均值为1的独立泊松随机变量:求P(max(X₁,X₂,X₃)=1)的值
求解泊松随机变量最大值等于1的概率问题
设X₁、X₂、X₃为均值为1的独立泊松随机变量,求P(max(X₁,X₂,X₃)=1)的取值,选项为:(A)1-e⁻³ (B)e⁻³ (C)1-8e⁻³ (D)7e⁻³。
你已经会算P(max(X₁,X₂,X₃)≤1)了,其实只要再往前推一步就能搞定目标概率啦!核心思路是利用概率的区间拆分逻辑:
- 对于非负整数型的随机变量,最大值恰好等于1的概率,等于「所有变量都不超过1的概率」减去「所有变量都不超过0的概率」。用公式表示就是:
P(max(X₁,X₂,X₃)=1) = P(max(X₁,X₂,X₃)≤1) - P(max(X₁,X₂,X₃)≤0)
这个逻辑很好理解:前者包含了“所有变量≤1”的全部情况(全0、部分1部分0),后者是“全0”的情况,两者相减就剩下“至少有一个变量是1,且没有变量超过1”的情况,也就是最大值恰好为1的情况。
接下来我们一步步计算:
计算单个泊松变量的基础概率
已知X~P(λ=1),泊松分布的概率公式为P(X=k) = (λᵏe⁻ᵏ)/k!:- P(X=0) = (1⁰e⁻¹)/0! = e⁻¹
- P(X=1) = (1¹e⁻¹)/1! = e⁻¹
- 因此P(X≤1) = P(X=0) + P(X=1) = e⁻¹ + e⁻¹ = 2e⁻¹
计算P(max(X₁,X₂,X₃)≤1)
因为三个变量独立,直接取单个变量概率的三次方:P(max≤1) = [P(X≤1)]³ = (2e⁻¹)³ = 8e⁻³计算P(max(X₁,X₂,X₃)≤0)
泊松变量是非负整数,“≤0”意味着所有变量都等于0,同样利用独立性:P(max≤0) = [P(X=0)]³ = (e⁻¹)³ = e⁻³计算最终结果
代入最开始的公式:P(max=1) = 8e⁻³ - e⁻³ = 7e⁻³
对应选项是D。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者DSR
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