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正禾一本通
一轮总复习
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英语(人教版)
第七章
随机变量及其分布
7.4 二项分布与超几何分布
7.4.1 二项分布
一、
n重伯努利试验
二、
二项分布
三、
二项分布的均值与方差
课堂达标
课下巩固训练(十七)
学习目标 1.理解n重伯努利试验的概念,记住n重伯努利试验的公式. 2.理解并熟记二项分布的随机变量的概率、均值以及方差,能利用n重伯努利试验及二项分布解决一些简单的实际问题.
问题1 下列随机试验有什么共同的特点?
(1)投掷一枚质地均匀的骰子3次,每次正面数字为奇数的概率为0.5;
(2)某运动员射击目标靶,射击10次,每次射击击中的概率为0.9;
(3)乒乓球运动员甲与乙比赛,甲在一局中赢球的概率为0.6,打5场比赛.
提示:(1)相同条件下的试验:3次、10次、5次;
(2)每次试验相互独立;
(3)每次试验只有两种可能的结果:某事件发生或不发生;
(4)每次试验某事件发生的概率相同,为p,不发生的概率也相同,为1-p.
【知识提炼】
1.概念
我们把只包含 可能结果的试验叫做伯努利试验.
我们将一个伯努利试验独立地重复进行n次所组成的随机试验称为n重伯努利试验.
2.n重伯努利试验的共同特征
(1)同一个伯努利试验重复做 次.
(2)各次试验的结果相互 .
微提醒 在相同条件下,n重伯努利试验是有放回地抽样试验.
两个
n
独立
例1 判断下列试验是不是n重伯努利试验:
(1)依次投掷四枚质地不同的硬币,3次正面向上;
(2)某篮球队员罚球命中率为0.8,罚球6次;
(3)口袋中装有5个白球,3个红球,2个黑球,依次从中抽取5个球,恰好抽出4个白球.
解:(1)因为硬币的质地不同,所以试验的条件不同,所以不是n重伯努利试验.
(2)某篮球队员罚球命中概率是稳定的,且结果只有两种可能,因此是n重伯努利试验.
(3)每次抽取试验的结果有三种可能,因此不是 n重伯努利试验.
感悟升华 n重伯努利试验的判断依据
(1)要看该试验是不是在相同的条件下重复进行;
(2)每次试验相互独立,互不影响;
(3)每次试验都只有两种结果(每种结果发生的概率稳定),即事件发生或不发生.
【即学即用】 1.(多选)下列事件不是n重伯努利试验的是( )
A.运动员甲射击一次,“射中9环”与“射中8环”
B.甲、乙两名运动员各射击一次,“甲射中10环”与“乙射中9环”
C.甲、乙两名运动员各射击一次,“甲、乙都射中目标”与“甲、乙都没射中目标”
D.在相同的条件下,甲射击10次
解析:A选项,C选项是互斥事件;B选项是相互独立事件;D选项是n重伯努利试验.
答案:ABC
问题2 某运动员连续投篮3次,且每次投篮命中的概率为p,不中的概率为q,则仅投中1次的概率是多少?
提示:连续投篮3次,就是做3次伯努利试验,用Ai(i=1,2,3)表示“第i次投篮命中”的事件,用B1表示“仅投中1次”的事件,则B1=(A1)∪(A2)∪(A3).由此可得P(B1)=q2p+q2p+q2p=3q2p.
问题3 类似地,连续投篮3次,出现k(k=0,1,2,3)次投中的概率是多少?有什么规律?
提示:用Ai(i=1,2,3)表示事件“第i次投篮命中”,用Bk(k=0,1,2,3)表示事件“投篮命中k次”,
P(B0)=P()=q3=C eq \o\al(0,3)p0q3,
P(B1)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=3q2p=C eq \o\al(1,3)p1q2,
P(B2)=P(A1A2)+P(A2A3)+P(A1A3)=3qp2=C eq \o\al(2,3)p2q1,
P(B3)=P(A1A2A3)=p3=C eq \o\al(3,3)p3q0,
规律:P(Bk)=C eq \o\al(k,3)pkq3-k,k=0,1,2,3.
【知识提炼】
一般地,在n重伯努利试验中,设每次试验中事件A发生的概率为p(0<p<1),用X表示事件A发生的次数,则X的分布列为P(X=k)=C eq \o\al(k,n)pk(1-p)n-k,k=0,1,2,…,n.
如果随机变量X的分布列具有上式的形式,则称随机变量X服从二项分布,记作X~ .
B(n,p)
微提醒 二项分布的关键点
(1)对立性:在一次试验中,事件A发生与否必居其一.
(2)重复性:试验可以独立重复地进行,且每次试验事件A发生的概率都是同一常数p.
(3)X的取值从0到n,中间不间断.
例2 甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别是 eq \f(2,3)和 eq \f(3,4),假设每次射击是否击中目标,相互之间没有影响.(结果须用分数作答)
(1)求甲射击3次,至少1次未击中目标的概率;
(2)求两人各射击2次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标1次的概率.
解:(1)记“甲射击3次至少有1次未击中目标”为事件A1,由题意,射击3次,相当于3重伯努利试验,故P(A1)=1-P()=1-= eq \f(19,27).
(2)记“甲射击2次,恰有2次击中目标”为事件A2,“乙射击2次,恰有1次击中目标”为事件B2,则P(A2)=C eq \o\al(2,2)×= eq \f(4,9),P(B2)=C eq \o\al(1,2)××= eq \f(3,8),
由于甲、乙射击相互独立,故P(A2B2)= eq \f(4,9)× eq \f(3,8)= eq \f(1,6).
变式探究 (1)(变设问)本例条件不变,求甲、乙各射击2次均击中目标1次的概率.
解:记“甲击中目标1次”为事件A3,“乙击中目标1次”为事件B3,则P(A3)=C eq \o\al(1,2)× eq \f(2,3)×(1- eq \f(2,3))= eq \f(4,9),
P(B3)=C eq \o\al(1,2)× eq \f(3,4)×(1- eq \f(3,4))= eq \f(3,8),
所以甲、乙均击中目标1次的概率为P(A3B3)= eq \f(4,9)× eq \f(3,8)= eq \f(1,6).
(2)(变设问)本例条件不变,求甲、乙各射击2次,甲未击中、乙击中2次的概率.
解:记“甲未击中目标”为事件A4,“乙击中2次”为事件B4,则P(A4)=C eq \o\al(0,2)= eq \f(1,9),P(B4)=C eq \o\al(2,2)= eq \f(9,16),
所以甲未击中,乙击中目标2次的概率为P(A4B4)= eq \f(1,9)× eq \f(9,16)= eq \f(1,16).
感悟升华 求n重伯努利试验概率的三个步骤
(1)判断:依据n重伯努利试验的特征,判断所给试验是否为n重伯努利试验.
(2)分析:判断所求事件是否需要拆分.
(3)计算:就每个事件依据n重伯努利试验的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式计算.
【即学即用】 2.“石头、剪刀、布”是一种广泛流传于我国民间的古老游戏,其规则是:用三种不同的手势分别表示石头、剪刀、布;两个玩家同时出示各自手势1次记为1次游戏,“石头”胜“剪刀”,“剪刀”胜“布”,“布”胜“石头”;双方出示的手势相同时,不分胜负.现假设玩家甲、乙双方在游戏时出示三种手势是等可能的.
(1)求在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率;
(2)若玩家甲、乙两方共进行了3次游戏,其中玩家甲胜玩家乙的次数记作随机变量X,求X的分布列.
解:(1)玩家甲、乙双方在1次游戏中出示手势的所有可能结果是(石头,石头),(石头,剪刀),(石头,布),(剪刀,石头),(剪刀,剪刀),(剪刀,布),(布,石头),(布,剪刀),(布,布),共9个样本点.玩家甲胜玩家乙的样本点分别是(石头,剪刀),(剪刀,布),(布,石头),共3个.
所以在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率P= eq \f(1,3).
(2)由题意知,X=0,1,2,3.
因为P(X=0)=C eq \o\al(0,3)×= eq \f(8,27),
P(X=1)=C eq \o\al(1,3)××= eq \f(4,9),
P(X=2)=C eq \o\al(2,3)××= eq \f(2,9),
P(X=3)=C eq \o\al(3,3)×= eq \f(1,27).
所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
eq \f(8,27)
eq \f(4,9)
eq \f(2,9)
eq \f(1,27)
问题4 若随机变量X服从二项分布B(n,p),那么X的均值和方差各是什么?
提示:当n=1时,X服从两点分布,分布列为
X
0
1
P
1-p
p
则E(X)=p,D(X)=p(1-p).
一般地,设q=1-p,则二项分布的分布列为
X
0
1
…
k
…
n
P
C eq \o\al(0,n)p0qn
C eq \o\al(1,n)p1qn-1
…
C eq \o\al(k,n)pkqn-k
…
C eq \o\al(n,n)pnq0
则E(X)=0×C eq \o\al(0,n)p0qn+1×C eq \o\al(1,n)p1qn-1+2×C eq \o\al(2,n)p2qn-2+…+kC eq \o\al(k,n)pkqn-k+…+nC eq \o\al(n,n)pnq0,
由kC eq \o\al(k,n)=nC eq \o\al(k-1,n-1),
可得E(X)=n×C eq \o\al(0,n-1)p1qn-1+n×C eq \o\al(1,n-1)p2qn-2+…+nC eq \o\al(k-1,n-1)pkqn-k+…+nC eq \o\al(n-1,n-1)pnq0
=np(C eq \o\al(0,n-1)p0qn-1+C eq \o\al(1,n-1)p1qn-2+…+C eq \o\al(k-1,n-1)pk-1qn-k+…+C eq \o\al(n-1,n-1)pn-1q0)
=np(p+q)n-1=np,
同理可得D(X)=np(1-p).
【知识提炼】
如果X~B(n,p),那么E(X)= ,D(X)= .
特别地,若X服从两点分布,则E(X)=p,D(X)= .
np
np(1-p)
p(1-p)
例3 (1)已知X~B(10,0.5),Y=2X-8,则E(Y)等于( )
A.6 B.2
C.4 D.3
解析:由题意,随机变量X~B(10,0.5),可得E(X)=10×0.5=5,因为Y=2X-8,所以E(Y)=2E(X)-8=2×5-8=2.
答案:B
(2)将一个半径适当的小球放入如图所示的容器最上方的入口处,小球自由下落,在下落的过程中,小球将遇到黑色障碍物3次,最后落入A袋或B袋中,已知小球每次遇到障碍物时,向左、右两边下落的概率分别是 eq \f(1,3), eq \f(2,3).
①分别求出小球落入A袋和B袋中的概率;
②在容器的入口处依次放入4个小球,记ξ为落入B袋中的小球的个数,求ξ的分布列、均值和方差.
解:①设M=“小球落入A袋”,N=“小球落入B袋”,
则P(M)= eq \f(1,3)× eq \f(1,3)× eq \f(1,3)+ eq \f(2,3)× eq \f(2,3)× eq \f(2,3)= eq \f(1,3),
所以P(N)=1-P(M)=1- eq \f(1,3)= eq \f(2,3).
②易知ξ~B,
则ξ的分布列为P(ξ=k)=C eq \o\al(k,4)(k=0,1,2,3,4),
故P(ξ=0)= eq \f(1,81),P(ξ=1)= eq \f(8,81),
P(ξ=2)= eq \f(24,81)= eq \f(8,27),P(ξ=3)= eq \f(32,81),P(ξ=4)= eq \f(16,81).
故ξ的分布列为
ξ
0
1
2
3
4
P
eq \f(1,81)
eq \f(8,81)
eq \f(8,27)
eq \f(32,81)
eq \f(16,81)
E(ξ)=4× eq \f(2,3)= eq \f(8,3),
D(ξ)=4× eq \f(2,3)×(1- eq \f(2,3))= eq \f(8,9).
感悟升华 解决此类问题的第一步是判断随机变量X服从什么分布,第二步是代入相应的公式进行求解.
【即学即用】 3.(1)(2023·哈师大附中高二检测)设ξ的分布列为P(ξ=k)=C eq \o\al(k,5)(k=0,1,2,3,4,5),则D(3ξ)=( )
A.10 B.30
C.15 D.5
解析:由ξ的分布列知ξ~B.
∴D(ξ)=5× eq \f(1,3)×= eq \f(10,9),
∴D(3ξ)=9D(ξ)=10.
答案:A
(2)福州纸伞是历史悠久的中国传统手工艺品,属于福州三宝之一,纸伞的制作工序大致分为三步:第一步削伞架;第二步裱伞面;第三步绘花刷油.一个优秀的作品除了需要有很好的素材外,更要有制作上的技术要求.已知某工艺师在每个环节制作合格的概率分别为 eq \f(3,4), eq \f(4,5), eq \f(2,3),只有当每个环节制作都合格才认为是一次成功制作.
①求该工艺师进行3次制作,恰有一件优秀作品的概率;
②若该工艺师制作4次,其中优秀作品数为X,求X分布列及期望.
解:①由题意可知,制作一件优秀作品的概率为 eq \f(3,4)× eq \f(4,5)× eq \f(2,3)= eq \f(2,5),所以该工艺师进行3次制作,恰有一件优秀作品的概率P=C eq \o\al(1,3)× eq \f(2,5)×(1- eq \f(2,5))2= eq \f(54,125).
②该工艺师制作4次,其中优秀作品数为X,X的所有可能取值为0,1,2,3,4,
由题意知X~B(4, eq \f(2,5)),
则P(X=0)=C eq \o\al(0,4)( eq \f(2,5))0×(1- eq \f(2,5))4= eq \f(81,625),
P(X=1)=C eq \o\al(1,4)( eq \f(2,5))1×(1- eq \f(2,5))3= eq \f(216,625),
P(X=2)=C eq \o\al(2,4)( eq \f(2,5))2×(1- eq \f(2,5))2= eq \f(216,625),
P(X=3)=C eq \o\al(3,4)( eq \f(2,5))3×(1- eq \f(2,5))1= eq \f(96,625),
P(X=4)=C eq \o\al(4,4)( eq \f(2,5))4×(1- eq \f(2,5))0= eq \f(16,625),
故X的分布列为
X
0
1
2
3
4
P
eq \f(81,625)
eq \f(216,625)
eq \f(216,625)
eq \f(96,625)
eq \f(16,625)
所以数学期望为E(X)=4× eq \f(2,5)= eq \f(8,5).
1.打靶时,某人中靶的概率为0.8,则他打100发子弹有4发中靶的概率为( )
A.C eq \o\al(4,100)×0.84×0.296
B.0.84
C.0.84×0.296
D.0.24×0.296
答案:A
2.如果一次伯努利试验中,出现“成功”的概率为 eq \f(1,3),记6次独立重复试验中出现“成功”的次数为X,则D(X)=( )
A. eq \f(2,3) B. eq \f(4,3) C.2 D.4
解析:伯努利试验中随机变量服从二项分布,即X~B(n, p),因为出现“成功”的概率为 eq \f(1,3),所以p= eq \f(1,3),因为6次独立重复试验,所以n=6,所以D(X)=np(1-p)=6× eq \f(1,3)×(1- eq \f(1,3))= eq \f(4,3).
答案:B
3.某同学参加学校数学知识竞赛,规定每个同学答题20道,已知该同学每道题答对的概率为0.6,则该同学答对题目数量的均值和方差分别为( )
A.16,7.2 B.12,7.2
C.12,4.8 D.16,4.8
解析:设该同学答对题目的数量为ξ,因为该同学每道题答对的概率为0.6,共答20道题,所以ξ~B(20,0.6),所以E(ξ)=20×0.6=12,D(ξ)=20×0.6×(1-0.6)=4.8.
答案:C
4.某人参加一次考试,共有4道试题,至少答对其中3道试题才能合格.若他答每道题的正确率均为0.5,并且答每道题之间相互独立,则他能合格的概率为________.
解析:4道题目中,答对的题目数X~B,所以P(X≥3)=P(X=3)+P(X=4)=C eq \o\al(3,4)××+C eq \o\al(4,4)×= eq \f(5,16).
答案: eq \f(5,16)
【基础巩固】
1.设随机变量X~B(2,p),Y~B(4,p).若P(X≥1)=,则P(Y≥2)的值为( )
A.
B.
C.
D.
解析:∵随机变量X~B(2,p),P(X≥1)=,∴1-P(X=0)=1-p0·(1-p)2=,∴p=,∴Y~B,∴P(Y≥2)=++.
答案:B
2.“锦里开芳宴,兰缸艳早年.”元宵节是中国非常重要的传统节日,某班级准备进行“元宵福气到”抽奖活动.福袋中装有标号分别为1, 2, 3, 4, 5的五个相同的小球,从袋中一次性摸出三个小球,若号码之和是3的倍数,则获奖.若有5名同学参与此次活动,则恰好3人获奖的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:每次抽奖中,样本点总数为=10,获奖的共有(1,2,3),(1,3,5),(2,3,4),(3,4,5)这4种,所以p=,设5人中获奖人数为X,则X~B,所以P(X=3)=.
答案:C
3.足球点球大战中,每队派出5人进行点球,假设甲队每人点球破门的概率都是,乙队每人点球破门的概率都是,若甲队进4球的概率为P1,乙队进3球的概率为P2,则( )
A.P1>P2
B.P1=P2
C.P1<P2
D.P1,P2大小关系无法确定
解析:甲队进4球的概率为P1=4×≈0.396,乙队进3球的概率为P2=3×2=≈0.329,则P1>P2.
答案:A
4.设随机变量X~B(10, p),且满足D(X)=2.4,P(X=4)>P(X=6),则p=( )
A.0.7
B.0.6
C.0.4
D.0.3
解析:依题意可知,D(X)=10p(1-p)=2.4,即p2-p+0.24=0,解得p=0.6或p=0.4,又P(X=4)>P(X=6),所以p4p6(1-p)4,所以(1-p)2>p2,解得0<p<,所以p=0.4.
答案:C
5.数轴上一个质点在随机外力的作用下,从原点0出发,每隔1秒向左或向右移动一个单位,已知向右移动的概率为,向左移动的概率为,共移动6次,则质点位于2的位置的概率是( )
A.42
B.24
C.42
D.24
解析:此试验满足6重伯努利试验,设向左移动次数为X,则X~B,根据从0移动到2,且移动6次,则需向右移动4次,向左移动2次,则P(X=2)=42.
答案:C
6.(多选)高尔顿钉板是英国生物学家高尔顿设计的,如图,每一个黑点表示钉在板上的一颗钉子,上一层的每个钉子水平位置恰好位于下一层的两颗钉子的正中间,从入口处放进一个直径略小于两颗钉子之间距离的白色圆玻璃球,白球向下降落的过程中,首先碰到最上面的钉子,碰到钉子后皆以二分之一的概率向左或向右滚下,于是又碰到下一层钉子.如此继续下去.直到滚到底板的一个格子内为止.现从入口放进一个白球,则( )
A.小球从起点到第③个格子一共跳6次
B.小球从起点到第③个格子一共跳7次
C.小球落在第③个格子的概率为
D.小球落在第③个格子的概率为
解析:从入口放进一个白球,则落在第③个格子的情况是下落过程中的7次碰撞中,5次向左,2次向右,而向左或向右的概率均为,则向右的次数服从二项分布,所以小球落在第③个格子的概率P=2×5=.
答案:BC
7.箱中装有标号为1,2,3,4,5,6且大小材质完全相同的 6个球,从箱中一次摸出两个球,记下号码并放回,如果两球号码之积是4的倍数,则获奖.现有4人参与摸奖,恰好有3人获奖的概率是________.
解析:由题意知首先求出摸一次中奖的概率,从6个球中摸出2个,共有=15种结果,两个球的号码之积是4的倍数,共有(1,4),(3,4),(2,4),(2,6),(4,5),(4,6),所以摸一次中奖的概率是,4个人摸奖,相当于发生4次试验,且每一次发生的概率是,所以有4人参与摸奖,恰好有3人获奖的概率是3×=.
答案:
8.一次数学测验由25道选择题构成,每个选择题有4个选项,其中有且仅有一个选项是正确的,每个答案选择正确得4分,不作出选择或选错不得分,满分100分,某学生选对任一题的概率为0.6,则此学生在这一次测验中的成绩的均值为________,方差为________.
解析:设该学生在这次数学测验中选对答案的题目的个数为X,所得的分数(成绩)为Y,则Y=4X.由题知X~B(25,0.6),
所以E(X)=25×0.6=15,D(X)=25×0.6×(1-0.6)=6,E(Y)=E(4X)=4E(X)=60,D(Y)=D(4X)=42×D(X)=16×6=96.
所以该学生在这次测验中的成绩的均值与方差分别是60与96.
答案:60 96
9.某篮球队与其他6支篮球队依次进行6场比赛,每场均决出胜负,设这支篮球队与其他篮球队比赛胜场的事件是独立的,并且胜场的概率是.
(1)求这支篮球队首次胜场前已经负了两场的概率;
(2)求这支篮球队在6场比赛中恰好胜了3场的概率;
(3)求这支篮球队在6场比赛中胜场数的均值和方差.
解: (1)P=2×,
所以这支篮球队首次胜场前已负两场的概率为.
(2)6场胜3场的情况有种,
所以P=33=20×.
所以这支篮球队在6场比赛中恰胜3场的概率为.
(3)由于X服从二项分布,即X~B,
所以E(X)=6×=2,D(X)=6×=.
所以在6场比赛中这支篮球队胜场的均值为2,方差为.
10.某广场上有4盏装饰灯,晚上每盏灯都随机地闪烁红灯或绿灯,每盏灯出现红灯的概率都是,出现绿灯的概率都是.记这4盏灯中出现红灯的数量为ξ,且这4盏装饰灯闪烁一次.
(1)求ξ=2时的概率;
(2)求ξ的均值.
解:(1)依题意知,ξ=2表示4盏装饰灯闪烁一次时,恰好有2盏灯出现红灯,而每盏灯出现红灯的概率都是,故ξ=2时的概率P=22=.
(2)法一 ξ的所有可能取值为0,1,2,3,4,
依题意知,P(ξ=k)=(k=0,1,2,3,4).
∴ξ的分布列为
ξ
0
1
2
3
4
P
E(ξ)=0×.
法二 ∵ξ服从二项分布,即ξ~B,∴E(ξ)=4×.
【综合运用】
11.王先生家住A小区,他工作在B科技园区,从家开车到公司上班路上有L1,L2两条路线(如图),L1路线上有A1,A2,A3三个路口,各路口遇到红灯的概率均为;L2路线上有B1,B2两个路口,各路口遇到红灯的概率依次为.若分别走L1,L2路线,则王先生遇到红灯的次数的均值分别为( )
A.
B.
C.
D.
解析:若走L1路线,设王先生遇到红灯的次数为随机变量X,则X的取值可能为0,1,2,3,且X~B,所以E(X)=3×.
若走L2路线,设王先生遇到红灯的次数为随机变量Y,则Y的取值可能为0,1,2,
则由题意知P(Y=0)=,P(Y=1)=,P(Y=2)=,
所以E(Y)=0×.
答案:D
12.规定投掷飞镖3次为一轮,3次中至少2次投中8环以上的为优秀.现采用随机模拟试验的方法估计某人投掷飞镖的情况:先由计算器产生随机数0或1,用0表示该次投镖未在8环以上,用1表示该次投镖在8环以上;再以每三个随机数作为一组,代表一轮的结果.例如:“101”代表第一次投镖在8环以上,第二次投镖未在8环以上,第三次投镖在8环以上,该结果代表这一轮投镖为优秀;“100”代表第一次投镖在8环以上,第二次和第三次投镖均未在8环以上,该结果代表这一轮投镖为不优秀.经随机模拟试验产生了如下10组随机数,据此估计,该选手投掷飞镖两轮,至少有一轮可以拿到优秀的概率是( )
101
111
011
101
010
100
100
011
111
001
A.
B.
C.
D.
解析:模拟试验中,总共进行了10轮,10轮中至少两次投中8环以上的有6轮,用频率估计概率可得该选手拿到优秀的概率为P=,因此,该选手投掷飞镖两轮,这是一个2重伯努利试验,那么至少有一轮可以拿到优秀的概率P=1-.
答案:B
13.(多选)一个盒子中装有3个黑球和1个白球,现从该盒子中有放回的随机取球3次,每次取1球,取到白球记1分,取到黑球记0分,记3次取球后的总得分为X,则( )
A.X服从二项分布
B.P(X=1)=
C.E(X)=
D.D(X)=
解析:对于A项,由题意知,每次取球的结果只有2个可能.取后放回,所以X服从二项分布,故A项正确;对于B项,每次取球后得1分的概率p=,则X~B.所以P(X=1)=·12=,故B项错误;对于C项,因为X~B,所以E(X)=3×,故C项正确;对于D项,因为X~B,所以D(X)=3×=,故D项错误.
答案:AC
14.假设每一架飞机的引擎在飞行中出现故障的概率为1-p,且各引擎是否出现故障是独立的.已知4引擎飞机中至少有3个引擎正常运行,飞机才可成功飞行;2引擎飞机要2个引擎全部正常运行,飞机才可成功飞行.要使4引擎飞机比2引擎飞机更安全,则p的取值范围是________.
解析:4引擎飞机成功飞行的概率为p3(1-p)+p4,2引擎飞机成功飞行的概率为p2. 由p3(1-p)+p4>p2,得<p<1.
答案:
【创新探索】
15.(多选)某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数A=a1a2a3a4a5(例如10100),其中A的各位数中ak(k=2,3,4,5)出现0的概率为,出现1的概率为,记X=a2+a3+a4+a5,则当程序运行一次时( )
A.X服从二项分布
B.P(X=1)=
C.X的均值E(X)=
D.X的方差D(X)=
解析:由二进制数A的特点知每一个数位上的数字只能填0,1,且每个数位上的数字再填时互不影响,
故以后的5位数中后4位的所有结果有4类:
①后4个数位出现0个1,X=0,记其概率为P(X=0)=4=;
②后4个数位只出现1个1,X=1,记其概率为P(X=1)=3=;
③后4个数位出现2个1,X=2,记其概率为P(X=2)=22=;
④后4个数位出现3个1,X=3,记其概率为P(X=3)=3=;
⑤后4个数位都出现1,X=4,记其概率为P(X=4)=4=,
故X~B,故A正确,B正确.
∵X~B,
∴E(X)=4×,故C正确.
∴方差D(X)=4×,故D错误.
答案:ABC
16.如图,在竖直平面内有一个“游戏滑道”,空白部分表示光滑滑道,黑色正方形表示障碍物,自上而下第一行有1个障碍物,第二行有2个障碍物,…,依此类推.一个半径适当的光滑均匀小球从入口A投入滑道,小球将自由下落.已知小球每次遇到正方形障碍物上顶点时,向左、右两边下落的概率都是.记小球遇到第n行第m个障碍物(从左至右)上顶点的概率为P(n,m).
(1)求P(4,1),P(4,2)的值,并猜想P(n,m)的表达式(不必证明);
(2)已知f(x)=设小球遇到第6行第m个障碍物(从左至右)上顶点时,得到的分数为ξ=f(m),试求ξ的分布列.
解:(1)P(4,1)=3=,P(4,2)=3=.
猜想P(n,m)=n-1.
(2)ξ=3,2,1,P(ξ=3)=P(6,1)+P(6,6)=,
P(ξ=2)=P(6,2)+P(6,5)=,
P(ξ=1)=P(6,3)+P(6,4)=.
故ξ的分布列为
ξ
0
1
2
P
$$