Statistische methoden > Normale verdeling
1234567Normale verdeling

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

Het percentage van de soldaten in de kazerne met een lengte kleiner dan `175` cm, bepaal je door de relatieve frequenties op te tellen. Dit is ongeveer `16` %.

b

Voor `text(P)(L < 171)` kun je niet precies de percentages bij de staven optellen. Geschat `≈0,058` .

c

`text(P)(L = 175) = 0` bij een continue stochast, want het staafje dat hoort bij `L = 175` heeft dan een breedte van `0` .

Opgave 1
a

Ondergrens: `bar(L_2) - sigma_2 = 182 - 7 = 175` cm.
Bovengrens: `bar(L_2) + sigma_2 = 182 + 7 = 189` cm.

b

Ondergrens: `bar(L_2) - 2sigma_2 = 182 - 2*4 = 168` cm.
Bovengrens: `bar(L_2) + 2sigma_2 = 182 + 2*7 = 196` cm.

c

Tussen de gegeven waarden zit `95` % van de soldaten. Daarbuiten zit dan `100 - 95 = 5` %.
`5` % komt overeen met een kans van `0,05` .

d

De klokvormige verdeling is symmetrisch, dus tussen `175` cm en `182` cm zit `68/2 = 34` %.

e

Het percentage is `(100-68)/2 = 16` %. Dat zijn dus `0,16*500=80` soldaten.

Opgave 2
a
b

`bar(L) - σ = 500 - 100 = 400`
Bekijk de oppervlakte onder de normaalkromme rechts van `bar(L) - σ` .
Die is `34 + 34 + 13,5 + 2,5 = 84` %.

c

`bar(L) - sigma = 500 - 100 = 400` en `bar(L) + 2* sigma = 500 + 2 * 100 = 700` .
Bekijk de oppervlakte onder de normaalkromme tussen `bar(L) - sigma` en `bar(L) + 2*sigma` .
Die is `34 + 34 + 13,5 = 81,5` %.

d

`bar(L) + sigma = 500 + 100 = 600`
Bekijk de oppervlakte onder de normaalkromme links van `bar(L) + sigma` .
Die is `2,5 + 13,5 + 34 + 34 = 84` %.

Opgave 3
a

`3,4 + 11,6 + 23,9 = 38,9` % en hieruit volgt `text(P)(165 ≤ L < 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 ≤ L < 177 \|\ μ(L)=182 text( en ) σ(L)=7 ) ~~ 0,226`

d

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

e

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

Opgave 4
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` , dus ongeveer `99,7` %.

Opgave 5
a

Precies de helft van de werknemers heeft een salaris onder het gemiddelde. Dat is `50` %.

b

Dat is `34 + 34 + 13,5 = 81,5` % van de werknemers.

c

Het gemiddelde maandsalaris van het eerste bedrijf is € 1200,00. Dat is precies `sigma_2` hoger dan dat van het tweede bedrijf. De kans is `13,5+2,5=16` %.

Opgave 6
a

Bedenk: `85 = μ - σ` en `115 = μ + σ` .
Gebruik vuistregel 1 die zegt dat grofweg `68` % van de waarden ligt tussen `μ - σ` en `μ + σ` .

b

Bedenk: `130 = μ + 2σ` .
Vuistregel 2 zegt: grofweg `95` % van de waarden ligt tussen `μ - 2σ` en `μ + 2σ` .
Van de overige `5` % ligt de helft rechts van het `95` %-gebied, wat betekent dat `2,5` % van de mensen een IQ heeft dat groter is dan `130` .

c

`100 - 2,5 = 97,5` %.

d

`16` % hoort precies bij de linkergrens van het `68` % gebied.

Dan heb je een IQ dat lager is dan `100 - 15 = 85` .

Opgave 7
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 ≤ L < 192,5) ≈ 0,866` , dus ongeveer `86,6` %.

Opgave 8
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 9
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.

Opgave 10
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 11
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 12
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 13
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 14
a

Ongeveer `0,2119` .

b

Ongeveer `0,5808` .

c

Ongeveer `0,4298` .

Opgave 15
a
b

Grofweg `68` % van de pakken wijkt minder dan één standaardafwijking af van het gemiddelde. Dat betekent dat er nog ongeveer `32` % van de pakken over is en deze pakken wijken meer dan één standaardafwijking af van het gemiddelde.

c

`510` is het gemiddelde plus eenmaal de standaardafwijking: ongeveer `50 + 1/2 * 68 = 84` % van de pakken heeft een gewicht van minder dan `510` gram.

d

Naar schatting weegt `2,5 + 13,5 + 20 = 36` % van de pakken minder dan `500` gram. Dat is inderdaad minstens een derde. Waarschijnlijk krijgen de klagers gelijk.

Opgave 16
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 17
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 18
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 19
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 20

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 21Kniehoogtes 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 22Lengtes 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 23Zwangerschap
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 24
a

`≈0,0912`

b

`≈0,9088`

c

`20,9` gram.

d

`17,1` gram.

Opgave 25
a

Ongeveer `0,27` %.

b

Ongeveer `4,3` %.

c

`144,5` of meer.

Opgave 26
a

`~~ 9,12` %

b

`~~ 25,25` %

c

`~~ 0,38`

d

`~~ 11,09` %

e

`0,9953` liter

f

`1,0392` liter

verder | terug