一家工厂生产长方形白色大理石地板砖。地板砖的长度(单位:厘米)可以看作是一个均值为 18.9、标准差为 0.3 的正态随机变量。地板砖的宽度(单位:厘米)可以看作是一个独立的正态随机变量,均值为 8.9,标准差为 0.1。求随机抽取的十块地板砖的总周长的均值和标准差。

  1. 该工厂生产的地板砖中,有 60% 在铺设时会呈现红色色调。每块地板砖上出现的色调与其他地板砖相互独立。这些地板砖以每包 500 块的形式售卖。该工厂声称每包中至少有 k 块带有红色色调的地板砖。使用适当的近似方法,求出使得工厂的这一声称在至少 95% 的时间里都是正确的最大 k 值。

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完整解法

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1. Define the random variable and state the exact binomial distribution with its mean and variance.

Let XX be the number of red-tinted tiles in a packaging of 500 tiles.
X∼B(500,0.6)X \sim \text{B}(500, 0.6)
Mean, μ=np=500(0.6)=300\mu = np = 500(0.6) = 300
Variance, σ2=np(1−p)=300(0.4)=120\sigma^2 = np(1-p) = 300(0.4) = 120

2. State the normal approximation and set up the probability inequality with continuity correction.

Since nn is large and both np=300>5np = 300 > 5 and n(1−p)=200>5n(1-p) = 200 > 5, XX can be suitably approximated by a normal distribution:
Y∼N(300,120)Y \sim \text{N}(300, 120)
We require the claim to be correct at least 95% of the time, so P(X≥k)≥0.95P(X \ge k) \ge 0.95.
Applying continuity correction for discrete to continuous approximation:
P(Y≥k−0.5)≥0.95P(Y \ge k - 0.5) \ge 0.95

3. Standardise the normal variable and use the inverse normal distribution to find the range of values for k.

Standardising the random variable:
P(Z≥k−0.5−300120)≥0.95P\left(Z \ge \frac{k - 0.5 - 300}{\sqrt{120}}\right) \ge 0.95
From the standard normal distribution, the critical zz-value for an upper tail area of 0.950.95 (or lower tail of 0.050.05) is approximately −1.6449-1.6449.
Thus, we require:
k−300.5120≤−1.6449\frac{k - 300.5}{\sqrt{120}} \le -1.6449
k−300.5≤−1.6449120k - 300.5 \le -1.6449\sqrt{120}
k≤300.5−18.018k \le 300.5 - 18.018
k≤282.48k \le 282.48

4. Conclude the final greatest integer value for k.

Since kk represents a number of tiles, it must be an integer.
The greatest possible integer value satisfying k≤282.48k \le 282.48 is k=282k = 282.

答案

282282

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