수리논술, 이게 다다.

자연계열 2번

오류 제보

문제

[가] 일반적으로 한 번의 시행에서 어떤 사건 A\displaystyle A가 일어날 확률이 p\displaystyle p로 일정할 때, n\displaystyle n번의 독립시행에서 사건 A\displaystyle A가 일어나는 횟수를 확률변수 X\displaystyle X로 하면 X\displaystyle X가 가질 수 있는 값은 0,1,2,⋯ ,n\displaystyle 0, 1, 2, \cdots , n이고, X\displaystyle X의 확률질량함수는P(X=x)=nCxpx(1−p)n−x,\displaystyle \mathrm{P} (X=x) = {}_{n}\mathrm{C}_{x} p ^{ x} (1-p) ^{ n-x} , (x=0,1,2,⋯ ,n)\displaystyle ( x=0, 1, 2, \cdots , n )이다. 이와 같은 확률변수 X\displaystyle X의 확률분포를 이항분포라고 하며, 이것을 기호로 B(n,p)\displaystyle \mathrm{B} (n, p)와 같이 나타낸다. 확률변수 X\displaystyle X가 이항분포 B(n,p)\displaystyle \mathrm{B} (n, p)를 따를 때 X\displaystyle X의 평균, 분산, 표준편차는 각각E(X)=np,V(X)=np(1−p),σ(X)=np(1−p)\displaystyle \mathrm{E} (X)=np, \mathrm{V} (X)=np(1-p), \sigma (X)= \sqrt {np(1-p)}로 알려져 있다.-『고등학교 확률과 통계』

[나] 일반적으로 실수 전체의 집합에서 정의된 연속확률변수 X\displaystyle X의 확률밀도함수 f(x)\displaystyle f(x)가 두 상수 m,σ(σ>0)\displaystyle m, \sigma ( \sigma >0)에 대하여f(x)=12πσe−(x−m)22σ2\displaystyle f(x) = \frac{1}{\sqrt {2 \pi } \sigma } e ^{- \frac{(x-m) ^{2}}{2 \sigma ^{2}}}일 때, X\displaystyle X의 확률분포를 정규분포라고 한다. 이때 확률변수 X\displaystyle X의 평균은 m\displaystyle m, 표준편차는 σ\displaystyle \sigma임이 알려져 있다. 평균과 표준편차가 각각 m\displaystyle m과 σ\displaystyle \sigma인 정규분포를 기호로 N(m,σ2)\displaystyle \mathrm{N} (m, \sigma ^{2} )과 같이 나타내고, 확률변수 X\displaystyle X는 정규분포 N(m,σ2)\displaystyle \mathrm{N} (m, \sigma ^{2} )을 따른다고 한다.-『고등학교 확률과 통계』

[다] 확률변수 X\displaystyle X가 정규분포 N(m,σ2)\displaystyle \mathrm{N} (m, \sigma ^{2} )을 따를 때, 확률변수Z=X−mσ\displaystyle Z= \frac{X-m}{\sigma }은 표준정규분포 N(0,1)\displaystyle \mathrm{N} (0, 1)을 따른다.-『고등학교 확률과 통계』

[라] 확률변수 X\displaystyle X가 이항분포 B(n,p)\displaystyle \mathrm{B} (n, p)를 따를 때, n\displaystyle n이 충분히 크면 X\displaystyle X는 근사적으로 정규분포 N(np,np(1−p))\displaystyle \mathrm{N} (np, np(1-p))를 따른다. n\displaystyle n이 충분히 크다는 것은 일반적으로 np≥5,n(1−p)≥5\displaystyle np \ge 5, n(1-p) \ge 5일 때를 뜻한다.-『고등학교 확률과 통계』

[마] 확률변수 Z\displaystyle Z 가 표준정규분포를 따를 때 P(0≤Z≤z)\displaystyle \mathrm{P}(0 \le Z \le z)의 값을 소숫점 이하 세 자리에서 반올림한 값은 다음과 같다.

z\displaystyle zP(0≤Z≤z)\displaystyle \mathrm{P}(0\le Z\le z)
0.520.20
0.840.30
1.280.40
2.000.48
-『고등학교 확률과 통계』

[문제2] 상품K는 무게에 따라 다음과 같이 구분된다.

구분A등급B등급C등급
무게68g\displaystyle 68g 이상50g\displaystyle 50g 이상-
68g\displaystyle 68g 미만
50g\displaystyle 50g 미만

어느 공장에서 생산되는 상품K 한 개의 무게는 평균이 55.2g\displaystyle 55.2g이고 표준편차가 10g\displaystyle 10g인 정규분포를 따른다고 한다(단, 단위는 생략할 수 있다).

1) 이 공장에서 생산되는 상품K 중에서 임의의 한 개를 선택할 때, 이 상품K가 A등급일 확률을 구하시오.

2) 1)을 이용하여 이 공장에서 생산되는 400개 상품K 중에서 A등급으로 구분되는 상품K 수의 평균과 표준편차를 구하시오.

3) 제시문 [라]와 2)를 이용하여 이 공장에서 생산되는 400개 상품K 중에서 A등급이 52개 이상일 확률을 구하시오.

해설강의 준비중
1단계 · 정규분포를 표준화하여 A등급일 확률을 계산한다.

1)이 공장에서 생산되는 상품 K 한 개의 무게를 확률변수 X\displaystyle X라 하자.확률변수 X\displaystyle X가 정규분포 N(55.2,102)\displaystyle N(55.2, 10 ^{2} )을 따르므로 제시문 [다]에 의해 Z=X−55.210\displaystyle Z= \frac{X-55.2}{10}이고P(X≥68)=P(Z≥1.28)\displaystyle P(X \ge 68)=P(Z \ge 1.28)이다. 제시문 [나]와 [마]를 이용하면P(Z≥1.28)=0.5−P(0≤Z≤1.28)=0.1\displaystyle P(Z \ge 1.28)=0.5-P(0 \le Z \le 1.28)=0.1

2단계 · 이항분포를 이용하여 평균과 표준편차를 계산한다.

2)이 공장에서 생산되는 400개의 상품 K 중에서 A 등급으로 분류되는 상품 K 의 수를 확률변수 Y\displaystyle Y라 하면 Y\displaystyle Y는 이항분포 B(400,0.1)\displaystyle B(400,0.1)를 따른다. 제시문 [가]를 이용하여 확률변수 Y\displaystyle Y의 평균과 표준편차를 계산하면m=400×0.1=40,σ=400×0.1×0.9=6\displaystyle m= 400 \times 0.1 = 40, \sigma = \sqrt {400 \times 0.1 \times 0.9} =6이다.

3단계 · 근사적인 정규분포를 이용하여 A 등급이 52개 이상일 확률을 계산한다.

3)확률변수 Y\displaystyle Y가 이항분포 B(400,0.1)\displaystyle B(400,0.1)을 따르는 데, 제시문 [라]를 이용하면 확률변수 Y\displaystyle Y는 근사적으로 정규분포 N(40,62)\displaystyle N(40,6 ^{2} )을 따른다. 따라서 이 공장에서 생산되는 400개의 상품 K 중에서 A 등급이 52개 이상일 확률은P(Y≥52)=P(Y−406≥2)=P(Z≥2)=0.5−P(0≤Z≤2)=0.02\displaystyle \begin{aligned}P(Y \ge 52)&=P( \frac{Y-40}{6} \ge 2)=P(Z \ge 2)\\ &= 0.5 - P(0 \le Z \le 2) = 0.02\end{aligned}이다.

채점 기준배점
상[1단계]부터 [3단계]까지를 모두 보이고 논증이 매끄럽고 설득력이 있는 경우S
상[1단계]부터 [3단계]까지를 보였으나 논증이 매끄럽지 않은 경우A
중[1단계]부터 [2단계]까지를 모두 보이고 논증이 매끄럽고 설득력이 있는 경우B
중[1단계]부터 [2단계]까지를 보였으나 논증이 매끄럽지 않은 경우C
중[1단계]부터 [3단계]까지 중 한 가지를 보이고 논증이 매끄럽고 설득력이 있는 경우D
하[1단계]부터 [3단계]까지 중 한 가지를 보였으나 논증이 매끄럽지 않은 경우E
하어느 단계도 맞게 진술하지 못한 경우, 백지인 경우F

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.