本题导读

本题考查正态分布的定义与概率密度曲线,以及正态分布曲线的对称性。

📌【题干】

Question

(2022年新高考II卷) 已知随机变量 服从正态分布 ,且 ,则 。

🔍【思路分析】

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  1. 明确对称中心:由 可知,该正态分布曲线的对称轴为 。
  2. 利用对称性确立基准概率:根据正态分布曲线的对称性,随机变量取值落在对称轴右侧(即 )的概率等于总概率的一半,即 。
  3. 区间拆分与计算:将事件 拆分为两个互斥事件 和 的并集。利用概率的加法公式,用总的一半()减去已知区间的概率(),即可得到所求概率。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

第一步:确定正态分布的对称轴与半区概率 已知随机变量 服从正态分布 ,其中 。 正态分布密度曲线关于直线 对称。 根据概率密度的性质,曲线下方的总面积为 1,且关于对称轴平分。 因此,随机变量 大于均值 2 的概率为: 。

第二步:利用概率的加法公式拆分区间 事件 可以看作是事件 与事件 的互斥并集。 根据互斥事件的概率加法公式,有: 。

第三步:代入已知数据进行计算 将已知条件 和推导出的 代入上式: 解方程得: 。

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心结论(两个 ):对于任意正态分布 ,始终有 和 。这是解决非 原则(经验法则)概率计算题目的基石。
  2. 图像辅助思考:做正态分布题目时,强烈建议画出草图。标出对称轴 的位置,画出已知概率的区间面积,所求区间的概率关系便会一目了然,能极大降低逻辑出错的概率。
  3. 避免低级失误:
  • 概念混淆:不要将本题的对称轴 误认为是标准正态分布的对称轴 。
  • 计算马虎:在进行简单的小数减法时(如 ),考场紧张状态下极易算错(例如得出 )。越是简单的计算,越需要列竖式或在草稿纸上复算一次确认。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展:正态分布的概率计算常常与它的另一个重要对称性质结合:。如果本题追问 的值,你可以利用这个对称性快速得出答案吗?(提示: 和 关于对称轴 对称,故 )。
  • 连续型随机变量的特点:在正态分布这样的连续型概率分布中,包含或不包含边界点(如 与 )对概率的计算没有影响。即 ,所以 。

🔗【关联脉络】

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