第08讲 分布列及数字特征(七大重难点)-2024-2025学年高二数学下学期期中期末重难点归类及真题训练 (人教A版)
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内容正文:
2024-2025学年高二数学下学期期中期末重难点归类及真题训练 (人教A版)
第08讲 分布列及数字特征
一、随机变量
1.随机变量:随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量,常用字母,…表示.
离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量
2.离散型随机变量分布列的概念及性质
①离散型随机变量的分布列的概念
设离散型随机变量X可能取的不同值为,,…,,X取每一个值 ()的概率,则下表称为随机变量X的概率分布,简称为X的分布列.
X
…
…
P
…
…
有时也用等式表示X的分布列.
②离散型随机变量的分布列的性质
(1)(i=1,2,…,n);(2).
二、离散型随机变量的均值与方差
一般地,若离散型随机变量X的分布列为:
X
…
…
P
…
…
(1)称为随机变量X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)称为随机变量X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,其算术平方根为随机变量X的标准差.
方差的变形:
三、均值与方差的性质
若,其中a,b为常数,则Y也是随机变量,
则
重难点01 离散型随机变量
【解题必备】
所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量
例1.甲、乙两人下象棋,甲赢了得3分,平局得1分,输了得0分,共下三局.用表示甲的得分,则表示( )
A.甲赢三局 B.甲赢一局
C.甲、乙平局三次 D.甲赢一局或甲、乙平局三次
例2.下面给出三个随机变量:
①某地110报警台1分钟内接到的求救电话的次数;
②某森林树木的高度在(单位:)这一范围内变化,测得某一树木的高度;
③某人射击2次,击中目标的环数之和.其中离散型随机变量有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【跟踪练习】
练习1.下列随机变量是离散型随机变量的个数是( )
①某足球队在5次点球中进球的次数;
②投篮一次的结果;
③某同学在至到校的时间;
④从含有50件合格品、10件次品的产品中任取3件,其中合格品的件数.
A.1 B.2 C.3 D.4
练习2.(多选)下列变量是离散型随机变量的是( )
A.某水位监测站所测水位在这一范围内变化,该水位监测站所测水位H
B.抛掷一枚硬币直到出现正面为止,需要的抛掷次数
C.在某次数学期中考试中,一个考场30名考生中做对选择题第11题的人数
D.方程的实根个数
练习3.为了督促各地做好环境保护工作,环保部门决定在31个省(自治区、直辖市和新疆生产建设兵团中,随机抽取6个进行突击检查,抽得的结果只要有一个不同就认为是不同的试验结果,记样本空间为.
(1)中包含的样本点数目是多少?
(2)设抽得的结果中直辖市个数为X,那么对中的每一个样本点,X都有唯一确定的值吗?X的取值是固定不变的吗?如果不是,X可取的值有哪些?
练习4.甲、乙两队员进行乒乓球单打比赛,规定采用“七局四胜制”,用表示需要比赛的局数,写出所有可能的取值,并写出表示的试验结果.
重难点02 求离散型随机变量的分布列
【解题必备】
求离散型随机变量的分布列的步骤:(1)理解的意义,写出可能取的全部值;(2)求取每个值的概率;(3)写出的分布列.
例3.一批产品分为一,二,三3个等级,其中一级品的个数是二级品的两倍,三级品的个数是二级品的一半,从这批产品中随机抽取一个检验,其级别为随机变量,则 .
例4.一袋中装有6个大小与质地相同的白球,编号为1、2、3、4、5、6,从该袋内随机取出3个球,记被取出球的最大号码数为写出随机变量的分布.
【跟踪练习】
练习1.一个盒子中装有六张卡片,上面分别写着如下六个定义域为的函数:,,,,,.现从盒子中逐一抽取卡片,且每次抽出后均不放回,若取到一张写有偶函数的卡片则停止抽取,否则继续进行,设抽取次数为,则的概率为 .
练习2.某班有学生45人,其中O型血的有10人,A型血的有12人,B型血的有8人,AB型血的有15人.将O,A,B,AB四种血型分别编号为1,2,3,4,现从中抽1人,其血型为随机变量X,求X的概率分布.
练习3.2024年7月26日至8月11日,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举行,中国体育健儿们在赛场上奋力拼搏,取得骄人战绩.为了弘扬“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神,以及中国运动员们展现的“和谐、包容、坚忍不拔”——中国传统文化的精髓,某校举办奥运知识竞赛.比赛的题目包括“奥运会历史”“中国历届奥运成绩”两个板块,每个板块4个题目,每位参加比赛的同学首先从“奥运会历史”板块中随机抽取2题依次回答,然后从“中国历届奥运成绩”板块中随机抽取2题依次回答,至少答对3题者获得奖品一份.已知甲同学能正确回答“奥运会历史”板块中的2题,能正确回答“中国历届奥运成绩”板块中每题的概率为0.8,且回答每题相互独立.
(1)记为甲答对题数,求的分布列;
(2)已知甲获得一份奖品,求甲4题全部答对的概率.
练习4.夏辰广场乒乓球场上,乒乓飞舞,明星老师带领班上同学组织班内友谊比赛,拿过来一盘乒乓球,盒中有大小颜色相同的6个乒乓球,其中4个未使用过(称之为新球),2个使用过(称之为旧球),每局比赛从盒中随机取1个球作为比赛用球,该局比赛结束后放回盒中使用过的球即成为旧球.
(1)求两局比赛后盒中恰有3个新球的概率;
(2)设三局比赛后盒中新球的个数为,求的分布列.
重难点03 分布列的性质
【解题必备】
分布列性质的两个作用:(1)利用分布列中各事件概率之和为1可求参数的值及检查分布列的正确性;(2)随机变量所取的值分别对应的事件是两两互斥的,利用这一点可以求随机变量在某个范围内的概率.
例5.离散型随机变量的分布列为为常数,则 .
例6.已知随机变量的分布列如表:(其中为常数)
0
1
2
3
4
5
0.2
0.1
0.3
0.2
0.1
则等于( )
A.0.4 B.0.5 C.0.6 D.0.7
【跟踪练习】
练习1.(多选)设随机变量的分布列为,(),则( )
A. B.
C. D.
练习2.若随机变量的分布列如下表,表中数列为等差数列,则的取值是( )
3
4
5
6
7
A. B. C. D.
练习3.从装有除颜色外完全相同的6个白球,4个黑球和2个黄球的箱中随机取出两个球,规定每取出1个黑球记2分,而取出1个白球记分,取出黄球记零分.
(1)以表示所得分数,求X的概率分布;
(2)求得分时的概率.
练习4.有两种投资方案,一年后投资的盈亏情况如下两表:
投资股市的盈亏情况表
投资结果
获利40%
不赔不赚
亏损20%
概率
购买基金的盈亏情况表
投资结果
获利20%
不赔不赚
亏损10%
概率
p
q
(1)当时,求q的值;
(2)已知甲、乙两人都选择了“投资股市”进行投资,求一年后他们中恰有一人亏损的概率;
(3)已知丙、丁两人分别选择了“投资股市”和“购买基金”进行投资,设一年后他们中至少有一人获利的概率大于,求p的取值范围.
重难点04 随机变量的均值
【解题必备】
求离散型随机变量的均值的步骤:(1)理解的实际意义,并写出的全部取值;(2)求出取每个值的概率;(3)写出的分布列(有时也可省略);(4)利用期望公式
例7.某一离散型随机变量的概率分布如下表,且,则的值为( )
0
1
2
3
0.1
0.1
A.-0.1 B.0 C.0.1 D.0.2
例8.为激发学生对航天的热爱,某校开展了航天知识竞赛活动经过多轮比拼,最终只有甲,乙两位同学进入最后一轮在最后一轮比赛中,有,两道问题其中问题为抢答题,且只能被一人抢到,甲、乙两人抢到的概率均为;问题为必答题,甲、乙两人都要回答已知甲能正确回答每道题的概率均为,乙能正确回答每道题的概率均为,且甲、乙两人各题是否答对互不影响.
(1)求问题被回答正确的概率;
(2)记正确回答问题的人数为,求的分布列和数学期望.
【跟踪练习】
练习1.一个不透明的口袋中装有个红球,个黑球(,),小球除颜色外其余均相同.现从中任意取出一个球后,再换一个另一种颜色的球(非红即黑)放入口袋中.记换球完毕后口袋中红球的个数为,当时,= ,= .
练习2.某学校对高中生体质健康调研,随机抽取100名学生的体重(单位:kg)得到如下频数分布表:
分组
频数
5
25
40
20
10
(1)估计样本的中位数;
(2)从样本和中按分层抽样抽取学生6人,再从这6人中随机抽取3人,其中体重在,的人数分别为,记,求的分布列及期望.
练习3.一种每张售价20元的即开型体彩,俗称“刮刮卡”,每1000张中,奖金的金额(单位:元)及张数如下表:
奖金
20
40
60
80
100
200
500
1000
张数
100
50
20
15
10
5
2
1
(1)小明花20元钱买了一张,刮开后有奖的概率是多少?
(2)这种体彩一年的销量约为10亿张,平均每张印制、发行及销售环节的成本0.1元,体彩发行公司一年约可募集到多少亿元用于发展体育事业?
练习4.某超市计划按月订购一种预防感冒饮品,每天进货量相同,进货成本每瓶5元,售价每瓶8元,未售出的饮品降价处理,以每瓶3元的价格当天全部处理完.根据一段时间以来的销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:)有关.如果最高气温不低于30,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间,需求量为300瓶;如果最高气温低于25,需求量为200瓶.为了确定七月份的订购计划,统计了前三年七月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:
最高气温
天数
27
36
20
7
以最高气温位于各区间的频率代替最高气温位于该区间的概率.
(1)求七月份这种饮品一天的需求量x(单位:瓶)的分布列;
(2)若七月份一天销售这种饮品的利润的数学期望值不低于700元,则该月份一天的进货量n(单位:瓶)应满足什么条件?
重难点05 随机变量的方差
【解题必备】
求离散型随机变量的均值的步骤:(1)理解的实际意义,并写出的全部取值;(2)求出取每个值的概率;(3)写出的分布列(有时也可省略);(4)方差公式
例9.已知离散型随机变量的分布列如下:
0
1
若,则( )
A. B. C. D.
例10.某公司拟通过摸球中奖的方式对员工发放节日红包.在一个不透明的袋子中装有个形状大小相同的标有面值的球,每位员工从球袋中一次性随机摸取m个球,摸完后全部放回袋中,球上所标的面值之和为该员工所获得的红包数额.
(1)若,,当袋中的球中有个所标面值为元,1个为元,1个为元时,在员工所获得的红包数额不低于元的条件下,求取到面值为元的球的概率;
(2)若,,当袋中的球中有1个所标面值为元,2个为元,1个为元,1个为元时,求员工所获得红包数额的数学期望与方差.
【跟踪练习】
练习1.(多选)已知随机变量X的分布列为
X
1
3
5
7
9
P
0.2
0.1
m
0.3
0.1
则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
练习2.(多选)某人有10000元全部用于投资,现有甲,乙两种股票可供选择.已知每股收益的分布列分别如表1和表2所示,且两种股票的收益相互独立,假设两种股票的买入价都是每股1元.则下列说法正确的有( )
表1 甲每股收益的分布列
收益元
0
2
概率
0.1
0.3
0.6
表2 乙每股收益的分布列
收益元
0
1
2
概率
0.3
0.3
0.4
A.甲每股收益的数学期望大于乙每股收益的数学期望
B.相对于投资甲种股票,投资乙种股票更稳妥(方差小)
C.此人投资甲,乙两种股票,收益的数学期望之和为11000元
D.此人按照的资金分配方式投资甲,乙两种股票时,收益的方差之和最小
练习3.设,随机变量取值的概率均为,随机变量取值的概率也均为,若记,分别是的方差,则( )
A. B.
C. D.与的大小不确定
练习4.北京冬奥会过后,迎来了一股滑雪运动的热潮,某滑雪场开展滑雪促销活动.该滑雪场的收费标准是:滑雪时间不超过免费,超过的部分每小时收费标准为40元(不足的部分按计算).有甲、乙两人相互独立地来该滑雪场运动,设甲、乙不超过离开的概率分别为,;以上且不超过离开的概率分别为,;两人滑雪时间都不会超过3h.设甲、乙两人所付的滑雪费用之和为随机变量,求的分布列与均值、方差.
重难点06 均值、方差的性质
【解题必备】
对于型的随机变量,则有,
例11.已知随机变量的分布列如下,随机变量满足,则随机变量的期望是 .
0
1
2
a
例12.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.
【跟踪练习】
练习1.已知随机变量的分布列如表:
1
2
若,则
练习2.节日期间,某种鲜花进价是每束2.5元,销售价是每束5元;节后卖不出的鲜花以每束1.5元的价格处理.根据前五年销售情况预测,节日期间这种鲜花的需求量服从如下表所示的分布列:
200
300
400
500
P
0.20
0.35
0.30
0.15
若进这种鲜花500束,则期望利润是 元.
练习3.已知随机变量的分布列为
0
1
若,则:
(1)求的值;
(2)若,求的值.
练习4.随着相关科技成果不断落地,人工智能技术与实体经济加速融合,助推传统产业转型升级,某公司利用人工智能技术推动产业转型升级,三个产业转型升级的指标值是随机变量,的可能取值为0,1,x,且,,.
(1)求x和的值;
(2)若,求和的值
重难点07 决策问题
【解题必备】
随机变量的均值反映了随机变量取值的平均水平,方差反映了随机变量稳定于均值的程度,它们从整体和全局上刻画了随机变量,是生产实际中用于方案取舍的重要理论依据.一般先比较均值,若均值相同,再用方差来决定.
例13.某学生在解答数学考试题中有两种方案:方案一,按题号顺序解答;方案二,先做解答题,后做选择题、填空题,且分别按题号顺序依次解答.根据以往经验,若能顺利地解答某题,就增强了解答题目的信心,提高后面答题正确率的;若解答受挫,就增加了心理负担,降低了后面答题正确率的.为了科学地决策,他采用了一个特例模型:在某次考试中有6道题,他答对每道题的概率分布和题目的分值如下表:
题号
1
2
3
4
5
6
概率
0.95
0.9
0.85
0.8
0.5
0.2
分值
5
5
5
5
12
14
(1)在方案一中,求他答对第2题的概率;
(2)在方案一中,求他答对第3题的概率;
(3)请你帮助他作出科学的决策.
例14.某单位的5名职工中有1人携带乙肝病毒,想通过验血的方法进行检查.现有两种化验方法:
方案甲:逐个化验,直到能确定病毒携带者为止.
方案乙:先任取3人的血样混合再化验.若混合血样呈阳性,说明病毒携带者为这3人中的1人,就需要再逐个化验,直到确定出病毒携带者为止;若混合血样呈阴性,则在另外2人中任选1人化验.
(1)写出方案乙所需化验次数的分布列,并求出数学期望;
(2)求方案甲所需化验次数不少于方案乙所需化验次数的概率.
【跟踪练习】
练习1.某商场举行“庆元宵,猜谜语”的促销活动,抽奖规则如下:在一个不透明的盒子中装有若干个标号为的空心小球,球内装有难度不同的谜语.每次随机抽取2个小球,答对一个小球中的谜语才能回答另一个小球中的谜语,答错则终止游戏.已知标号为的小球个数比为,且盒中2号球的个数为4.
(1)求取到异号球的概率;
(2)若甲抽到1号球和3号球,甲答对球中谜语的概率和对应奖金如下表所示,请帮甲决策猜谜语的顺序.(猜对谜语的概率相互独立)
球号
1号球
3号球
答对概率
0.8
0.5
奖金
200
500
练习2.在某项体育比赛中,从第2局开始,选手每次对局获胜的概率受到前一局的影响.现甲、乙两位运动员对局,第一局甲胜的概率为;若前一局甲负,则下一局甲胜的概率是;若前一局甲胜,则下一局甲胜的概率为.比赛没有平局.
(1)求甲在第3局中获胜的概率;
(2)现设置300万元奖金,若甲在前3局中已经胜了2局,如果停止比赛,那么甲拿走奖金的,如果再继续比赛一局,第4局甲获胜,甲拿走奖金的,第4局甲失败,甲拿走奖金的,请问甲将如何决策,以期拿走更多的奖金.
练习3.新高考数学试卷增加了多项选择题,每小题有A、B、C、D四个选项,有多个选项符合题目要求,由于正确选项有4个的概率极低,可视作0,因此我们可以认为多项选择题至少有2个正确选项,至多有3个正确选项.多项选择题题目要求:“在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.”其中“部分选对的得部分分”是指:若正确答案有2个选项,则只选1个选项且正确得3分;若正确答案有3个选项,则只选1个选项且正确得2分,只选2个选项且都正确得4分.
(1)已知某道多选题的正确答案是BD,一考生在解答该题时,完全没有思路,随机选择至少1个选项,至多3个选项,且每种选择是等可能的.请根据已知材料,分析该生可能的得分情况与所得分值的相应概率,并求该生得分的期望
(2)已知某道多选题的正确答案是2个选项或是3个选项的概率相等,一考生只能判断出A 选项是正确的,其他选项均不能判断正误,试列举出该生所有可能的符合实际的答题方案,并以各方案得分的期望作为判断依据,帮该考生选出最优方案.
练习4.某高新技术企业新研发出了一种产品, 该产品由三个电子元件构成, 这三个电子元件在 生产过程中的次品率分别为 ,组装过程中不会造成电子元件的损坏,若有 一个电子元件是次品, 则该产品为次品. 现安排质检员对这批产品一一检查, 确保无任 何一件次品流入市场.
(1)若质检员检测出一件次品, 求该产品仅有一个电子元件是次品的概率;
(2)现有两种方案, 方案一: 安排三个质检员先行检测这三个元件, 次品不进入组装生 产线; 方案二: 安排一个质检员检测成品, 一旦发现次品, 则取出重新更换次品的 电子元件, 更换电子元件的费用为 20 元/个. 已知每个质检员每月的工资约为 3000 元,该企业每月生产该产品 件 ,请从企业获益的角度选择最优方案.
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$$2024-2025学年高二数学下学期期中期末重难点归类及真题训练 (人教A版)
第08讲 分布列及数字特征
一、随机变量
1.随机变量:随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量,常用字母,…表示.
离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量
2.离散型随机变量分布列的概念及性质
①离散型随机变量的分布列的概念
设离散型随机变量X可能取的不同值为,,…,,X取每一个值 ()的概率,则下表称为随机变量X的概率分布,简称为X的分布列.
X
…
…
P
…
…
有时也用等式表示X的分布列.
②离散型随机变量的分布列的性质
(1)(i=1,2,…,n);(2).
二、两点分布的分布列
若随机变量的分布列为两点分布列,就称服从两点分布或分布,并称为成功概率.
三、离散型随机变量的均值与方差
一般地,若离散型随机变量X的分布列为:
X
…
…
P
…
…
(1)称为随机变量X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)称为随机变量X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,其算术平方根为随机变量X的标准差.
方差的变形:
四、均值与方差的性质
若,其中a,b为常数,则Y也是随机变量,
则
重难点01 离散型随机变量
【解题必备】
所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量
例1.甲、乙两人下象棋,甲赢了得3分,平局得1分,输了得0分,共下三局.用表示甲的得分,则表示( )
A.甲赢三局 B.甲赢一局
C.甲、乙平局三次 D.甲赢一局或甲、乙平局三次
【答案】D
【详解】由于甲赢了得3分,平局得1分,输了得0分,故分成两种情况,
即或者,即甲赢一局或甲、乙平局三次.
故选:D
例2.下面给出三个随机变量:
①某地110报警台1分钟内接到的求救电话的次数;
②某森林树木的高度在(单位:)这一范围内变化,测得某一树木的高度;
③某人射击2次,击中目标的环数之和.其中离散型随机变量有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【详解】由离散型随机变量的定义可知①③中的随机变量都是可以一一列举出来的,
故均匀离散型随机变量,而②中的随机变量可以取内的任意值,无法一一列举,
故它不是离散型随机变量.
故选:C.
【跟踪练习】
练习1.下列随机变量是离散型随机变量的个数是( )
①某足球队在5次点球中进球的次数;
②投篮一次的结果;
③某同学在至到校的时间;
④从含有50件合格品、10件次品的产品中任取3件,其中合格品的件数.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】①中进球的次数可能为0,1,2,3,4,5,可以一一列举出来;
②中投篮一次有两种情况,若用1表示投中,0表示不中,则也可以一一列举出来;
④中所取3件产品的合格品数可能为0,1,2,3,共4种情况,可以一一列举出来
③中学生到校时间可以是12:00到12:30中的任意时刻,不能一一列举出来,
因此③不是离散型随机变量,故只有①②④满足.
故选:C
练习2.(多选)下列变量是离散型随机变量的是( )
A.某水位监测站所测水位在这一范围内变化,该水位监测站所测水位H
B.抛掷一枚硬币直到出现正面为止,需要的抛掷次数
C.在某次数学期中考试中,一个考场30名考生中做对选择题第11题的人数
D.方程的实根个数
【答案】BC
【详解】对于A,因为水位在内变化,不能一一举出,故不是离散型随机变量,故A错误;
对于B,需要抛掷次数可以一一举出,所以是离散型随机变量,故B正确;
对于C,做对选择题第11题的人数可以一一举出,所以是离散型随机变量,故C正确;
对于D,方程的实根有2个,是确定的值,不是随机变量,故D错误.
故选:BC.
练习3.为了督促各地做好环境保护工作,环保部门决定在31个省(自治区、直辖市和新疆生产建设兵团中,随机抽取6个进行突击检查,抽得的结果只要有一个不同就认为是不同的试验结果,记样本空间为.
(1)中包含的样本点数目是多少?
(2)设抽得的结果中直辖市个数为X,那么对中的每一个样本点,X都有唯一确定的值吗?X的取值是固定不变的吗?如果不是,X可取的值有哪些?
【答案】(1)
(2)对样本空间中的每一个样本点,变量X都有唯一的取值,但对不同的样本点,X的取值可能不同,其值可以是0,1,2,3,4中的任意一个.
【详解】(1)根据样本点概念,知道中包含的样本点数目是.
(2)对样本空间中的每一个样本点,变量X都有唯一的取值,但对不同的样本点,X的取值可能不同,其值可以是0,1,2,3,4中的任意一个.
练习4.甲、乙两队员进行乒乓球单打比赛,规定采用“七局四胜制”,用表示需要比赛的局数,写出所有可能的取值,并写出表示的试验结果.
【答案】答案见解析
【详解】根据题意可知的可能取值为4,5,6,7.
表示共打了4局,甲、乙两人有1人连胜4局;
表示在前4局中有1人输了一局,最后一局此人胜出;
表示在前5局中有1人输了2局,最后一局此人胜出;
表示在前6局中两人打平,最后一局有1人胜出.
重难点02 求离散型随机变量的分布列
【解题必备】
求离散型随机变量的分布列的步骤:(1)理解的意义,写出可能取的全部值;(2)求取每个值的概率;(3)写出的分布列.
例3.一批产品分为一,二,三3个等级,其中一级品的个数是二级品的两倍,三级品的个数是二级品的一半,从这批产品中随机抽取一个检验,其级别为随机变量,则 .
【答案】
【详解】设二级品有个,则一级品有个,三级品有个,总数为,则随机变量的分布列为:
1
2
3
.
故答案为:
例4.一袋中装有6个大小与质地相同的白球,编号为1、2、3、4、5、6,从该袋内随机取出3个球,记被取出球的最大号码数为写出随机变量的分布.
【答案】分布列见解析
【详解】解:由题意,随机变量可能的取值为,
可得,
,
所以随机变量的分布列为:
3
4
5
6
【跟踪练习】
练习1.一个盒子中装有六张卡片,上面分别写着如下六个定义域为的函数:,,,,,.现从盒子中逐一抽取卡片,且每次抽出后均不放回,若取到一张写有偶函数的卡片则停止抽取,否则继续进行,设抽取次数为,则的概率为 .
【答案】/0.95
【详解】易判断,,为偶函数,所以写有偶函数的卡片有3张,的取值范围是.
方法一 ,,,
所以.
方法二 .
故答案为:.
练习2.某班有学生45人,其中O型血的有10人,A型血的有12人,B型血的有8人,AB型血的有15人.将O,A,B,AB四种血型分别编号为1,2,3,4,现从中抽1人,其血型为随机变量X,求X的概率分布.
【答案】答案见解析
【详解】
根据古典概型概率公式,写出随机变量对应的概率,即可求解分布列.
由题意知X的可能取值为1,2,3,4.
,,,
故其概率分布为
X
1
2
3
4
P
练习3.2024年7月26日至8月11日,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举行,中国体育健儿们在赛场上奋力拼搏,取得骄人战绩.为了弘扬“更快、更高、更强、更团结”的奥运精神,以及中国运动员们展现的“和谐、包容、坚忍不拔”——中国传统文化的精髓,某校举办奥运知识竞赛.比赛的题目包括“奥运会历史”“中国历届奥运成绩”两个板块,每个板块4个题目,每位参加比赛的同学首先从“奥运会历史”板块中随机抽取2题依次回答,然后从“中国历届奥运成绩”板块中随机抽取2题依次回答,至少答对3题者获得奖品一份.已知甲同学能正确回答“奥运会历史”板块中的2题,能正确回答“中国历届奥运成绩”板块中每题的概率为0.8,且回答每题相互独立.
(1)记为甲答对题数,求的分布列;
(2)已知甲获得一份奖品,求甲4题全部答对的概率.
【答案】(1)分布列见解析
(2)
【详解】(1)的可能取值为0,1,2,3,4,
;
;
;
;
,
所以的分布列为
0
1
2
3
4
(2)记“甲获得奥运礼品”为事件,“甲4题全部答对”为事件,
则.
所以已知甲获得奥运礼品,甲4题全部答对的概率为.
练习4.夏辰广场乒乓球场上,乒乓飞舞,明星老师带领班上同学组织班内友谊比赛,拿过来一盘乒乓球,盒中有大小颜色相同的6个乒乓球,其中4个未使用过(称之为新球),2个使用过(称之为旧球),每局比赛从盒中随机取1个球作为比赛用球,该局比赛结束后放回盒中使用过的球即成为旧球.
(1)求两局比赛后盒中恰有3个新球的概率;
(2)设三局比赛后盒中新球的个数为,求的分布列.
【答案】(1)
(2)分布列见解析
【详解】(1)因两局比赛后盒中恰有3个新球,两局第一次取到了旧球,第二次取到了新球或第一次取到了新球,第二次取到了旧球.
两次取球总情况数为,第一次取到了旧球,第二次取到了新球或第一次取到了新球,第二次取到了旧球的情况数为,
则相应概率为: .
(2)三局比赛后盒中新球的个数可能为1,2,3,4.
三局比赛取球包含种情况,
当三局比赛后剩1个新球时,那么第一次取新球,第二次取新球,第三次取新球,
因每次取完新球放回变旧球,
所以共种情况;
当三局比赛后剩2个新球时,那么第一次取新球,第二次取新球,第三次取旧球,
或者第一次取新球,第二次取旧球,第三次取新球,
或者第一次取旧球,第二次取新球,第三次取新球,
因每次取完新球放回变旧球,
所以共种情况;
当三局比赛后剩3个新球时,那么第一次取新球,第二次取旧球,第三次取旧球,
或者第一次取旧球,第二次取新球,第三次取旧球,
或者第一次取旧球,第二次取旧球,第三次取新球,
因每次取完新球放回变旧球,
所以共种情况;
当三局比赛后剩4个新球时,那么第一次取旧球,第二次取旧球,第三次取旧球,
因每次取完新球放回变旧球,
所以共种情况;
;
;
;
;
则分布列如下:
1
2
3
4
重难点03 分布列的性质
【解题必备】
分布列性质的两个作用:(1)利用分布列中各事件概率之和为1可求参数的值及检查分布列的正确性;(2)随机变量所取的值分别对应的事件是两两互斥的,利用这一点可以求随机变量在某个范围内的概率.
例5.离散型随机变量的分布列为为常数,则 .
【答案】
【详解】,
因为,
所以,解得.
故答案为:
例6.已知随机变量的分布列如表:(其中为常数)
0
1
2
3
4
5
0.2
0.1
0.3
0.2
0.1
则等于( )
A.0.4 B.0.5 C.0.6 D.0.7
【答案】B
【详解】根据分布列概率和为1,可得,
.
故选:B.
【跟踪练习】
练习1.(多选)设随机变量的分布列为,(),则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】选项A,由已知可得,,即,故该选项正确;
选项B,,故该选项正确;
选项C,,故该选项正确;
选项D,,故该选项错误.
故选:ABC.
练习2.若随机变量的分布列如下表,表中数列为等差数列,则的取值是( )
3
4
5
6
7
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由分布列的性质可知,,再根据数列为等差数列,
则,即,则.
故选:D
练习3.从装有除颜色外完全相同的6个白球,4个黑球和2个黄球的箱中随机取出两个球,规定每取出1个黑球记2分,而取出1个白球记分,取出黄球记零分.
(1)以表示所得分数,求X的概率分布;
(2)求得分时的概率.
【答案】(1)答案见解析
(2).
【详解】(1)解:依题意,当取到2个白球时,随机变量;
当取到1个白球,1个黄球时,随机变量;
当取到2个黄球时,随机变量;
当取到1个白球,1个黑球时,随机变量;
当取到1个黑球,1个黄球时,随机变量;
当取到2个黑球时,随机变量,
所以随机变量的可能取值为-2,-1,0,1,2,4,
可得,,,
,,,
所以的概率分布为
0
1
2
4
(2)解:由(1)得,
所以得分时的概率为.
练习4.有两种投资方案,一年后投资的盈亏情况如下两表:
投资股市的盈亏情况表
投资结果
获利40%
不赔不赚
亏损20%
概率
购买基金的盈亏情况表
投资结果
获利20%
不赔不赚
亏损10%
概率
p
q
(1)当时,求q的值;
(2)已知甲、乙两人都选择了“投资股市”进行投资,求一年后他们中恰有一人亏损的概率;
(3)已知丙、丁两人分别选择了“投资股市”和“购买基金”进行投资,设一年后他们中至少有一人获利的概率大于,求p的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)∵购买基金后,投资结果只有获利、不赔不赚、亏损三种,且三种投资结果相互独立,
∴,
又因为,
所以;
(2)记事件A表示一年后他们中恰有一人亏损,
根据二项分布概率公式,有;
(3)记事件B为一年后丙、丁两人中至少有一人投资获利,它的对立事件为都没盈利,
则,
∴,
又∵,
∴,
∴,
即p的取值范围为.
重难点04 随机变量的均值
【解题必备】
求离散型随机变量的均值的步骤:(1)理解的实际意义,并写出的全部取值;(2)求出取每个值的概率;(3)写出的分布列(有时也可省略);(4)利用期望公式
例7.某一离散型随机变量的概率分布如下表,且,则的值为( )
0
1
2
3
0.1
0.1
A.-0.1 B.0 C.0.1 D.0.2
【答案】B
【详解】由题意得,,
解得,
故.
故选:B
例8.为激发学生对航天的热爱,某校开展了航天知识竞赛活动经过多轮比拼,最终只有甲,乙两位同学进入最后一轮在最后一轮比赛中,有,两道问题其中问题为抢答题,且只能被一人抢到,甲、乙两人抢到的概率均为;问题为必答题,甲、乙两人都要回答已知甲能正确回答每道题的概率均为,乙能正确回答每道题的概率均为,且甲、乙两人各题是否答对互不影响.
(1)求问题被回答正确的概率;
(2)记正确回答问题的人数为,求的分布列和数学期望.
【答案】(1).
(2)分布列见解析,.
【详解】(1)设“甲抢到问题”为事件,“问题被回答正确”为事件,
由题意可知:,
由全概率公式可得
所以问题被回答正确的概率为.
(2)由题意可知:的可能取值有:,,,则有:
,
,
,
所以的分布列为
期望.
【跟踪练习】
练习1.一个不透明的口袋中装有个红球,个黑球(,),小球除颜色外其余均相同.现从中任意取出一个球后,再换一个另一种颜色的球(非红即黑)放入口袋中.记换球完毕后口袋中红球的个数为,当时,= ,= .
【答案】 3 3
【详解】由题得,换球完毕后口袋中红球的个数的可能取值为,,
则,,
则有,
即,
则,
因为,,则为整数,
当=3时,=3;当=4时,
=0(舍);当=6,=-3(舍),
故=3,=3.
故答案为:3;3.
练习2.某学校对高中生体质健康调研,随机抽取100名学生的体重(单位:kg)得到如下频数分布表:
分组
频数
5
25
40
20
10
(1)估计样本的中位数;
(2)从样本和中按分层抽样抽取学生6人,再从这6人中随机抽取3人,其中体重在,的人数分别为,记,求的分布列及期望.
【答案】(1)65
(2)分布列见解析,期望为1
【详解】(1),,
故样本的中位数落在内,
又,故中位数为;
(2)和的人数比为,
分层抽样抽取学生6人中,和的人数分别为和,
故这6人中随机抽取3人,的可能取值为3,2,1,对应的的取值为,
所以的可能取值为,
,,,
故分布列为
3
1
-1
期望为.
练习3.一种每张售价20元的即开型体彩,俗称“刮刮卡”,每1000张中,奖金的金额(单位:元)及张数如下表:
奖金
20
40
60
80
100
200
500
1000
张数
100
50
20
15
10
5
2
1
(1)小明花20元钱买了一张,刮开后有奖的概率是多少?
(2)这种体彩一年的销量约为10亿张,平均每张印制、发行及销售环节的成本0.1元,体彩发行公司一年约可募集到多少亿元用于发展体育事业?
【答案】(1)0.203;
(2)95亿元.
【详解】(1)由数表知,1000张“刮刮卡”中,有奖金的张数是,
所以小明花20元钱买了一张,刮开后有奖的概率是.
(2)购买一张“刮刮卡”中奖奖金的平均值为:
(元),
而一张“刮刮卡”的成本为0.1元,因此销售一张“刮刮卡”可募集(元),
于是销售10亿张可募集(亿元),
所以体彩发行公司一年约可募集到95亿元用于发展体育事业.
练习4.某超市计划按月订购一种预防感冒饮品,每天进货量相同,进货成本每瓶5元,售价每瓶8元,未售出的饮品降价处理,以每瓶3元的价格当天全部处理完.根据一段时间以来的销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:)有关.如果最高气温不低于30,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间,需求量为300瓶;如果最高气温低于25,需求量为200瓶.为了确定七月份的订购计划,统计了前三年七月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:
最高气温
天数
27
36
20
7
以最高气温位于各区间的频率代替最高气温位于该区间的概率.
(1)求七月份这种饮品一天的需求量x(单位:瓶)的分布列;
(2)若七月份一天销售这种饮品的利润的数学期望值不低于700元,则该月份一天的进货量n(单位:瓶)应满足什么条件?
【答案】(1)答案见解析;(2).
【详解】(1)依题意,可得随机变量X的所有可能取值为500,300,200,.
由表格数据知
,
因此分布列为
200
300
500
0.3
0.4
0.3
(2)由题意可知,这种饮品一天的需求量最多为500瓶,最少为200瓶,
因此只需考虑,
当时,
,
令,即,解得.
当时,
令,即,解得 ,
因为,所以,
综上可得.
重难点05 随机变量的方差
【解题必备】
求离散型随机变量的均值的步骤:(1)理解的实际意义,并写出的全部取值;(2)求出取每个值的概率;(3)写出的分布列(有时也可省略);(4)方差公式
例9.已知离散型随机变量的分布列如下:
0
1
若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题可得,又,解得,
则.
故选:D
例10.某公司拟通过摸球中奖的方式对员工发放节日红包.在一个不透明的袋子中装有个形状大小相同的标有面值的球,每位员工从球袋中一次性随机摸取m个球,摸完后全部放回袋中,球上所标的面值之和为该员工所获得的红包数额.
(1)若,,当袋中的球中有个所标面值为元,1个为元,1个为元时,在员工所获得的红包数额不低于元的条件下,求取到面值为元的球的概率;
(2)若,,当袋中的球中有1个所标面值为元,2个为元,1个为元,1个为元时,求员工所获得红包数额的数学期望与方差.
【答案】(1)
(2)期望为;方差为
【详解】(1)记事件:员工所获得的红包数额不低于90元,事件:取到面值为60元的球,
因为球中有个所标面值为元,1个为元,1个为元,且
,,,所以,
又,所以.
(2)设X为员工取得的红包数额,则可能取值为,
所以,,
,,
所以,
.
【跟踪练习】
练习1.(多选)已知随机变量X的分布列为
X
1
3
5
7
9
P
0.2
0.1
m
0.3
0.1
则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】由随机变量分布列的性质,知,解得,故A正确;
,故B错误;
,故C错误;
,故D正确.
故选:AD.
练习2.(多选)某人有10000元全部用于投资,现有甲,乙两种股票可供选择.已知每股收益的分布列分别如表1和表2所示,且两种股票的收益相互独立,假设两种股票的买入价都是每股1元.则下列说法正确的有( )
表1 甲每股收益的分布列
收益元
0
2
概率
0.1
0.3
0.6
表2 乙每股收益的分布列
收益元
0
1
2
概率
0.3
0.3
0.4
A.甲每股收益的数学期望大于乙每股收益的数学期望
B.相对于投资甲种股票,投资乙种股票更稳妥(方差小)
C.此人投资甲,乙两种股票,收益的数学期望之和为11000元
D.此人按照的资金分配方式投资甲,乙两种股票时,收益的方差之和最小
【答案】BC
【详解】A:,,错误;
B:,
,正确;
C:因为,所以总期望元,正确;
D:设投资甲元,投资乙元,
方差和,
对称轴,错误.
故选:BC
练习3.设,随机变量取值的概率均为,随机变量取值的概率也均为,若记,分别是的方差,则( )
A. B.
C. D.与的大小不确定
【答案】A
【详解】,
,
,
,
所以只需比较与的大小,
因为,
所以
,①
因为,
所以,,,,,,
所以①,
所以,
故选:A.
练习4.北京冬奥会过后,迎来了一股滑雪运动的热潮,某滑雪场开展滑雪促销活动.该滑雪场的收费标准是:滑雪时间不超过免费,超过的部分每小时收费标准为40元(不足的部分按计算).有甲、乙两人相互独立地来该滑雪场运动,设甲、乙不超过离开的概率分别为,;以上且不超过离开的概率分别为,;两人滑雪时间都不会超过3h.设甲、乙两人所付的滑雪费用之和为随机变量,求的分布列与均值、方差.
【答案】分布列见解析,;
【详解】甲、乙两人以上且不超过离开的概率分别为,.
的所有可能取值为0,40,80,120,160,
则,
,
,
,
.
所以的分布列为
0
40
80
120
160
.
.
重难点06 均值、方差的性质
【解题必备】
对于型的随机变量,则有,
例11.已知随机变量的分布列如下,随机变量满足,则随机变量的期望是 .
0
1
2
a
【答案】
【详解】依题意,解得,
所以,又,
所以.
故答案为:
例12.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),.
【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.
【跟踪练习】
练习1.已知随机变量的分布列如表:
1
2
若,则
【答案】
【详解】依题意,解得,
所以,
所以,则.
故答案为:
练习2.节日期间,某种鲜花进价是每束2.5元,销售价是每束5元;节后卖不出的鲜花以每束1.5元的价格处理.根据前五年销售情况预测,节日期间这种鲜花的需求量服从如下表所示的分布列:
200
300
400
500
P
0.20
0.35
0.30
0.15
若进这种鲜花500束,则期望利润是 元.
【答案】690
【详解】若进这种鲜花500束,利润应为.
因为(束),
所以(元).
故答案为:.
练习3.已知随机变量的分布列为
0
1
若,则:
(1)求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由分布列的性质,得,解得.
.
.
(2)因为,所以,所以
练习4.随着相关科技成果不断落地,人工智能技术与实体经济加速融合,助推传统产业转型升级,某公司利用人工智能技术推动产业转型升级,三个产业转型升级的指标值是随机变量,的可能取值为0,1,x,且,,.
(1)求x和的值;
(2)若,求和的值
【答案】(1)x=2,
(2),.
【详解】(1)设,则,
得,
又,
解得x=2.
所以.
(2)因为,
所以,
.
重难点07 决策问题
【解题必备】
随机变量的均值反映了随机变量取值的平均水平,方差反映了随机变量稳定于均值的程度,它们从整体和全局上刻画了随机变量,是生产实际中用于方案取舍的重要理论依据.一般先比较均值,若均值相同,再用方差来决定.
例13.某学生在解答数学考试题中有两种方案:方案一,按题号顺序解答;方案二,先做解答题,后做选择题、填空题,且分别按题号顺序依次解答.根据以往经验,若能顺利地解答某题,就增强了解答题目的信心,提高后面答题正确率的;若解答受挫,就增加了心理负担,降低了后面答题正确率的.为了科学地决策,他采用了一个特例模型:在某次考试中有6道题,他答对每道题的概率分布和题目的分值如下表:
题号
1
2
3
4
5
6
概率
0.95
0.9
0.85
0.8
0.5
0.2
分值
5
5
5
5
12
14
(1)在方案一中,求他答对第2题的概率;
(2)在方案一中,求他答对第3题的概率;
(3)请你帮助他作出科学的决策.
【答案】(1)0.972
(2)
(3)他应该采用方案一答题,才是科学的.
【详解】(1)若第1题答对,则他答对第2题的概率为.
若第1题受挫,则他答对第2题的概率为.
他答对第2题的概率为.
(2)若第2题答对,则他答对第3题的概率为.
若第2题受挫,则他答对第3题的概率为.
他答对第3题的概率为.
(3)在方案一中,他答对第4题的概率为,
他答对第5题的概率为,
他答对第6题的概率为,
则他在方案一中答对各题概率分布如下:
题号
1
2
3
4
5
6
概率
0.95
0.972
0.92548
0.856154
0.521231
0.181698
他得分的数学期望是
.
在方案二中,他答对第6题的概率为,
他答对第1题的概率为,
他答对第2题的概率为,
他答对第3题的概率为,
他答对第4题的概率为,
则他在方案二中答对各题的概率分布如下:
题号
5
6
1
2
3
4
概率
0.5
0.18
0.7334
0.894024
0.898968
0.84767
他得分的数学期望是
.
因为
所以他应该采用方案一答题,才是科学的.
例14.某单位的5名职工中有1人携带乙肝病毒,想通过验血的方法进行检查.现有两种化验方法:
方案甲:逐个化验,直到能确定病毒携带者为止.
方案乙:先任取3人的血样混合再化验.若混合血样呈阳性,说明病毒携带者为这3人中的1人,就需要再逐个化验,直到确定出病毒携带者为止;若混合血样呈阴性,则在另外2人中任选1人化验.
(1)写出方案乙所需化验次数的分布列,并求出数学期望;
(2)求方案甲所需化验次数不少于方案乙所需化验次数的概率.
【答案】(1)分布列见解析,期望为
(2)
【详解】(1)设方案乙所需化验次数为,
若,有两种可能:
先验三人结果为阳性,再从中逐个验时,恰好一次验中,此时概率为;
先验三人结果为阴性,再从其它两人中任选1人化验(无论第二次试验中有没有,均可以在第二次结束),此时概率为,
所以.
若,只有一种可能:先验三人结果为阳性,再从中逐个验时,第一次没有验中,则.
所以的分布列为
2
3
数学期望为
(2)设方案甲所需化验次数为,则,
其中,,,
的分布列为
1
2
3
4
甲种方案的次数不少于乙种次数的概率为
【跟踪练习】
练习1.某商场举行“庆元宵,猜谜语”的促销活动,抽奖规则如下:在一个不透明的盒子中装有若干个标号为的空心小球,球内装有难度不同的谜语.每次随机抽取2个小球,答对一个小球中的谜语才能回答另一个小球中的谜语,答错则终止游戏.已知标号为的小球个数比为,且盒中2号球的个数为4.
(1)求取到异号球的概率;
(2)若甲抽到1号球和3号球,甲答对球中谜语的概率和对应奖金如下表所示,请帮甲决策猜谜语的顺序.(猜对谜语的概率相互独立)
球号
1号球
3号球
答对概率
0.8
0.5
奖金
200
500
【答案】(1)
(2)推荐甲先回答1号球中的谜语再回答3号球中的谜语
【详解】(1)由题意可得号球的个数分别为,
则取到异号球的概率.
(2)若甲先回答1号球再回答3号球中的谜语,
因为猜对谜语的概率相互独立,记为甲获得的奖金总额,则可能的取值为0元,200
元,700元,
则,
,
所以的分布列为:
0
200
700
0.2
0.4
0.4
所以;
若甲先回答3号球再回答1号球,
因为猜对谜语的概率相互独立,记为甲获得的奖金总额,则可能的取值为0元,500元,700元,
则,
,
,
所以的分布列为:
0
500
700
0.5
0.1
0.4
所以,
因为,
所以推荐甲先回答1号球中的谜语再回答3号球中的谜语.
练习2.在某项体育比赛中,从第2局开始,选手每次对局获胜的概率受到前一局的影响.现甲、乙两位运动员对局,第一局甲胜的概率为;若前一局甲负,则下一局甲胜的概率是;若前一局甲胜,则下一局甲胜的概率为.比赛没有平局.
(1)求甲在第3局中获胜的概率;
(2)现设置300万元奖金,若甲在前3局中已经胜了2局,如果停止比赛,那么甲拿走奖金的,如果再继续比赛一局,第4局甲获胜,甲拿走奖金的,第4局甲失败,甲拿走奖金的,请问甲将如何决策,以期拿走更多的奖金.
【答案】(1)
(2)选择停止比赛,拿到奖金的期望更高
【详解】(1)站在甲的角度,甲在第3局中获胜包含4种情况:胜胜胜,胜负胜,负胜胜,负负胜,
所以甲在第3局中获胜的概率;
(2)方案一:停止比赛,甲拿到奖金的期望为(万元).
方案二;设甲在前3局中已经胜了2局的情况下第4局获胜的事件为,
前三局的情况有:
胜胜负,概率;
胜负胜,概率;
负胜胜,概率.
再继续比赛,第4局甲获胜的概率
,
第4局甲失败的概率,
所以甲拿到奖金的期望(万元).
因为,所以选择停止比赛,拿到奖金的期望更高.
【点睛】思路点睛:解决决策性问题的关键是比较衡量指标的大小关系,所以根据题意准确求出衡量指标是根本,其基本的解题步骤如下:(1)准确定位,即确定事件的性质,这是准确建立模型、求解概率的基础;(2)建立目标,根据概率知识求出衡量指标的目标式,如果没有特殊要求,则需要求出数学期望与方差两个方面的指标值;(3)比较大小,比较衡量指标的大小,一般采用作差法或作商法比较大小,如果没有特殊要求,则需要先比较变量取值的平均水平——数学期望,若两者相同,则进一步比较变量取值的离散集中程度——方差;(4)做出决策,根据衡量指标值的大小,做出相应的决策.
练习3.新高考数学试卷增加了多项选择题,每小题有A、B、C、D四个选项,有多个选项符合题目要求,由于正确选项有4个的概率极低,可视作0,因此我们可以认为多项选择题至少有2个正确选项,至多有3个正确选项.多项选择题题目要求:“在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.”其中“部分选对的得部分分”是指:若正确答案有2个选项,则只选1个选项且正确得3分;若正确答案有3个选项,则只选1个选项且正确得2分,只选2个选项且都正确得4分.
(1)已知某道多选题的正确答案是BD,一考生在解答该题时,完全没有思路,随机选择至少1个选项,至多3个选项,且每种选择是等可能的.请根据已知材料,分析该生可能的得分情况与所得分值的相应概率,并求该生得分的期望
(2)已知某道多选题的正确答案是2个选项或是3个选项的概率相等,一考生只能判断出A 选项是正确的,其他选项均不能判断正误,试列举出该生所有可能的符合实际的答题方案,并以各方案得分的期望作为判断依据,帮该考生选出最优方案.
【答案】(1)答案见解析,期望;
(2)选择方案①,只选择A选项.
【详解】(1)由题意,该考生的所有选择结果,共14个样本点.
该生所有可能的得分情况为0分、3分、6分.
设事件“该考生得0分”,含11个样本点,事件“该考生得3分”,含2个样本点,事件“该考生得6分”,含1个样本点,
则,,,从而得分期望.
(2)通过已知信息,从合理性角度看,该生必选A.
根据其他选项的选取情况分析,有下三种答题方案:
①选择A选项,且不再选其他选项;
②选择A选项的同时随机选择一个其他选项;
③选择A选项的同时随机选择两个其他选项;
设三个不同方案的得分分别为X,Y,
对于①,X的所有可能取值为2、3,
且,,
则;
对于②,Y的所有可能取值为0、4、6,
,,,
则.
对于③,Z的所有可能取值为0、6,
,,
则.
综上,,所以该考生选择方案①,只选择A选项 .
练习4.某高新技术企业新研发出了一种产品, 该产品由三个电子元件构成, 这三个电子元件在 生产过程中的次品率分别为 ,组装过程中不会造成电子元件的损坏,若有 一个电子元件是次品, 则该产品为次品. 现安排质检员对这批产品一一检查, 确保无任 何一件次品流入市场.
(1)若质检员检测出一件次品, 求该产品仅有一个电子元件是次品的概率;
(2)现有两种方案, 方案一: 安排三个质检员先行检测这三个元件, 次品不进入组装生 产线; 方案二: 安排一个质检员检测成品, 一旦发现次品, 则取出重新更换次品的 电子元件, 更换电子元件的费用为 20 元/个. 已知每个质检员每月的工资约为 3000 元,该企业每月生产该产品 件 ,请从企业获益的角度选择最优方案.
【答案】(1)
(2)当 且 时,选方案一; 当 且 时,选方案二
【详解】(1)记“质检员检测出一件次品”为事件 ,
“该产品仅有一个电子元件是次品”为 .
,
,
所以 .
(2)设一件产品中所含电子元件为次品的个数为 ,
则 可取,,,,
所以,
,
,
,
则 的分布列为
0
1
2
3
所以 .
若选方案一, 则企业每月支出质检员工资共元.
若选方案二, 则企业每月支出质检员工资和更换电子元件费用共计
.
若 ,则 .
所以当且 时,选方案一;
当 且 时,选方案二.
2
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