机抽取 600 名成年人。
(b) (i) 使用正态近似,求这 600 名成年人中不超过 222 人使用网上银行的概率。
(ii) 解释为什么在 (b)(i) 中使用正态近似是合适的。
(第 1 题共 11 分)
解答
(a)(i)
解法一
思路
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每名成年人是否使用网上银行可视为一次成功概率为 0.4 的伯努利试验,随机抽取 50 人,所以 X 服从二项分布。使用二项分布的单点概率公式计算恰有 26 人使用网上银行的概率。
答题过程
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X∼B(50,0.4).
Therefore,
P(X=26)==≈(2650)(0.4)26(0.6)240.025938…0.0259.
解法二
思路
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官方二项分布累积表给出 P(X⩽x)。恰好取 26 的概率可以写成相邻两个累积概率之差。
答题过程
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Using the cumulative binomial tables,
P(X=26)===P(X⩽26)−P(X⩽25)0.9686−0.94270.0259.
(a)(ii)
解法一
思路
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累积二项分布表提供下尾概率。事件 X⩾26 的补事件是 X⩽25,因此用 1 减去表中对应的累积概率。
答题过程
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P(X⩾26)===1−P(X⩽25)1−0.94270.0573.
(a)(iii)
解法一
思路
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要证明某个整数是最小值,需要检查它达到 P(X⩽k)>0.4,同时前一个整数还没有达到。比较二项分布的两个相邻累积概率即可。
答题过程
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From the cumulative binomial tables,
P(X⩽18)=0.3356<0.4
and
P(X⩽19)=0.4465>0.4.
Therefore, the smallest possible value is
k=19.
(b)(i)
解法一
思路
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设 600 人中使用网上银行的人数为 Y,则 Y∼B(600,0.4)。正态近似的均值为 np=240,方差为 np(1−p)=144。由于要近似离散事件 Y⩽222,连续性修正后的上界为 222.5。
答题过程
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Let Y be the number of adults who use online banking. Then
Y∼B(600,0.4),
with
μ=600(0.4)=240
and
σ2=600(0.4)(0.6)=144.
Using J∼N(240,144) and applying a continuity correction,
P(Y⩽222)≈===≈P(J<222.5)P(Z<12222.5−240)P(Z<−1.4583…)0.072374…0.0724.
(b)(ii)
解法一
思路
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二项分布能否合理地用正态分布近似,要同时考虑试验次数和成功概率。本题样本量 600 很大,而且 p=0.4 接近 0.5,所以二项分布不会严重偏斜。
答题过程
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The value of n is large and p=0.4 is close to 0.5, so a normal approximation is suitable.