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)

AI7个月前发布 beixibaobao
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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)
✅ 详细采分点标注(阅卷老师怎么给分一目了然)
✅ 通用解题模板(同类题直接套用)

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)
    • 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)
    • 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∑3​P(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)

  1. 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
  2. 正确写出先验概率
    P
    (
    A
    i
    )
    P(A_i)
    P(Ai​)
    :1分
  3. 正确写出条件概率
    P
    (
    B
    ∣
    A
    i
    )
    P(B|A_i)
    P(B∣Ai​)
    :1分
  4. 写出全概率公式原式:2分
  5. 代入计算正确,得到
    P
    (
    B
    )
    P(B)
    P(B)
    :2分
  6. 写出贝叶斯公式原式:2分
  7. 代入计算得到最终结果:2分

通用答题模板(直接背)

  1. 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。
  2. 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​)=…
  3. 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∑n​P(Ai​)P(B∣Ai​)
  4. 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)​=∑xk​pk​=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)​=∑xk2​pk​=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)

  1. 分布函数分段正确:3分
  2. 期望公式正确 + 计算正确:2分

  3. E
    (
    X
    2
    )
    E(X^2)
    E(X2)
    计算正确:2分
  4. 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
∫02​kxdx=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⋅2x2​​02​=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)=∫−∞x​f(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)=∫0x​21​tdt=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)​=∫0.51.5​21​xdx=21​⋅2x2​​0.51.5​=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=∫02​x⋅21​xdx=21​∫02​x2dx=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)=∫02​x2⋅21​xdx=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)

  1. 规范性条件列式正确:1分
  2. 积分求出
    k
    k
    k
    正确:1分
  3. 分布函数分段完整正确:3分
  4. 概率积分列式 + 结果:1分
  5. 期望积分正确:1分

  6. E
    (
    X
    2
    )
    E(X^2)
    E(X2)
    正确:1分
  7. 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

  1. 边缘分布计算正确:3分
  2. 写出独立充要条件:2分
  3. 举出反例得出结论:2分
  4. 协方差公式正确:1分

  5. E
    (
    X
    )
    ,
    E
    (
    Y
    )
    ,
    E
    (
    X
    Y
    )
    E(X),E(Y),E(XY)
    E(X),E(Y),E(XY)
    正确:3分
  6. 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)=∫0x​2dy=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)=∫y1​2dx=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−y​2dxdy

内层:

∫
y
1
−
y
2
d
x
=
2
(
1
−
2
y
)
int_y^{1-y}2dx=2(1-2y)
∫y1−y​2dx=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
∫00.5​2(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​⋅4/3​2/3​=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(90​85−100​<np(1−p)​X−np​<90​115−100​)


≈
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)=∫01​x⋅θxθ−1dx=θ∫01​xθdx=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∏n​λe−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∑n​xi​

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∑n​Xi​n​=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)


  1. 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​)

  2. (
    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)

  3. X
    ‾
    −
    μ
    S
    /
    n
    ∼
    t
    (
    n
    −
    1
    )
    displaystyle frac{overline{X}-mu}{S/sqrt{n}}sim t(n-1)
    S/n​X−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)

  1. 所有符号必须先定义,不定义直接扣分;
  2. 公式必须先写原式,再代入数字;
  3. 积分、求和必须写上下限;
  4. 分布函数必须分段写,少一段扣一段分;
  5. 判断独立/相关必须写充要条件,不能只给结论;
  6. 估计题必须写似然函数/矩方程,空有结果最多给1/3分;
  7. 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)

  1. 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;
  2. 样本方差分母是
    n
    −
    1
    n-1
    n−1
    ,不是
    n
    n
    n
    ;
  3. 独立一定不相关,不相关不一定独立;
  4. 全概率必须划分互斥、完备事件组;
  5. 极大似然估计一定要取对数再求导;
  6. 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
原创不易,点赞+收藏+关注,持续输出期末复习干货、答题模板、考点精讲!

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