確率変数 $T$ は標準正規分布 $N(0, 1)$ に従い、確率変数 $X$ は正規分布 $N(2, 4)$ に従うとき、以下の確率を求めます。 * $P(-1 \le T \le 2)$ * $P(-1 \le X \le 3)$

確率論・統計学確率正規分布標準正規分布確率変数
2025/7/20

1. 問題の内容

確率変数 TT は標準正規分布 N(0,1)N(0, 1) に従い、確率変数 XX は正規分布 N(2,4)N(2, 4) に従うとき、以下の確率を求めます。
* P(1T2)P(-1 \le T \le 2)
* P(1X3)P(-1 \le X \le 3)

2. 解き方の手順

(1) P(1T2)P(-1 \le T \le 2) の計算
TT は標準正規分布 N(0,1)N(0, 1) に従うので、標準正規分布表または標準正規分布関数 Φ(z)\Phi(z) を用いて確率を計算します。
P(1T2)=Φ(2)Φ(1)P(-1 \le T \le 2) = \Phi(2) - \Phi(-1)
標準正規分布表から、Φ(2)0.9772\Phi(2) \approx 0.9772Φ(1)0.1587\Phi(-1) \approx 0.1587 なので、
P(1T2)0.97720.1587=0.8185P(-1 \le T \le 2) \approx 0.9772 - 0.1587 = 0.8185
(2) P(1X3)P(-1 \le X \le 3) の計算
XX は正規分布 N(2,4)N(2, 4) に従うので、まず XX を標準化します。標準化された変数 ZZ は、Z=XμσZ = \frac{X - \mu}{\sigma} で与えられます。ここで、μ=2\mu = 2 (平均)、σ=4=2\sigma = \sqrt{4} = 2 (標準偏差) です。
X=1X = -1 のとき、Z1=122=32=1.5Z_1 = \frac{-1 - 2}{2} = -\frac{3}{2} = -1.5
X=3X = 3 のとき、Z2=322=12=0.5Z_2 = \frac{3 - 2}{2} = \frac{1}{2} = 0.5
したがって、P(1X3)=P(1.5Z0.5)=Φ(0.5)Φ(1.5)P(-1 \le X \le 3) = P(-1.5 \le Z \le 0.5) = \Phi(0.5) - \Phi(-1.5)
標準正規分布表から、Φ(0.5)0.6915\Phi(0.5) \approx 0.6915Φ(1.5)0.0668\Phi(-1.5) \approx 0.0668 なので、
P(1X3)0.69150.0668=0.6247P(-1 \le X \le 3) \approx 0.6915 - 0.0668 = 0.6247

3. 最終的な答え

P(1T2)0.8185P(-1 \le T \le 2) \approx 0.8185
P(1X3)0.6247P(-1 \le X \le 3) \approx 0.6247

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