問題は3つあります。 * 問6:17歳女性の身長が正規分布に従うときの確率に関する問題です。 * 問7:確率変数 $X$ が正規分布に従うときの確率に関する問題です。 * 問8:2つの予備校の模試の結果から、どちらの生徒が優れているかを判断する問題です。

確率論・統計学正規分布確率標準化統計的比較
2025/7/24

1. 問題の内容

問題は3つあります。
* 問6:17歳女性の身長が正規分布に従うときの確率に関する問題です。
* 問7:確率変数 XX が正規分布に従うときの確率に関する問題です。
* 問8:2つの予備校の模試の結果から、どちらの生徒が優れているかを判断する問題です。

2. 解き方の手順

**問6**
(1) 17歳女性の身長が162.5cm未満である確率を求める。
平均 μ=158.0\mu = 158.0 cm、標準偏差 σ=5.39\sigma = 5.39 cm。
Z=XμσZ = \frac{X - \mu}{\sigma} を用いて標準化する。
Z=162.5158.05.39=4.55.390.835Z = \frac{162.5 - 158.0}{5.39} = \frac{4.5}{5.39} \approx 0.835
標準正規分布表または関数電卓を用いて、Z<0.835Z < 0.835 となる確率を求める。
Φ(0.835)0.7981\Phi(0.835) \approx 0.7981
(2) 17歳女性の身長が150.0cm以下である確率を求める。
Z=150.0158.05.39=8.05.391.484Z = \frac{150.0 - 158.0}{5.39} = \frac{-8.0}{5.39} \approx -1.484
Z<1.484Z < -1.484 となる確率を求める。Φ(1.484)=1Φ(1.484)\Phi(-1.484) = 1 - \Phi(1.484).
Φ(1.484)0.9312\Phi(1.484) \approx 0.9312なので、Φ(1.484)=10.93120.0688\Phi(-1.484) = 1 - 0.9312 \approx 0.0688
(3) 17歳女性の身長が155.0cm以上160.0cm未満である確率を求める。
155.0X<160.0155.0 \le X < 160.0 となる確率を求める。
Z1=155.0158.05.39=3.05.390.557Z_1 = \frac{155.0 - 158.0}{5.39} = \frac{-3.0}{5.39} \approx -0.557
Z2=160.0158.05.39=2.05.390.371Z_2 = \frac{160.0 - 158.0}{5.39} = \frac{2.0}{5.39} \approx 0.371
0.557Z<0.371-0.557 \le Z < 0.371 となる確率を求める。
Φ(0.371)Φ(0.557)=Φ(0.371)(1Φ(0.557))\Phi(0.371) - \Phi(-0.557) = \Phi(0.371) - (1 - \Phi(0.557))
Φ(0.371)0.6443\Phi(0.371) \approx 0.6443
Φ(0.557)0.7111\Phi(0.557) \approx 0.7111
0.6443(10.7111)=0.64430.2889=0.35540.6443 - (1 - 0.7111) = 0.6443 - 0.2889 = 0.3554
**問7**
(1) 60<X<6860 < X < 68 となる確率を求める。
平均 μ=64\mu = 64、分散 σ2=64\sigma^2 = 64 なので、標準偏差 σ=8\sigma = 8
Z1=60648=48=0.5Z_1 = \frac{60 - 64}{8} = \frac{-4}{8} = -0.5
Z2=68648=48=0.5Z_2 = \frac{68 - 64}{8} = \frac{4}{8} = 0.5
0.5<Z<0.5-0.5 < Z < 0.5 となる確率を求める。
Φ(0.5)Φ(0.5)=Φ(0.5)(1Φ(0.5))=2Φ(0.5)1\Phi(0.5) - \Phi(-0.5) = \Phi(0.5) - (1 - \Phi(0.5)) = 2\Phi(0.5) - 1
Φ(0.5)0.6915\Phi(0.5) \approx 0.6915 なので、2(0.6915)1=1.3831=0.3832(0.6915) - 1 = 1.383 - 1 = 0.383
(2) 68<X<7668 < X < 76 となる確率を求める。
Z1=68648=48=0.5Z_1 = \frac{68 - 64}{8} = \frac{4}{8} = 0.5
Z2=76648=128=1.5Z_2 = \frac{76 - 64}{8} = \frac{12}{8} = 1.5
0.5<Z<1.50.5 < Z < 1.5 となる確率を求める。
Φ(1.5)Φ(0.5)0.93320.6915=0.2417\Phi(1.5) - \Phi(0.5) \approx 0.9332 - 0.6915 = 0.2417
(3) X>76X > 76 となる確率を求める。
Z=76648=128=1.5Z = \frac{76 - 64}{8} = \frac{12}{8} = 1.5
Z>1.5Z > 1.5 となる確率を求める。
1Φ(1.5)10.9332=0.06681 - \Phi(1.5) \approx 1 - 0.9332 = 0.0668
**問8**
A君の標準化された点数:ZA=8880.35.7=7.75.71.351Z_A = \frac{88 - 80.3}{5.7} = \frac{7.7}{5.7} \approx 1.351
B君の標準化された点数:ZB=7558.110.3=16.910.31.641Z_B = \frac{75 - 58.1}{10.3} = \frac{16.9}{10.3} \approx 1.641

3. 最終的な答え

**問6**
(1) 0.7981
(2) 0.0688
(3) 0.3554
**問7**
(1) 0.383
(2) 0.2417
(3) 0.0668
**問8**
B君の方が優れていると考えられる。

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