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101 台灣大學微積分(C) 第 5 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分C

101學年度 · 101台大微積分C · 第 5 題

題目

5. Suppose that a bank teller takes an exponentially distributed length of time with mean μ=2\mu=2 minutes to serve each customer. If there is already one customer waiting in line, what is the probability that you will wait for more than 6 minutes? (20/100)(20/100)

解答

解法一

思路

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  • 指數分布的平均數為 1/λ1/\lambda;先由平均服務時間求速率參數。
  • 前面已有一人正在服務、另有一人排隊;利用無記憶性,剩餘服務時間與排隊者的服務時間為兩個獨立指數變數,其和服從 Erlang 分布。

答題過程

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因每位顧客的服務時間服從平均數為 μ=2\mu=2 分鐘的指數分布,

λ=1μ=12.\lambda=\frac1\mu=\frac12.

到達時,櫃員正在服務一位顧客,而另有一位顧客在隊伍中。由無記憶性,正在服務者的剩餘時間 T1T_1 與排隊者的服務時間 T2T_2 都是獨立的 Exp⁡(λ)\operatorname{Exp}(\lambda) 隨機變數。因此 T1+T2T_1+T_2 是形狀參數為 22 的 Erlang 分布,故

P(T1+T2>6)=e−λ⋅6(1+6λ)=4e−3.\boxed{P(T_1+T_2>6)=e^{-\lambda\cdot6}(1+6\lambda)=4e^{-3}}.