Question
upstudy study bank question image url

Suppose that the probability that a particular computer chip fails after \( \mathrm{t}=\mathrm{a} \) hours of operation is \( 0.00004 \int_{\mathrm{a}}^{\infty} e^{-0.00004 \mathrm{t}} \mathrm{dt} \). a. Find the probability that the computer chip fails after \( 13,000 \mathrm{hr} \) of operation (that is, the chip lasts at least \( 13,000 \mathrm{hr} \) ). b. Of the chips that are still in operation after \( 13,000 \mathrm{hr} \), what fraction of these will operate for at least another \( 13,000 \mathrm{hr} \) ? c. Evaluate \( 0.00004 \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004 \mathrm{t}} \mathrm{dt} \) and interpret its meaning.

Ask by Schmidt Owen. in the United States
Mar 10,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

a. The probability the chip fails after 13,000 hours is \( e^{-0.52} \). b. The fraction of chips operating for at least another 13,000 hours, given they've already survived 13,000 hours, is also \( e^{-0.52} \). c. The value of \( 0.00004 \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\, dt \) is 1, which means the chip is certain to fail at some point.

Solution

**a. Probability the chip fails after 13,000 hours** The probability that the chip fails after \( t = a \) hours is given by \[ P(T \ge a) = 0.00004 \int_{a}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\,dt. \] For \( a = 13000 \), we have \[ P(T \ge 13000) = 0.00004 \int_{13000}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\,dt. \] Evaluate the integral: \[ \int_{13000}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\,dt = \left[-\frac{1}{0.00004} e^{-0.00004\,t}\right]_{13000}^{\infty} = \frac{1}{0.00004}\, e^{-0.00004 \times 13000}. \] Multiplying by \(0.00004\), we obtain \[ P(T \ge 13000) = 0.00004 \cdot \frac{1}{0.00004}\, e^{-0.00004 \times 13000} = e^{-0.00004 \times 13000}. \] Since \[ 0.00004 \times 13000 = 0.52, \] the probability is \[ P(T \ge 13000) = e^{-0.52}. \] --- **b. Fraction operating for at least another 13,000 hours given survival to 13,000 hours** We are asked to compute the conditional probability that a chip will operate for at least another 13,000 hours given that it has already operated for 13,000 hours. This is given by \[ P(T \ge 26000 \mid T \ge 13000) = \frac{P(T \ge 26000)}{P(T \ge 13000)}. \] We already found \[ P(T \ge 13000) = e^{-0.00004 \times 13000} = e^{-0.52}. \] Similarly, \[ P(T \ge 26000) = e^{-0.00004 \times 26000} = e^{-1.04}. \] Thus, \[ P(T \ge 26000 \mid T \ge 13000) = \frac{e^{-1.04}}{e^{-0.52}} = e^{-1.04 + 0.52} = e^{-0.52}. \] --- **c. Evaluation of \( 0.00004 \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\,dt \) and its interpretation** First, evaluate the integral: \[ \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\, dt = \left[-\frac{1}{0.00004} e^{-0.00004\,t}\right]_{0}^{\infty} = \frac{1}{0.00004}\left( e^{-0.00004 \times 0} - \lim_{t\to\infty} e^{-0.00004\,t} \right). \] Since \[ e^{-0.00004 \times 0} = 1 \quad \text{and} \quad \lim_{t\to\infty} e^{-0.00004\,t} = 0, \] we have \[ \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\, dt = \frac{1}{0.00004}. \] Multiplying by \(0.00004\): \[ 0.00004 \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004\,t}\, dt = 0.00004 \cdot \frac{1}{0.00004} = 1. \] **Interpretation:** The result \(1\) confirms that the total probability of the chip failing at some time (i.e., over its entire lifetime) is \(1\). This means the probability distribution is properly normalized; the chip is certain to eventually fail.

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Extra Insights

To solve the given problems, we proceed with the following calculations: ### a. Probability of lasting at least 13,000 hours We start with the probability that the computer chip fails after \( t = a \) hours, which is given by: \[ P(T > a) = 0.00004 \int_{a}^{\infty} e^{-0.00004 t} \, dt \] We can calculate this integral: \[ \int e^{-0.00004 t} \, dt = -\frac{1}{0.00004} e^{-0.00004 t} \] Evaluating the limits from \( a = 13000 \) to \( \infty \): \[ = -\frac{1}{0.00004} \left[ 0 - e^{-0.00004 \cdot 13000} \right] = \frac{1}{0.00004} e^{-0.00004 \cdot 13000} \] Now we compute: - \( e^{-0.00004 \cdot 13000} = e^{-0.52} \approx 0.595 \) - \( \frac{1}{0.00004} = 25000 \) Thus: \[ P(T > 13000) \approx 0.00004 \cdot 25000 \cdot 0.595 = 0.0004 \cdot 0.595 \approx 0.238 \] ### b. Fraction of chips lasting another 13,000 hours To find the fraction of chips that will last at least another 13,000 hours given they have already lasted 13,000 hours, we use the memoryless property of the exponential distribution: \[ P(T > 26000 | T > 13000) = P(T > 13000) \] Since the distribution is exponential: \[ P(T > 13000) = e^{-0.00004 \cdot 13000} \approx 0.595 \] So, the fraction of chips still functioning after 13,000 hours and lasting at least another 13,000 hours is about 0.595 or 59.5%. ### c. Evaluate \( 0.00004 \int_{0}^{\infty} e^{-0.00004 t} \, dt \) We first evaluate the integral: \[ \int e^{-0.00004 t} \, dt = -\frac{1}{0.00004} e^{-0.00004 t} \] Evaluating from \( 0 \) to \( \infty \): \[ = -\frac{1}{0.00004} \left[ 0 - 1 \right] = \frac{1}{0.00004} = 25000 \] Now, we find: \[ 0.00004 \cdot 25000 = 1 \] This result signifies that the total probability of the chip failing is 1, meaning there is a certainty that the chip will eventually fail, as expected from a probability distribution defined over its operational time.

Related Questions

17.นักเรียนห้องหนึ่งมี 30 คน ต้องการเลือกหัวหน้าห้อง 1 คน และรองหัวหน้าห้อง 1 คน โดยทั้งสองตำแหน่งจะเป็นคน เดียวกันไม้ได้ จะมีวิธีการเลือกได้กี่วิธี ก. 435 วิธี ข. 325 วิธี ค. 87 วิธี ง. 870 วิธี 18. ในการทำกิจกรรมอย่างหนึ่งของโรงเรียนแห่งหนึ่ง ห้อง ก. ห้อง ข. และ ห้อง ค. ส่งนักเรียนให้เข้าร่วมกิจกรรมจำนวน 2 คน 3 คน และ 4 คนตามลำดับ โดยที่นักเรียนแต่ละคนมี ความสามารถต่างกัน ถ้าต้องการจัดนักเรียน 3 คน จาก จำนวน ดังกล่าว เพื่อให้คนหนึ่งเป็นหัวหน้า คนหนึ่งเป็น ผู้ช่วย และอีกคนหนึ่งเป็นเลขานุการจะสามารถจัดได้กี่วิธี ก. \( 2!3!4! \) วิธี ข. \( \frac{9!}{(9-3)!3!} \) วิธี ค. \( \frac{9!}{2!3!4!} \) วิธี ง. \( \frac{9!}{1!1!1!} \) วิธี 19. หมายเลขโทรศัพท์ 7 ตัว ที่ขึ้นต้นด้วยหมายเลข 377 จะมีได้ ทั้งหมดกี่หมายเลข ก. \( \binom{377}{7} \) ข. \( \binom{10}{7} \) ค. \( 4^{10} \) ง. \( 10^{4} \) 20.จะเลือกกรรมการ 5 คน ที่เป็นนักเรียนชาย 3 คน จาก นักเรียนขายทั้งหมด 15 คน และเป็นนักเรียนหญิง 2 คน จากนักเรียนหญิง 20 คน ได้กี่วิธี ก. \( \binom{15}{5}\binom{20}{5} \) ข. \( \binom{15}{2}\binom{20}{3} \) ค. \( \binom{35}{2}\binom{35}{3} \) ง. \( \binom{15}{3}\binom{20}{2} \)
Probability Thailand Mar 10, 2025

Latest Probability Questions

17.นักเรียนห้องหนึ่งมี 30 คน ต้องการเลือกหัวหน้าห้อง 1 คน และรองหัวหน้าห้อง 1 คน โดยทั้งสองตำแหน่งจะเป็นคน เดียวกันไม้ได้ จะมีวิธีการเลือกได้กี่วิธี ก. 435 วิธี ข. 325 วิธี ค. 87 วิธี ง. 870 วิธี 18. ในการทำกิจกรรมอย่างหนึ่งของโรงเรียนแห่งหนึ่ง ห้อง ก. ห้อง ข. และ ห้อง ค. ส่งนักเรียนให้เข้าร่วมกิจกรรมจำนวน 2 คน 3 คน และ 4 คนตามลำดับ โดยที่นักเรียนแต่ละคนมี ความสามารถต่างกัน ถ้าต้องการจัดนักเรียน 3 คน จาก จำนวน ดังกล่าว เพื่อให้คนหนึ่งเป็นหัวหน้า คนหนึ่งเป็น ผู้ช่วย และอีกคนหนึ่งเป็นเลขานุการจะสามารถจัดได้กี่วิธี ก. \( 2!3!4! \) วิธี ข. \( \frac{9!}{(9-3)!3!} \) วิธี ค. \( \frac{9!}{2!3!4!} \) วิธี ง. \( \frac{9!}{1!1!1!} \) วิธี 19. หมายเลขโทรศัพท์ 7 ตัว ที่ขึ้นต้นด้วยหมายเลข 377 จะมีได้ ทั้งหมดกี่หมายเลข ก. \( \binom{377}{7} \) ข. \( \binom{10}{7} \) ค. \( 4^{10} \) ง. \( 10^{4} \) 20.จะเลือกกรรมการ 5 คน ที่เป็นนักเรียนชาย 3 คน จาก นักเรียนขายทั้งหมด 15 คน และเป็นนักเรียนหญิง 2 คน จากนักเรียนหญิง 20 คน ได้กี่วิธี ก. \( \binom{15}{5}\binom{20}{5} \) ข. \( \binom{15}{2}\binom{20}{3} \) ค. \( \binom{35}{2}\binom{35}{3} \) ง. \( \binom{15}{3}\binom{20}{2} \)
Probability Thailand Mar 10, 2025
11. ข้อสอบฉบับหนึ่งเป็นแบบกาถูกผิดมีจำนวน 10 ข้อ จงหา จำนวนวิธีที่จะทำข้อสอบทั้งหมด ก. \( 2 \times 10 \) ข. \( 4 \times 10 \) ค. \( 4^{10} \) ง. \( 2^{10} \) 12. จากข้อ 11 . ถ้าข้อ \( 1-5 \) กาถูกหมดทุกข้อแล้ว วิธีในการทำ ข้อสอบที่เหลืออยู่มีกี่วิธี ก. \( 2^{5} \) ข. \( 4 \times 5 \) ค. \( 4^{5} \) ง. \( 2 \times 5 \) 13. ถ้าห้องประชุมแห่งหนึ่งมีทางเข้าออก 5 ประตู ชายคนหนึ่งเข้า ออกประตูวันละครั้ง โดยมีเงื่อนไขว่าการเข้าออกประตูห้ามช้ำ กัน จะเข้าออกได้กี่วิธี ก. 15 วิธี ข. 20 วิธี ค. 25 วิธี ง. 30 วิธี 14. จงหา \( x y \) เมื่อ \( x!=24 \) และ \( y!=120 \) ก. 20 ข. 25 ค. 30 ง. 35 15. จงหาค่า \( n \) เมื่อ \( 6 C_{n, 3}=2,730 \) ก. 11 ข. 13 ค. 15 ง. 17 16.ถ้ามีหนังสืออยู่ 5 วิชา และต้องการนำหนังสือมาจัดเรียงเป็น แถวบนโต๊ะ 3 เล่ม จะจัดหนังสือได้กี่วิธี ก. 10 วิธี ข. 20 วิธี ค. 30 วิธี ง. 60 วิธี
Probability Thailand Mar 10, 2025
Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy