Kansmodellen > Normale verdelingen
123456Normale verdelingen

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

Welk percentage van de soldaten in de kazerne een lengte kleiner dan `175` cm heeft.

b

`175` cm is precies `mu - sigma` : `P(L < 175)` is met vuistregel 1 te bepalen.

Voor `P(L < 171)` kun je geen vuistregels gebruiken.

c

`P(L =175) = 0` bij een continue statistische variabele.

Opgave 1
a

`3,4 + 11,6 + 23,9 = 38,9` % en hieruit volgt `text(P)(165 le L lt 180) = 0,389` .

b

In het Practicum zie je wat je moet doen met de grafische rekenmachine. De uitkomst is: `~~0,380` .

c

`text(P)(166 le L lt 177 | μ(L) = 182 text( en ) σ(L) = 7) ~~ 0,226`

d

`text(P)(L lt 166 | μ(L) = 182 text( en ) σ(L) = 7) ~~ 0,011` , dus `1,1` %.

e

`text(P)(L gt 192 | μ(L) = 182 text( en ) σ(L) = 7 ) ~~ 0,077` , dus `7,7` %.

Opgave 2
a

`mu = 182` en `sigma = 7` .

  • Eerste vuistregel:
    `μ - σ = 175` en `μ + σ = 189`
    `text(P)(175 lt L lt 189) ~~ 0,683` en dat is ongeveer `68` %.

  • Tweede vuistregel:
    `μ - 2σ = 168` en `μ + 2σ = 196`
    `text(P)(168 lt L lt 196) ~~ 0,954` en dat is ongeveer `95` %.

b

`mu = 182` en `sigma = 7` dus `μ - 3σ = 161` en `μ + 3σ = 203` .

`text(P)(161 < L < 203 )≈0,997` , ongeveer `99,7` %.

Opgave 3
a

De kans dat een willekeurige soldaat uit de onderzochte groep een lengte heeft tussen `162` en `178` cm.

b

`text(P)(171 < L < 178 | mu = 182 text( en ) sigma = 7) ≈ 0,226` , dus ongeveer `22,6` %.

c

Met de grafische rekenmachine is het percentage soldaten dat precies `171` cm lang is gelijk aan `text(P)(171 ≤ L ≤ 171 | mu = 182 text( en ) sigma = 7) = 0` , dus `0` %.

d

`1,5 * σ = 10,5` dus `μ - 1,5 *σ = 182 - 10,5 = 171,5` en `μ + 1,5*σ = 182 + 10,5 = 192,5` .

`text(P)(171,5 le L lt 192,5) ≈ 0,866` , dus ongeveer `86,6` %.

Opgave 4
a

De kansvariabele `X` is het aantal centimeter spanwijdte.
`text(P)(X > 6 | mu = 5,2 text( en ) sigma = 0,8) ~~ 0,159` dus `15,9` %.

b

`1000 * text(P)( 5 < X < 6 | mu = 5,2 text( en ) sigma = 0,8) ~~ 1000 * 0,440 = 440` .

c

`text(P)(X > 6,5 | mu = 5,2 text( en ) sigma = 0,8) ~~ 0,052`

Opgave 5
a

`text(P)(G < 140 | μ = 150 text( en ) σ = 17) ≈ 0,278`

b

`text(P)(140 < L < 160 | μ = 150 text( en ) σ = 17) ≈ 0,444` dus `44,4` %.

c

`text(P)(G < 120 | μ = 150 text( en ) σ = 17) ≈ 0,039` dus `0,039 *340 ≈13` appels.

d

Hier is sprake van een situatie met terugleggen: ieder van de vijf appels heeft dezelfde (normale) kans om lichter te zijn dan `120`  gram. Deze kans heb je bij c al berekend, die is `0,039` .

Als de kansvariabele `X` het aantal appels is dat lichter is dan `120`  gram, dan is de gevraagde kans: `text(P)(X ge 4)` en deze is gelijk aan `text(P)(X = 4 text( of ) X = 5)` .

`text(P)(X = 4) = ((5),(4)) * 0,039^4 * 0,96`

`text(P)(X = 5) = 0,039^5`

Dus `text(P)(X ge 4) = P(X = 4) + P(X = 5) ~~ 0,00001` .

Opgave 6
a

`text(P)(L ≤ g) = 0,20` geeft `g ≈ 176,1` cm.

Bedenk dat je dit ook zonder de grafische rekenmachine kunt berekenen, want deze grenswaarde ligt even ver van de gemiddelde lengte van `182`  cm af als lengte van `187,9`  cm (vanwege symmetrie) die de grenswaarde was voor de `20` % langste soldaten.

b

`a` geeft de grens aan van de `10` % tussen `mu` en `a` en dus is `a` de grens aan van de kleinste `50 + 10 = 60` %.
`text(P)(L ≤ a) = 0,60` geeft `a ≈ 183,8`  cm.

Opgave 7
a

`text(P)(L≤g)=1/3` geeft `g≈179,0` cm.
De maat small is geschikt voor soldaten die maximaal `179` cm lang zijn.

b

Het gaat hier in ieder geval om soldaten met een lengte vanaf `179` cm.

`text(P)(L≤g)=2/3` geeft `g≈185,0` cm.
De maat M is voor soldaten met een lengte tussen `179` cm en `185` cm.

Opgave 8
a

De fabrikant moet dan gemiddeld méér suiker in een pak stoppen.

b

De normaalkromme wordt volledig bepaald door gemiddelde en standaardafwijking. Omdat hier alleen het gemiddelde verandert ( `μ` wordt `2,93`  gram groter) blijft de kromme zelf even breed en even hoog, maar hij verschuift wel met `2,93` naar rechts.

c

Je moet `text(P)(X < 1000 | μ = 1000 text( en ) σ = x) le 0,05` oplossen.

Bereken met de grafische rekenmachine het snijpunt van de lijn `y_1 = 0,05` en de grafiek van `y_2 = binomcdf(text(-)10^99,1000,1000,x)` . Dit geeft: `σ ~~ 1,216` .

d

Het voordeel voor de fabrikant is dat dit ongeveer evenveel suiker kost, het nadeel kan zijn dat hij een nieuwe machine moet aanschaffen die nauwkeuriger is.

e

De normaalkromme verschuift niet, maar wordt smaller omdat `sigma` kleiner wordt. Het totale oppervlak onder de kromme blijft gelijk en de top bij het gemiddelde wordt hoger.

Opgave 9
a

Los op: `text(P)(G < 1000 | mu = x text( en ) sigma = 3) = 0,025` .
Met de grafische rekenmachine bereken je dat het nieuwe gemiddelde dan ongeveer `1005,9`  gram moet zijn.

b

Nee, het vulgewicht van een pak suiker is een toevalsvariabele, dus er blijft altijd een (heel kleine) kans dat er pakken te licht zijn.

Opgave 10
a

Ongeveer `0,2119` .

b

Ongeveer `0,5808` .

c

Ongeveer `0,4298` .

Opgave 11
a

`100 * text(P)(G < 1000 | μ = 1010 text( en ) σ = 9) ~~ 13,3` %.

b

De snelste manier: `100 - 13,3 = 86,7` %.

De gewone manier: `100 * text(P)(G > 1000 | μ = 1010 text( en ) σ = 9) ~~ 86,7` %.

c

`text(P)(G > 1005 | μ = 1010 text( en ) σ = 9) ~~ 0,7107`

d

`100 * text(P)(G < 980 | μ = 1010 text( en ) σ = 9) ~~ 0,04` %.

e

`text(P)(1005 < G < 1015 | μ = 1010 text( en ) σ = 9) ~~ 0,4215`

Opgave 12
a

Los op met de grafische rekenmachine: `text(P)(G < 900 | μ = 1000 text( en ) σ = x) = 0,05` .

Dit geeft: `σ ~~ 60,8` gram.

b

`100 * text(P)(G < 900 | μ = 1000 text( en ) σ = 60) ~~ 4,8` %.

c

Los op met de grafische rekenmachine: `text(P)(G < 900 | μ = x text( en ) σ = 65) = 0,05` .

Dit geeft: `μ ~~ 1007` gram.

d

Los op met de grafische rekenmachine: `text(P)(G > g | μ = 1000 text( en ) σ = 62,5) = 0,03` .

Dit geeft: `g ~~ 1117,5` gram. Dit betekent dat het gewicht van de `3` % zwaarste kerststollen minimaal `1117,5`  gram is.

Opgave 13
a

`1200 * text(P)(T > 60 | μ = 55 text( en ) σ = 4) ~~ 127` auto's.

b

Los op met de grafische rekenmachine: `text(P)(T < t | μ = 55 text( en ) σ = 4) = 0,03` .

Dit geeft een handelingstijd van minder dan `47,5` seconden.

c

Los op met de grafische rekenmachine: `text(P)(T > 60 | μ = 55 text( en ) σ = x) = 0,01` .

Dit geeft: `σ ~~ 2,2` seconden.

Opgave 14
a

P(bij één wedstrijd ontstaat een snelheidsverschil van maximaal één sd rondom μ) `=`

`text(P)(text(-)0,205 le X le 0,205 | μ = 0 text( en ) σ = 0,205)`

De gevraagde kans is gelijk aan `text(P)(text(-)0,205 le X le 0,205 | μ = 0 text( en ) σ = 0,205)^5 ~~ 0,148` ofwel `14,8` %.

Een kans van meer dan `14` % is niet heel uitzonderlijk te noemen en dus is er geen reden voor de trainer om te twijfelen aan de juistheid van haar verschilmodel.

b

Het snelheidsverschil in de laatste wedstrijd bedraagt `0,6` m/s.

P(een snelheidsverschil van minimaal `0,6` m/s) `=`

`text(P)(X le text(-)0,6 text ( of ) X ge 0,6 | μ = 0 text( en ) σ = 0,205 ) =`

`2 * text(P)(X le text(-)0,6 | μ = 0 text( en ) σ = 0,205) ~~ 0,0034` dus ongeveer `0,3` %.

Dit is een heel kleine kans en de trainer zou daardoor mogen twijfelen over de juistheid van haar model, alhoewel deze kans nog steeds groter is dan `0` binnen de gekozen normale verdeling.

c

Het gaat om de volgende verschillen in snelheid: `0` ; `0,2` ; `text(-)0,2` ; `0` ; `0,1` en `text(-)0,6` . Voer deze lijst op de grafische rekenmachine in.

`bar x ~~ text(-)0,083` en `σ ~~ 0,261`

Conclusies:

  • Hardloper B is in deze zes wedstrijden net even iets sneller, want het gemiddelde is negatief;

  • De spreiding tussen de zes snelheidsverschillen is groter dan in de gebruikte normale verdeling: er zal vaker een groter snelheidsverschil tussen beide hardlopers plaatsvinden.

P(een snelheidsverschil van minimaal `0,6` m/s) `=`

`text(P)(X le text(-)0,6 text ( of ) X ge 0,6 | μ = text(-)0,083 text( en ) σ = 0,261) =`

`text(P)(X le text(-)0,6 | μ = text(-)0,083 text( en ) σ = 0,261) + P(X ge 0,6 | μ = text(-)0,083 text( en ) σ = 0,261) ~~ 0,0282` dus ongeveer `3` %.

De kans op een groter snelheidsverschil dan `0,6` m/s is met deze waarden dus zo'n tien keer zo groot. Dat zit hem vooral in de kans dat renner B zoveel sneller rent dan A en niet andersom.

d

Los op met de grafische rekenmachine:

`text(P)( X le text(-)0,6 text( of ) X ge 0,6 | μ = 0 text( en ) σ = x) = 0,04`

ofwel:

`2 * text(P)( X le text(-)0,6 | μ = 0 text( en ) σ = x) = 0,04 `

Dit geeft: `σ ~~ 0,208` .

Opgave 15

De normaal verdeelde kansvariabele `L` is het aantal jaren levensduur van een Sampel tablet.

Alleen het gemiddelde aanpassen, zodanig dat `text(P)(L gt 2) ge 0,975` :

  • Met de grafische rekenmachine oplossen van `text(P)(L gt 2 | μ = x text( en ) σ = 0,32) = 0,975` geeft een gemiddelde van `2,62` levensjaar: `0,027` levensjaar extra.

  • De kosten hiervan zijn `(0,027 * 52) * 0,01 = 0,01404` euro en dat is meer dan `1,4`  eurocent per tablet: dit is te veel.

Alleen de standaardafwijking aanpassen, zodanig dat `text(P)(L gt 2) ge 0,975` :

  • Met grafische rekenmachine oplossen van `P(L gt 2 | μ = 2,60 text( en ) σ = x) = 0,975` geeft een standaardafwijking van `0,306` levensjaar: `0,014` levensjaar minder afwijking.

  • De kosten hiervan zijn `(0,014 * 52) * 0,02 = 0,01456` euro en dat is meer dan `1,4`  eurocent per tablet: dit is te veel.

Een combinatie van aanpassingen aan gemiddelde en standaardafwijking is wellicht noodzakelijk:

  • Kies het gemiddelde weer iets kleiner dan de gevonden `2,627` (maar groter dan de oorspronkelijke `2,6` ) levensjaar,
    en

  • Kies de standaardafwijking weer iets groter dan de gevonden `0,306` (maar kleiner dan de oorspronkelijke `0,32` ) levensjaar

totdat de kosten `1,4` eurocent per tablet of lager zijn.

Als het goed is, valt nu een patroon op: als je beide aanpast, komen de kosten nooit onder de `0,01456` euro uit.

Het is daarom niet mogelijk om te sleutelen aan gemiddelde of standaardafwijking zodanig dat aan beide voorwaarden wordt voldaan.

Opgave 16Kniehoogtes van 5001 vrouwen
Kniehoogtes van 5001 vrouwen
a

`μ = 43,6` cm en `σ = 2,7` cm.

b

Bekijk eventueel het Practicum .

Redelijk goed. Het histogram is redelijk klokvormig.

c

Als `90` % tussen `μ–a` en `μ+a` ligt dan ligt `10` % daarbuiten.

Dus, vanwege de symmetrie van de normaalkromme: `5` % ligt links van `μ–a` .

Los op met de GR of met Excel: `text(P)(K < μ - a | μ = 43,6 text( en ) σ = 2,7 )=0,05` .

Je vindt `μ - a ≈ 39,2` cm en `a` is ongeveer `43,6 - 39,2 = 4,4` cm

d

Los met de grafische rekenmachine op:

`text(P)(K > g | μ = 43,6 text( en ) σ = 2,7)=0,20` of `text(P)(K < g | μ = 43,6 text( en ) σ = 2,7)=0,80` .

Je vindt: `g ≈ 45,9` cm. Dus minimaal een kniehoogte van `45,9` cm.

Opgave 17Lengtes van 5001 vrouwen
Lengtes van 5001 vrouwen
a

Ongeveer `10,9` %.

b

Ongeveer `51,2` %.

c

Ongeveer `5,8` %.

d

Maximaal `153,7` cm, dus maximaal `153` cm.

e

Minimaal `170,3` , dus minimaal `171` cm.

Opgave 18Zwangerschap
Zwangerschap
a

De normale statistische variabele `Z` is de zwangerschapsduur.

Bij ongeveer `199205 * text(P)( Z < 252 | µ = 280 text( en ) σ = 12,2) ~~ 2164` bevallingen duurde de zwangerschap minder dan `36` weken.

b

`75` % van de zwangerschapsduren ligt tussen `280 - 14 = 266` dagen en `280 + 14 = 294` .

Los op met de grafische rekenmachine:

`text(P)(266 le Z le 294 | µ = 280 text( en ) σ = x) = 0,75`

Dit geeft: `σ ≈ 12,17` dagen.

(naar: examen VWO wiskunde A 1,2 uit 2005, 2e tijdvak)

Opgave 19
a

`≈0,0912`

b

`≈0,9088`

c

`20,9` gram.

d

`17,1` gram.

Opgave 20
a

Ongeveer `0,27` %.

b

Ongeveer `4,3` %.

c

`144,5` of meer.

Opgave 21
a

`9,12` %

b

`25,25` %

verder | terug