连续随机变量 YY 服从分布 N(μ,σ2)\mathrm{N}(\mu, \sigma^2)。已知 P(Y<−a)=P(Y>5a)=0.1\mathrm{P}(Y < -a) = \mathrm{P}(Y > 5a) = 0.1。将 μ\mu 和 σ\sigma 分别表示为 kaka 和 mama 的形式,其中 kk 和 mm 是待确定的常数。

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完整解法

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1. Determine $\mu$ using the symmetry of the normal distribution.

Since P(Y<−a)=P(Y>5a)\mathrm{P}(Y < -a) = \mathrm{P}(Y > 5a) and the normal distribution is perfectly symmetrical, the mean μ\mu must lie exactly halfway between −a-a and 5a5a.
μ=−a+5a2=2a\mu = \frac{-a + 5a}{2} = 2a

2. Standardise the variable $Y$ to form an equation involving $\sigma$.

P(Y<−a)=0.1\mathrm{P}(Y < -a) = 0.1
Using the standard normal variable Z∼N(0,1)Z \sim \mathrm{N}(0, 1):
P(Z<−a−μσ)=0.1\mathrm{P}\left(Z < \frac{-a - \mu}{\sigma}\right) = 0.1
Substituting μ=2a\mu = 2a:
P(Z<−a−2aσ)=0.1\mathrm{P}\left(Z < \frac{-a - 2a}{\sigma}\right) = 0.1
P(Z<−3aσ)=0.1\mathrm{P}\left(Z < -\frac{3a}{\sigma}\right) = 0.1

3. Use the inverse normal function to solve for $\sigma$.

Using a graphing calculator to find the inverse normal value corresponding to a cumulative probability of 0.1:
−3aσ≈−1.28155-\frac{3a}{\sigma} \approx -1.28155
σ=−3a−1.28155\sigma = \frac{-3a}{-1.28155}
σ≈2.34a (to 3 s.f.)\sigma \approx 2.34a \text{ (to 3 s.f.)}

答案

μ=2a\mu = 2a, σ=2.34a\sigma = 2.34a

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