수리논술, 이게 다다.

상경계열 2번

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문제

[문제 2번] 다음 제시문을 읽고 물음에 답하시오. (50점)

어떤 참치회사는 길이가 1미터 이상 3미터 이하의 참치만 포획하고, 그 외의 참치는 놓아준다. 포획된 참치의 길이를 X\displaystyle X미터라고 했을 때, 확률변수 X\displaystyle X의 확률밀도함수 f(x)\displaystyle f(x)는 다음을 만족한다.

(1) f(x)=ax2+b (1≤x≤3)\displaystyle f(x)=ax^2+b\ (1\le x\le3). 단, a,b\displaystyle a,b는 상수이다.

(2) 확률 P(1≤X≤2)\displaystyle P(1\le X\le2)는 23\displaystyle \frac23이다.

1. 상수 a\displaystyle a와 b\displaystyle b를 구하시오.

2. 확률변수 X\displaystyle X의 평균 m\displaystyle m의 근삿값을 소수점 이하 두 자리까지 구하시오.

3. 위 2번 문항에서 구한 m\displaystyle m의 근삿값을 이용해서 포획된 두 마리의 참치 중 적어도 한 마리의 길이가 평균 이상일 확률을 소수점 이하 두 자리까지 구하시오.

해설강의 준비중

1. ∫13(ax2+b) dx=[a3x3+bx]13=263a+2b=1\displaystyle \int_1^3(ax^2+b)\,dx=\Biggl[\frac a3x^3+bx\Biggr]_1^3=\frac{26}3a+2b=1[a3x3+bx]12=73a+b=23\displaystyle \Biggl[\frac a3x^3+bx\Biggr]_1^2=\frac73a+b=\frac23이 연립방정식을 풀면 a=−112, b=3136\displaystyle a=-\frac1{12},\ b=\frac{31}{36}.

2. m=∫13(−112x3+3136x) dx=[−112⋅4x4+3136⋅2x2]13=169≈1.78\displaystyle m=\int_1^3\left(-\frac1{12}x^3+\frac{31}{36}x\right)\,dx=\Biggl[-\frac1{12\cdot4}x^4+\frac{31}{36\cdot2}x^2\Biggr]_1^3=\frac{16}9\approx1.78이다.

3. 포획된 참치의 길이가 평균 이상일 확률은p=P(m≤X≤3)=∫m3(−112x3+3136) dx=136(66+m3−31m).\displaystyle p=P(m\le X\le3)=\int_m^3\left(-\frac1{12}x^3+\frac{31}{36}\right)\,dx=\frac1{36}(66+m^3-31m).Correction. 확률을 계산하는 적분의 x3\displaystyle x^3은 x2\displaystyle x^2의 오기이다. 뒤 적분 결과와 최종 확률은 맞다. 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.여기서 m=169≈1.78\displaystyle m=\frac{16}9\approx1.78을 대입하면 p≈0.46, q=1−p\displaystyle p\approx0.46,\ q=1-p라 두면 두 마리 모두 미만일 확률은 q2\displaystyle q^2이다.문제에서 고려하는 경우는 이 사건의 여사건이므로 1−q2≈0.71\displaystyle 1-q^2\approx0.71이다.

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