跳到内容
SPM Tuition
附加数学 · 概率分布

求正态分布的未知均值或标准差

从 z 值求概率你会,一反过来就卡住。

要求未知的均值或标准差,先用分布表把已知概率变成 z 值,再解 z = (x − μ) ÷ σ,求出不知道的那个量。先画曲线,才不会弄错 z 的正负号。

这一课建立在把正态随机变量标准化和读出尾部概率之上,属于概率分布这一章。

例题:σ 未知

X ~ N(40, σ²),P(X > 50) = 0.0668。求 σ。

上尾概率是 0.0668,查表得 z = 1.5。50 在均值之上,与正的 z 一致。

  1. 写出 (50 − 40) ÷ σ = 1.5。
  2. 解得 σ = 10 ÷ 1.5 = 6.67(3 位有效数字)。

例题:μ 未知

X ~ N(μ, 5²),P(X < 32) = 0.1587。求 μ。

下尾概率小于 0.5,所以 32 在均值之下,z 是负的。查表得 z = −1。

  1. 写出 (32 − μ) ÷ 5 = −1。
  2. 解得 32 − μ = −5,所以 μ = 37。

例题:两个都未知

X ~ N(μ, σ²),P(X > 30) = 0.1587,P(X < 18) = 0.0228。

第一个概率给出 z = 1,第二个(下尾)给出 z = −2。于是:

  • (30 − μ) ÷ σ = 1,得 30 − μ = σ。
  • (18 − μ) ÷ σ = −2,得 18 − μ = −2σ。

第一式减第二式:12 = 3σ,所以 σ = 4。然后 μ = 30 − 4 = 26。

检查:(30 − 26) ÷ 4 = 1,(18 − 26) ÷ 4 = −2。两者都吻合。

最容易丢分的地方

常见的失误,是把下尾概率当成上尾概率来用。已知 P(X < 32) = 0.1587,有人读出 z = 1,写成 (32 − μ) ÷ 5 = 1,得到 μ = 27。

检查:这样 32 就在均值之上,P(X < 32) 会大于 0.5,而不是 0.1587。快速画一下曲线,就能发现正负号的问题。

自己试试

X ~ N(μ, 3²),P(X > 25) = 0.3085。求 μ。

答案

上尾概率 0.3085 小于 0.5,所以 25 在均值之上,z 是正的。查表得 z = 0.5。

写出 (25 − μ) ÷ 3 = 0.5,所以 25 − μ = 1.5,μ = 23.5。

检查:(25 − 23.5) ÷ 3 = 0.5,吻合。

下一步学什么

用概率分布练习测试整一章。应用题结构工作表 (英文)可以帮你把每个概率叙述分开,各写成一个方程。

如果 z 的正负号总是出错,可以了解附加数学一对一线上补习。

常见问题

求未知参数的一般方法是什么?

用分布表反查,把已知概率变成 z 值,再写出 z = (x − μ) ÷ σ,然后解这个方程,求出未知的 μ 或 σ。

怎样知道 z 是正还是负?

先画曲线,标出均值。右尾的概率小于 0.5,表示 x 在均值右边,z 为正。同样小的概率出现在左尾,表示 x 在均值左边,z 为负。

μ 和 σ 都未知怎么办?

用两个条件各写一个 z 值的方程,一共两条,再作为联立方程一起解,常用的办法是相减。

中途要平方或开方吗?

分布写成 N(μ, σ²),所以方差是 σ²。标准化公式用的是 σ 本身,如果题目给的是方差,就要先开平方根。

反推的正态题,关键在 z 的正负号。一对一补习中,老师可以和学生一起画曲线,练到正负号不再靠猜。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。