| 5.3.5 随机事件的独立性 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二

第五章 统计与概率

5.3 概率

5.3.5 随机事件的独立性

某公司为考核员工,采用某方案对员工进行业务技能测试,并统计分析测试成绩以确定员工绩效等级.
$(1)$已知该公司甲部门有$3$名负责人,乙部门有$4$名负责人,该公司从甲、乙两部门中随机选取$3$名负责人做测试分析,记负责人来自甲部门的人数为$X$,求$X$的最有可能的取值:
$(2)$该公司统计了七个部门测试的平均成绩$x($满分$100$分)与绩效等级优秀率$y$,如下表所示:

$x$

$32$

$41$

$54$

$68$

$74$

$80$

$92$

$y$

$0.28$

$0.34$

$0.44$

$0.58$

$0.66$

$0.74$

$0.94$

根据数据绘制散点图,初步判断,选用$y=\lambda {\rm e}^{cx}$作为回归方程.令$z=\ln y$,经计算得$\overline{z}=-0.642,\dfrac{\sum\limits_{i=1}^{7}{x}_{i}{z}_{i}-7\overline{x}\overline{z}}{\sum\limits_{i=1}^{7}{x}_{i}^{2}-7{\overline{x}}^{2}}{\approx }0.02 $.
$($ⅰ)已知某部门测试的平均成绩为$60$,估计其绩效等级优秀率;
$($ⅱ)根据统计分析,大致认为各部门测试平均成绩$x\sim N\left(\mu ,\sigma ^{2}\right)$,其中$\mu $近似为样本平均数$\overline{x},\sigma ^{2}$近似为样本方差$s^{2}$.经计算$s\approx 20$,求某个部门绩效等级优秀率不低于$0.78$的概率.
参考公式与数据:①$\ln 0.15\approx -1.9$${\rm e}^{1.2}\approx 3.32$$\ln 5.2\approx 1.66$.
②线性回归方程$\hat{y}=\hat{b}x+\hat{a}$中,$\hat{b}=\dfrac{\sum\limits_{i=1}^{n}{{x}_{i}{y}_{i}}-n\overline{xy}}{\sum\limits_{i=1}^{n}{{x}_{i}^{2}}-n\overline{x}^{2}},\hat{a}=\overline{y}-\hat{b}\overline{x}$.
③若随机变量$X\sim N\left(\mu ,\sigma ^{2}\right)$,则$P\left(\mu -\sigma\ \ \lt X \lt \mu +\sigma \right)=0.6826,P\left(\mu -2\sigma\ \ \lt X \lt \mu +2\sigma \right)=0.9544$$P\left(\mu -3\sigma\ \ \lt X \lt \mu +3\sigma \right)=0.9974$.

[["

$(1)$ $1$
$(2)(i)0.498$
$(ⅱ)0.1587$

"]]

$(1)$依题意,随机变量$X$服从超几何分布,$X=0$$1$$2$$3$
$P\left(X=0\right)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{0}\cdot {\rm C}_{4}^{3}}{{\rm C}_{7}^{3}}=\dfrac{4}{35},P\left(X=1\right)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{1}\cdot {\rm C}_{4}^{2}}{{\rm C}_{7}^{3}}=\dfrac{18}{35},P\left(X=2\right)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{2}\cdot {\rm C}_{4}^{1}}{{\rm C}_{7}^{3}}=\dfrac{12}{35},P\left(X=3\right)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{3}\cdot {\rm C}_{4}^{0}}{{\rm C}_{7}^{3}}=\dfrac{1}{35}$.
由此可得$P\left(X=1\right)=\dfrac{18}{35}$最大,即$X=1$的可能性最大,故$X$最有可能的取值为$1$
$(2)\left(i\right)$依题意,$y=\lambda \cdot {\rm e}^{\alpha }$两边取对数,得$\ln y=cx+\ln \lambda $
$z=cx+\ln \lambda $,其中$\overline{x}=63$
由提供的参考数据,可知$c=0.02$,又$-0.642=0.02\times 63+\ln \lambda $,故$\ln \lambda \approx -1.9$
由提供的参考数据,可得$\lambda \approx 0.15$,故$\hat{y}=0.15\cdot {{\rm e}}^{0.02x}$
$x=60$时,$j\approx 0.498$
$\left(ii\right)$$\left(i\right)$及提供的参考数据可知,$\mu \approx \overline{x}=63$$\sigma \approx s\approx 20.y\geqslant 0.78$
$0.15\cdot {\rm e}^{0.02x}\geqslant 0.78$,可得$0.02x\geqslant \ln 5.2$,即$x\geqslant 83$.
$\mu +\sigma =83$,且$P\left(\mu -\sigma\ \ \lt X \lt \mu +\sigma \right)=0.6826$
由正态分布的性质,得$P(x\geqslant 83)=\dfrac{1}{2}[1-P(\mu -\sigma \lt x\lt \mu +\sigma )]=0.1587$
记“绩效等级优秀率不低于$0.78$”为事件$A$,则$P\left(A\right)=P\left(x\geqslant 83\right)=0.1587$
所以绩效等级优秀率不低于$0.78$的概率等于$0.1587$.

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