Kjøttmeisunger og normalfordelt sum

Del 1, uten hjelpemidler

Kjøttmeisunger og normalfordelt sum

La X være antall unger som overlever i en tilfeldig valgt fuglekasse med kjøttmeis. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i tabellen nedenfor.

k01234
P(X=k)0,20,10,30,30,1

Bestem P(X≥2).

Bestem forventningsverdien E(X), og vis at standardavviket er SD(X)=1,6.
Hva forteller E(X) oss?

Et år har biologilærer Peder overvåket 100 fuglekasser med kjøttmeis. Kassene er nummerert fra 1 til 100. La Xi være antall kjøttmeisunger som overlever i kasse nummer i. Vi antar at Xi-ene er uavhengige. Det totale antallet kjøttmeisunger som overlever i de 100 kassene, er gitt ved den stokastiske variabelen

S=X1+X2+⋯+X100

Begrunn at S er tilnærmet normalfordelt.

Bestem E(S) og Var(S).

I resten av oppgaven går vi ut fra at E(S)=200 og SD(S)=13. Du vil få bruk for standard normalfordelingstabellen i vedlegg 1.

Bestem sannsynligheten for at 226 eller flere kjøttmeisunger overlever i kassene til Peder dette året.

Bestem P(187≤S≤213).

Fasit

P(X≥2)=0,7

E(X)=2, SD(X)=1,6

Sentralgrenseteoremet

E(S)=200, Var(S)=160

P(S≥226)≈2,28%

P(187≤S≤213)≈0,6827

LøsningsforslagKI-generert

Vi summerer sannsynlighetene for X=2, X=3 og X=4:

P(X≥2)=P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)=0,3+0,3+0,1=0,7

Forventningsverdien beregnes ved formelen E(X)=∑k⋅P(X=k):

E(X)=0⋅0,2+1⋅0,1+2⋅0,3+3⋅0,3+4⋅0,1=0+0,1+0,6+0,9+0,4=2

For standardavviket bruker vi SD(X)=Var(X) der Var(X)=∑(k−μ)2⋅P(X=k):

Var(X)=(0−2)2⋅0,2+(1−2)2⋅0,1+(2−2)2⋅0,3+(3−2)2⋅0,3+(4−2)2⋅0,1
=4⋅0,2+1⋅0,1+0⋅0,3+1⋅0,3+4⋅0,1=0,8+0,1+0+0,3+0,4=1,6

Dermed er SD(X)=1,6. Vist.

E(X)=2 forteller oss at vi i gjennomsnitt kan forvente at 2 kjøttmeisunger overlever i en tilfeldig valgt fuglekasse.

Ifølge sentralgrenseteoremet vil summen av et stort antall uavhengige og identisk fordelte stokastiske variabler være tilnærmet normalfordelt. Her er S=X1+X2+⋯+X100 en sum av 100 uavhengige variabler med samme fordeling. Siden n=100 er stort, er S tilnærmet normalfordelt.

Siden X1,X2,…,X100 er uavhengige og identisk fordelte med E(Xi)=2 og Var(Xi)=1,6, gir regnereglene for forventningsverdi og varians:

E(S)=E(X1)+E(X2)+⋯+E(X100)=100⋅E(X)=100⋅2=200
Var(S)=Var(X1)+Var(X2)+⋯+Var(X100)=100⋅Var(X)=100⋅1,6=160

Vi bruker at S er tilnærmet normalfordelt med μ=200 og σ=13 (oppgitt). Vi standardiserer med Z=S−μσ:

P(S≥226)=1−P(S<226)=1−P(Z<226−20013)=1−P(Z<2)

Fra normalfordelingstabellen er P(Z<2)=0,9772, så

P(S≥226)=1−0,9772=0,0228≈2,28%

Det er altså omtrent 2,3% sannsynlighet for at 226 eller flere kjøttmeisunger overlever.

Vi standardiserer begge grensene:

P(187≤S≤213)=P(S≤213)−P(S≤187)
=P(Z≤213−20013)−P(Z≤187−20013)=P(Z≤1)−P(Z≤−1)

Fra normalfordelingstabellen er P(Z≤1)=0,8413 og P(Z≤−1)=1−P(Z≤1)=0,1587:

P(187≤S≤213)=0,8413−0,1587=0,6827≈68,3%

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt