浅谈有关中心极限定理问题的计算
【摘 要】本文归纳了有关中心极限定理问题的特点,并详细介绍了有关中心极限定理问题的计算步骤,且通过例题作了具体说明。
【关键词】中心极限定理;正态分布;随机变量
关于中心极限定理问题主要以两种形式出现:一是直接给出独立同分布随机变量序列;二是通过实际问题间接给出。其求解步骤可归纳为:
1、根据实际问题,设随机变量X或独立同分布随机变量序列
。
2、分析X服从什么分布,并求数学期望和方差。
3、将该随机变量X标准化,即,则:
其中是标准正态分布函数。
【例1】某人要测量两地之间的距离,限于测量工具,将其分成1200段进行测量,设每段测量误差(单位:千米)相互独立,且均服从上的均匀分布。试求总距离测量误差的绝对值不超过20千米的概率。
解 设表示第段上的测量误差,则,
从而要求的概率为,因为独立同分布,且:
于是由中心极限定理知,近似服从,故:
【例2】(1)一个复杂系统由100个相互独立的元件组成,在系统运行期间每个元件损坏的概率为0.10,又知为使系统正常运行,至少必须有85个元件工作,求系统的可靠度(即正常运行的概率);(2)上述系统假如由个相互独立的元件组成,而且又要求至少有80%的元件工作才能使整个系统正常运行,问至少为多大时才能保证系统的可靠度为0.95?
解(1)设
为系统正常运行时完好的元件个数,于是。由题设可知服从分布。
于是:
故所求概率为:
(2)
而:
故:
参考文献:
[1]同济大学应用数学系.高等数学[M].北京:高等教育出版社(第5版),2000.
[2]许艾珍.高等数学应用教程[M].航空工业出版社,2010.
作者简介:廖为鲲(1980-),男,江苏盐城人,硕士,讲师,主要从事高等数学教学研究。