3-1 樣本空間與事件
名詞 說明 集合表示法
試驗 在不確定的現象上,求出一個結果的過程
樣本空間 一項試驗中,所有可能發生的結果所成的集合
S
樣本點(樣本) 樣本空間中的每一元素
a
S事件 樣本空間中的任一子集
A
S事件發生 試驗結果屬於事件
基本事件 只有一個樣本點的事件 {a}
不可能事件 永遠不會發生的事件(亦稱空事件)
必然事件 必然發生的事件(亦稱全事件)
S
和事件 事件 A 和事件 B 所有的樣本所構成的事件
A
∪B 積事件 事件 A 和事件 B 共有的樣本所構成的事件A
∩B 餘事件 不在 A 中的樣本所構成的事件,稱為 A 的餘事件A
=S–A 互斥事件 事件 A 和事件 B 不可能同時發生A
∩B=Ex1. 投擲一個公正骰子,共有可能出現點數為 1,2,3,4,5,6, 則 (1)寫出樣本空間 S Ans:S={1,2,3,4,5,6}
(2)寫出點數小於 4 之事件 A 及 A 的餘事件 Ans:A={1,2,3},A’={4,5,6}
(3)寫出出現奇數點之事件 B 及 B 的餘事件 Ans:B={1,3,5},B’={2,4,6}
(4)寫出出現偶數點之事件 C 及 C 的餘事件 Ans:C={2,4,6},C’={1,3,5}
(5)寫出點數大於 7 之事件 D 及 D 的餘事件 Ans:D=,D’={1,2,3,4,5,6}
(6)寫出 A、B 的和事件與積事件,A,B 是否互斥?
Ans:A∪B={1,2,3,5},A∩B={1,3},否
(7)寫出 B、C 的和事件與積事件,B,C 是否互斥?
Ans:B∪C={1,2,3,4,5,6} ,B∩C=,是
(8)寫出 C、D 的和事件與積事件,C,D 是否互斥?
Ans:C∪D={2,4,6},C∩D=,是
(9)S 的基本事件共有?個,其中與 A 互斥的基本事件有?個 Ans:6,3
※若 A 是 B 的餘事件則 A,B 必互斥;反之不成立
Ex2. 設樣本空間 S={1,2,3,4,5,6} ,事件 A={1,2},則
(1)S 的事件共有幾個?(2)與 A 互斥的事件共有幾個?Ans:64,16
Ex3. 從 6 位同學甲、乙、丙、丁、戊、己中任選三位的樣本空間是 S,A 表其中甲被選上 的事件,求 n(S)及 n(A) Ans:20,10
Ex4. 擲一個硬幣 3 次,依次觀察出現正面或反面的情形,設 A 表第一次出現正面的事 件,B 表總共兩次正面、一次反面的事件,C 表三次皆同一面的事件,求
(1)A﹖Ans:{(正,正,正),(正,正,反),(正,反,正),(正,反,反)}
(2)B﹖Ans:{(正,正,反),(正,反,正),(反,正,正)}
(3)C﹖Ans:{(正,正,正),(反,反,反)}
(4)A,B 的和事件﹖Ans:{(正,正,正),(正,正,反),(正,反,正),(正,反,反),(反,正,正)}
(5)A,B 的積事件﹖Ans:{(正,正,反),(正,反,正)}
(6)A 的餘事件﹖Ans:{(反,正,正),(反,正,反),(反,反,正),(反,反,反)}
(7)A,B 是否為互斥?Ans:否 (8)B,C 是否為互斥?Ans:是
Ex5. 同時擲一個骰子及二個不同的硬幣,設其樣本空間為 S,A 表有奇數點的事件,B 表有二正面的事件,求
(1)n(S)=﹖Ans:24 (2)n(A∩B)=﹖Ans:3 (3)n(A∪B)=﹖Ans:15
(4)S 中之所有事件的個數 n(2S)=?Ans:22 4
Ex6. 甲、乙、丙各出剪刀、石頭、布猜拳,則樣本空間 S 共有多少個元素?其中彼此不分 勝負之事件有多少個元素?Ans:27;9
Ex7. 自一副撲克牌中,任取 10 張,若每張被取的機率相同,求 (1)樣本空間的個數?Ans:C1052
(2)若 A 事件表示 10 張牌中至少有一張黑桃,則 n(A)=?Ans:C1052 C1039
3-2 機率的性質
一、拉普拉斯 古典機率(Laplace):
設 S 為有 n 個樣本點的樣本空間,又假設其中各樣本點出現的機會均等。
若 AS 為一事件,則事件 A 發生的機率為 A 之元素個數與 n 之比,
記為P(A) nn((SA)) n(nA)。 1.擲二骰子(111111)2
點數和2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 方法數1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1 2.擲三骰子(111111)3
點數和3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 方法數1 3 6 10 15 21 25 27 27 25 21 15 10 6 3 1 Ex8. 擲一個公正骰子一次,求下列各事件的機率?
(1)出現的點數是質數(2)出現點數小於 5(3)出現點數不是 5Ans:1 2, 2
3,5 6 Ex9. 擲三均勻骰子,其點數總和為 2、3、5 的倍數之機率分別為?
Ans:
1 2,13, 43 216 Ex10. 考慮下列機率:
(1)擲兩個不同 的銅板一次,共有幾種情形?出現一正一反的機率為何?
Ans:4;
1 2(2)擲兩個相同 的銅板一次,共有幾種情形?出現一正一反的機率為何?
Ans:3;
1 2(3)兩個不同 的球任意分配到兩個不同 的箱子(全分完),共有幾種情形?
其中各箱恰有一球的機率為何?Ans:4;1 2
(4)兩個相同 的球任意分配到兩個不同 的箱子(全分完),共有幾種情形?
其中各箱恰有一球的機率為何?Ans:3;1 2
(5)兩個不同 的球任意分配到兩個相同 的箱子(全分完),共有幾種情形?
其中各箱恰有一球的機率為何?Ans:2;1 2
(6)兩個相同 的球任意分配到兩個相同 的箱子(全分完),共有幾種情形?
其中各箱恰有一球的機率為何?Ans:2;1 2 註:不妨視為相異!
Ex11. 擲 3 粒公正的骰子,問恰好有兩粒點數相同的機率為? Ans: 5 12
Ex12. 投擲一均勻硬幣 11 次,正面次數比反面多的機率?Ans:1 2 投擲一均勻硬幣 10 次,正面次數比反面多的機率?Ans:193
512
二、機率的性質:S 為樣本空間,A,BS (1)P()=0,P(S)=1,0≦P(A)≦1 (2)餘事件:P(A)=1–P(A)
(3)和事件:P(A∪B)=P(A)+P(B)–P(A∩B) 若 A∩B=,則 P(A∪B)=P(A)+P(B) (4)單調性:若 AB,則 P(A)≦P(B)
(5)排容原理:A,B,CS,則 A,B,C 至少有一事件發生的機率為
P(A
BC)=P(A)+P(B)+P(C)–P(AB)–P(BC)–P(CA)+P(ABC) (6)差集:P(AB)=P(AB)=P(A)P(AB)(7)交集的範圍:max 0, ( )
P A P B( ) 1
P A B( ) min
P A P B( ), ( )
(8)聯集的範圍:max
P A P B( ), ( )
P A B( ) min 1, ( )
P A P B( )
Ex13. 當使用一儀器去測量一個高為 70 單位長的建築物 50 次,所得數據為
測量值 68 單位長 69 單位長 70 單位長 71 單位長 72 單位長
次數 5 15 10 15 5
根據此數據推測,假如再用此儀器測量該建築物三次,則三次測得的平均值為 71 單位長的機率為何?Ans: 9
125
Ex14. 設事件 A 發生的機率為1
2,事件 B 發生的機率為1
3,若以 p 表事件 A 或事件 B 發 生的機率,則 p 值的範圍為何?(1)
6
1 p (2)
3 1 6
1 p (3)
2 1 3
1 p (4)
6 5 2
1 p (5)
6
5
p
Ans:4
Ex15. 甲、乙兩人各擲一均勻骰子,約定如下:乙得 6 點時乙就贏;
兩人同點時(非 6 點),甲贏;其餘情形,則以點數多者為贏。
則甲贏的機率為﹖Ans:5 9
Ex16. 袋中有七個相同的球,分別標示 1、2、 7 號。若自袋中隨機選取四個球(取出之 球不放回),則取出之球的標號和為奇數的機率為?Ans:16
35
Ex17. 一盒中有 10 個球,球上分別印有 1 到 10。今由盒中取 4 球,則 4 球之號碼中第二 大數目是 7 的機率為。Ans:
14 3
Ex18. 某一工廠生產燈泡,12 個裝成一盒。工廠品質檢驗的方法是從每盒中任取 4 個來 檢查,如有兩個或兩個以上的燈泡是壞的,則整盒淘汰。若某一盒有 5 個壞燈泡,
則這一盒會被淘汰的機率是。Ans:
33 19
Ex19. 某次考試共有 10 道是非題,每題答對得 1 分,答錯倒扣 1 分,不作答得 0 分。設 甲生確定會作答的有 4 題,其餘 6 題都不經考慮隨意猜答。如果甲生確定會的 4 題 都答對了,那麼甲生得分超過 4 分的機率為?Ans:
32 11
Ex20. 假設任意取得之統一發票,其號碼之個位數字為 0,1,,9 中任一數字,且 這些數出現之機率相等。今自 3 不同場所,各取得一張統一發票,則 3 張發票號碼 個位數字中,(1)至少有一個為 0 的機率為?(2)至少有一個為 0,且至少有一個為 9 的機率為?Ans:0.271;0.054
Ex21. 12 張分別標以 1,2, ,12 的卡片,任意分成兩疊,每疊各六張,
(1)求 1,2,3 三張在同一疊的機率為?
(2)求 1,2,3,4 四張中,每一疊各兩張的機率為?Ans: 2 11, 5
11
Ex22. 有兩個不同形狀的公正骰子,一個是正四面體,一個是正立方體。正四面體上各 面的點數分別是 1,2,3,4;立方體上各面的點數分別是 1,2,3,4,5,6。同 時投擲這兩個骰子一次,點數的乘積小於 7 的可能情形有?種;而立方體骰子的 點數較四面體骰子的點數大的機率為?Ans:12; 7
12
Ex23. 甲、乙二人分別從 0 至 99 的 100 個數中,各自選出 3 個不同的數,則 (1)兩人所選的數完全相同的機率為?(2)至少有一數相同的機率為?
Ans:
1161700, 713 8085
Ex24. 一袋中有同質卡片 52 張,每張卡片上各有 1 個 1 至 52 的不同號碼。今自袋中任意 抽出兩張卡片,則卡片上兩個號碼的和恰為 36 的機率為何?
Ans:
1 78三、條件機率:
1.設 A 為樣本空間 S 中的非空事件 P(A)>0,B 為 S 中的任意事件。則 A 事件發生的條件 下,B 事件發生的條件機率記作 P(B|A),且 P(B|A)= ( )
( )
P A B
P A
2.若每個樣本發生的機率都相等,則 P(B|A)= ( ) ( )
P A B
P A
= ( ) ( )
n A B
n A
3.條件機率的性質
設 A,B,C 為樣本空間 S 中之任意三事件,且設 P(C)>0,則有 (1)P(|C)=0
(2)P(C|C)=1 (3)0P(A|C)1
(4)P(A|C)=1P(A|C)
(5)P(A∪B|C)=P(A|C)+P(B|C)P(A∩B|C) (6)若 AB,則 P(A|C)P(B|C)
4.條件機率的乘法性質:
(1)P(A∩B)=P(A).P(B|A)
(2)P(A∩B∩C)=P(A).P(B|A).P(C|A∩B)
(3)P(A1∩A2∩...∩An)=P(A1).P(A2|A1).....P(An|A1∩A2∩...∩An - 1) 5.對單一行為而言:
先抽後抽,機率相同 放回不放回,機率相同
Ex25. 下部隊抽籤,10 支籤中有 3 支金馬獎,問(1)抽出不放回,第一、二、三人中獎 率﹖(2)抽出後放回,第十人中獎率﹖Ans: 3
10, 3 10, 3
10, 3 10
Ex26. 袋中有六個乒乓球,分別編號為 1,2,3,4,5,6。每次自袋中隨機抽取一球,
然後將袋中編號為該球號碼之因數或倍數者一併自袋中取出(例如第一次抽中 2 號 球,則將 1 號、2 號、4 號、6 號四球皆取出),再進行下一次的抽取。試問最後一次抽 取時,袋中只剩 5 號球的機率是多少?Ans: 7
18
Ex27. 擲三枚相同且均勻的銅板一次;則在至少出現一個正面的條件下,恰好出現兩個 正面的機率為何?Ans:3
7
Ex28. 擲三粒均勻骰子一次,則在至少出現一次 4 點的條件下,其點數和為偶數的機率 為何?Ans:46
91
四、貝士定理:
1.分割(Partition):設 A1、A2、……、Ar是樣本空間 S 的事件,且滿足 (1)A1A2Ar=S
(2)AiAj=,ij,i,j=1,2,,r
則稱{A1,A2,,Ar}是樣本空間 S 的一個分割。
Ex29. 調查某新興工業都市的市民對市長施政的滿意情況,依據隨機抽樣,共抽樣男性 600 人、女性 400 人,由甲、乙兩組人分別調查男性與女性市民。調查結果男性中有 36%滿意市長的施政,女性市民中有 46%滿意市長的施政,則滿意市長施政的樣 本佔全體樣本的百分比為何?Ans:40%
Ex30. 某種疾病的檢驗方法不是百分之百正確:依過去的經驗知道,患有此疾病的人檢 驗能正確判斷的可能性為 0.92;不患有此疾病的人,則檢驗做了錯誤判斷的可能 性為 0.04。設一群人中已知有 20%的人患有此疾病,而從這一群人中任選一人加以 檢驗,則檢驗判定患有此疾病的機率為何?Ans:0.216
2.設{A1,A2,,Ar}是樣本空間 S 的一個分割,
B 是任意事件,P(B)>0,則
(1)P(B)=P(BA1)+P(BA2)+ +P(BAn)
=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)++P(An)P(B|An)
=
1
( )( | )
n
k k
k
P A B A
(2)P(Aj|B)= ( ) ( )
P A
jB
P B
=
1
( ) ( | ) ( ) ( | )
j j
n
k k
k
P A P B A P A P B A
(貝士定理)(3)已知事前機率 P(B),求得事後機率 P(Aj|B)
以下題為例:事前機率 5%,事件發生(產品被檢驗為良品),事後機率 1 96 Ex31. 根據紀錄知,某工廠檢驗產品的過程中,
將良品檢驗為不良品的機率為 0.20,將不良品檢驗為良品的機率為 0.16,
又知該產品中,不良品佔 5%,良品佔 95%,
若一件產品被檢驗為良品 ,則該產品為不良品 之機率為何?Ans: 1 96 若一件產品被檢驗為不良品 ,則該產品為不良品 之機率為何?Ans: 21
116
Ex32. 交通規則測驗時,答對有兩種可能,一種是會做而答對,一種是不會做但猜對。
已知小 智 練習交通規則筆試測驗,會做的機率是 0.8。現有一題 5 選 1 的交通規則 選擇題,設小 智 會做就答對,不會做就亂猜。已知此題小 智 答對,試問在此條件之 下,此題小 智 是因會做而答對(不是亂猜答對)的機率是多少?Ans: 20
21
Ex33. 某品牌之燈泡由 A 廠及 B 廠各生產 30%及 70%。A 廠生產之產品中有 1%瑕疵品;
B 廠生產之產品中有 5%瑕疵品。某日退貨部門回收一件瑕疵品,則下列敘述那些
是正確的?(A)猜此瑕疵品是 A 廠製造的,猜對的機率較大。
(B)猜此瑕疵品是 B 廠製造的,猜對的機率較大。
(C)此瑕疵品由 A 廠製造的機率為 3/38。
(D)此瑕疵品由 A 廠製造的機率為 30/10000。
(E)此瑕疵品由 B 廠製造的機率為 350/10000。Ans:BC
A
1A
2A
3A
nB
五、獨立事件:
1.獨立二事件:設 A,B 為樣本空間 S 中的任二事件
(1)定義:若 P(AB)=P(A)P(B)則稱 A,B 為獨立事件,否則稱為相關事件。
(2)性質:當 A,B 為獨立事件,則下列亦為獨立事件:
A 與 B
A
與 BA
與 B2.獨立三事件 A,B,C:設 A,B,C 為樣本空間 S 中的任三事件
(1)定義:若 A,B,C 兩兩獨立且 P(ABC)=P(A)P(B)P(C),亦即滿足下列各式:
P(A
B)=P(A)P(B)P(B
C)=P(B)P(C)P(CA)=P(C)P(A)
P(A
BC)=P(A)P(B)P(C) 必要條件之反例:S={1,…,12}、A={2,4,6,8,10,12} 、B={3,6,9,12}、C={2,5,6,7,11,12}
(2)性質:當 A,B,C 三事件獨立,則下列均為獨立事件:
A,B,C A,B
,CA
,B,CA,B,C A
,B,CA
,B,CA,B,C
(3)對非空集合:
互斥必不獨立,獨立必不互斥 (4)對空集合:
空集必互斥,空集必獨立
3.重複試驗:試驗可在相同條件下重複進行,每次成功的機率 p,每次均為獨立,則 (1)n 次試驗皆成功的機率是 pn
(2)n 次試驗皆失敗的機率是(1–p)n,至少成功一次的機率是 1–(1–p)n (3)n 次試驗中恰成功 k 次的機率是C pkn k(1p)n k ,k=1,2,3,……,n
Ex34. 某人上班有甲、乙兩條路線可供選擇。早上定時從家裡出發,走甲路線有 0.1 的機 率會遲到,走乙路線有 0.2 的機率會遲到。無論走哪一條路線,只要不遲到,下次 就走同一路線,否則就換另一條路線。假設他第一天走甲路線,則第三天也走甲路 線的機率為?Ans:0.83
Ex35. 有一種丟銅板的遊戲,其規則為:出現正面則繼續丟,出現反面就出局。那麼連 續丟 5 次後還可繼續丟的機率為 1 5 1
( )2 32。某班有 40 名學生,每人各玩一局,設 班上至少有一人連續丟 5 次後還可繼續丟的機率為 p,則
(A)0.4p0.5(B)0.5p0.6(C)0.6p0.7(D)0.7p0.8(E)0.8p0.9
※查表知 log31=1.4914,log32=1.5051,log2.831=0.452Ans:D
Ex36. 林先生和陳小姐一起到遊樂場玩打靶遊戲。林先生命中靶的機率為 0.4,
陳小姐為 0.5;林先生先射,陳小姐後射;林先生射中與否不會影響陳小姐的命中 率。若他們兩人向靶各射一次,問只有陳小姐射中的機率為?若已知僅一人命中,
則只有陳小姐射中的機率為?Ans:0.3;0.6
Ex37. 甲、乙、丙三袋中,甲袋有 2 黑球 3 白球,乙袋有 2 黑球 2 白球,
丙袋有 1 黑球 2 白球。自甲乙丙三袋中各任取 1 球,至少取出 2 黑球的機率為?
Ans:
11 30Ex38. 一袋有 4 白球 5 紅球。甲、乙二人輪流(甲先乙後)由袋中每次任取一球,且約定先 取得白球者為勝並停止取球,若
(1)若取後不放回,則甲勝的機率為何?乙勝的機率為何?Ans:40 63; 23
63 (2)若取後放回,則甲勝的機率為何?Ans: 9
14
Ex39. 設 P(A)=a,P(B)=b,P(A∩B)=c,試以 a,b,c 表下列各式:
(1)P A( B)=?Ans:1–c (2)P A( B)=?Ans:b–c (3)P A( B)=?Ans:1–a+c (4)P A( B)=?Ans:1–a–b+c
Ex40. 甲乙二人同時各擲一骰子,則(1)甲乙擲出相同點之機率為,
(2)甲擲出之點數大於乙的點數的機率為。Ans:
6 1 ,
12 5
Ex41. 投一骰子 3 次,依次得點數 a,b,c;求下列機率:(1)a<b<c,(2)a≦b≦c,
(3)a+b+c=11,(4)(a-b)(b-c)=0,(5)(a-b)(b-c)=2。Ans: 5 54,
27 7 ,
8 1 ,
36 11,
18 1
Ex42. 同擲四粒均勻骰子一次,則點數和為 12 的機率為何?Ans: 125 1296 Ex43. (1)重覆擲一骰子,恰好在第 10 次出現第 3 個 1 點的機率為何?
(2)重覆擲一骰子,則第 4 次始出現 1 點的機率為何?Ans: 9 3 7
2
1 5 ( ) ( )
6 6
C
, 1 5 3( )( ) 6 6 Ex44. 擲三個骰子一次,求以下事件的機率?(1)至少有一粒出現 6 點(2)三個骰子點數
皆相異(3)三個骰子點數成等差數列 Ans: 91 216, 5
9 , 7 36
Ex45. 擲一公正的骰子 n 次,設 A 表「至少出現一次么點」的事件,則使 P(A)>99.8%之 最小 n 值為何?(log2=0.3010,log3=0.4771)Ans:35
Ex46. 擲兩個公正骰子,設第一個骰子擲得 A 點,第二個骰子擲得 B 點,則聯立方程組
2 2
3 y x
By
Ax
恰有一組解的機率為。Ans:12 11
Ex47. 擲一粒均勻的骰子二次,第一次出現 a 點,第二次出現 b 點,則
f(x)=3x
2+ax+b 的最小值不大於 3 的機率為何?Ans:23
Ex48. 函數 f(x)=x2+ax+b 的係數 a,b 由甲、乙二人各擲一骰子決定 (1)f(x)=0 之根為實數的機率為?Ans:19
36 (2)f(x)=0 之根為有理數的機率為?Ans: 7
36 (3)f(x)=0 之根為整數的機率為?Ans: 7
36
(4)不論 x 為任何實數,f(x)之值恆為正的機率為?Ans:17 36
Ex49. 反覆投擲骰子,若累積有三次同樣的點數時,則停止再投,而停止時的總點數是 為得點數。例如,投出 3,6,1,3,3,則得點數 16。
(1)最小得點數為何?(2)最大得點數為何?
(3)只投 3 次而結束的機率為何?(4)只投 4 次而結束的機率為何?
(5)得點數在 5 點以下的機率為何?(6)得點數剛好 8 點的機率為何?
Ans:3;48;
1 36; 572; 1
144; 1 216
Ex50. 連續擲一個銅板,欲使「至少出現一次正面」的機率大於 0.999,則最少須擲幾 次?Ans:10
Ex51. 5 個不同的球放入三個不同的箱子中,則(1)無空箱的機率為?(2)恰有一空箱的機 率為?Ans:
81 50,
27 10
Ex52. 4 個相同的球任意放入 5 個編號 1 號到 5 號的箱子中,假設每個球放入每個箱子的 機率相等;則 1 到 4 號箱中每箱恰有一個機率為?Ans: 24
625
Ex53. 袋中有 2 白球,3 紅球,伸手至袋中取球 2 次,就下列取球方式求 P(A),P(B),
其中 A 表兩次均得紅球的事件,B 表一次得白球,一次得紅球的事件:
第一方式:每次取一球,取出之球不放回原袋。 Ans: 3 10;3
5
第二方式:每次取一球,取出之球察知顏色後即放回原袋。Ans: 9 25;12
25
Ex54. 設袋中有 5 紅球、4 白球、3 黃球,從中取出 4 球,則(1)每個色球均至少有一個之 機率為,(2)恰有 2 色球的機率為。Ans:
11 6 , 73
165
Ex55. 一袋中有白球 3 個(記 1,2,3 號),紅球 5 個(記 1,2,3,4,5 號),黑球 6 個 (記 1,2,3,4,5,6 號),今任意取出二球,求下列各機率?
(1)同色,(2)不同色,(3)同號。Ans:
13 4 ,
13 9 ,
91 11
Ex56. 1 到 100 的自然數任取一個,不為 2 的倍數亦不為 3 之倍數的機率為?
Ans:0.33
Ex57. 由 1,2,3,4,5 中取出 3 個相異數字作成三位數,則
(1)此三位數是偶數的機率為?(2)此三位數是 4 的倍數之機率為?Ans:
5 2 ,
5 1
Ex58. 自 1,2,3,….,100 中任選三相異數,可排成等差的機率為多少?
Ans:
1 66Ex59. 從一副撲克牌 52 張中任取 2 張,求下列各情形出現的機率:(1)2 張同點數。
(2)2 張同花色。(3)2 張異花色。(4)此 2 張同為紅心或都是大牌 (A,K,Q,J)。Ans: 1
17, 4 17,13
17, 32 221
Ex60. 袋中 1 號卡片 1 張,2 號卡片 2 張,3 號卡片 3 張,,10 號卡片 10 張。今任取 3 張卡片,則所取號碼能構成一直角三角形之邊長的機率為何?
Ans:
12 583Ex61. 在同一樣本空間三個事件 A,B,C,若已知
2 ) 1 (B
p ,
5 ) 3 (C
p ,
5 ) 1 (A B p
, 10
) 3 (B C
p ,
5 ) 2 (C A
p ,
10 ) 1 (A B C
p ,
10 ) 9 (A B C
p ,求
(1)p(A∩B∩C’)=?(2)p(A)=?Ans: 1 10,3
5
Ex62. 設 A,B,C 表示三事件,且知
P(A)=P(B)=P(C)=0.2,P(A
B)=0.1,P(BC)=P(CA)=0,求三事件至少發生一 件的機率為何?Ans: 0.5Ex63. 設 A,B 表示兩事件,且 P(AB)= 3
4,P(A)= 2
3,P(AB)=1 4,求 (1)P(A)(2)P(B)(3)P(AB)Ans:1
3, 2 3, 1
12
Ex64. 設 A,B 為互斥事件,若 P(A)=0.2,P(B)=0.4,求 P(A)及 P(AB)。
Ans:0.8;0.2
Ex65. 設 A,B 為互斥事件,若 P(AB)=0.3,P(AB)=0.5,求 P(A)及 P(B)。
Ans:0.2;0.3
Ex66. 從五雙同尺寸同式樣白色三雙,黑色兩雙的鞋子中,任取四隻,求下列各機率(1) 恰成兩雙?(2)恰成一雙。Ans:
105 23 ,24
35
Ex67. 有大小不同的鞋 5 雙,任取其中 4 隻,至少成一雙的機率為?Ans:
21 13
Ex68. 袋中有大小不同之鞋子 10 雙,今自袋中任取 4 隻,則下列機率 均不成雙、恰為 2 雙、至少 1 雙?Ans: 224
323, 3
323, 99 323
Ex69. 袋中有大小式樣均相同之黑襪 2 雙,紅襪 3 雙,今自袋中任取 4 隻,則 4 隻恰為 2 雙之機率為何?Ans: 53
105
Ex70. 五個人同時玩猜拳(剪刀、石頭、布)遊戲一次,則恰有一人勝的機率為?恰有 2 人 勝的機率為?恰有 3 人勝的機率為?恰有 4 人勝的機率為?無人得勝的機率是?
Ans:
81 5 ,81 10 ,
81 10,
81 5 ,
27 17
Ex71. 將 A、B、C、D、E 五人的名片各一張,任意發給此五人,每人一張,則(1)五人皆 得自己名片的機率為,(2)恰有 4 人得自己的名片的機率為,(3)恰有 3 人得自己的 名片的機率為,(4)恰有 2 人得自己的名片的機率為,(5)恰有 1 人得自己的名片的 機率為,(6)沒有任何一人得自己名片的機率為。
Ans:
1201 ,0,
12 1 ,
6 1 ,
8 3,
30 11
Ex72. 4 個人的帽子放在一起,今任意取戴,求下列事件之機率:
(1)至少有一人戴對了自己的帽子。
(2)沒有人戴對了自己的帽子。
(3)恰有一人戴對了自己的帽子。Ans:5 8,3
8,1 3
Ex73. 設有甲乙丙,等 10 人分別乘車,A 車坐 4 人,B 車坐 3 人,C 車坐 3 人,今抽 籤決定各人所乘之車,求(1)甲乙同乘 A 車之機率。(2)甲乙同車之機率。
Ans:
2 15, 415
Ex74. 將 12 人等分為甲、乙、丙三隊,求其中 A,B 二人不同隊之機率。
Ans:
8 11Ex75. 甲、乙、丙,等共 10 人排成一列,求甲、乙排在戊、己、庚之前的機率。Ans:
1 10
Ex76. 五對夫婦選出四位,則成 2 對與不成對的機率分別為多少?Ans:
21 1 ,
21 8
Ex77. 四對夫婦圍坐一圓桌,求男女間隔而坐之機率。Ans: 1 35
Ex78. 用1,0,2,4,6 作係數相異之一元二次方程式,則此方程式有實根之機率為 何?Ans:2
3
3-3 數學期望值
一、數學期望值 E
1.設某事件成功的機率為 p,若該事件成功,即可得 m 元;
則 pm 元稱為此事件之數學期望值,簡稱期望值
2.設一試驗的樣本空間為 S,{A1,A2,...,An}為樣本空間 S 的一個分割,
若事件 Ai發生的機率為 pi,i=1,2,3,...,n 且事件 Ai發生可得 mi元,i=1,2,3,...,n 則稱
n
k
k
k
m
p
1
=p1
m
1+p2m
2+---+pnm
n為此試驗的數學期望值,簡稱期望值 甲:中獎率 40%,抽獎一次,每次獎金一萬元乙:中獎率 10%,抽獎一次,每次獎金四萬元 丙:中獎率 10%,抽獎四次,每次獎金一萬元 比較甲乙丙的期望值。與獎金分布情形
Ex79. 某人擲一公正硬幣 2 次,若出現 2 個正面,可得 4 元;若出現 1 個正面,1 個反 面,可得 1 元;若出現 2 個反面,則輸 5 元;求其獎金的期望值?Ans:1
4
Ex80. 一人擲三個公正的硬幣一次,若出現 k 個正面,則可得 3k-1 元(k=1,2,3),若 不出現正面則輸 15 元,求其期望值?Ans:
4 7
Ex81. 某人擲二粒骰子,若擲出之點數和為 7 點時,可得 100 元,並得繼續投擲的權 利;若第二回又擲出 7 點,則又可得 100 元,並得繼續投擲的權利,將此方法往復 進行時,此人所得之期望值為何?Ans:20 元
Ex82. 一個八面體的骰子,各面點數分別為 1,2,3,4,5,6,7,8,各點數出現之機 率按順序之比為 8:7:6:5:4:3:2:1,求這骰子投出點數的期望值?Ans:
10 3
3.加權平均值
4.作一次試驗所得的期望值為 E,則 k 次試驗所得的期望值為 kE
Ex83. 投擲公正的骰子,若出現點數和為 k,則可得 k 元,則投擲一顆、兩顆、十顆骰子 的期望值分別為?Ans:7
2 ,7,35
Ex84. 投擲 2 粒均勻的骰子,求點數積、點數差的期望值?Ans:49 4 ,35
18
Ex85. 設袋中有 10 元硬幣 2 枚,5 元硬幣 4 枚,1 元硬幣 4 枚,
今自袋中任取 1 枚,所得之期望值為何?Ans:22 5 元
若連續取 2 次,每次 1 枚取後放回,則期望值為何?Ans:44 5 元 改為一次取 2 枚,則期望值為何?Ans:44
5 元
Ex86. 設袋中有 1 號球 1 個,2 號球 2 個,...,n 號球 n 個,自袋中任取一球,若取得號 球 k 可得 k 元,則其期望值為?Ans:
3 1 2n
5.勝率比:
Ex87. 甲,乙兩人輪流擲一骰子,先擲出 1 點者可得 110 元,今由甲先擲,試求各人之 期望值?Ans:甲 60 元,乙 50 元
Ex88. 甲乙兩人實力相當,約定比賽,先勝三場者可得賭金 64 元,開始比賽甲先勝一次 後,因故停止比賽,應如何公平分配賭金?Ans:甲 44,乙 20
6.公平試驗:期望值=0
Ex89. 甲,乙二人分別投擲二銅幣,若甲所擲之正面個數,多於乙所擲之正面個數,則 甲勝,否則乙勝。若甲輸,甲給乙 100 元。為使此賭局公平,若乙輸,則乙應給甲 多少元?Ans:220
Ex90. 某電子公司欲擴廠,新建廠房有大、中、小三種規模。建廠規模的決策與未來一年 的經濟景氣情況有關;經濟景氣如果高度成長,則建大規模廠較有利,如果微幅成 長或持平,則建中規模廠即可,如果經濟衰退,則應建小規模廠。進一步評估三種 建廠規模在四種經濟景氣情況下的獲利如下:
利潤(百萬/年) 建廠規模
大 中 小
景 氣 況情
高度成長 微幅成長
持平 衰退
50 10 5
-30 40 30 10
-10
30 20 5
-2
經分析未來一年經濟高度成長的機率 P1=0.3,微幅成長的機率 P2=0.1,持平的機率
P
3=0.4,衰退的機率 P4=0.2。試問以未來一年利潤期望值越大越好的判斷準則,此公司選 用哪一種建廠規模獲利最佳?最佳的建廠決策下,未來一年它的利潤期望值是多少(百萬 元)?Ans:E(大)=12,E(中)=17,E(小)=12.6,故選中廠。Ex91. 某市為了籌措經費而發行彩券。該市決定每張彩券的售價為 10 元;且每發行一百 萬張彩券,即附有壹佰萬元獎 1 張,拾萬元獎 9 張,壹萬元獎 90 張,壹仟元獎 900 張。假設某次彩券共發行三百萬張。試問當你購買一張彩券時,你預期會損失
63
Ex92. 擲一均勻硬幣三次,每出現一個正面得 5 元,一個反面賠 2 元,則所得總額的期 望值為?元 Ans:9
2
Ex93. 將 3 個球投入 3 個不同的袋子中,每次投一球,連續投 3 次,則(1)每個袋子都有 球的機率為?(2)3 個球都在同一個袋子的機率為?(3)空袋子個數的期望值為?
Ans:
9 2 ,9 1 ,
9 8
Ex94. 設一袋中裝有 1 個 1 號球,2 個 2 號球,. . . ,25 個 25 號球,現自袋中任取一球,
設每一球被取到的機會都相等,而取得 n 號球可得(100n)元。則取到 19 號球的機 率為?而任取一球的期望值為?元 Ans: 19
325,83
Ex95. 有一種遊戲,每次輸贏規則如下:先從 1 至 6 中選定一個號碼 n,再擲三粒均勻的 骰子。若三粒骰子的點數全都是 n,則可贏 3 元;恰有兩個點數為 n,則可贏 2 元;
恰有一個點數為 n,則可贏 1 元;而沒有點數為 n,則輸 1 元。如此,求玩一次的期 望值(贏為正,輸為負)是?元 Ans: 17
216
元
Ex96. 袋子裡有 3 個球,2 個球上標 1 元,1 個球上標 5 元。從袋中任取 2 個球,即可得 到兩個球所標錢數的總和,求此玩法所得錢數的期望值?Ans:14
3
Ex97. 投擲一均勻骰子 12 次,求出現 5 點之次數的期望值為多少次?Ans:2 次 Ex98. 袋中有 10 元、5 元硬幣各 3 枚,自袋中任取 2 枚,則期望值為?Ans:15
Ex99. 袋中有大小相同的紙牌 10 張,分別寫 3 張 100 元,2 張 50 元,5 張 10 元,任取 一張,則獎金的期望值為多少?Ans:45
Ex100. 箱子內有 9 個燈泡,其中有 4 個是壞的,從中取出 3 個,求壞燈泡個數的期望 值?Ans:4
3
Ex101. 從 1,2,3,4,5 中取出三相異數相加,求所得和的期望值?Ans:9
Ex102. 某生解對每一填充題的機率為 0.75,此次考題共 20 題填充題,對一題可得 5 分,
求某生得分的期望值?Ans:75 分
Ex103. 同時投擲 2 均勻骰子一次,(1)若出現一個 1 點可得 100 元;若出現兩個 1 點可得 500 元,求其期望值。(2)若出現點數相同,可得 50 元;否則得 10 元,求其期望 值。Ans:125
3 元,50 3 元
Ex104. 擲一銅幣,直到出現一正面或五反面為止,求投擲次數的期望值?Ans: 31 16 Ex105. 四枚硬幣投擲時,1 個正面可得 2 元;2 個正面可得 1 元;3 個正面可得 2 元;全
正面或全反面可得 4 元,則投擲一次之期望值為何?Ans:15 8 元
Ex106. 甲參加抽球遊戲,一袋中有紅球 5 個,白球 3 個,黑球 2 個,(1)一次抽一球,抽 中紅球得 20 元,白球得 30 元,黑球得 40 元(2)一次抽二球,抽中同色球得 90 元 求以上兩試驗之期望值?Ans:27,28
Ex107. 某人參加抽獎,其抽獎規則如下:從一裝有編號 0,1,2,...,9 之十個球的筒中 一次抽出 4 個球,取後放回,若取出的 4 球與主持人隨後抽出的 4 球號碼完全相 同,可得 1000 元,3 球號碼完全相同,可得 50 元,2 球號碼完全相同,可得 5 元,求某人抽一次球的期望值?Ans:265
21
Ex108. 一袋中有 3 紅 4 白球,每次從中取出一球,取後不放回,取到紅球取完為止,求 所取次數的期望值?Ans:6
Ex109. 一袋中有 6 個黑球,3 個白球,今自袋中每次取出一球,若得白球,則停止再取 球;若得黑球,則放回袋中再取,直到取得白球為止,求此人取球次數的期望值 為?3
Ex110. 袋中有 5 個紅球,4 個白球,從其中任意取出 2 球,若兩球皆為紅色,可得 20 元;若兩球皆為白色,可得 10 元,求其期望值。若兩球為同色,可得 2 元;若兩球 不同色,可得 1 元,求其期望值?Ans:65
9 ,13 9
Ex111. 某保險公司銷售一年期的人壽保險給一位 59 歲的先生,保額 100000,保費 520 元,根據統計,59 歲男人活到 60 歲的機率為 0.997,求保險公司的期望利潤?
Ans:220
Ex112. A,B,C 三人同解數學題,解出之機率分別為
2 , 1 3 , 2 4
3 ,今三人合解 48 題,則 解對題數的期望值為?Ans:46
Ex113. 有 1 至 n 號(n2)之卡片各一張,共有 n 張,由其中任取 2 張,若其號碼為
a,b(a>b),則可得 a–b 元,則任取 2 張之期望值為多少元?Ans:
13
n
Ex114. 將 1 至 9 之整數各寫在 9 張卡片上,每張一個數字,由此 9 張卡片中任取 4 張,試 求其中最小數字之期望值?Ans:2
Ex115. 依據經驗,某人完成一件工作,可能是 1 天、2 天、3 天、4 天,在 1 天完成的機會 是 0.2,2 天完成的機會是 0.4,3 天完成的機會是 0.3,4 天完成的機會是 0.1;求 完成此工作天數的期望值?Ans:23
10
Ex116. 一遊戲機,投 10 元玩一次,若中獎則得 100 元,若希望讓玩家每玩 10 次,商家 則得 50 元,則商家在機器的設定上應讓玩家贏的機率為?Ans: 1
20
Ex117. 甲,乙二人作比賽,二人獲勝之機會均等,誰先勝 3 局可得 5600 元,進行至二局 且二局均甲勝時,發生緊急事故比賽必須中止。現依先勝 3 局的機會來分 5600 元,則甲,乙各應分得多少?Ans:甲 4900 元,乙 700 元
Ex118. 設一年間一家失火的機率為 1000
1 ,鄰家失火而被波及的機率為 5
1 ,且各家同時 失火的機率為 0。若投保期間一年 100 萬元的火險時,住在相鄰二家之其中一家的 人應至少繳多少錢才合理?Ans:1200
Ex119. 有五個選擇項的選擇題,(1)若單選每題答對得 8 分,則答錯每題扣幾分才公平。
(2)若複選(至少有一個選項正確),每題答對得 6 分,則答錯應扣幾分才公平?
Ans:2,
1 53-4 統計抽樣
一、統計方法:(研究全體的不確定性現象之通則)
1.統計方法為蒐集、整理與分析資料,並推論及顯示統計結果之方法
2.統計是在面對不確定的情況下,利用足夠多 的統計資料中來找出研究對象的全體通 則
3.統計資料必須客觀而周詳,否則統計結果偏差大 ,而導致錯誤的統計推論 4.母群體:對某一問題,研究對象的全體所成的集合稱為母群體,也就是宇集 5.樣本:從母群體中被抽出之一部分,稱為樣本,也就是母群體的一個子集合 二、資料的調查:分為普查與抽查
1.普查:調查對象為研究對象之全體;如人口普查,工商普查 優點:資料最完整周詳;缺點:費時、費力、不經濟
2.抽查:調查對象為研究對象之一部分;如電視收視調查,民意調查 優點:經濟且具時效性;缺點:抽樣之不確定性太大
三、抽樣方法:從母群體中抽取一部份之過程,稱為抽樣 1.簡單隨機抽樣:
(1)利用替代母群體(抽取號碼) (2)利用隨機號碼表(亂數表) 2.系統抽樣:
將個體順次編號、排列,經由抽樣選取第一個樣本,以後每隔一定區間選一調查樣本 設母群體的總數為 N,抽樣個數為 n,則抽樣區間長度為
n k N 若 N 不是 n 的倍數,則依下列兩種方法進行:
(1)若 N=nk+c,0<c<k,則可利用隨機號碼表,將多出的 c 捨去
(2)將名單考慮為圓形狀,即編號第 1 的個體接到編號 N 的個體之後,而為第(N+1)個 個體,如此類推。從隨機號碼表中,任取第 1 個樣本(設為 r 號)則
r,r+k,r+2k,...,r+(n-1)k,即為所求的 n 個樣本
3.分層抽樣:將母群體分成若干組,
每組為一層,
以一定之比例
隨機抽查若干個個體為樣本
註:本法適用於各層間之差異較大而各層內差異小 4.部落抽樣:
將母群體按某種標準分成若干 組,每組為一部落,
然後隨機抽取若干部落 作普查或抽查
(部落即成為母群體的縮影)
註:本法適用於各部落差異不大之情形
Ex120. 體操委員會由 10 位女性委員與 5 位男性委員組成,委員會要由 6 位委員組團出國 考察,如以性別做分層,並在各層依比例隨機抽樣,試問此考察團共有多少種組 成方式?Ans:2100
Ex121. 313 班有 49 位同學,其中通勤生有 35 位,住校生 14 位。彬哥要抽 7 位同學留下 打掃環境,依通勤住校人數比例作分層抽樣,求班上的同學孝威 (通勤)被抽中的機 率?Ans:1
7
母群體 樣本
× ×
樣本 母群體× ×
×
×
Ex122. 利用簡單隨機抽樣、系統抽樣、分層抽樣、部落抽樣,來調查下列各事件,應如何 取樣比較適當?
(1)調查高速公路上,駕駛員帶駕照之比率 Ans:系統抽樣 (2)調查台中一中高二學生之體重 Ans:部落抽樣
(3)調查國人平均年所得 Ans:分層抽樣
(4)調查本班同學書包重量 Ans:簡單隨機抽樣
Ex123. 將班上同學依喜好、不喜好打排球分為兩層,各有 30 人、20 人,依比例在各層隨 機抽出 5 人、3 人量其身高,喜好打排球者為 174,178,175,169,164 公分,不 喜好打排球者為 164,170,155 公分,試求全班平均身高?Ans:168.4cm
Ex124. 某班有學生 20 位,其第二次月考成績如上表:
(1)利用右邊的隨機號碼的第 1,2 兩行,由上而下,找出隨機號碼不超過 20 的 5 位同學的成績,並求其平均值。(簡單隨機抽樣)
(2)找出號碼除以 4 餘數為 3 的同學的成績,並求其平均值。(系統抽樣) (3)將全班依 60 分以下,60 分到 80 分,80 分以上分成三層,然後將每一 層總人數的多寡依比例來分配抽樣個數;利用右邊的隨機號碼表的第 3,4 兩行,由上而下,若大於 20,則取其除以 20 所得的餘數,餘數 0 則 取 20,共得 4 位同學的成績;依下列公式求平均值:
N N N N N
y N y N y
y N
1 1 2 2 3 3 , 1 2 3 ,
N
i表第 i 層的人數, yi表第 i 層所選的成績的平均值,求得平均值y=?分。(分層抽樣)
(4)依號碼 1~5,6~10,11~15,16~20 分成四組,以 11~15 的平均成績 代表這班的數學成績,求其平均分數。(部落抽樣)
(5)普查之平均值?
Ans:73.2、76、67.3、71.8、68.7
Ex126. 利用上題的隨機號碼表,由第 3 行第 4 列起由上而下,偶數表正面,奇數表反 面,模擬公正銅板試驗 20 次,統計正面出現之次數。Ans:7 次
2928 2012 6640 9729 8392 1125 0852 0211 2458 2393 1552 6311 1451 1563 2352 9991 7215 6017 座號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
分數 50 83 76 66 80 45 90 83 71 60 68 73 74 52 92 84 71 62 54 40
3-5 資料整理與統計圖表
一、資料的分類:
(1)連續型資料:如量測身高、體重、產品之容量、價格、重量、長度等資料,它們是可以計 量的,這種資料稱之為連續型資料。
(2)離散型資料:如性別、宗教信仰、教育程度等資料,它們是以類別區分,我們僅登錄每 個個體所屬類別,以便統計各類別的次數(整數),這種資料稱為離散型資料(類別資 料)。
二、次數分配表的製作:
(1)離散型資料:將資料依類別區分、登記每個個體所屬類別,便可統計其次數。
(2)連續型資料:
1.求全距:全部資料中最大、最小二數的差,即全距=最大數據–最小數據 2.定組數:分成 5~25 組較適當
3.定組距:一般採用相等的組距分組,即組距=全距組數
4.定組限:每一組上、下兩端之界限稱之為上限及下限,並規定(除最上組之外)不含 上限,以符合連續性與資料不重疊。(規定方式不盡相同)
5.歸類畫記:以正字表之,以便統計次數。
6.計算次數:最後要核對總數是否相符。
7.作次數分配表
8.作統計圖,更能突顯次數分配表的特徵。
三、統計圖:
(1)離散型資料:常以長條圖、圓面積圖表示。
(2)連續型資料:
(1)直方圖:以變量為橫軸,對應次數為高,按次數分配劃長方形即為直方圖 (2)次數分配折線圖:
次數分配 折線圖是由直方圖每個長方形頂端中點連成的折線所組成。
(3)累積 次數分配折線圖:
累積次數分配表
組別 次數 以下累積次數 以上累積次數
L
1~U1L
1~U1L
1~U1f
1f
2f
kf
1f
1+f2f
1+f2+…+fkf
1+f2+…+fkf
2+…+fkf
k總計
n
(4)累積次數分配折線圖:以累積次數為縱坐標,定出各點位置連接即可得 Ex127. 隨機訪問了 50 個家庭,得到小孩的人數資
料如右之長條圖:求
(1)每個家庭的小孩平均人數
(2)小孩人數超過二個的家庭所占比例 (3)如以圓面積圖畫出上面的資料,則有二 個小孩的家庭所畫扇形的圓心角是幾度?
Ans:1.76,14%,1800 3
15 25
5 2 0
5 10 15 20 25 30
小孩人數 次
數
(80 , 37)
(50 , 5)
(100 , 50) (90 , 44)
(70 , 30) (60 , 18)
0 10 20 30 40 50
30 40 50 60 70 80 90 100 分數 人
數
Ex128. 某班段考數學成績以下累積次數分配曲線圖如 圖,試問
(1)以 60 分為準,不及格者有?人 (2)至少 70 分者有?人
(3) 80 分~90 分者有?人 Ans: 18、20、7
Ex129. 調查某小學一班級 25 名學生的身高次數分配表如下,請完成下表
身高(公分) 人數 以下累積次數 以上累積次數 135~138 1
138~141 2 141~144 3 144~147 8 147~150 7 150~153 3 153~156 1
3-6 代表量
一、算術平均數:M(Mean)或X
1.離散(未分組)資料:
n
i i
n x
x n x
n x M
1 2
1
) 1 1(
Ex130. 某次考試,甲班 30 人平均 75 分,乙班 35 人平均 72 分,丙班 35 人平均 80 分,
則此三班合併的平均分數為?Ans:75.7
2.連續(已分組)資料:以組中點代表各分組數值,算術平均數為
k
i i i k
k
f x
x n f x
f x n f M
1 2
2 1 1
) 1 1(
為了使計算方便,可利用下列兩方法:
(1)平移變量: 1 1 [ ( )]
1 1
A x A n f
x n f
M i
k i
i k
i i
i
k
i
i i x A n f
A
1
) 1 (
(2)平移且縮小變量: 1 1 [ )]
1
1 h
A h x
A n f
x n f
M k i
i i
k
i i i
k
i i i
h A f x
n A h
1
) (
Ex131. 有 20 人參加某次數學競試,其成績統計如下;求算術平均數=?Ans:68
成績 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90
人數 2 3 6 5 4
Ex132. 下表為 120 位成人,每分鐘脈博跳動之次數分配表, (表中組別為脈搏次數),
求算術平均數=?Ans:75
組別 50~55 55~60 60~65 65~70 70~75 75~80 80~85 85~90
人數 2 4 10 14 22 30 30 8
3.性質:
(1)
1
( ) 0
n i i
x M
(2) 2 2
1 1
( ) ( )
n n
i i
i i
x M x p
,其中 p 為任意數(3)X aX a, bX bX , bXabX a
(4)以下累積次數分配折線的面積(與次數 y 軸所夾的區域面積)為 nM(總和) 二、加權平均數:W
設 n 個數值 x1,x2,…,xn之對應權數分別為 w1,w2,…,wn
則加權平均數為
n n n
w w
w
x w x
w x W w
2 1
2 2 1 1
若權數均為 1 時,即為算術平均
Ex133. 某次期中考,共考 6 科。這 6 科某生成績依次為 62,54,92,75,73,80,若各 科每週上課時數依次為 2,2,3,4,4,5,試求加權平均成績。Ans:75
三、幾何平均數:G.M.
一組正數的資料 x1,x2,…,xn,其幾何平均數定義為G.M.n x1x2xn
註:平均不等式:SM≧AM≧GM≧HM(方均≧算均≧幾均≧調均)
(5)(15) (40)
(65)
(85)(95) (100)
100 2030 4050 6070 8090 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 累積次數
(單位 人: )
Ex135. 某城市 1990 年之人口為 10 萬人,2000 年人口為 20 萬人,求其人口每年平均成 長率:(已知 log2=0.3010,log1.072=0.0301) Ans:7.2%
四、中位數:Me(Median)一群數按大小順序排列後,位置居中之一數 1.離散資料 1
2
n
:由小到大排序後,
奇數個:最中間的數
偶數個:或最中間兩個數的平均 2.連續資料
2
n
:不分奇偶個
內插法: e i 2 i 1
i i i
n f M L
U L f
,即 2 i 1( )
e i i i
i
n f
M L U L
f
3.以下累積次數分配折線與以上累積次數分配折線的交點
Ex136. 有 20 人參加某次數學競試,其成績統計如下;求中位數=?Ans:68.33
成績 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90
人數 2 3 6 5 4
Ex137. 下表為 120 位成人,每分鐘脈博跳動之次數分配表, (表中組別為脈搏次數),
求中位數=?Ans:76.33
組別 50~55 55~60 60~65 65~70 70~75 75~80 80~85 85~90
人數 2 4 10 14 22 30 30 8
五、眾數:Mo:一組資料中出現次數最多的數 註 1:眾數可能不只一個;
註 2:不知原始資料之分組資料以次數最多那一組的組中點替代
註 3:部分版本以梯形對角線法求之, 1
1 1
( )
( ) ( ) ( )
i i
o i i i
i i i i
f f
M L U L
f f f f
Ex138. 某公司進貨 10 箱水果,其重量分別為
38,50,37,44,46,46,38,42,46,40 公斤,試求其算術平均數、中位數及 眾數。Ans:42.7;43;46
Ex139. 擲骰子 100 次,將其結果記錄如表;
若算術平均數為 a,中位數為 b,則 a–
b=?Ans:0.4
Ex140. 中山 國小六年級學生 100 人,某次數 學考試之累積次數分配折線如圖:(括 弧內數字表示累積次數)。假設各組內 之次數都平均分佈在組距內,則算術平 均數=?中位數=?
Ans:64.5,64
點數1 2 3 4 5 6 次數10 25 20 20 10 15
Ex141. 某校高三甲乙丙三班各有 50 位同學,數 學科模擬考成績的以下累積次數折線如圖 (各組不含上限):根據右下圖中的資料,
選出正確的選項:
(A)各班成績的中位數,甲班最高。
(B)各班成績的及格人數,丙班最多。
(C)各班 85 分以上的人數,乙班最多。
(D)各班的平均成績,丙班最差。
(E)此次模擬考最高分,出現在乙班。
Ans:ACDE
Ex142. 某班一次數學測驗,其成績的次數分配表如下:(註:本表組限不含各組之上限) 根據本表,下列那些敘述是正確的?
(A)組距是 10 分(B)全距是 100 分
(C)50~60 這一組的以下累積次數是 8 人 (D)中位數落在 70~80 這一組內
(E)算術平均數在 60 分~70 分的範圍內 Ans:ADE
05 1015 2025 3035 4045 50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 分數
以 下 累 積 人 數
丙 甲 乙
分數 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90- 100
人數 0 1 2 2 3 4 11 17 8 2
3-7 離差
一、離差是衡量母群體內個體彼此之間分散情形的量數,
有全距(R)、四分位差(Q.D.)、標準差(或 S) 二、全距(R):最大值與最小值的差距
離散:MAXMIN
連續:最大組之上限最小組之下限(此二組之分配次數不得為零) 三、四分位差:Q.D.=Q3-Q1
中位數前(不含)之資料的中位數稱做第 1 四分位數,以符號 Q1表示 中位數後(不含)之資料的中位數稱做第 3 四分位數,以符號 Q3表示 註 1:連續資料之 Q1、Q3以第
4
n
項,第3 4n
項作內插法得之註 2:離散資料之 Q1、Q3部分版本(南一)以如下方法(仿 Me)求之 (1)若 4
n
為整數,以第 4n
項與次一項之平均為 Q1(2)若 4
n
不為整數,以第[ ] 4n
項之次一項為 Q1(3)Q3同理 四、標準差:
標準差=離均差方均根 標準差= 方均 均方
方和=n2 nM2 (n1)S2nM2 註:未註明時,一般視為樣本標準差 1.母體標準差():母群體個數不多時較適用
離散(未分組)資料: 2 2 2
1 1
1 1
( )
n n
i i
i i
x M x M
n n
,1
1 n
i i
M x
n
連續(已分組)資料: 2 2 2
1 1
1 1
( )
k k
i i i i
i i
f x M h f d M
n n
,根號內為(方均均方), h
A di xi
(組中點之移縮),M 為移縮後之算術平均
Ex143. 某生第一次月考六科的平均成績為 80 分。若已知其中五科的成績為 68,80,80,80,86 。則其成績的母體標準差為多少分﹖Ans:6
Ex144. 某班有 48 名學生,某次數學考試之成績,經計算得
算術平均數為 70 分,母體標準差為分。後來發現成績登錄有誤,
某甲得 80 分卻誤記為 50 分,某乙得 70 分卻誤記為 100 分,
更正後得母體標準差為1分。試問1與之間,有下列哪一大小關係?
(A)1<–5(B)–51<(C)1=(D)<1+5(E)+5<1 Ans:B
Ex145. 某次模擬考試,自然組數學科,第二類組學生 200 人之平均成績為 71 分,母體標 準差為 4 分;第三類組學生 100 人之平均成績為 77 分,母體標準差為 5 分。求這兩 類組學生 300 人之平均成績及母體標準差 Ans:73;5.2
Ex146. 有 10 個人在某次考試得到平均分數 56 分,母體標準差 4 分,
若 10 個人中的 8 個人得分分別為 50,52,53,54,56,57,60,61 , 試求另 2 個人的成績。Ans:54,63
離散(未分組)資料:
2 2 2 2 2 2
1 1 1
1 1 1
( ) ( ) ( ) (
1
1
1
)1
n n n
i i i
i i i
n n
S x M x nM n x M
n n n n
連續(已分組)資料: 2 2 2
1 1
1 1
( ) ( )
1 1
k k
i i i i
i i
S f x M h f d nM
n
n
2 2
1
1(1 k )
i i i
h n f d
n M
n
括號為(方均均方),M 為移縮後之算數平均 Ex147. 某工廠的員工之中,抽樣取 8 位員工測量其體重(單位:公斤),結果如下:67,58,62,75,70,82,64,66(公斤),求這組資料的 R、Q.D.、M、S2。
Ans:24、9.5、68、58
Ex148. 某班學生數學成績統計如下,求平均分數與樣本標準差﹖Ans:64;15.8
Ex149. 有 31 個數值,其算術平均數為 56,樣本標準差 4。因發覺其中一數“62”必須刪 除,如不檢視原始資料,求所剩之 30 個數值之算術平均數與樣本標準差。Ans:
55.8;3.91
3.變異數=標準差的平方
4.若標準差=0;代表所有資料均同值 5.平移不改變標準差
6.縮放會影響標準差
Ex150. 求下列數值:9,8,11,14,10,18,17,20,23,20 之 R、M、Q.D.、σ。
Ans:15,15,10,5.04
Ex151. 承前題,求下列數值:92,82,112,142,102,182,172,202,232,202 之
R、M、Q.D.、σ。Ans:150,152,100,50.4
Ex152. 變量 x 之平均=16,Sx=4。若 x=4y–3,求變量 y 之算術平均數與樣本標準差?
Ans:
19 4 ;1Ex153. 某 n 個數值資料x1,x2,,xn的全距為 60,算術平均數為 40,中位數為 45,四 分位差為 6,樣本標準差為 3,求3x1+2,3x2+2,3x3+2,,3xn+2 求的
R、M、Me、Q.D.、S。Ans:180、–118、–133、18、9
分數 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100
人數 1 2 7 9 13 10 6 2