Question

【題目】為了監(jiān)控某種零件的一條生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程，檢驗(yàn)員每天從該生產(chǎn)線上隨機(jī)抽取16個(gè)零件，并測量其尺寸（單位：cm）．根據(jù)長期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可以認(rèn)為這條生產(chǎn)線正常狀態(tài)下生產(chǎn)的零件的尺寸服從正態(tài)分布N（μ，σ2）．（12分）
（1）假設(shè)生產(chǎn)狀態(tài)正常，記X表示一天內(nèi)抽取的16個(gè)零件中其尺寸在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外的零件數(shù)，求P（X≥1）及X的數(shù)學(xué)期望；
（2）一天內(nèi)抽檢零件中，如果出現(xiàn)了尺寸在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外的零件，就認(rèn)為這條生產(chǎn)線在這一天的生產(chǎn)過程可能出現(xiàn)了異常情況，需對(duì)當(dāng)天的生產(chǎn)過程進(jìn)行檢查．
（ⅰ）試說明上述監(jiān)控生產(chǎn)過程方法的合理性；
（ⅱ）下面是檢驗(yàn)員在一天內(nèi)抽取的16個(gè)零件的尺寸：

9.95	10.12	9.96	9.96	10.01	9.92	9.98	10.04
10.26	9.91	10.13	10.02	9.22	10.04	10.05	9.95

經(jīng)計(jì)算得 = =9.97，s= = ≈0.212，其中xi為抽取的第i個(gè)零件的尺寸，i=1，2，…，16．
用樣本平均數(shù) 作為μ的估計(jì)值 ，用樣本標(biāo)準(zhǔn)差s作為σ的估計(jì)值 ，利用估計(jì)值判斷是否需對(duì)當(dāng)天的生產(chǎn)過程進(jìn)行檢查？剔除（ ﹣3 +3 ）之外的數(shù)據(jù)，用剩下的數(shù)據(jù)估計(jì)μ和σ（精確到0.01）．
附：若隨機(jī)變量Z服從正態(tài)分布N（μ，σ2），則P（μ﹣3σ＜Z＜μ+3σ）=0.9974，0.997416≈0.9592， ≈0.09．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由題可知尺寸落在（μ﹣3σ，μ+3σ）之內(nèi)的概率為0.9974，

則落在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外的概率為1﹣0.9974=0.0026，

因?yàn)镻（X=0）= ×（1﹣0.9974）0×0.997416≈0.9592，

所以P（X≥1）=1﹣P（X=0）=0.0408，

又因?yàn)閄～B（16，0.0026），

所以E（X）=16×0.0026=0.0416；

（2）

（ⅰ）由（1）知尺寸落在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外的概率為0.0026，

由正態(tài)分布知尺寸落在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外為小概率事件，

因此上述監(jiān)控生產(chǎn)過程方法合理；

（ⅱ）因?yàn)橛脴颖酒骄鶖?shù) 作為μ的估計(jì)值 ，用樣本標(biāo)準(zhǔn)差s作為σ的估計(jì)值 ，

且 = =9.97，s= = ≈0.212，

所以 ﹣3 =9.97﹣3×0.212=9.334， +3 =9.97+3×0.212=10.606，

所以9.22（ ﹣3 +3 ）=（9.334，10.606），

因此需要對(duì)當(dāng)天的生產(chǎn)過程進(jìn)行檢查，剔除（ ﹣3 +3 ）之外的數(shù)據(jù)9.22，

則剩下的數(shù)據(jù)估計(jì)μ= =10.02，

將剔除掉9.22后剩下的15個(gè)數(shù)據(jù)，利用方差的計(jì)算公式代入計(jì)算可知σ2≈0.008，

所以σ≈0.09．

【解析】（1.）通過P（X=0）可求出P（X≥1）=1﹣P（X=0）=0.0408，利用二項(xiàng)分布的期望公式計(jì)算可得結(jié)論；
（2.）（ⅰ）由（1）及知落在（μ﹣3σ，μ+3σ）之外為小概率事件可知該監(jiān)控生產(chǎn)過程方法合理；
（ⅱ）通過樣本平均數(shù) 、樣本標(biāo)準(zhǔn)差s估計(jì) 、 可知（ ﹣3 +3 ）=（9.334，10.606），進(jìn)而需剔除（ ﹣3 +3 ）之外的數(shù)據(jù)9.22，利用公式計(jì)算即得結(jié)論．