確率・統計の問題
ある窓口で 1 人の客の対応にかかる時間(分)を確率変数とみなす。 人の客の対応時間 は互いに独立で、どれも期待値 、標準偏差 の同じ分布にしたがうとする。対応時間の合計 について、確率 を中心極限定理による正規分布の近似を用いて求めよ。ただし、標準正規分布にしたがう確率変数 について を用いてよい。
この問題で使うもの
- 中心極限定理の使い方(説明と入口の問題)
- 確率変数の和と積(独立な場合)(説明と入口の問題)
- 正規分布と標準化(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(92 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
- 樹形図で数え上げる
- 積の法則と和の法則
- 和の法則・積の法則と樹形図
- 順列・円順列・重複順列
- 組合せ
- 確率の定義と和事象・余事象
- 期待値
- 確率変数と確率分布
- 平均と合計
- 平均値・中央値・最頻値
- 代表値(平均値・中央値・最頻値)
- 分散と標準偏差
- 変量の変換と平均・分散
- 確率変数の期待値・分散と
- 分数のたし算・ひき算
- 小数の四則計算
- 正負の数の加法・減法
- 分数のかけ算・わり算
- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 乗法公式による展開
- 因数分解
- 3 次式までの展開と因数分解
- 微分係数と導関数の定義
- 多項式の微分
- 多項式の不定積分
- 定積分の計算
- 連続型確率変数と確率密度関数
- 等間隔にならんだ数の和
- 等差・等比数列の和と Σ
- 数列の極限
- 関数の極限
- 積と商の微分
- 合成関数の微分
- 円の周の長さと面積
- おうぎ形の弧の長さと面積
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める
- 三角形・四角形の面積
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 三平方の定理
- 特別な直角三角形の辺の比
- 弧度法と単位円による三角関数
- の極限
- 加法定理と 2 倍角・半角・積和の公式
- 三角関数の導関数
- 根号の乗除と加減
- 指数の拡張と指数関数
- 対数の定義と性質
- 自然対数の底
- 指数関数・対数関数の導関数
- 基本的な関数の不定積分
- 置換積分
- 部分積分
- 定積分の置換・部分積分と偶関数・奇関数
- 広義積分
- 一様分布・指数分布
- マルコフの不等式・チェビシェフの不等式
- 正規分布と標準化
- 確率変数の和と積(独立な場合)
- 標本平均の分布
- 大数の弱法則
- 独立な試行と反復試行
- 二項分布
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算(□ を求める)
- 1 次方程式の解き方
- 比例・反比例の式とグラフ
- 関数 の式と変域
- 平方完成と 2 次関数のグラフ
- 2 次不等式
- 剰余の定理・因数定理と高次方程式
- 増減表と極値
- 関数の連続性と中間値の定理
- 平均値の定理
- 第 2 次導関数とグラフの凹凸
- 増減・凹凸・漸近線とグラフ
- テイラー展開
- 無限等比級数と無限級数
- べき級数と収束半径
- 幾何分布・ポアソン分布
- 積率母関数
- 重積分と累次積分
- 偏微分と全微分
- 多変数の連鎖律
- 重積分の変数変換とヤコビアン
- ガウス積分
- 正規分布の密度と積率
- 中心極限定理の使い方
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
中心極限定理を使います。独立同分布の確率変数の和 は、標準化すると近似的に標準正規分布にしたがいます。
ヒント 2
まず と を求めます。独立なので、、 です。そのうえで と標準化します。
ヒント 3
、 なので、 の標準偏差は です。 を の不等式に書き直してみましょう。
答えと解説
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解説を読む
手順 1:和の期待値と分散を求める。
の期待値は 、分散は である。 は互いに独立なので
となり、 の標準偏差は である。
手順 2:標準化して中心極限定理を使う。
中心極限定理により、独立同分布の確率変数の和 を標準化した
は、 が十分大きいとき、近似的に標準正規分布 にしたがう。
手順 3:確率を求める。
は
と同じなので
となる。
したがって、求める確率は約 である。
別解
、 より標準偏差は 。中心極限定理により は近似的に正規分布 にしたがう。標準化すると 。検算: で、与えられた値 がそのまま使える。連続修正は用いない。