内容正文:
7.3离散型随机变量的均值与方差
【考点1:求离散型随机变量的均值】
【考点2:均值的性质】
【考点3:由离散型随机变量的均值求参数】
【考点4:离散型随机变量的方差与标准差】
【考点5:方差的性质】
知识点:离散型随机变量的均值与方差:
(1)均值:为随机变量的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平.
(2)均值的性质
①(为常数).
②若,其中为常数,则也是随机变量,且.
③.
④如果相互独立,则.
(3)方差:为随机变量的方差,它刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度,称其算术平方根为随机变量的标准差.
(4)方差的性质
①若,其中为常数,则也是随机变量,且.
②方差公式的变形:.
【考点1:求离散型随机变量的均值】
【典例1】第19届亚运会于2023年9月23日在我国杭州举行,浙江某大学举办了一次主题为“喜迎杭州亚运,讲好浙江故事”的知识竞赛,并从所有参赛大学生中随机抽取了100人,统计发现他们的竞赛成绩分数均分布在内,根据调查的结果绘制了学生分数频率分布直方图,如图所示.高于850分的学生被称为“特优选手”.
(1)求a的值,并估计该校学生分数的第70百分位数和平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)现采用分层抽样的方式从分数在,内的两组学生中共抽取10人,再从这10人中随机抽取4人,记被抽取的4名学生中是“特优选手”的人数为随机变量X,求X的分布列及数学期望.
【变式1-1】某种资格证考试分为笔试和面试两部分,考试流程如下:每位考生一年内最多有两次笔试的机会,最多有两次面试的机会.考生先参加笔试,一旦某次笔试通过,不再参加以后的笔试,转而参加面试;一旦某次面试通过,不再参加以后的面试,便可领取资格证书,否则就继续参加考试.若两次笔试均未通过或通过了笔试但两次面试均未通过,则考试失败.甲决定参加考试,直至领取资格证书或考试失败,他每次参加笔试通过的概率均为,每次参加面试通过的概率均为,且每次考试是否通过相互独立.
(1)求甲在一年内考试失败的概率;
(2)求甲在一年内参加考试次数的分布列及期望.
【变式1-2】为提升基层综合文化服务中心服务效能,广泛开展群众性文化活动,某村干部在本村的村民中进行问卷调查,将他们的成绩(满分:100分)分成7组:.整理得到如下频率分布直方图.
(1)求的值并估计该村村民成绩的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(2)从成绩在内的村民中用分层抽样的方法选取6人,再从这6人中任选3人,记这3人中成绩在内的村民人数为,求的分布列与期望.
【变式1-3】新春佳节即将到来,某超市为了刺激消费、提高销售额,举办了回馈大酬宾抽奖活动,设置了一个抽奖箱,箱中放有7折、7.5折、8折的奖券各2张,每张奖券的形状都相同,每位消费者可以从中任意抽取2张奖券,最终超市将在结账时按照2张奖券中最优惠的折扣进行结算.
(1)求一位消费者抽到的2张奖券的折扣相同的概率;
(2)若某位消费者购买了300元(折扣前)的商品,记这位消费者最终结算时的消费金额为,求的分布列及数学期望.
【考点2:均值的性质】
【典例2】已知随机变量的分布列为:设,则的数学期望的值是( )
-1
0
1
A. B. C. D.
【变式2-1】若随机变量服从两点分布,其中,则以下正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】已知X的分布列为:
X
-1
0
1
P
a
设,则Y的数学期望的值是( )
A. B. C.1 D.
【变式2-3】已知随机变量的分布列为,则( )
A. B. C. D.
【考点3:由离散型随机变量的均值求参数】
【典例3】已知随机变量的分布列为
0
1
若,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式3-1】已知某一随机变量的概率分布列如下,且,则的值为( )
7
9
0.1
0.4
A.4 B.5 C.3 D.7
【变式3-2】已知X的分布列为
X
﹣1
0
1
P
且Y=aX+3,E(Y),则a为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点4:离散型随机变量的方差与标准差】
【典例4】甲、乙两名同学在一次答题比赛中答对题数的概率分布分别如下表所示.
甲
答对题数
0
1
2
3
概率
0.1
0.2
0.4
0.3
乙
答对题数
0
1
2
3
概率
0.2
0.1
0.3
0.4
(1)求甲、乙两名同学答题答对题数的期望;
(2)试分析甲、乙两名同学谁的成绩好一些.
【变式4-1】某抽奖活动规则如下:从装有3个红球,2个白球的袋中随机取2个球,每取出一个红球奖励50元.设一次抽奖随机取出的红球的个数为X.
(1)求随机变量X的分布列,期望和方差;
(2)若参与一次需要花费60元,设每次抽奖的收益为Y元,直接写出随机变量Y的期望和方差.
【考点5:方差的性质】
【典例5】随机变量X的分布列如表所示,若,则( )
X
0
1
P
a
b
A.3 B. C.5 D.9
【变式5-1】已知随机变量的分布列是:
1
2
3
P
0.4
0.2
0.4
则( )
A.0.6 B.0.8 C.1 D.1.2
【变式5-2】已知离散型随机变量X的分布列为下表且,则( )
X
0
1
P
A.1 B. C. D.
【变式5-3】随机变量X的分布列如表所示,若,则 .
X
-1
0
1
P
a
b
一、单选题
1.已知离散型随机变量的分布列为
0
1
则( )
A. B. C. D.
2.已知在所有矿石中含有某种稀有元素的概率约为0.1,小郅与小祥同学有一把探测器可识别该稀有元素且准确率高达0.9(即有0.1的概率对不含有该稀土元素的矿石作出反应).在某次探索实践任务中,他们共同发现了一堆由探测器检验含有该元素的矿石,但是否真的含有该元素则需进一步检验,再回实验室途中,小祥提出用2000元向小郅卖出所有矿石,若矿石中真实含有该元素,则价值约10000元,否则将一文不值.若小郅同学出钱购买,则他获得利润的均值约为:( )元.
A.-2200 B.-1100 C.2200 D.7000
3.随机变量Y的分布列为下表所示,若Y的期望值为1,则:( )
0
2
A. B.
C. D.
4.近年来中国人工智能产业爆发式的增长,推动了AI电商行业的快速发展,已知2020—2023年中国AI解决方案提供商企业数量分别为1617,2106,2329,2896,从这4个数字中任取2个数字,当所取两个数字差的绝对值小于500时,随机变量;当所取两个数字差的绝对值不小于500时,随机变量,则( )
A. B. C. D.
5.已知随机变量的分布列如下:
1
2
则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.为了备战2023斯诺克世锦赛,丁俊晖与赵心童两人进行了热身赛,约定每局胜者得1分,负者得0分,热身进行到有一人比对方多2分或打满6局时停止,设丁俊晖在每局中获胜的概率为,赵心童在每局中获胜的概率为,且各局胜负相互独立,比赛停止时已打局数为,则( )
A. B. C. D.
7.一个箱子中装有形状完全相同的5个白球和个黑球. 从中有放回的随机抽取4次,记其中白球的个数为,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.
二、多选题
8.已知随机变量X的分布列为
X
-1
0
1
P
下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.的最小值为
9.已知随机变量满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.有两盒乒乓球,每盒3个球分别标记为2,3,4,其中一盒均未使用过,另一盒3个球都已使用过.现从两个盒子各任取1个球,设球的号码分别为,,若事件“点恰好落在直线上”对应的随机变量为,,的数学期望和方差分别为,,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.某商场经销某商品,根据以往资料统计,顾客采用的付款期数的概率分布为
1
2
3
4
商场经销一件该商品,采用1期付款,其利润为100元;分2期或3期付款,其利润为150元;分4期付款,其利润为200元.若表示经销一件该商品的利润,则 元.
12.若随机变量的分布列为
x
-1
2
4
5
P
0.2
0.35
0.25
0.2
则的数学期望为 .
13.一位足球运动员在有人防守的情况下,射门命中的概率,用随机变量表示他一次射门的命中次数,则 .
四、解答题
14.一个不透明的盒子中装有红色、黄色、白色、黑色小球各1个,这些小球除颜色外完全相同.现从盒于中随机抽取若干个小球,抽中的小球的颜色对应的得分如下表.
抽中小球的颜色
红色
黄色
白色
黑色
得分
1
2
3
4
(1)若有放回地从盒子中抽取2次,每次抽取1个小球,求抽中的小球对应的得分之和大于6的概率;
(2)若一次性从盒子中抽取2个小球,记抽中的小球对应的得分之和为,求的分布列与期望.
15.中国体育代表团在2024年巴黎奥运会上取得了优异的成绩.为了解学生对奥运会的了解情况,某校组织了全校学生参加的奥运会知识竞赛,从一、二、三年级各随机抽取100名学生的成绩(满分:100分,各年级总人数相等),统计如下:
年级
一年级
40
60
二年级
25
75
三年级
10
90
学校将测试成绩分为及格(成绩不低于60分)和不及格(成绩低于60分)两类,用频率估计概率,所有学生的测试成绩结果互不影响.
(1)从一、二年级各随机抽一名学生,记表示这两名学生中测试成绩及格的人数,求的分布列和数学期望;
(2)从这三个年级中随机抽取两个年级,并从抽取的两个年级中各随机抽取一名学生,求这两名学生测试成绩均及格的概率.
1
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7.3离散型随机变量的均值与方差
【考点1:求离散型随机变量的均值】
【考点2:均值的性质】
【考点3:由离散型随机变量的均值求参数】
【考点4:离散型随机变量的方差与标准差】
【考点5:方差的性质】
知识点:离散型随机变量的均值与方差:
(1)均值:为随机变量的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平.
(2)均值的性质
①(为常数).
②若,其中为常数,则也是随机变量,且.
③.
④如果相互独立,则.
(3)方差:为随机变量的方差,它刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度,称其算术平方根为随机变量的标准差.
(4)方差的性质
①若,其中为常数,则也是随机变量,且.
②方差公式的变形:.
【考点1:求离散型随机变量的均值】
【典例1】第19届亚运会于2023年9月23日在我国杭州举行,浙江某大学举办了一次主题为“喜迎杭州亚运,讲好浙江故事”的知识竞赛,并从所有参赛大学生中随机抽取了100人,统计发现他们的竞赛成绩分数均分布在内,根据调查的结果绘制了学生分数频率分布直方图,如图所示.高于850分的学生被称为“特优选手”.
(1)求a的值,并估计该校学生分数的第70百分位数和平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)现采用分层抽样的方式从分数在,内的两组学生中共抽取10人,再从这10人中随机抽取4人,记被抽取的4名学生中是“特优选手”的人数为随机变量X,求X的分布列及数学期望.
【答案】(1),,
(2)分布列见解析,
【分析】(1)利用频率分布直方图的特征、百分位数、平均数的计算公式计算即可;
(2)根据分层抽样的法则先确定两组抽取到的人数,再由离散型随机变量的分布列及期望公式计算即可.
【详解】(1)由频率分布直方图知,
设第70百分位数为x,前两组所占频率为,
前三组所占频率为,则x位于第三组数据中,
所以,
平均数
;
(2)由(1)知分数在,内的两组学生分别有
人,
所以各自抽取的人数分别为人,
显然“特优选手”有4人,
故X可取,,
,
所以其分布列为:
X
0
1
2
3
4
P
.
【变式1-1】某种资格证考试分为笔试和面试两部分,考试流程如下:每位考生一年内最多有两次笔试的机会,最多有两次面试的机会.考生先参加笔试,一旦某次笔试通过,不再参加以后的笔试,转而参加面试;一旦某次面试通过,不再参加以后的面试,便可领取资格证书,否则就继续参加考试.若两次笔试均未通过或通过了笔试但两次面试均未通过,则考试失败.甲决定参加考试,直至领取资格证书或考试失败,他每次参加笔试通过的概率均为,每次参加面试通过的概率均为,且每次考试是否通过相互独立.
(1)求甲在一年内考试失败的概率;
(2)求甲在一年内参加考试次数的分布列及期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,.
【分析】(1)由一年内考试失败对应的笔试面试结果,分类讨论考试失败的概率;
(2)由可能的取值,计算相应的概率,写出分布列,由公式计算期望
【详解】(1)甲每次参加笔试未通过的概率均为,每次参加面试未通过的概率均为.
甲两次笔试均未通过的概率为,
甲通过了第一次笔试,但两次面试均未通过的概率为,
甲未通过第一次笔试,通过了第二次笔试,但两次面试均未通过的概率为
所以甲在一年内考试失败的概率为.
(2)由题意得的可能取值为,
所以的分布列为
2
3
4
故.
【变式1-2】为提升基层综合文化服务中心服务效能,广泛开展群众性文化活动,某村干部在本村的村民中进行问卷调查,将他们的成绩(满分:100分)分成7组:.整理得到如下频率分布直方图.
(1)求的值并估计该村村民成绩的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(2)从成绩在内的村民中用分层抽样的方法选取6人,再从这6人中任选3人,记这3人中成绩在内的村民人数为,求的分布列与期望.
【答案】(1);
(2)分布列见详解;
【分析】(1)由频率和为1,可求的值,再由平均数计算公式求解;
(2)根据分层抽样可确定的取值,再分别求出概率,最后利用期望公式求解.
【详解】(1)由图可知,,
解得,
该村村民成绩的平均数约为
;
(2)从成绩在内的村民中用分层抽样的方法选取6人,
其中成绩在的村民有人,
成绩在的村民有4人,
从中任选3人,的取值可能为1,2,3,
,,,
则的分布列为
1
2
3
故
【变式1-3】新春佳节即将到来,某超市为了刺激消费、提高销售额,举办了回馈大酬宾抽奖活动,设置了一个抽奖箱,箱中放有7折、7.5折、8折的奖券各2张,每张奖券的形状都相同,每位消费者可以从中任意抽取2张奖券,最终超市将在结账时按照2张奖券中最优惠的折扣进行结算.
(1)求一位消费者抽到的2张奖券的折扣相同的概率;
(2)若某位消费者购买了300元(折扣前)的商品,记这位消费者最终结算时的消费金额为,求的分布列及数学期望.
【答案】(1)
(2)的分布列见解析;
【分析】(1)利用古典概型概率公式计算即得;
(2)根据题意写出消费金额所有可能的值,分别计算对应的概率的值,列出分布列,用公式计算数学期望即可.
【详解】(1)每位消费者从7折、7.5折、8折的奖券各2张中任意抽取2张奖券,有种方法,
而“抽到的2张奖券的折扣相同”的情况有3种,故其概率为:;
(2)依题意,消费金额的可能的值有:210, 225和 240共三个.
,
,
.
则的分布列为:
210
225
240
故数学期望.
【考点2:均值的性质】
【典例2】已知随机变量的分布列为:设,则的数学期望的值是( )
-1
0
1
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据分布列的性质,求得,得到,再由,即可求得随机变量的期望.
【详解】由题意,根据分布列的性质,可得,解得,
所以随机变量的期望为,
又由,所以随机变量的期望为
故选:C.
【变式2-1】若随机变量服从两点分布,其中,则以下正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件,结合两点分布的定义,利用期望计算公式和性质可判断.
【详解】因为随机变量X服从两点分布,且,则,
故,故A错误;
,故B错误;
,故C错误;
,故D正确.
故选:D.
【变式2-2】已知X的分布列为:
X
-1
0
1
P
a
设,则Y的数学期望的值是( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【解析】根据分布列的性质,求得,得到,再由,即可求得随机变量的期望.
【详解】由题意,根据分布列的性质,可得,解得,
所以随机变量的期望为,
又由,所以随机变量的期望为
故选:B.
【点睛】本题主要考查了离散型随机变量的分布列的性质,以及期望的计算及性质的应用,其中解答中熟记分布列的性质和期望的公式是解答的关键,着重考查运算与求解能力.
【变式2-3】已知随机变量的分布列为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用分布列求,再应用期望的性质求即可.
【详解】由题设,
所以.
故选:C
【考点3:由离散型随机变量的均值求参数】
【典例3】已知随机变量的分布列为
0
1
若,,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由分布列的性质得到,再由求解即可;
【详解】由分布列的性质,得,
.
.
,
.
故选:B
【变式3-1】已知某一随机变量的概率分布列如下,且,则的值为( )
7
9
0.1
0.4
A.4 B.5 C.3 D.7
【答案】A
【分析】由概率和为先计算,然后由期望的公式列出关于的等式,求解即可.
【详解】解:由概率和为可知:,所以,解得:.
故选:A
【变式3-2】已知X的分布列为
X
﹣1
0
1
P
且Y=aX+3,E(Y),则a为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】利用期望的计算公式,计算出EX,再由期望的性质,Y=aX+3,求出a即可.
【详解】先求出(﹣1)01.
再由Y=aX+3得.
∴a()+3,解得a=2.
故选:B.
【点睛】本题主要考查离散型随机变量的期望及期望的性质,考查了基本运算的能力,属于基础题.
【考点4:离散型随机变量的方差与标准差】
【典例4】甲、乙两名同学在一次答题比赛中答对题数的概率分布分别如下表所示.
甲
答对题数
0
1
2
3
概率
0.1
0.2
0.4
0.3
乙
答对题数
0
1
2
3
概率
0.2
0.1
0.3
0.4
(1)求甲、乙两名同学答题答对题数的期望;
(2)试分析甲、乙两名同学谁的成绩好一些.
【答案】(1)甲、乙两人成绩的均值分别为1.9,1.9
(2)甲同学的成绩较好
【分析】(1)利用数学期望公式可计算两名同学成绩的数学期望;
(2)利用方差公式计算两名同的学的成绩的方差,可得结论.
【详解】(1)甲、乙两人成绩的均值分别为
(2)方差分别为
由上面的数据,可知.
这表示甲、乙两人答对题目的均值相等,但两人答对题的稳定程度不同,
甲同学较稳定,乙同学波动较大,所以甲同学的成绩较好.
【变式4-1】某抽奖活动规则如下:从装有3个红球,2个白球的袋中随机取2个球,每取出一个红球奖励50元.设一次抽奖随机取出的红球的个数为X.
(1)求随机变量X的分布列,期望和方差;
(2)若参与一次需要花费60元,设每次抽奖的收益为Y元,直接写出随机变量Y的期望和方差.
【答案】(1)分布列见解析;,;
(2),.
【分析】(1)求出的可能值及对应的概率,列出分布列,再求出期望和方差.
(2)求出与的关系,再利用期望、方差的性质求解.
【详解】(1)依题意,的所有可能值为0,1,2,
,
所以的分布列为:
0
1
2
期望,
方差.
(2)依题意,每次抽奖的收益,
所以期望,
方差.
【考点5:方差的性质】
【典例5】随机变量X的分布列如表所示,若,则( )
X
0
1
P
a
b
A.3 B. C.5 D.9
【答案】C
【分析】由,利用随机变量X的分布列列出方程组,求出,,由此能求出,再由,能求出结果.
【详解】,由随机变量X的分布列得:
,解得,
,
.
故选:C.
【变式5-1】已知随机变量的分布列是:
1
2
3
P
0.4
0.2
0.4
则( )
A.0.6 B.0.8 C.1 D.1.2
【答案】B
【分析】由均值与方差的计算概念,可得答案.
【详解】由题意可得,
则 .
故选:B.
【变式5-2】已知离散型随机变量X的分布列为下表且,则( )
X
0
1
P
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分布列求出,,再根据条件得,计算答案即可.
【详解】由X的分布列得,
则,
因为,
则.
故选:D.
【变式5-3】随机变量X的分布列如表所示,若,则 .
X
-1
0
1
P
a
b
【答案】5
【分析】利用离散型随机变量的分布列、数学期望的性质,列出方程组,求出,,由此能求出方差,再根据方差的性质计算可得.
【详解】依题意可得,解得,
所以,
所以.
故答案为:5.
一、单选题
1.已知离散型随机变量的分布列为
0
1
则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用离散型随机变量的分布列求出,再利用数学期望的性质即可求出.
【详解】,
.
故选:C.
2.已知在所有矿石中含有某种稀有元素的概率约为0.1,小郅与小祥同学有一把探测器可识别该稀有元素且准确率高达0.9(即有0.1的概率对不含有该稀土元素的矿石作出反应).在某次探索实践任务中,他们共同发现了一堆由探测器检验含有该元素的矿石,但是否真的含有该元素则需进一步检验,再回实验室途中,小祥提出用2000元向小郅卖出所有矿石,若矿石中真实含有该元素,则价值约10000元,否则将一文不值.若小郅同学出钱购买,则他获得利润的均值约为:( )元.
A.-2200 B.-1100 C.2200 D.7000
【答案】B
【分析】分别计算小郅同学盈利和亏损的概率,再根据均值公式求解.
【详解】由题意可知:小郅同学要想盈利,必须在所有矿石含有稀有元素的条件下,探测器还能检测出来,
所以小郅同学盈利的概率,且盈利额为元,
小郅同学亏损的概率,且亏损额为元,
所以利润的均值元.
故选:B
3.随机变量Y的分布列为下表所示,若Y的期望值为1,则:( )
0
2
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由分布列的性质及数学期望的计算求解即可.
【详解】由分布列的性质可知,,故A正确;
因为Y的期望值为1,所以,所以C错.
若,不满足分布列性质,B错,
由上,有,显然D错.
故选:A
4.近年来中国人工智能产业爆发式的增长,推动了AI电商行业的快速发展,已知2020—2023年中国AI解决方案提供商企业数量分别为1617,2106,2329,2896,从这4个数字中任取2个数字,当所取两个数字差的绝对值小于500时,随机变量;当所取两个数字差的绝对值不小于500时,随机变量,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据已知求出分布列的概率,再求出数学期望即可.
【详解】从这4个数字中任取2个数字,结果有6种,
所取两个数字差的绝对值小于500的结果有2种,故,
不小于500的结果有4种,故.
所以.
故选:D.
5.已知随机变量的分布列如下:
1
2
则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】利用离散型随机变量的分布列的性质、期望和方差公式,结合充分条件必要条件的定义即可求解.
【详解】由题意可知,
若,则,得,
故充分性满足;
若,则,解得或.
当时,,此时,
当时,,此时,
则或,故必要性不满足.
故选:A.
6.为了备战2023斯诺克世锦赛,丁俊晖与赵心童两人进行了热身赛,约定每局胜者得1分,负者得0分,热身进行到有一人比对方多2分或打满6局时停止,设丁俊晖在每局中获胜的概率为,赵心童在每局中获胜的概率为,且各局胜负相互独立,比赛停止时已打局数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】依题意得到的可能取值,再求出对应的概率,从而求解期望即可.
【详解】由题意得,随机变量的可能取值是2,4,6,
设每两局比赛为一轮,则该轮比赛停止的概率为,
若该轮结束时比赛还要继续,则甲、乙在该轮中必是各得1分,此时该轮比赛结果对下一轮比赛是否停止没有影响,
所以,,,
所以期望为.
故选:B.
7.一个箱子中装有形状完全相同的5个白球和个黑球. 从中有放回的随机抽取4次,记其中白球的个数为,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】B
【分析】由二项分布的均值和方差公式求解即可.
【详解】由题意可得取得白球的概率为,则,
则,解得:,取得白球的概率为,
故.
故选:B.
二、多选题
8.已知随机变量X的分布列为
X
-1
0
1
P
下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.的最小值为
【答案】BC
【分析】根据分布列的性质结合已知条件判断各个选项即可.
【详解】对于A,由题意得,若,则,A错误;
对于B,若,则,,B正确;
对于C,若,则,又,所以,C正确;
对于D,由,得,
,
因为,,D错误.
故选:BC.
9.已知随机变量满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据期望及方差的性质即可求解.
【详解】,则,故A正确,B错误;
,则,故C正确,D错误.
故选:AC
10.有两盒乒乓球,每盒3个球分别标记为2,3,4,其中一盒均未使用过,另一盒3个球都已使用过.现从两个盒子各任取1个球,设球的号码分别为,,若事件“点恰好落在直线上”对应的随机变量为,,的数学期望和方差分别为,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】求出的所有可能值,求出相应的概率,可判断AB,再计算期望与方差,判断CD.
【详解】因为a的所有可能取值为2,3,4,b的所有可能取值为2,3,4.点恰好落在直线上,所以的所有可能取值为4,5,6,7,8.
从两个盒子中分别任取1个球,共有9种情况,,,,,.对于A,,故A选项正确;
对于B,,故B选项正确;
对于C, ,故C选项错误;
对于D, ,故D选项正确,
故选:ABD.
三、填空题
11.某商场经销某商品,根据以往资料统计,顾客采用的付款期数的概率分布为
1
2
3
4
商场经销一件该商品,采用1期付款,其利润为100元;分2期或3期付款,其利润为150元;分4期付款,其利润为200元.若表示经销一件该商品的利润,则 元.
【答案】130
【分析】由题意可知可以取100,150,200,然后根据的概率分布列可列出的概率分布列,从而可求出
【详解】由题意可知可以取100,150,200,利润的概率分布为
100
150
200
所以(元),
故答案为:130
12.若随机变量的分布列为
x
-1
2
4
5
P
0.2
0.35
0.25
0.2
则的数学期望为 .
【答案】2.5/
【分析】根据随机变量的数学期望定义求解即可.
【详解】.
故答案为:.
13.一位足球运动员在有人防守的情况下,射门命中的概率,用随机变量表示他一次射门的命中次数,则 .
【答案】/
【分析】先求出期望,借助期望求方差.
【详解】由题知,一次射门命中次数为0次或1次,
,
因此E(X)=0×0.7+1×0.3=0.3,
,
故答案为:
四、解答题
14.一个不透明的盒子中装有红色、黄色、白色、黑色小球各1个,这些小球除颜色外完全相同.现从盒于中随机抽取若干个小球,抽中的小球的颜色对应的得分如下表.
抽中小球的颜色
红色
黄色
白色
黑色
得分
1
2
3
4
(1)若有放回地从盒子中抽取2次,每次抽取1个小球,求抽中的小球对应的得分之和大于6的概率;
(2)若一次性从盒子中抽取2个小球,记抽中的小球对应的得分之和为,求的分布列与期望.
【答案】(1)
(2)的分布列为
【分析】(1)根据分步计数原理计算出总数,再列举出小球得分大于的情况,最后根据古典概率公式即可得出答案;
(2)先写出的值,计算对应取值的概率,最后列出分布列,计算数学期望.
【详解】(1)有放回抽取两次,总的可能有种,小球得分之和大于的情况只有第一次取白球,第二次取黑球;第一次取黑球,第二次取白球;两次都取黑球种情况,所以小球得分之和大于的概率.
(2)的取值有五种可能,
,,,
,,
所以的分布列为
.
15.中国体育代表团在2024年巴黎奥运会上取得了优异的成绩.为了解学生对奥运会的了解情况,某校组织了全校学生参加的奥运会知识竞赛,从一、二、三年级各随机抽取100名学生的成绩(满分:100分,各年级总人数相等),统计如下:
年级
一年级
40
60
二年级
25
75
三年级
10
90
学校将测试成绩分为及格(成绩不低于60分)和不及格(成绩低于60分)两类,用频率估计概率,所有学生的测试成绩结果互不影响.
(1)从一、二年级各随机抽一名学生,记表示这两名学生中测试成绩及格的人数,求的分布列和数学期望;
(2)从这三个年级中随机抽取两个年级,并从抽取的两个年级中各随机抽取一名学生,求这两名学生测试成绩均及格的概率.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)写出所有可能得取值,然后分别求出其对应概率,列出表格,即可得到分布列,再由期望的公式代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由互斥事件概率公式代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)一年级学生及格的频率为,不及格的频率为,
二年级学生及格的频率为,不及格的频率为,
三年级学生及格的频率为,不及格的频率为,
的所有可能取值为,
则,,
,
所以的分布列为:
0
1
2
所以的期望为
(2)由题意可知,抽到一、二年级,一、三年级,二、三年级的概率都是,
所以抽到的两名学生测试成绩均及格的概率为
.
1
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