μ = 48 \mu=48 μ = 48
σ = 5 \sigma=5 σ = 5
Use the distribution function of the standard normal distribution
Φ ( x ) = 1 2 π ∫ − ∞ x e − t 2 2 d t \displaystyle\Phi(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}\int\limits_{-\infty}^x e^{-\frac{t^2}{2}}dt Φ ( x ) = 2 π 1 − ∞ ∫ x e − 2 t 2 d t
Note that
Φ ( − ∞ ) = 0 \Phi(-\infty)=0 Φ ( − ∞ ) = 0
Φ ( + ∞ ) = 1 \Phi(+\infty)=1 Φ ( + ∞ ) = 1
a. P ( X < x 0 ) = 0.1 P(X<x_0)=0.1 P ( X < x 0 ) = 0.1
P ( − ∞ < X < x 0 ) = 0.1 P(-\infty<X<x_0)=0.1 P ( − ∞ < X < x 0 ) = 0.1
Φ ( x 0 − μ σ ) − Φ ( − ∞ ) = 0.1 \Phi\left(\dfrac{x_0-\mu}{\sigma}\right)-\Phi(-\infty)=0.1 Φ ( σ x 0 − μ ) − Φ ( − ∞ ) = 0.1
Φ ( x 0 − 48 5 ) − 0 = 0.1 \Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)-0=0.1 Φ ( 5 x 0 − 48 ) − 0 = 0.1
Φ ( x 0 − 48 5 ) = 0.1 \Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)=0.1 Φ ( 5 x 0 − 48 ) = 0.1
x 0 − 48 5 = Φ − 1 ( 0.1 ) \dfrac{x_0-48}{5}=\Phi^{-1}(0.1) 5 x 0 − 48 = Φ − 1 ( 0.1 )
x 0 − 48 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.1 ) x_0-48=5\cdot \Phi^{-1}(0.1) x 0 − 48 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.1 )
x 0 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.1 ) + 48 x_0=5\cdot \Phi^{-1}(0.1)+48 x 0 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.1 ) + 48
x 0 ≈ 5 ⋅ ( − 1.28 ) + 48 = − 6.41 + 48 = 41.59 x_0\approx5\cdot (-1.28)+48=-6.41+48=41.59 x 0 ≈ 5 ⋅ ( − 1.28 ) + 48 = − 6.41 + 48 = 41.59
b. P ( X > x 0 ) = 0.01 P(X>x_0)=0.01 P ( X > x 0 ) = 0.01
P ( x 0 < X < + ∞ ) = 0.01 P(x_0<X<+\infty)=0.01 P ( x 0 < X < + ∞ ) = 0.01
Φ ( + ∞ ) − Φ ( x 0 − μ σ ) = 0.01 \Phi(+\infty)-\Phi\left(\dfrac{x_0-\mu}{\sigma}\right)=0.01 Φ ( + ∞ ) − Φ ( σ x 0 − μ ) = 0.01
1 − Φ ( x 0 − 48 5 ) = 0.01 1-\Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)=0.01 1 − Φ ( 5 x 0 − 48 ) = 0.01
− Φ ( x 0 − 48 5 ) = 0.01 − 1 -\Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)=0.01-1 − Φ ( 5 x 0 − 48 ) = 0.01 − 1
Φ ( x 0 − 48 5 ) = 1 − 0.01 \Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)=1-0.01 Φ ( 5 x 0 − 48 ) = 1 − 0.01
Φ ( x 0 − 48 5 ) = 0.99 \Phi\left(\dfrac{x_0-48}{5}\right)=0.99 Φ ( 5 x 0 − 48 ) = 0.99
x 0 − 48 5 = Φ − 1 ( 0.99 ) \dfrac{x_0-48}{5}=\Phi^{-1}(0.99) 5 x 0 − 48 = Φ − 1 ( 0.99 )
x 0 − 48 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.99 ) x_0-48=5\cdot\Phi^{-1}(0.99) x 0 − 48 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.99 )
x 0 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.99 ) + 48 x_0=5\cdot\Phi^{-1}(0.99)+48 x 0 = 5 ⋅ Φ − 1 ( 0.99 ) + 48
x 0 ≈ 5 ⋅ 2.33 + 48 = 11.63 + 48 = 59.63 x_0\approx5\cdot2.33+48=11.63+48=59.63 x 0 ≈ 5 ⋅ 2.33 + 48 = 11.63 + 48 = 59.63
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