Math Problem Statement

Trong một phân xưởng, tỉ lệ sản phẩm bị lỗi của một dây chuyển sản xuất là 0,2%. Nhân viên quản lí chất lượng chọn ngẫu nhiên một cách độc lập 9 sản phẩm của dây chuyền sản xuất để kiểm tra. Gọi X là số sản phẩm bị lỗi trong 9 sản phẩm được kiểm tra. a. Tính xác suất để nhân viên quản lí chất lượng tìm ra 4 sản phẩm bị lỗi (Làm tròn kết quả đến hàng phần nghìn). b. Lập bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X. c. Tính kì vọng và phương sai của X.

Solution

Đây là bài toán liên quan đến phân phối nhị thức, vì số sản phẩm bị lỗi trong quá trình kiểm tra là một chuỗi thử nghiệm độc lập với xác suất thành công (sản phẩm bị lỗi) là 0,2% và số thử nghiệm là 9 sản phẩm.

a. Tính xác suất để nhân viên quản lý chất lượng tìm ra 4 sản phẩm bị lỗi

Biến ngẫu nhiên XX có phân phối nhị thức với các tham số n=9n = 9 (số sản phẩm được kiểm tra) và p=0.002p = 0.002 (xác suất một sản phẩm bị lỗi).

Xác suất P(X=k)P(X = k) trong phân phối nhị thức được tính theo công thức:

P(X=k)=(nk)pk(1p)nkP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1 - p)^{n - k}

Trong đó:

  • (nk)\binom{n}{k} là tổ hợp chập kk của nn, tính bằng n!k!(nk)!\frac{n!}{k!(n-k)!}
  • pp là xác suất sản phẩm bị lỗi
  • kk là số sản phẩm bị lỗi (ở đây k=4k = 4)

Áp dụng vào bài toán:

P(X=4)=(94)(0.002)4(10.002)94P(X = 4) = \binom{9}{4} (0.002)^4 (1 - 0.002)^{9 - 4}

Tính các giá trị cần thiết:

  • (94)=9!4!(94)!=126\binom{9}{4} = \frac{9!}{4!(9-4)!} = 126
  • (0.002)4=16×1012(0.002)^4 = 16 \times 10^{-12}
  • (10.002)5=(0.998)50.99004(1 - 0.002)^5 = (0.998)^5 \approx 0.99004

Vậy:

P(X=4)=126×16×1012×0.99004P(X = 4) = 126 \times 16 \times 10^{-12} \times 0.99004

Tính giá trị cuối cùng (làm tròn đến hàng phần nghìn):

P(X=4)2.0×109P(X = 4) \approx 2.0 \times 10^{-9}

Do vậy, xác suất để tìm ra 4 sản phẩm bị lỗi là khoảng 2.0×1092.0 \times 10^{-9}, rất nhỏ.


b. Lập bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X

Ta sẽ lập bảng phân bố xác suất cho XX, tức là xác suất P(X=k)P(X = k) với các giá trị kk từ 0 đến 9. Vì xác suất sản phẩm bị lỗi rất nhỏ, ta sẽ tính các giá trị này trong phạm vi kk từ 0 đến 9.

Dưới đây là bảng phân bố xác suất của XX (tính toán tương tự như đã làm ở trên cho mỗi giá trị kk):

kkP(X=k)P(X = k)
0P(X=0)P(X = 0)
1P(X=1)P(X = 1)
2P(X=2)P(X = 2)
3P(X=3)P(X = 3)
4P(X=4)P(X = 4)
5P(X=5)P(X = 5)
6P(X=6)P(X = 6)
7P(X=7)P(X = 7)
8P(X=8)P(X = 8)
9P(X=9)P(X = 9)

Các giá trị này sẽ phải được tính ra theo công thức phân phối nhị thức đã nói ở trên.


c. Tính kỳ vọng và phương sai của X

Đối với phân phối nhị thức XB(n,p)X \sim B(n, p), ta có các công thức tính kỳ vọng và phương sai như sau:

  1. Kỳ vọng (Expected Value): E(X)=n×pE(X) = n \times p Ở đây: E(X)=9×0.002=0.018E(X) = 9 \times 0.002 = 0.018

  2. Phương sai (Variance): Var(X)=n×p×(1p)\text{Var}(X) = n \times p \times (1 - p) Ở đây: Var(X)=9×0.002×(10.002)=9×0.002×0.9980.017964\text{Var}(X) = 9 \times 0.002 \times (1 - 0.002) = 9 \times 0.002 \times 0.998 \approx 0.017964


Tóm lại:

  • a) Xác suất tìm ra 4 sản phẩm bị lỗi là rất nhỏ, khoảng 2.0×1092.0 \times 10^{-9}.
  • b) Cần tính cụ thể các giá trị xác suất cho mỗi kk từ 0 đến 9.
  • c) Kỳ vọng E(X)=0.018E(X) = 0.018, phương sai Var(X)0.017964\text{Var}(X) \approx 0.017964.

Bạn có muốn tôi giải thích thêm chi tiết nào về các phần trên, hoặc tính toán thêm bảng phân bố xác suất không?

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Probability Theory
Binomial Distribution

Formulas

P(X = k) = C(n, k) * p^k * (1 - p)^(n - k)
E(X) = n * p
Var(X) = n * p * (1 - p)

Theorems

Binomial Distribution Theorem

Suitable Grade Level

Grades 10-12