安东尼用一个均匀的四面骰子玩游戏,骰子的四个面上分别印有数字 1、2、3 和 4。安东尼掷骰子,如果结果是质数,他将赢得与该数字等额的美元。相反,如果结果是非质数,安东尼将失去与该数字等额的美元。随机变量 表示安东尼在一次掷骰子中赢取的金额。
- (a)
列表表示 的概率分布,并求出 的值。
- (b)
求 的方差值。
- (c)
随机变量 和 是对 的两个独立观测。通过画出 的结果表格或通过其他方法,求 。
- (d)
现在假设使用一个不均匀的六面骰子来代替,骰子各面印有数字 2、3、4、5、6 和 7,玩同样的游戏。已知对于这个不均匀的骰子,获得“3”的概率是 ,获得“5”的概率是 ,而其余四个数字出现的概率均相等。
求出在使用该不均匀骰子时,使游戏公平的 的准确值。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
7(a)
1. Determine the possible values of $X$ and their probabilities, and construct the probability distribution table.
The possible outcomes of the die are 1, 2, 3, and 4.
- The prime numbers are 2 and 3, corresponding to wins ( and ).
- The non-prime numbers are 1 and 4, corresponding to losses ( and ).
Since the four-sided die is fair, each outcome has a probability of .
2. Calculate the expected value $\text{E}(X)$.
7(b)
1. Calculate $\text{E}(X^2)$ based on the probability distribution from part (a)
From part (a), the values of are , , , and , each with probability .
2. Calculate the variance using $\text{Var}(X) = \text{E}(X^2) - [\text{E}(X)]^2$
Using found in part (a):
7(c)
1. Identify the values of $X$ and construct the table of outcomes for $|X_1 + X_2|$.
From part (a), the possible amounts won are and (prime numbers), and the possible amounts lost are and (non-prime numbers). Thus, the possible values of are .
Using these values, we draw a table of outcomes for :
2. Calculate the expected value $\text{E}(|X_1 + X_2|)$.
Since the 4-sided die is fair, each of the outcomes in the table is equally likely and occurs with a probability of .
To find the expected value, we sum all the values in the table and multiply by :
7(d)
1. Express the probability of the other equally likely outcomes in terms of $p$.
Let the probability of obtaining 2, 4, 6 or 7 be .
Since the sum of all probabilities must be 1:
2. Formulate the expected winnings in terms of $p$ and $q$.
Let be the random variable for the amount of money won.
Identify the prime outcomes (winnings) as 2, 3, 5, 7 and non-prime outcomes (losses) as 4, 6.
3. Equate the expected winnings to zero for a fair game and solve for $p$.
For a game to be fair, the expected winnings must be zero, so .
Substitute :
AI 分析,可能出错
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