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学生教师

例 3.1.5

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

将例 3.1.4 改成不放回抽样,即从这批产品中不放回地任取 3 件,记 XXX 和 YYY 分别表示 3 件产品中一等品和二等品的件数,求二维随机变量 (X,Y)(X, Y)(X,Y) 的联合分布列。

(注:该批产品共 100 件,其中一等品 60 件、二等品 30 件、三等品 10 件。)

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解析

记 iii 与 jjj 分别为 XXX 与 YYY 的取值,此时对 i+j>3i + j > 3i+j>3,有 pij=0p_{ij} = 0pij​=0,即

p13=p22=p23=p31=p32=p33=0.p_{13} = p_{22} = p_{23} = p_{31} = p_{32} = p_{33} = 0.p13​=p22​=p23​=p31​=p32​=p33​=0.

对 i+j⩽3i + j \leqslant 3i+j⩽3,有

pij=(60i)(30j)(103−i−j)(1003).p_{ij} = \frac{\dbinom{60}{i}\dbinom{30}{j}\dbinom{10}{3-i-j}}{\dbinom{100}{3}}.pij​=(3100​)(i60​)(j30​)(3−i−j10​)​.

由此可得 (X,Y)(X, Y)(X,Y) 的联合分布列,譬如

P(X=1,Y=2)=(601)(302)(1003)=60×30×29/2100×99×98/6=87539=0.1614.P(X = 1, Y = 2) = \frac{\dbinom{60}{1}\dbinom{30}{2}}{\dbinom{100}{3}} = \frac{60 \times 30 \times 29 / 2}{100 \times 99 \times 98 / 6} = \frac{87}{539} = 0.1614.P(X=1,Y=2)=(3100​)(160​)(230​)​=100×99×98/660×30×29/2​=53987​=0.1614.

其他各概率都类似求出,最后得如下联合分布列:

Y=0Y=0Y=0Y=1Y=1Y=1Y=2Y=2Y=2Y=3Y=3Y=3
X=0X=0X=00.00070.00830.02690.0251
X=1X=1X=10.01670.11130.16140
X=2X=2X=20.10950.328400
X=3X=3X=30.2116000

有此联合分布列,就可计算有关事件的概率,譬如,

P(X⩽1,Y⩽1)=0.0007+0.0167+0.0083+0.1113=0.1370.P(X \leqslant 1, Y \leqslant 1) = 0.0007 + 0.0167 + 0.0083 + 0.1113 = 0.1370.P(X⩽1,Y⩽1)=0.0007+0.0167+0.0083+0.1113=0.1370. P(X=0)=∑j=03P(X=0,Y=j)=0.0610.P(X = 0) = \sum_{j=0}^{3} P(X = 0, Y = j) = 0.0610.P(X=0)=j=0∑3​P(X=0,Y=j)=0.0610.

此例是超几何分布的推广,差别在于:§2.4.3 中讨论的是从"合格品""不合格品"两种情况中不放回地抽取,而在此是从一等品、二等品和三等品三种情况中不放回地抽取。这里我们称它为三维超几何分布,它是一种特定的多维超几何分布。

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