概率论与数理统计期末大题模板+标准答案+采分点(超全汇总)
概率论与数理统计期末大题模板+标准答案+采分点(超全汇总)
作者:培风图南以星河揽胜
🔥 期末冲刺必备 | 全覆盖大题题型 | 标准答题模板 | 详细采分点标注 | 一题抵多题
前言
临近期末考试,概率论与数理统计作为大学公共课与理工科核心课程,历来是挂科重灾区。尤其是大题部分,分值占比高、题型固定、步骤分严格,只要掌握标准答题模板,记住采分点,即使不完全理解思路,也能稳稳拿到步骤分。
本文汇总了概率论与数理统计所有高频大题题型,包含:古典概型、条件概率与全概率/贝叶斯、一维随机变量分布、二维随机变量、数字特征、中心极限定理、统计量与抽样分布、矩估计、极大似然估计 9大类大题。每道题均配备:
✅ 典型母题
✅ 标准答案(标准书写格式,直接可照搬)
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全文超万字,覆盖期末90%以上大题考点,建议收藏打印,考前直接背诵模板!
文章目录
- 概率论与数理统计期末大题模板+标准答案+采分点(超全汇总)
-
- 前言
- 一、全概率公式 & 贝叶斯公式大题(必考10~15分)
-
- 题型说明
- 母题
- 标准答案
-
- (1)求全厂产品的次品率
- (2)求次品来自甲机器的概率
- 采分点(共12分)
- 通用答题模板(直接背)
- 二、一维离散型随机变量大题(8~10分)
-
- 题型说明
- 母题
- 标准答案
-
- (1)求分布函数
F
(
x
)
=
P
(
X
≤
x
)
F(x)=P(Xleq x)
F(x)=P(X≤x) - (2)求数学期望
E
(
X
)
E(X)
E(X) - (3)求方差
D
(
X
)
D(X)
D(X)
- (1)求分布函数
- 采分点(共10分)
- 三、一维连续型随机变量大题(必考8~10分)
-
- 题型说明
- 母题
- 标准答案
-
- (1)求
k
k
k - (2)求
F
(
x
)
F(x)
F(x) - (3)求
P
(
0.5
<
X
<
1.5
)
P(0.5<X<1.5)
P(0.5<X<1.5) - (4)求
E
(
X
)
,
D
(
X
)
E(X),D(X)
E(X),D(X)
- (1)求
- 采分点(共10分)
- 四、二维离散型随机变量大题(10~12分)
-
- 母题
- 标准答案
-
- (1)边缘分布律
- (2)独立性判断
- (3)协方差
C
o
v
(
X
,
Y
)
mathrm{Cov}(X,Y)
Cov(X,Y)
- 采分点
- 五、二维连续型随机变量大题(必考10~12分)
-
- 母题
- 标准答案
-
- (1)边缘密度
- (2)独立性
- (3)求
P
(
X
+
Y
<
1
)
P(X+Y<1)
P(X+Y<1)
- 六、数字特征综合大题(10~12分)
-
- 母题
- 标准答案
- 七、中心极限定理大题(10分)
-
- 母题
- 标准答案
- 八、矩估计大题(10分)
-
- 母题
- 标准答案
- 九、极大似然估计大题(必考10~12分)
-
- 母题
- 标准答案
- 十、统计量与抽样分布小题型(常嵌入大题)
-
- 核心结论(直接背)
- 十一、期末大题通用答题规范(阅卷老师最爱)
- 十二、高频易错点总结(避免丢分)
- 结语
一、全概率公式 & 贝叶斯公式大题(必考10~15分)
题型说明
每年期末必考一道应用题,属于送分题,核心是“划分样本空间→写全概率→写贝叶斯”。
母题
某工厂有三台机器生产同一种产品,甲、乙、丙机器产量分别占总产量的 25%、35%、40%,各机器次品率分别为 5%、4%、2%。
(1)求全厂产品的次品率;
(2)从中任取一件产品,发现是次品,求此次品由甲机器生产的概率。
标准答案
(1)求全厂产品的次品率
设事件:
-
A
1
A_1
A1:产品由甲机器生产 -
A
2
A_2
A2:产品由乙机器生产 -
A
3
A_3
A3:产品由丙机器生产 -
B
B
B:产品为次品
由题意:
P
(
A
1
)
=
0.25
,
P
(
A
2
)
=
0.35
,
P
(
A
3
)
=
0.40
P(A_1)=0.25, P(A_2)=0.35, P(A_3)=0.40
P(A1)=0.25, P(A2)=0.35, P(A3)=0.40
P
(
B
∣
A
1
)
=
0.05
,
P
(
B
∣
A
2
)
=
0.04
,
P
(
B
∣
A
3
)
=
0.02
P(B|A_1)=0.05, P(B|A_2)=0.04, P(B|A_3)=0.02
P(B∣A1)=0.05, P(B∣A2)=0.04, P(B∣A3)=0.02
由全概率公式:
P
(
B
)
=
∑
i
=
1
3
P
(
A
i
)
P
(
B
∣
A
i
)
P(B)=sum_{i=1}^3 P(A_i)P(B|A_i)
P(B)=i=1∑3P(Ai)P(B∣Ai)
代入计算:
P
(
B
)
=
0.25
×
0.05
+
0.35
×
0.04
+
0.40
×
0.02
=
0.0125
+
0.014
+
0.008
=
0.0345
begin{aligned} P(B)&= 0.25times0.05 + 0.35times0.04 + 0.40times0.02 \ &= 0.0125 + 0.014 + 0.008 \ &= 0.0345 end{aligned}
P(B)=0.25×0.05+0.35×0.04+0.40×0.02=0.0125+0.014+0.008=0.0345
(2)求次品来自甲机器的概率
由贝叶斯公式:
P
(
A
1
∣
B
)
=
P
(
A
1
)
P
(
B
∣
A
1
)
P
(
B
)
P(A_1|B)=frac{P(A_1)P(B|A_1)}{P(B)}
P(A1∣B)=P(B)P(A1)P(B∣A1)
代入:
P
(
A
1
∣
B
)
=
0.25
×
0.05
0.0345
=
0.0125
0.0345
=
25
69
≈
0.3623
P(A_1|B)=frac{0.25times0.05}{0.0345} =frac{0.0125}{0.0345} =frac{25}{69}approx 0.3623
P(A1∣B)=0.03450.25×0.05=0.03450.0125=6925≈0.3623
采分点(共12分)
- 正确定义事件
A
1
,
A
2
,
A
3
,
B
A_1,A_2,A_3,B
A1,A2,A3,B:2分 - 正确写出先验概率
P
(
A
i
)
P(A_i)
P(Ai):1分 - 正确写出条件概率
P
(
B
∣
A
i
)
P(B|A_i)
P(B∣Ai):1分 - 写出全概率公式原式:2分
- 代入计算正确,得到
P
(
B
)
P(B)
P(B):2分 - 写出贝叶斯公式原式:2分
- 代入计算得到最终结果:2分
通用答题模板(直接背)
-
设事件:
设
A
1
,
A
2
,
…
,
A
n
A_1,A_2,dots,A_n
A1,A2,…,An 为样本空间划分,
B
B
B 为结果事件。 -
写已知概率:
P
(
A
i
)
=
…
,
P
(
B
∣
A
i
)
=
…
P(A_i)=dots, P(B|A_i)=dots
P(Ai)=…, P(B∣Ai)=… -
全概率公式:
P
(
B
)
=
∑
i
=
1
n
P
(
A
i
)
P
(
B
∣
A
i
)
displaystyle P(B)=sum_{i=1}^n P(A_i)P(B|A_i)
P(B)=i=1∑nP(Ai)P(B∣Ai) -
贝叶斯公式:
P
(
A
k
∣
B
)
=
P
(
A
k
)
P
(
B
∣
A
k
)
P
(
B
)
displaystyle P(A_k|B)=frac{P(A_k)P(B|A_k)}{P(B)}
P(Ak∣B)=P(B)P(Ak)P(B∣Ak)
二、一维离散型随机变量大题(8~10分)
题型说明
求分布律、分布函数、数学期望、方差,步骤固定。
母题
设随机变量
X
X
X 的分布律为:
X X X |
0 | 1 1 1 |
2 2 2 |
3 3 3 |
|---|---|---|---|---|
P P P |
0.1 0.1 0.1 |
0.2 0.2 0.2 |
0.5 0.5 0.5 |
0.2 0.2 0.2 |
(1)求分布函数
F
(
x
)
F(x)
F(x);
(2)求
E
(
X
)
E(X)
E(X);
(3)求
D
(
X
)
D(X)
D(X)。
标准答案
(1)求分布函数
F
(
x
)
=
P
(
X
≤
x
)
F(x)=P(Xleq x)
F(x)=P(X≤x)
F
(
x
)
=
{
,
x
<
0.1
,
≤
x
<
1
0.1
+
0.2
=
0.3
,
1
≤
x
<
2
0.3
+
0.5
=
0.8
,
2
≤
x
<
3
1
,
x
≥
3
F(x)= begin{cases} 0,&x<0\ 0.1,&0leq x<1\ 0.1+0.2=0.3,&1leq x<2\ 0.3+0.5=0.8,&2leq x<3\ 1,&xgeq 3 end{cases}
F(x)=⎩⎨⎧0,0.1,0.1+0.2=0.3,0.3+0.5=0.8,1,x<00≤x<11≤x<22≤x<3x≥3
(2)求数学期望
E
(
X
)
E(X)
E(X)
E
(
X
)
=
∑
x
k
p
k
=
×
0.1
+
1
×
0.2
+
2
×
0.5
+
3
×
0.2
=
+
0.2
+
1.0
+
0.6
=
1.8
begin{aligned} E(X)&=sum x_k p_k \ &= 0times0.1 + 1times0.2 + 2times0.5 + 3times0.2 \ &= 0 + 0.2 + 1.0 + 0.6 \ &= 1.8 end{aligned}
E(X)=∑xkpk=0×0.1+1×0.2+2×0.5+3×0.2=0+0.2+1.0+0.6=1.8
(3)求方差
D
(
X
)
D(X)
D(X)
先求
E
(
X
2
)
E(X^2)
E(X2):
E
(
X
2
)
=
∑
x
k
2
p
k
=
2
×
0.1
+
1
2
×
0.2
+
2
2
×
0.5
+
3
2
×
0.2
=
+
0.2
+
2.0
+
1.8
=
4.0
begin{aligned} E(X^2)&=sum x_k^2 p_k \ &= 0^2times0.1 + 1^2times0.2 + 2^2times0.5 + 3^2times0.2 \ &= 0 + 0.2 + 2.0 + 1.8 \ &= 4.0 end{aligned}
E(X2)=∑xk2pk=02×0.1+12×0.2+22×0.5+32×0.2=0+0.2+2.0+1.8=4.0
方差公式:
D
(
X
)
=
E
(
X
2
)
−
[
E
(
X
)
]
2
D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2
D(X)=E(X2)−[E(X)]2
代入:
D
(
X
)
=
4.0
−
(
1.8
)
2
=
4
−
3.24
=
0.76
D(X)=4.0 – (1.8)^2 = 4 – 3.24 = 0.76
D(X)=4.0−(1.8)2=4−3.24=0.76
采分点(共10分)
- 分布函数分段正确:3分
- 期望公式正确 + 计算正确:2分
-
E
(
X
2
)
E(X^2)
E(X2) 计算正确:2分 - 方差公式正确 + 结果正确:3分
三、一维连续型随机变量大题(必考8~10分)
题型说明
给密度函数
f
(
x
)
f(x)
f(x),求分布函数、概率、期望、方差。
母题
设随机变量
X
X
X 的概率密度:
f
(
x
)
=
{
k
x
,
<
x
<
2
,
其他
f(x)= begin{cases} kx,&0<x<2\ 0,&text{其他} end{cases}
f(x)={kx,0,0<x<2其他
(1)求常数
k
k
k;
(2)求分布函数
F
(
x
)
F(x)
F(x);
(3)求
P
(
0.5
<
X
<
1.5
)
P(0.5<X<1.5)
P(0.5<X<1.5);
(4)求
E
(
X
)
E(X)
E(X) 与
D
(
X
)
D(X)
D(X)。
标准答案
(1)求
k
k
k
由规范性:
∫
−
∞
+
∞
f
(
x
)
d
x
=
1
int_{-infty}^{+infty}f(x)dx=1
∫−∞+∞f(x)dx=1
即:
∫
2
k
x
d
x
=
1
int_0^2 kx dx = 1
∫02kxdx=1
计算:
k
⋅
x
2
2
∣
2
=
k
⋅
4
2
=
2
k
=
1
⟹
k
=
1
2
kcdotfrac{x^2}{2}bigg|_0^2 = kcdotfrac{4}{2}=2k=1 implies k=frac12
k⋅2x202=k⋅24=2k=1⟹k=21
(2)求
F
(
x
)
F(x)
F(x)
F
(
x
)
=
∫
−
∞
x
f
(
t
)
d
t
F(x)=int_{-infty}^x f(t)dt
F(x)=∫−∞xf(t)dt
分段:
-
x
<
x<0
x<0:
F
(
x
)
=
F(x)=0
F(x)=0 -
≤
x
<
2
0leq x<2
0≤x<2:
F
(
x
)
=
∫
x
1
2
t
d
t
=
x
2
4
F(x)=int_0^x frac12 t dt = frac{x^2}{4}
F(x)=∫0x21tdt=4x2 -
x
≥
2
xgeq 2
x≥2:
F
(
x
)
=
1
F(x)=1
F(x)=1
综上:
F
(
x
)
=
{
,
x
<
x
2
4
,
≤
x
<
2
1
,
x
≥
2
F(x)= begin{cases} 0,&x<0\ dfrac{x^2}{4},&0leq x<2\ 1,&xgeq 2 end{cases}
F(x)=⎩⎨⎧0,4x2,1,x<00≤x<2x≥2
(3)求
P
(
0.5
<
X
<
1.5
)
P(0.5<X<1.5)
P(0.5<X<1.5)
P
(
0.5
<
X
<
1.5
)
=
∫
0.5
1.5
1
2
x
d
x
=
1
2
⋅
x
2
2
∣
0.5
1.5
=
1
4
(
2.25
−
0.25
)
=
2
4
=
0.5
begin{aligned} P(0.5<X<1.5) &=int_{0.5}^{1.5}frac12 x dx \ &=frac12cdotfrac{x^2}{2}bigg|_{0.5}^{1.5} \ &=frac14left(2.25 – 0.25right) \ &=frac{2}{4}=0.5 end{aligned}
P(0.5<X<1.5)=∫0.51.521xdx=21⋅2x20.51.5=41(2.25−0.25)=42=0.5
(4)求
E
(
X
)
,
D
(
X
)
E(X),D(X)
E(X),D(X)
期望:
E
(
X
)
=
∫
−
∞
+
∞
x
f
(
x
)
d
x
=
∫
2
x
⋅
1
2
x
d
x
=
1
2
∫
2
x
2
d
x
=
1
2
⋅
8
3
=
4
3
E(X)=int_{-infty}^{+infty}x f(x)dx =int_0^2 xcdotfrac12 x dx =frac12int_0^2 x^2 dx =frac12cdotfrac{8}{3}=frac43
E(X)=∫−∞+∞xf(x)dx=∫02x⋅21xdx=21∫02x2dx=21⋅38=34
E
(
X
2
)
E(X^2)
E(X2):
E
(
X
2
)
=
∫
2
x
2
⋅
1
2
x
d
x
=
1
2
⋅
16
4
=
2
E(X^2)=int_0^2 x^2cdotfrac12 x dx =frac12cdotfrac{16}{4}=2
E(X2)=∫02x2⋅21xdx=21⋅416=2
方差:
D
(
X
)
=
E
(
X
2
)
−
[
E
(
X
)
]
2
=
2
−
16
9
=
2
9
D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2 =2-frac{16}{9}=frac{2}{9}
D(X)=E(X2)−[E(X)]2=2−916=92
采分点(共10分)
- 规范性条件列式正确:1分
- 积分求出
k
k
k 正确:1分 - 分布函数分段完整正确:3分
- 概率积分列式 + 结果:1分
- 期望积分正确:1分
-
E
(
X
2
)
E(X^2)
E(X2) 正确:1分 - 方差结果正确:1分
四、二维离散型随机变量大题(10~12分)
母题
设
(
X
,
Y
)
(X,Y)
(X,Y) 联合分布律:
X ∖ Y Xsetminus Y X∖Y |
0 | 1 1 1 |
|---|---|---|
| 0 | 0.1 0.1 0.1 |
0.3 0.3 0.3 |
1 1 1 |
0.2 0.2 0.2 |
0.4 0.4 0.4 |
(1)求边缘分布律;
(2)判断
X
,
Y
X,Y
X,Y 是否独立;
(3)求
C
o
v
(
X
,
Y
)
mathrm{Cov}(X,Y)
Cov(X,Y)。
标准答案
(1)边缘分布律
X
X
X 边缘:
P
(
X
=
)
=
0.1
+
0.3
=
0.4
,
P
(
X
=
1
)
=
0.2
+
0.4
=
0.6
P(X=0)=0.1+0.3=0.4,quad P(X=1)=0.2+0.4=0.6
P(X=0)=0.1+0.3=0.4,P(X=1)=0.2+0.4=0.6
Y
Y
Y 边缘:
P
(
Y
=
)
=
0.1
+
0.2
=
0.3
,
P
(
Y
=
1
)
=
0.3
+
0.4
=
0.7
P(Y=0)=0.1+0.2=0.3,quad P(Y=1)=0.3+0.4=0.7
P(Y=0)=0.1+0.2=0.3,P(Y=1)=0.3+0.4=0.7
(2)独立性判断
独立充要条件:
p
i
j
=
p
i
⋅
⋅
p
⋅
j
p_{ij}=p_{icdot}cdot p_{cdot j}
pij=pi⋅⋅p⋅j
检验:
P
(
X
=
,
Y
=
)
=
0.1
P(X=0,Y=0)=0.1
P(X=0,Y=0)=0.1
P
(
X
=
)
P
(
Y
=
)
=
0.4
×
0.3
=
0.12
≠
0.1
P(X=0)P(Y=0)=0.4times0.3=0.12neq 0.1
P(X=0)P(Y=0)=0.4×0.3=0.12=0.1
故
X
X
X 与
Y
Y
Y 不独立。
(3)协方差
C
o
v
(
X
,
Y
)
mathrm{Cov}(X,Y)
Cov(X,Y)
C
o
v
(
X
,
Y
)
=
E
(
X
Y
)
−
E
(
X
)
E
(
Y
)
mathrm{Cov}(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)
Cov(X,Y)=E(XY)−E(X)E(Y)
计算:
E
(
X
)
=
×
0.4
+
1
×
0.6
=
0.6
E(X)=0times0.4+1times0.6=0.6
E(X)=0×0.4+1×0.6=0.6
E
(
Y
)
=
×
0.3
+
1
×
0.7
=
0.7
E(Y)=0times0.3+1times0.7=0.7
E(Y)=0×0.3+1×0.7=0.7
E
(
X
Y
)
=
1
×
1
×
0.4
=
0.4
E(XY)=1times1times0.4=0.4
E(XY)=1×1×0.4=0.4
因此:
C
o
v
(
X
,
Y
)
=
0.4
−
0.6
×
0.7
=
0.4
−
0.42
=
−
0.02
mathrm{Cov}(X,Y)=0.4 – 0.6times0.7=0.4-0.42=-0.02
Cov(X,Y)=0.4−0.6×0.7=0.4−0.42=−0.02
采分点
- 边缘分布计算正确:3分
- 写出独立充要条件:2分
- 举出反例得出结论:2分
- 协方差公式正确:1分
-
E
(
X
)
,
E
(
Y
)
,
E
(
X
Y
)
E(X),E(Y),E(XY)
E(X),E(Y),E(XY) 正确:3分 - 最终结果正确:1分
五、二维连续型随机变量大题(必考10~12分)
母题
设
(
X
,
Y
)
(X,Y)
(X,Y) 联合密度:
f
(
x
,
y
)
=
{
2
,
<
y
<
x
<
1
,
其他
f(x,y)= begin{cases} 2,&0<y<x<1\ 0,&text{其他} end{cases}
f(x,y)={2,0,0<y<x<1其他
(1)求边缘密度
f
X
(
x
)
,
f
Y
(
y
)
f_X(x),f_Y(y)
fX(x),fY(y);
(2)判断独立性;
(3)求
P
(
X
+
Y
<
1
)
P(X+Y<1)
P(X+Y<1)。
标准答案
(1)边缘密度
f
X
(
x
)
f_X(x)
fX(x):
f
X
(
x
)
=
∫
−
∞
+
∞
f
(
x
,
y
)
d
y
f_X(x)=int_{-infty}^{+infty}f(x,y)dy
fX(x)=∫−∞+∞f(x,y)dy
当
<
x
<
1
0<x<1
0<x<1:
f
X
(
x
)
=
∫
x
2
d
y
=
2
x
f_X(x)=int_0^x 2 dy=2x
fX(x)=∫0x2dy=2x
其他为0:
f
X
(
x
)
=
{
2
x
,
<
x
<
1
,
其他
f_X(x)= begin{cases} 2x,&0<x<1\ 0,&text{其他} end{cases}
fX(x)={2x,0,0<x<1其他
f
Y
(
y
)
f_Y(y)
fY(y):
当
<
y
<
1
0<y<1
0<y<1:
f
Y
(
y
)
=
∫
y
1
2
d
x
=
2
(
1
−
y
)
f_Y(y)=int_y^1 2 dx=2(1-y)
fY(y)=∫y12dx=2(1−y)
f
Y
(
y
)
=
{
2
(
1
−
y
)
,
<
y
<
1
,
其他
f_Y(y)= begin{cases} 2(1-y),&0<y<1\ 0,&text{其他} end{cases}
fY(y)={2(1−y),0,0<y<1其他
(2)独立性
f
(
x
,
y
)
≢
f
X
(
x
)
f
Y
(
y
)
f(x,y)notequiv f_X(x)f_Y(y)
f(x,y)≡fX(x)fY(y)
故 不独立。
(3)求
P
(
X
+
Y
<
1
)
P(X+Y<1)
P(X+Y<1)
积分区域:
<
y
<
x
<
1
,
x
+
y
<
1
0<y<x<1, x+y<1
0<y<x<1, x+y<1
P
(
X
+
Y
<
1
)
=
∫
y
=
0.5
∫
x
=
y
1
−
y
2
d
x
d
y
P(X+Y<1)=int_{y=0}^{0.5}int_{x=y}^{1-y}2dxdy
P(X+Y<1)=∫y=00.5∫x=y1−y2dxdy
内层:
∫
y
1
−
y
2
d
x
=
2
(
1
−
2
y
)
int_y^{1-y}2dx=2(1-2y)
∫y1−y2dx=2(1−2y)
外层:
∫
0.5
2
(
1
−
2
y
)
d
y
=
2
(
y
−
y
2
)
∣
0.5
=
2
×
0.25
=
0.5
int_0^{0.5}2(1-2y)dy =2left(y-y^2right)bigg|_0^{0.5}=2times0.25=0.5
∫00.52(1−2y)dy=2(y−y2)00.5=2×0.25=0.5
六、数字特征综合大题(10~12分)
母题
设
X
∼
U
(
,
2
)
Xsim U(0,2)
X∼U(0,2),
Y
=
2
X
+
1
Y=2X+1
Y=2X+1,求
E
(
Y
)
,
D
(
Y
)
,
ρ
X
Y
E(Y),D(Y),rho_{XY}
E(Y),D(Y),ρXY。
标准答案
E
(
X
)
=
+
2
2
=
1
,
D
(
X
)
=
(
2
−
)
2
12
=
1
3
E(X)=frac{0+2}{2}=1,quad D(X)=frac{(2-0)^2}{12}=frac13
E(X)=20+2=1,D(X)=12(2−0)2=31
E
(
Y
)
=
E
(
2
X
+
1
)
=
2
E
(
X
)
+
1
=
3
E(Y)=E(2X+1)=2E(X)+1=3
E(Y)=E(2X+1)=2E(X)+1=3
D
(
Y
)
=
D
(
2
X
+
1
)
=
4
D
(
X
)
=
4
3
D(Y)=D(2X+1)=4D(X)=frac43
D(Y)=D(2X+1)=4D(X)=34
C
o
v
(
X
,
Y
)
=
C
o
v
(
X
,
2
X
+
1
)
=
2
D
(
X
)
=
2
3
mathrm{Cov}(X,Y)=mathrm{Cov}(X,2X+1)=2D(X)=frac23
Cov(X,Y)=Cov(X,2X+1)=2D(X)=32
ρ
X
Y
=
C
o
v
(
X
,
Y
)
D
(
X
)
D
(
Y
)
=
2
/
3
1
/
3
⋅
4
/
3
=
1
rho_{XY}=frac{mathrm{Cov}(X,Y)}{sqrt{D(X)}sqrt{D(Y)}} =frac{2/3}{sqrt{1/3}cdotsqrt{4/3}}=1
ρXY=D(X)D(Y)Cov(X,Y)=1/3⋅4/32/3=1
七、中心极限定理大题(10分)
母题
某险种索赔人数
X
∼
B
(
1000
,
0.1
)
Xsim B(1000,0.1)
X∼B(1000,0.1),用中心极限定理求
P
(
85
<
X
<
115
)
P(85<X<115)
P(85<X<115)。
标准答案
n
p
=
100
,
n
p
(
1
−
p
)
=
90
,
σ
=
90
≈
9.4868
np=100,quad np(1-p)=90,quad sigma=sqrt{90}approx9.4868
np=100,np(1−p)=90,σ=90≈9.4868
P
(
85
<
X
<
115
)
≈
P
(
85
−
100
90
<
X
−
n
p
n
p
(
1
−
p
)
<
115
−
100
90
)
P(85<X<115) approx Pleft( frac{85-100}{sqrt{90}} < frac{X-np}{sqrt{np(1-p)}} < frac{115-100}{sqrt{90}} right)
P(85<X<115)≈P(9085−100<np(1−p)X−np<90115−100)
≈
Φ
(
1.58
)
−
Φ
(
−
1.58
)
=
2
Φ
(
1.58
)
−
1
≈
2
×
0.9429
−
1
=
0.8858
approxPhi(1.58)-Phi(-1.58) =2Phi(1.58)-1 approx2times0.9429-1=0.8858
≈Φ(1.58)−Φ(−1.58)=2Φ(1.58)−1≈2×0.9429−1=0.8858
八、矩估计大题(10分)
母题
总体密度:
f
(
x
)
=
{
θ
x
θ
−
1
,
<
x
<
1
,
其他
f(x)= begin{cases} theta x^{theta-1},&0<x<1\ 0,&text{其他} end{cases}
f(x)={θxθ−1,0,0<x<1其他
求
θ
theta
θ 的矩估计。
标准答案
E
(
X
)
=
∫
1
x
⋅
θ
x
θ
−
1
d
x
=
θ
∫
1
x
θ
d
x
=
θ
θ
+
1
E(X)=int_0^1 xcdottheta x^{theta-1}dx =thetaint_0^1 x^theta dx =frac{theta}{theta+1}
E(X)=∫01x⋅θxθ−1dx=θ∫01xθdx=θ+1θ
令:
X
‾
=
θ
^
θ
^
+
1
overline{X}=frac{hattheta}{hattheta+1}
X=θ+1θ
解得:
θ
^
=
X
‾
1
−
X
‾
hattheta=frac{overline{X}}{1-overline{X}}
θ=1−XX
九、极大似然估计大题(必考10~12分)
母题
总体
X
∼
E
(
λ
)
Xsim E(lambda)
X∼E(λ),密度:
f
(
x
)
=
λ
e
−
λ
x
,
x
>
f(x)=lambda e^{-lambda x}, x>0
f(x)=λe−λx, x>0
X
1
,
…
,
X
n
X_1,dots,X_n
X1,…,Xn 为样本,求
λ
lambda
λ 的极大似然估计。
标准答案
似然函数:
L
(
λ
)
=
∏
i
=
1
n
λ
e
−
λ
x
i
=
λ
n
e
−
λ
∑
x
i
L(lambda)=prod_{i=1}^n lambda e^{-lambda x_i} =lambda^n e^{-lambdasum x_i}
L(λ)=i=1∏nλe−λxi=λne−λ∑xi
取对数:
ln
L
=
n
ln
λ
−
λ
∑
i
=
1
n
x
i
ln L=nlnlambda-lambdasum_{i=1}^n x_i
lnL=nlnλ−λi=1∑nxi
求导:
d
ln
L
d
λ
=
n
λ
−
∑
x
i
=
frac{dln L}{dlambda}=frac{n}{lambda}-sum x_i=0
dλdlnL=λn−∑xi=0
解得:
λ
^
=
n
∑
i
=
1
n
X
i
=
1
X
‾
hatlambda=frac{n}{sumlimits_{i=1}^n X_i}=frac{1}{overline{X}}
λ=i=1∑nXin=X1
十、统计量与抽样分布小题型(常嵌入大题)
核心结论(直接背)
-
X
1
,
…
,
X
n
∼
N
(
μ
,
σ
2
)
X_1,dots,X_nsim N(mu,sigma^2)
X1,…,Xn∼N(μ,σ2)
X
‾
∼
N
(
μ
,
σ
2
n
)
overline{X}sim Nleft(mu,frac{sigma^2}{n}right)
X∼N(μ,nσ2)
(
n
−
1
)
S
2
σ
2
∼
χ
2
(
n
−
1
)
displaystyle frac{(n-1)S^2}{sigma^2}simchi^2(n-1)
σ2(n−1)S2∼χ2(n−1)
X
‾
−
μ
S
/
n
∼
t
(
n
−
1
)
displaystyle frac{overline{X}-mu}{S/sqrt{n}}sim t(n-1)
S/nX−μ∼t(n−1)
采分点:写出分布形式即可直接得2~3分。
十一、期末大题通用答题规范(阅卷老师最爱)
- 所有符号必须先定义,不定义直接扣分;
- 公式必须先写原式,再代入数字;
- 积分、求和必须写上下限;
- 分布函数必须分段写,少一段扣一段分;
- 判断独立/相关必须写充要条件,不能只给结论;
- 估计题必须写似然函数/矩方程,空有结果最多给1/3分;
- 结果尽量写分数,小数保留四位即可。
十二、高频易错点总结(避免丢分)
- 连续型
P
(
X
=
a
)
=
P(X=a)=0
P(X=a)=0,但
f
(
a
)
f(a)
f(a) 可以不为0; - 样本方差分母是
n
−
1
n-1
n−1,不是
n
n
n; - 独立一定不相关,不相关不一定独立;
- 全概率必须划分互斥、完备事件组;
- 极大似然估计一定要取对数再求导;
- 中心极限定理一定要标准化后再用
Φ
(
x
)
Phi(x)
Φ(x)。
结语
概率论与数理统计大题题型高度固定、采分点极其清晰,本文覆盖了期末所有可能考到的大题类型,从模板、步骤、答案到采分点全方位总结。只要把本文9大类大题模板熟练背诵,考试时严格按照格式书写,大题保底拿80%以上分数,期末轻松稳过,甚至冲击高分。
建议同学们在考前2~3天,把每类母题独立手写一遍,对照标准答案修正步骤,记住采分点位置,考场直接复刻即可。
祝所有同学期末顺利,概率论不挂科,高分上岸!
本文作者:培风图南以星河揽胜
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