内容正文:
第07讲 随机变量及其分布
【复习目录】
一、条件概率
二、全概率公式
三、离散型随机变均值的性质
四、离散型随机变量的方差与标准差
五:离散型随机变均值与方差的最值分析
六、二项分布模型
七、超几何分布模型
八、正态分布
九、随机变量及其分布的综合应用
【知识梳理】
1.条件概率
(1)概念:一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=为在事件A发生的条件下,
事件B发生的条件概率,简称条件概率.
(2)两个公式:①利用古典概型,P(B|A)=; ②概率的乘法公式:P(AB)=P(A)P(B|A).
2.全概率公式
一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,
则对任意的事件B⊆Ω,有P(B)=,我们称这个公式为全概率公式.
3.离散型随机变量
一般地,对于随机试验样本空间Ω中的每个样本点w,都有唯一的实数X(w)与之对应,我们称X为随机变量;可能取值为有限个或可以一一列举的随机变量称为离散型随机变量.
4.离散型随机变量的分布列
一般地,设离散型随机变量X的可能取值为x1,x2,…,xn,我们称X取每一个值xi的概率P(X=xi)=pi,i=1,2,…,n为X的概率分布列,简称分布列.
5.离散型随机变量的分布列的性质:
①pi≥0(i=1,2,…,n);②p1+p2+…+pn=1
6.离散型随机变量的均值与方差
若离散型随机变量X的分布列为
X
x1
x2
…
xi
…
xn
P
p1
p2
…
pi
…
pn
(1)均值:称E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn=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)方差:称D(X)=(x1-E(X))2p1+(x2-E(X))2p2+…+(xn-E(X))2pn=为随机变量X的方差,并称为随机变量X的标准差,记为σ(X),它们都可以度量随机变量取值与其均值的偏离程度.
7.均值与方差的性质
(1)E(aX+b)=aE(X)+b. (2)D(aX+b)=a2D(X)(a,b为常数).
8、伯努利试验与二项分布
1.伯努利试验:只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验;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.
2.二项分布: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)=Cpk(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).
3.两点分布与二项分布的均值、方差
(1)若随机变量X服从两点分布,则E(X)=p,D(X)=p(1-p).(2)若X~B(n,p),则E(X)=np,D(X)=np(1-p).
9、超几何分布
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,…,r,其中,n,N,M∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=min{n,M},如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.
10、正态分布
1.定义:若随机变量X的概率分布密度函数为f(x)=·,x∈R,其中,μ∈R,σ>0为参数,则称随机变量X服从正态分布,记为X~N(μ,σ2).
2.正态曲线的特点
(1)曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称.
(2)曲线在x=μ处达到峰值.
(3)当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴.
3.3σ原则
(1)P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7;(2)P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5;(3)P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3.
4.正态分布的均值与方差:若X~N(μ,σ2),则E(X)=μ,D(X)=σ2.
【题型归纳】
题型一、条件概率
1.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)甲箱中有4个红球,3个白球和3个黑球,乙箱中有5个红球,3个白球和2个黑球.先从甲箱中随机取出一个球放入乙箱中,再从乙箱中随机取出一球,则从乙箱中取出的是红球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据全概率公式求得正确答案
【详解】令事件A为“从甲箱中取出一个球是红球”,
事件B为“从甲箱中取出一个球是白球”,
事件C为“从甲箱中取出一个球是黑球”,
事件D为“从乙箱中取出一个球是红球”,
则,
所以
,
故选;B
2.(24-25高二上·辽宁·期末)某高中为了解学生的肥胖是否与经常饮用碳酸饮料有关,现对400名高二学生进行了问卷调查,学生饮用碳酸饮料的统计结果如下:学校有的学生每天饮用碳酸饮料不低于500毫升,这些学生的肥胖率为,每天饮用碳酸饮料低于500毫升的学生的肥胖率为.若从该中学高二的学生中任意抽取一名学生,则该学生肥胖的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设相应事件,根据题意利用全概率公式运算求解即可.
【详解】设“学生每天饮用碳酸饮料不低于500毫升”为事件A,则,,
设“学生肥胖”为事件B,则,,
由全概率公式可得,
所以若从该中学高二的学生中任意抽取一名学生,则该学生肥胖的概率为.
故选:A
3.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)秋冬季节是某呼吸道疾病的高发期,为了解该疾病的发病情况,疾控部门对该地区居民进行普查化验,化验结果阳性率为,但统计分析结果显示患病率为,医学研究表明化验结果是有可能存在误差的,没有患该疾病的居民其化验结果呈阳性的概率为,则该地区患有该疾病的居民化验结果呈阳性的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,由全概率公式和条件概率公式计算即得.
【详解】设事件为“患有此病”,为“化验结果呈阳性”,
由题意,,
则该地区患有该疾病的居民化验结果呈阳性的概率为.
由全概率公式,,
代入数值可得:
解得:
故选:C.
题型二、全概率公式
4.(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知一道解答题共有两小问,某班50个人中有30个人能够解答出第一问.在第一问解答不出的情况下,解答出第二问的概率为0.1,第一问解答出来的情况下,第二问解答不出来的概率为0.7,则解答出第二问的概率为( )
A.0.46 B.0.22 C.0.18 D.0.04
【答案】B
【分析】设相应事件,由题意可得,根据对立事件求出所需事件的概率,依据全概率公式求解.
【详解】设“解出第一问”为事件,“解出第二问”为事件,
由题意可得:,
则,
所以.
故选:B.
5.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)此时此刻你正在做这道选择题,假设你会做的概率是,当你会做的时候,又能选对正确答案的概率为100%,而当你不会做这道题时,你选对正确答案的概率是0.25,那么这一刻,你答对题目的概率为( )
A.0.625 B.0.75 C.0.5 D.0.25
【答案】A
【分析】应用全概率公式求答对题目的概率.
【详解】由题意,令表示会做,表示选对,则,且,
所以.
故选:A
6.(2024高三·全国·专题练习)为解决“卡脖子”问题,实现7nm芯片国产化,让中国制造走向世界,某公司两个研发小组同时设计生产出了相同规格、相同数量的芯片,经初步鉴定:组生产的芯片合格率为,B组生产的芯片合格率为,现公司决定再将这些产品送专家鉴定后量产,专家从这些芯片中随机取一个,则该芯片合格的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,利用全概率公式即可得解.
【详解】设事件“从组中抽取芯片”,事件“抽到合格的芯片”,
则,,,
则.
故选:C.
题型三、离散型随机变均值的性质
7.(24-25高二上·辽宁·期末)已知离散型随机变量X的分布列如下,若,则( )
X
0
a
2
P
b
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由概率之和为可得,再借助期望的性质计算可得,则可得,最后计算方差即可得.
【详解】由题意知,解得,
因为,则,
则,解得,
则
.
故选:C.
8.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知随机变量的分布列如下:
0
1
设,则的数学期望的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据期望公式求出,再根据期望的性质即可得到正确答案.
【详解】,
所以.
故选:B.
9.(22-23高二下·吉林白城·期末)元宵节庙会上有一种摸球游戏:布袋中有15个大小和形状均相同的小球,其中白球10个,红球5个,每次摸出2个球.若摸出的红球个数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知的可能取值为0,1,2,然后求出相应的概率,从而可求出,再利用期望的性质可求得结果.
【详解】的可能取值为0,1,2,则
,,,
所以,
故.
故选:A.
题型四、离散型随机变量的方差与标准差
10.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知离散型随机变量X的分布列为
X
0
1
P
且,则( )
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,
,
因为,
则
故选:D.
11.(23-24高二下·陕西榆林·阶段练习)设随机变量的分布列为分别为随机变量的数学期望与方差,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据概率分布列性质,概率之和为1,求出,再求出,运用线性运算性质,求出即可.
【详解】因为随机变量的分布列为,由分布列的性质可知,,解得,
,
,
.
故选:C.
12.(23-24高二下·河北·期中)已知离散型随机变量的分布列为
0
1
2
3
若,则( )
A.2 B.3 C.6 D.7
【答案】C
【分析】根据分布列的性质以及数学期望求出的值,即可求得,根据方差的性质,即可求得答案.
【详解】由题意知,
由得,解得,
故,
故,
故选:C
题型五:离散型随机变均值与方差的最值分析
13.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)已知随机变量的分布列如表所示:
0
p
其中,若,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据期望和方差的公式代入计算即可.
【详解】因为,所以,
,
所以.
所以.
故选:A.
14.(23-24高二下·贵州黔西·期末)设随机变量的分布列如下(其中),表示的方差,则当从0增大到1时,( )
0
1
2
A.有最大值也有最小值 B.无最大值也无最小值
C.无最大值但有最小值 D.有最大值但无最小值
【答案】D
【分析】根据给定的分布列求出期望,再由方差定义求出,结合二次函数性质判断得解.
【详解】由分布列,得随机变量的期望,
则,
由,得当时,取得最大值,无最小值.
故选:D
15.(23-24高二下·福建泉州·阶段练习)已知随机变量的分布列如表,则下列说法正确的是( )
x
y
P
y
x
A.对任意,,
B.对任意,,
C.存在,,
D.存在,,
【答案】B
【分析】对A、C:根据期望的计算公式结合二次函数分析运算;对B:先求,利用作差法比较大小;对D:换元令,结合二次函数求的取值范围.
【详解】由题意可得:,且,即,
对A、C:由题意可得:,
∵开口向下,对称轴,,
则,故,
即,不存在x,,,C错误;
例如,则,即存在x,,,A错误;
对B:,
则,
故对任意x,,则,B正确;
对D:令,
则开口向下,对称轴,且,
故,即,
不存在x,,,D错误;
故选:B.
题型六、二项分布模型
16.(23-24高二下·广东广州·期末)某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数(例如01001),其中出现0的概率为,出现1的概率为,记,则当程序运行一次时,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.五位二进制数与出现的概率相同
【答案】D
【分析】依题意可得,根据二项分布的概率公式及期望、方差公式判断即可.
【详解】由二进制数的特点知,每一个数位上的数字只能为或,且每个数位上的数字互不影响,
故的可能取值有0,1,2,3,4,5,
且的取值表示出现的次数,由二项分布的定义,可得,
故,故A错误;
因为,所以,故B错误;
,故C错误,
五位二进制数与出现的概率均为,故D正确.
故选:D.
17.(2025·河南焦作·二模)甲、乙两人各进行3次射击,甲每次击中目标的概率是,乙每次击中目标的概率是,假设两人是否击中目标相互之间没有影响.
(1)求甲恰好比乙多击中目标2次的概率;
(2)设甲击中目标的次数为,求的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【分析】(1)3次射击中甲恰好比乙多击中目标2次,分别为甲击中目标2次且乙击中目标0次与甲击中目标3次且乙击中目标1次,分别求出其概率,再相加即可;
(2)甲的设计过程可看作独立重复试验,所以,根据二项分布即可求解.
【详解】(1)设甲恰好比乙多击中目标2次为事件,甲击中目标2次且乙击中目标0次为事件,甲击中目标3次且乙击中目标1次为事件,
则,
所以甲恰好比乙多击中目标2次的概率为.
(2)由题可知X的所有可能取值为0,1,2,3,且
,
,
所以的分布列为
0
1
2
3
所以.
18.(23-24高二下·贵州黔南·期末)转盘游戏的规则如下:将转盘进行十等分,从1到10依次进行标注,参与者转动转盘,转盘停止时,指针指到的数字记为分数,转盘游戏可进行多轮,每轮转动两次转盘,进行两次分别计分,选手甲参加十轮游戏,分数如下表:
轮次
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
第一次分数
8
5
9
7
10
7
7
6
8
9
第二次分数
8
9
8
7
7
9
8
7
9
10
若选手在某轮中,两次分数的平均值不低于8分,且二者之差的绝对值不超过1分,则称其在该轮“稳定发挥”.
(1)若从以上选手甲的十轮游戏中任选两轮,求这两轮均“稳定发挥”的概率;
(2)假设选手甲再参加三轮游戏,每轮得分情况相互独立,并对是否“稳定发挥”以频率估计概率.记X为甲在三轮游戏中“稳定发挥”的轮数,求X的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,.
【分析】(1)由表格数的数据,可得选手甲在第一、三、九、十轮“稳定发挥”,结合古典概型的概率计算公式,即可求解;
(2)根据题意,得到甲在每轮游戏中"稳定发挥"的概率为,且,得出变量可能的取值为,利用独立重复试验的概率公式,求得相应的概率,列出分布列,结合期望的公式,即可求解.
【详解】(1)解:由题意,结合表格数的数据,可得选手甲在第一、三、九、十轮“稳定发挥”.
设从以上选手甲十轮游戏中任选两轮,这两轮均"稳定发挥"为事件,
则.
(2)解:甲在每轮游戏中"稳定发挥"的概率为,且,
其中随机变量可能的取值为,
则,
所以变量的分布列为
X
0
1
2
3
则变量X的数学期望为.
题型七、超几何分布模型
19.(2024高三·全国·专题练习)一个袋子中装有6个红球和4个白球,假设每个球被摸到的可能性是相等的.从袋子中摸出2个球,其中白球的个数为X,则X的数学期望是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知可取,然后利用超几何分布公式求出相应的概率,从而求解出期望.
【详解】由题意知,
则,,.
所以.故A正确.
故选:A.
20.(23-24高二下·北京大兴·期末)某种水果按照果径大小可分为四级:标准果、优质果、精品果、礼品果.某采购商从采购的一批水果中随机抽取100个,利用水果的等级分类标准得到的数据如下:
等级
标准果
优质果
精品果
礼品果
个数
10
30
40
20
假设用频率估计概率.
(1)从这100个水果中有放回地随机抽取4个,求恰好有2个水果是礼品果的概率;
(2)采用分层抽样的方法从这100个水果中抽取10个,再从抽取的10个水果中不放回地随机抽取3个,若表示抽到的精品果的数量,求的分布列和期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【分析】(1)首先求出抽一次抽到礼品果的概率,现有放回地随机抽取个,设抽到礼品果的个数为,则,根据二项分布的概率公式计算可得;
(2)依题意的可能的取值为,,,,求出所对应的概率,从而得到分布列与数学期望.
【详解】(1)设从这个水果中随机抽取个,其为礼品果为事件,则,
现有放回地随机抽取个,设抽到礼品果的个数为,则,
所以恰好有个水果是礼品果的概率为.
(2)用分层抽样的方法从这个水果中抽取个,
其中精品果有个,非精品果有个,
再从中随机抽取个,则精品果的数量服从超几何分布,所有可能的取值为,,,,
所以,,
,;
的分布列为:
0
1
2
3
则.
21.(23-24高二下·天津河北·期末)袋中装有大小、形状、材质完全相同的小球,其中M个红球,N个黄球.
(1)若,,现采用不放回摸球,每次摸1个小球,求在第一次摸到红球的条件下,第二次摸到黄球的概率;
(2)若,现采用有放回摸球n次,每次摸1个小球,设摸到红球的次数为随机变量X,若,,求n和N的值;
(3)若,,现从袋中摸出2个球,取到红球记1分,取到黄球记2分,记最后总得分为随机变量Y,求Y的分布列以及数学期望.
【答案】(1)
(2)
(3)分布列见解析,
【分析】(1)根据条件概率定义可求解;
(2)由题意随机变量X服从二项分布,根据二项分布的期望和方差公式列方程,解方程得解;
(3)由题意随机变量Y服从超几何分布,利用超几何分布知识求出分布列和期望得解.
【详解】(1)令事件A:第一次摸到红球;事件B:第二次摸到黄球,则
,,
所以在第一次摸到红球的条件下,第二次摸到黄球的概率为,
(2)令事件C:摸一次摸到红球,则,
由题意随机变量X服从二项分布,,
因为,,所以,
解得:,
(3)由题意随机变量Y的所有可能取值为2,3,4,
,,,
所以,Y的分布列为
Y
2
3
4
P
所以
题型八、正态分布
22.(24-25高二下·云南昆明·期中)李明上学有时坐公交车,有时骑自行车,他分别记录了50次坐公交车和50次骑自行车所花的时间,经数据分析得到,假设坐公交车用时和骑自行车用时都服从正态分布,,.和的正态曲线如图所示.则下列结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定的正态分布密度曲线,结合正态分布的对称性和性质,逐项判定,即可求解.
【详解】对于,随机变量服从正态分布,且,
所以随机变量的方差,故错误;
对于,根据给定的正态分布密度曲线图象,可得,,
所以,故正确;
对于,根据正态分布密度曲线图象,可得时随机变量对应的曲线与轴围成的面积小于时随机变量对应的曲线与轴围成的面积,
所以,故错误;
对于,根据正态分布密度曲线图象,可得,,
即,所以D错误.
故选:.
23.(24-25高三上·山东青岛·期末)“立定跳远”是《国家学生体质健康标准》测试项目中的一项,已知某地区高中男生的立定跳远测试数据(单位:cm)服从正态分布 ,且 ,现从该地区高中男生中随机抽取3人,并记 在 的人数为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据正态分布求得特定区间的概率,在的概率为,则,从而求得期望,方差及概率.
【详解】由,则,
则,故A错误;
在的概率为,则,
则,故C正确;
,故D错误;
,故B错误.
故选:C.
24.(24-25高二下·云南昆明·期中)某商场在五一假期间开展了一项有奖闯关活动,并对每一关根据难度进行赋分,已知甲、乙、丙三人都参加了该项闯关活动.每个人闯关活动累计得分服从正态分布,且满分为450分,现要根据得分给共2500名参加者中得分前400名发放奖励.
(1)假设该闯关活动平均分数为171分,351分以上共有57人,已知甲的得分为270分,问甲能否获得奖励,请说明理由;
(2)丙得知他的分数为430分,而乙告诉丙:“这次闯关活动平均分数为201分,351分以上共有57人”,请结合统计学知识帮助丙辨别乙所说信息的真伪.
附:若随机变量,则;;.
【答案】(1)甲能够获得奖励,理由见详解
(2)乙所说为假
【分析】(1)由,且,计算,求出前400名参赛者的最低得分,与甲的得分比较即可;
(2)假设乙所说为真,由计算,求出,利用小概率事件即可得出结论.
【详解】(1)甲能够获得奖励,理由如下:
设此次闯关活动的分数记为.
由题意可知,因为,
且,
所以,则;而,
且,
可知前400名参赛者的最低得分高于,而甲的得分为270分,
所以甲能够获得奖励.
(2)假设乙所说为真,则,
,
而,所以,从而,
而,
所以为小概率事件,即丙的分数为430分是小概率事件,可认为其一般不可能发生,但却又发生了,所以可认为乙所说为假.
题型九、随机变量及其分布的综合应用
25.(23-24高三下·重庆渝中·阶段练习)某项团体比赛分为两轮,第一轮由团队队员轮流与AI人工智能进行比赛,若挑战成功,则参加第二轮攻擂赛,与上任擂主争夺此次团体赛的擂主.现有甲队参加比赛,队中共有3名事先排好顺序的队员.
(1)第一轮与AI对战,比赛的规则如下:若某队员第一关闯关成功,则该队员继续闯第二关,否则该队员结束闯关并由下一位队员接力去闯第一关,若某队员第二关闯关成功,则该团队接力闯关活动结束,否则该成员结束闯关并由下一位队员接力去闯第二关;当第二关闯关成功或所有队员全部上场参加了闯关,该队挑战活动结束.已知甲队每位成员闯过第一关和第二关的概率分别为,,且每位成员闯关是否成功互不影响,每关结果也互不影响.用表示甲队闯关活动结束时上场闯关的成员人数,求的分布列和期望.
(2)甲队已经顺利进入第二轮,现和擂主乙队1-3号队员进行比赛,规则为:双方先由1号队员比赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛……直到有一方队员全被淘汰,另一方获得胜利.已知甲队三名队员每场比赛的胜率分别为,,,若要求甲队获得擂主的概率大于,问是否满足?请说明理由.
【答案】(1)分布列见解析,
(2)满足,理由见解析
【分析】(1)求出的可能取值和对应的概率,得到分布列,计算出期望值;
(2)分三种情况:①一人参赛全胜获得擂主,②两人参赛获得擂主,③三人参赛获得擂主,求出相应的概率,从而得到,得到不等式,得到结论.
【详解】(1)由题意知,的所有可能取值为1,2,3,
则,
,
,
所以的分布列为
1
2
3
所以.
(2)满足题意,理由如下:
分三种情况:
①一人参赛全胜获得擂主,该事件发生的概率设为,则,
②两人参赛获得擂主,该事件发生的概率设为,
则,
③三人参赛获得擂主,该事件发生的概率设为,
若在第一局被淘汰,淘汰掉乙队三人,概率为,
若在第二局被淘汰,淘汰掉乙队两人,
概率为,
若在第三局被淘汰,淘汰掉乙队一人,
概率为
,
故,
因为,
所以要使甲队获胜的概率大于,即,则,
即,化简得,
当时,代入可得,满足题意.
26.(24-25高二上·黑龙江·期末)某大公司招聘分为笔试和面试,笔试通过后才能进入面试环节,面试环节各部门从笔试通过的人员中抽取部分人员进行该部门的面试.2024年应聘该公司的学生的笔试成绩Y近似服从正态分布,其中近似为样本平均数,近似为样本方差.已知的近似值为76.5,的近似值为5.5,以样本估计总体.
(1)假设有84.135%的学生的笔试成绩高于该公司预期的平均成绩,求该公司预期的平均成绩大约是多少?
(2)现有甲、乙、丙三名应聘者进入了面试,该公司某部门有意在这3人中随机选取2人参加面试.面试分为初试和复试并且采用积分制,满分为10分,其中通过初试考核记6分,通过复试考核记4分,初试通过才能参加复试,应聘者能否正确回答初试与复试的问题相互独立.已知甲和乙通过初试的概率均为,丙通过初试的概率为,甲和乙通过复试的概率均为,丙通过复试的概率为.
①若从这3人中随机选取2人参加面试,求这两人本次面试的得分之和不低于16分的概率;
②若甲和乙两人一起参加本次该部门的面试,记他们本次面试的得分之和为X,求X的分布列以及数学期望.
参考数据:若,则:;;.
【答案】(1)71分
(2)①②分布列见解析,13
【分析】(1)利用正态分布的对称性和正态曲线的原则,即可求得该校预期的平均成绩;
(2)①选出人的情况分三种:甲乙、甲丙、乙丙参加面试,计算每种情况下的概率相加即可得到结果;②分析的取值,分别计算概率,列出分布列,利用期望公式求解即可得到结果.
【详解】(1)由,
又的近似值为76.5,的近似值为5.5,
所以该公司预期的平均成绩大约是(分).
(2)①记选出甲、乙参加面试为事件,选出甲、丙参加面试为事件,选出乙、丙参加面试为事件,这两人本次面试的得分之和不低于分为事件,
则,,,
②的可能取值为,
故,,
,,
,.
故的分布列为:
0
6
10
12
16
20
则.
27.(24-25高二上·辽宁·期末)某工厂为了提高精度,采购了一批新型机器,现对这批机器的生产效能进行测试,对其生产的第一批零件的直径进行测量,质检部门随机抽查了100个零件的进行统计整理,得到数据如下表:
零件直径(单位:厘米)
零件个数
10
25
30
25
10
已知零件的直径可视为服从正态分布,,分别为这100个零件的直径的平均数及方差(同一组区间的直径尺寸用该组区间的中点值代表).
参考数据:;若随机变量,则,
,.
(1)试估计这批零件直径在的概率;
(2)以频率估计概率,若在这批零件中随机抽取4个,记直径在区间内的零件个数为Z,求Z的分布列及数学期望;
(3)若此工厂有甲、乙两台机器生产这种零件,且甲机器的生产效率是乙机器的生产效率的3倍,甲机器生产的零件的次品率为0.3,乙机器生产的零件的次品率为0.2,现从这批零件中随机抽取一件.若检测出这个零件是次品,求这个零件是甲机器生产的概率.
【答案】(1)0.47725
(2)分布列见解析,1
(3).
【分析】(1)根据平均数与方差的计算公式计算出,再根据正态分布曲线的对称性计算概率;
(2)写出二项分布的分布列,由二项分布的期望公式可得答案;
(3)首先利用全概率公式计算出抽取的零件为次品的概率,再根据条件概率公式计算即可.
【详解】(1)由平均数与方差的计算公式分别得
.
.
故,.
设表示零件直径,则,即.
则,
,即.
(2)由题意知,这批零件直径在的概率为.
Z的取值范围为,
则,
,
,
,
,
因此可得Z的分布列为
Z
0
1
2
3
4
P
因为Z服从二项分布,则Z的数学期望.
(3)设“抽取的零件为甲机器生产”记为事件,“抽取的零件为乙机器生产”记为事件,
“抽取的零件为次品”记为事件B,
则,,,,
则,
,
所以这个零件是甲机器生产的概率为.
【专题强化】
一、单选题
1.(2025·湖北·模拟预测)反复测量某一个物理量,其测量误差通常被认为服从正态分布.若某物理量做次测量,最后结果的误差,则为使的概率控制在0.0455以下,至少要测量的次数为( )(附:若随机变量服从正态分布,则)
A.200 B.400 C.800 D.1000
【答案】C
【分析】根据正态分布的对称性与各区间的概率求解即可.
【详解】由,
而,则,所以.
故选:C
2.(24-25高一下·福建福州·期中)已知事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据概率的乘法公式及条件概率公式计算即可.
【详解】因为 , ,
所以,
因为 ,所以 .
故选:D.
3.(24-25高二上·河南焦作·期末)某学校只有甲、乙两个餐厅,某同学只在学校用午餐,他第1天随机选择一个餐厅用餐.如果第1天去甲餐厅,那么第2天去甲餐厅的概率为0.4;如果第1天去乙餐厅,那么第2天去甲餐厅的概率为0.7.该同学第2天去甲餐厅用餐的概率是( )
A.0.55 B.0.42 C.0.28 D.0.12
【答案】A
【分析】根据全概率公式,即可求得答案.
【详解】设事件“第1天去甲餐厅用餐”,“第1天去乙餐厅用餐”,
“第2天去甲餐厅用餐”,与互斥.
依题意得,,.
由全概率公式,得
,
故选:A
4.(24-25高二上·江西宜春·期末)下列说法正确的个数是( ).
①从10名男生,5名女生中选取4人,则其中至少有一名女生的概率为
②若随机变量,则方差
③若随机变量,,则
④已如随机变量X的分布列为,则
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据对立事件的概率可判断①;根据二项分布的方差以及方差的性质即可判断②,根据正态分布的对称性可判断③,根据随机变量的分布列即可判④.
【详解】设至少有一名女生为事件 ,则,则,①错误;
因为随机变量,所以,,②正确;
根据正态分布的性质,,所以,,③正确;
,得,
可得,解得,所以,④正确;
综上,正确命题的个数为3.
故选:C.
5.(2024·河北·模拟预测)若事件,发生的概率分别为,,,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充分且必要 D.既不充分又不必要
【答案】C
【分析】转化,,根据充分性必要性的定义,以及条件概率公式,分析即得解.
【详解】因为,所以,所以,
所以.
反之由能推出,
所以“”是“”的充分且必要条件.
故选:C
6.(23-24高二下·甘肃兰州·期末)乒乓球被称为中国的“国球”,是一种世界流行的球类体育项目.已知某次乒乓球比赛单局赛制为:每两球交换发球权,每赢1球得1分,先得11分者获胜.当某局打成10:10平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜.若单局比赛中,甲发球时获胜的概率为,甲接球时获胜的概率为.某局打成平后,甲先发球,则“两人又打了4个球且甲获胜”的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析出4个球赢球的一方为以下情况,甲乙甲甲,乙甲甲甲,求出两种情况下的概率,相加即可.
【详解】平后,两人又打了4个球,甲获胜,则4个球赢球的一方为以下情况,
甲乙甲甲,乙甲甲甲,
若是甲乙甲甲,则概率为,
若是乙甲甲甲,则概率为,
故两人又打了4个球且甲获胜”的概率为.
故选:B
7.(23-24高二下·山东烟台·期末)某产品只有一等品、二等品,现随机装箱销售,每箱15件.假定任意一箱含二等品件数为的概率分别为.一顾客欲购一箱该产品,开箱随机查看其中1件,若该件产品为一等品,则买下这箱产品,否则退回,则该顾客买下这箱产品的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合全概率公式、对立事件概率公式即可求解.
【详解】由全概率公式可知,抽到二等品的概率为,
故所求概率为.
故选:C.
8.(23-24高二下·甘肃酒泉·期末)质数(prime number)又称素数,一个大于1的自然数,除了1和它本身外,不能被其他自然数整除,则这个数为质数.数学上把相差为2的两个素数叫做“孪生素数”.如:3和5,5和7,…,那么,如果我们在不超过32的自然数中,随机选取两个不同的数,记事件A=“这两个数都是素数”,事件B=“这两个数不是孪生素数”,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】运用条件概率公式,结合列举法求解即可.
【详解】不超过32的素数有2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31共11个,
孪生素数有3和5,5和7,11和13,17和29,29和31,共5种情况,
所以,,
所以.
故选:A.
二、多选题
9.(2025·贵州黔南·模拟预测)关于随机变量的期望与方差,以下说法正确的是( )
A.设为随机变量,为常数,则
B.若,则与试验次数无关
C.若,则
D.两点分布中,时,方差最大
【答案】ABD
【分析】对于A:根据期望和方差的性质即可判断;对于B:根据二项分布的期望和方差公式直接判断即可;对于C:根据正态分布的期望和方差公式直接判断即可;对于D:根据两点分别的方差公式结合基本不等式即可判断.
【详解】对于选项A:根据期望和方差的性质可知:,故A正确;
对于选项B:若,则,与试验次数无关,故B正确;
对于选项C:若,则,故C错误;
对于选项D:设成功的概率为,
则方差,
当且仅当,即时,等号成立,
所以当时,方差最大,故D正确;
故选:ABD.
10.(24-25高二上·江西南昌·期末)下列选项正确的是( )
A.若随机变量,则
B.若随机变量,则
C.若随机变量服从两点分布,且,则
D.若随机变量满足,,,,则
【答案】BC
【分析】A.由随机变量服从二项分布求解;B.由随机变量服从正态分布求解;C.由随机变量服从两点分布求解;D.由随机变量服从超几何分布求解;
【详解】A.若随机变量,则,故不正确;
B.若随机变量,则,故正确;
C.若随机变量服从两点分布,且,则,故正确;
D.由随机变量满足随机变量满足,,,,
则,
所以,故不正确;
故选:BC.
11.(24-25高三上·江苏·阶段练习)某高校甲、乙两个班级举行团建活动,在活动中甲、乙两个班各派出由6人组成的一支队伍参加一项游戏.甲班的队伍由2个女生和4个男生组成,乙班的队伍由4个女生和2个男生组成,为了增加游戏的趣味性,先从甲班的队伍中抽取一名同学加入乙班的队伍,以分别表示由甲班队伍中抽出的是女生和男生;再从乙班的队伍中随机抽取一名同学加入甲班的队伍,以表示从乙班队伍中抽出的是女生,则下列结论正确的是( )
A.事件与事件互斥 B.事件与事件B相互独立
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据条件概率,全概率公式,互斥事件和相互独立事件的概念逐一分析判断即可.
【详解】由题意知,不可能同时发生,所以互斥,故A正确;
,,故C正确;
所以,,
所以,
则,
所以事件与事件B不相互独立,故B错误,D正确.
故选:ACD.
【点睛】思路点睛:用定义法求条件概率的步骤:
(1)分析题意,弄清概率模型;
(2)计算、;
(3)代入公式求.
12.(24-25高三上·四川眉山·期中)甲口袋中有3个红球,2个白球和5个黑球,乙口袋中有3个红球,3个白球和4个黑球,先从甲口袋中随机取出一球放入乙口袋,分别以和表示由甲口袋取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙口袋中随机取出一球,以表示由乙口袋取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是( )
A. B.事件与事件相互独立
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据已知条件,结合互斥事件的概念和条件概率公式,即可求解.
【详解】由题意得可知,,是两两互斥的事件,
,,,
,故A正确;
,
,故事件与事件B不独立,故B错误,D正确;
,故C正确;
故选:ACD.
13.(24-25高三上·湖南长沙·期末)如图,某电子实验猫线路图上有,两个即时红绿指示灯,当遇到红灯时,实验猫停止前行,恢复绿灯后,继续前行,,两个指示灯工作相互独立,且出现红灯的概率分别为,.同学甲从第一次实验到第五次实验中,实验猫在处遇到红灯的次数为,在,两处遇到红灯的次数之和为,则( )
A.
B.
C.一次实验中,,两处至少遇到一次红灯的概率为
D.当时,
【答案】ACD
【分析】根据题意知道,再根据二项分布得概率公式,方差公式,期望公式逐个计算判定即可.
【详解】由题意可知,所以,,故A正确,B错误;
一次实验中,,两处至少遇到一次红灯的概率为,故C正确;
当时,一次实验中没有遇到红灯的概率为,遇到一次红灯的概率为,遇到两次红灯的概率为,
故一次实验中遇到红灯次数的数学期望为,所以,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
14.(24-25高二下·河南三门峡·期末)设随机变量服从正态分布,且,若,则 .
【答案】0.5/
【分析】根据正态分布的性质,即正态分布曲线关于均值对称,结合已知条件求出的值.
【详解】已知随机变量服从正态分布,根据正态分布的性质可知,正态分布曲线关于均值对称.
因为,,且,根据正态分布曲线的对称性可知,3.5与关于对称轴对称.
已知3.5与关于对称,所以,可得:,
移项可得:.
故答案为:0.5.
15.(23-24高二下·北京海淀·期末)某次社会实践活动中,甲、乙两个班的同学共同在一个社区进行民意调查,参加活动的甲、乙两班的人数之比为2:3,其中甲班的女生占,乙班中女生占.则该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是女生的概率为 .
【答案】/
【分析】由全概率公式求解可得.
【详解】记事件“居民所遇到的一位进行民意调查的同学是甲班的”,
事件“居民所遇到的一位进行民意调查的同学是乙班的”,
“居民所遇到的一位进行民意调查的同学是女生”,
则,且互斥,,
由题意可知,,,
且,,
由全概率公式可知
,
即该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是女生的概率为.
故答案为:.
16.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)袋中装有10个大小相同的黑球和白球,已知从袋中任意摸出2个球,至少得到一个白球的概率是.现从袋中任意摸出3个球,记得到白球的个数为,则 .
【答案】2
【分析】设白球的个数为,则红球和黑球的个数为,记两个都不是白球的事件为,则至少有一个白球的事件与事件为对立事件,由此求出白球的个数;得出的取值可能为0,1,2,3,求出的分布列和数学期望,再由期望性质求解.
【详解】设白球的个数为,则黑球和红球的个数为;
记两个都不是白球的事件为,则至少有一个白球的事件与事件为对立事件;
所以,解得,
所以白球的个数为5;
从袋中任意摸出3个球,到白球的个数的取值可能为:0,1,2,3;
则,,
,,
所以的分布列为:
0
1
2
3
所以的数学期望,
则.
故答案为:2
17.(23-24高二下·北京海淀·期末)甲乙两人射击一架进入禁飞区的无人机.已知甲乙两人击中无人机的概率分别为, 且甲乙射击互不影响,则无人机被击中的概率为 .若无人机恰好被一人击中,则被击落的概率为;若恰好被两人击中,则被击落的概率为,那么无人机被击落的概率为
【答案】 0.7 0.22.
【分析】设甲击中无人机为事件,乙击中无人机为事件,无人机被击中为事件,无人机被击落为事件,利用对立事件的概率公式可求出无人机被击中的概率,利用全概率公式可求出无人机被击落的概率.
【详解】设甲击中无人机为事件,乙击中无人机为事件,无人机被击中为事件,无人机被击落为事件,
则,所以,
所以,
若无人机恰好被一人击中,即事件,
则,
若无人机被两人击中,即事件,
则,
所以
.
故答案为:,
四、解答题
18.(23-24高二下·山东威海·期末)某校开设了科学、人文、艺体三类校本选修课程,每类课程开设的课程门数与学分设定如下表:
科学类
人文类
艺体类
课程门数
3
3
4
每门课程学分
3
2
1
学校要求学生从这门课程中选修门,假设学生选修每门课程的机会均等.
(1)记事件为“学生甲选修的门课程中有且仅有门是科学类课程”,事件为“学生甲选修的门课程的总学分为分”,试判断与是否独立;
(2)设学生甲选修的门课程的总学分为,求的分布列和数学期望.
【答案】(1)与不独立
(2)分布列见解析,
【分析】(1)由古典概型概率计算公式计算出,从而由独立乘法公式验算即可;
(2)的取值范围是,算出对应的概率即可得分布列,进而得数学期望.
【详解】(1)由题意知,,
,
,
因为,所以与不独立.
(2)的取值范围是,
,,
,,,
从而的分布列为
.
19.(23-24高二下·内蒙古兴安盟·期末)某汽车驾驶学校在学员学习完毕后,对学员的驾驶技术进行9选3考试(即共9项测试,随机选取3项)考核,若全部过关,则颁发结业证;若不合格,直至合格为止,若学员小李抽到“移库”一项,则第一次合格的概率为,第二次合格的概率为,第三次合格的概率为,其它选项小李均可一次性通过.
(1)求小李第一次考试即通过的概率P1;
(2)求小李参加考核的次数ξ的分布列及均值.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【分析】(1)分求出小李没有抽到“移库”和抽到“移库”一项且通过的概率,相加即可;
(2)根据题意可能为1,2,3,4,分别求其概率,即可得其分布列,再根据期望公式求期望即可.
【详解】(1)根据题意小李第一次考试即通过包括,
①小李没有抽到“移库”一项;
②抽到“移库”一项且通过,
所以;
(2)根据题意小李参加考核的次数可能为1,2,3,4,
则,
,
,
,
分布列为
1
2
3
4
.
20.(23-24高二下·浙江舟山·期末)某篮球俱乐部由篮球Ⅰ队和Ⅱ队组成.Ⅰ队球员水平相对较高,代表俱乐部参加高级别赛事;Ⅱ队是Ⅰ队的储备队,由具有潜力的运动员组成.为考察Ⅰ队的明星队员甲对球队的贡献,教练对近两年甲参加过的60场与俱乐部外球队的比赛进行统计:甲在前锋位置出场12次,其中球队获胜6次;中锋位置出场24次,其中球队获胜16次;后卫位置出场24次,其中球队获胜18次.用该样本的频率估计概率,则:
(1)甲参加比赛时,求Ⅰ队在某场与俱乐部外球队比赛中获胜的概率;
(2)为备战小组赛,Ⅰ队和Ⅱ队进行10场热身赛,比赛没有平局,获胜得1分,失败得0分.已知Ⅰ队在每场比赛中获胜的概率是p(),若比赛最有可能的比分是7∶3,求p的取值范围;
(3)现由Ⅰ队代表俱乐部出战小组赛,小组共6支球队,进行单循环赛(任意两支队伍间均进行一场比赛),若每场比赛均派甲上场,在已知Ⅰ队至少获胜3场的条件下,记其获胜的场数为X,求X的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)
(3)分布列见解析,
【分析】(1)利用全概率公式计算即可;
(2)由二项分布的概率公式,根据概率最大,即可列式求解p的取值范围;
(3)先分别求出Ⅰ队获胜场的概率,再由条件概率求得X的分布列,进而得到X的数学期望.
【详解】(1)设“甲担任前锋”;“甲担任中锋”;“甲担任后卫”;
“某场比赛中该球队获胜”.
则:,,,
,,,
由全概率公式可得:
,
所以甲参加比赛时,Ⅰ队在某场与俱乐部外球队比赛中获胜的概率是.
(2)设这10场比赛,Ⅰ队获胜的场数是k,则P(Ⅰ队获胜k场),
由题意,时,P(Ⅰ队获胜k场)最大,
所以有,解得,
所以p的取值范围为.
(3)由题意,Ⅰ队一共需要打5场比赛,
设“5场比赛中Ⅰ队获胜i场”(,4,5),“5场比赛中Ⅰ队至少获胜3场”,
;;
,则,
,
同理可得,
,
则X的分布列为:
X
3
4
5
P
.
21.(23-24高二下·天津西青·期末)历史悠久的杨柳青年画,全称“杨柳青木版年画”,属木版印绘制品,是我国著名民间传统木版年画.它起源于明代崇祯年间,距今已有近400年的历史,是首批国家级非物质文化遗产.杨柳青年画制作特别之处是它采用“印画结合”的独特工艺,制作程序大致是:创稿、分版、刻版、套印、彩绘、装裱,前期工序与其他木彼年画大致相同,而杨柳青年画的后期制作艺术风格迥然不同.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,已知某年工艺画师在后期套印、彩绘、装裱每个环节制作成功的概率分别为,只有当每个环节制作都成功才认为是一次优秀制作.
(1)设事件“制作一件优秀作品”,求事件A的概率;
(2)若该工艺画师进行3次制作,事件”恰有一件优秀作品”,求事件B的概率;
(3)若该工艺画师制作3次,其中优秀作品数为X,求X的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)
(3)分布列见解析;期望为
【分析】(1)运用独立事件概率乘法公式求解即可;
(2)运用二项分布概率公式求解即可;
(3)运用二项分布概率公式求解概率分布列,进而求出数学期望即可.
【详解】(1)由题意得;
(2)该工艺画师进行3次制作,恰有一件优秀作品为事件B
;
(3)随机变量X的取值为
由题意可知:
随机变量X的分布列为
X
0
1
2
3
P
或者.
22.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)根据中华人民共和国国家标准(GB 2890-2009),级防毒面具中综合过滤件的滤烟效率需要达到不低于95%的标准,某防护用品生产厂生产的综合过滤件的滤烟效率服从正态分布.
(1)某质检员随机从生产线抽检10件产品,测量出一只产品的滤烟效率为93.0%.他立即要求停止生产,检查设备和工人工作状况.请你依据所学知识,判断该质检员要求是否合理,并简要说明判断的依据;
(2)该工厂将滤烟效率达到95.2%以上的综合过滤件定义为“优质品”.
①求该生产线生产的一件综合过滤件为“优质品”的概率;
②该企业生产了1000件这种综合过滤件,且每件产品相互独立,记为这1000件产品中“优质品”的件数,当为多少件时可能性最大(即概率最大)?
参考数据:,, .
【答案】(1)答案见解析
(2)①;②
【分析】(1)利用正态分布和原则即可求解;
(2)①利用正态分布即可求出概率;②利用独立重复试验得到不等式组,即可解出的值.
【详解】(1)由已知过滤件的滤烟效率服从正态分布,,则,
由原则可知,生产的产品中滤烟效率在以外的值,发生的可能性很小,一旦发生,应停止生产.
(2)①令为“综合过滤件滤烟效率”,则一件过滤件为“优质品”的概率为
;
②依题意得,记,
要使可能性最大,
则需,
即,所以,即,
所以,
所以当为978件时可能性最大.
23.(23-24高二下·安徽蚌埠·期末)书籍是精神世界的入口,阅读让精神世界闪光,阅读逐渐成为许多人的一种生活习惯,每年4月23日为世界读书日.某市某中学为了了解高一年级学生的阅读情况,从高一年级全部1000名学生中随机抽取100名学生,调查他们每周的阅读时间(单位:小时)并进行统计,得到样本的频率分布直方图如图所示.
由频率分布直方图可以认为该校高一学生每周阅读时间服从正态分布,其中可以近似为100名学生的每周阅读时间的平均值(同组数据用该组数据区间的中点值表示),.
(1)试估计高一全体学生中每周阅读时间不高于6.8小时的人数(四舍五入取整);
(2)若从高一全体学生中随机抽取5名学生进行座谈,设选出的5人中每周阅读时间在10.6小时以上的学生人数为Y,求随机变量Y的分布列,数学期望与方差.
参考数据:若随机变量服从正态分布,则,,.
【答案】(1)159人
(2)分布列见解析,,.
【分析】(1)利用正态分布相关知识即可求解;
(2)因为,所以每周阅读时间在10.6小时以上的概率为,可得,然后求出对应的概率即可得解.
【详解】(1)样本中100名学生每周阅读时间的均值为:
,
即,又,所以,
所以,
所以全年级学生中每周阅读时间不高于6.8小时的人数大约为:(人)
(2)因为,所以每周阅读时间在10.6小时以上的概率为,可得,
故,,,
,,,
随机变量Y的分布列为:
0
1
2
3
4
5
故,.
24.(23-24高二下·北京丰台·期末)随着科技的不断发展,人工智能技术在人类生产生活中的应用越来越广泛.为了解用户对,两款人机交互软件(以下简称软件)的满意度,某平台随机选取了仅使用款软件的用户和仅使用款软件的用户各人,采用打分方式进行调查,情况如下图:
根据分数把用户的满意度分为三个等级,如下表:
分数
满意度
非常满意
满意
不满意
假设用频率估计概率,且所有用户的打分情况相互独立.
(1)分别估计仅使用款软件的全体用户和仅使用款软件的全体用户对所使用软件的满意度为“非常满意”的概率;
(2)从仅使用款软件的全体用户中随机选取人,从仅使用款软件的全体用户中随机选取人,估计这人中恰有人对所使用软件的满意度为“非常满意”的概率;
(3)从仅使用,两款软件的全体用户中各随机选取人进行电话回访,记为仅使用款软件的人中对所使用软件的满意度为“不满意”的人数,为仅使用款软件的人中对所使用软件的满意度为“不满意”的人数,试比较,的方差,的大小.(结论不要求证明)
【答案】(1)款满意度,款满意度;
(2);
(3).
【分析】(1)根据古典概型的概率公式即可求解;
(2)根据独立事件的概率乘法公式即可求解;
(3)根据方差的实际意义判断.
【详解】(1)设事件“仅使用款软件的全体用户对所使用软件的满意度为‘非常满意’”,
事件“仅使用款软件的全体用户对所使用软件的满意度为‘非常满意’”,
则,;
(2)设事件“这3人中恰有1人对所使用软件的满意度为‘非常满意’”,
则;
(3)样本中使用款软件不满意的概率为,使用款软件不满意的概率为,
且随机选取的人进行电话回访,
随机变量服从二项分布,,即方差为,
随机变量服从二项分布,,即方差为,
.
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第07讲 随机变量及其分布
【复习目录】
· 一、条件概率
· 二、全概率公式
· 三、离散型随机变均值的性质
· 四、离散型随机变量的方差与标准差
· 五:离散型随机变均值与方差的最值分析
· 六、二项分布模型
· 七、超几何分布模型
· 八、正态分布
· 九、随机变量及其分布的综合应用
【知识梳理】
1.条件概率
(1)概念:一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=为在事件A发生的条件下,
事件B发生的条件概率,简称条件概率.
(2)两个公式:①利用古典概型,P(B|A)=; ②概率的乘法公式:P(AB)=P(A)P(B|A).
2.全概率公式
一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,
则对任意的事件B⊆Ω,有P(B)=,我们称这个公式为全概率公式.
3.离散型随机变量
一般地,对于随机试验样本空间Ω中的每个样本点w,都有唯一的实数X(w)与之对应,我们称X为随机变量;可能取值为有限个或可以一一列举的随机变量称为离散型随机变量.
4.离散型随机变量的分布列
一般地,设离散型随机变量X的可能取值为x1,x2,…,xn,我们称X取每一个值xi的概率P(X=xi)=pi,i=1,2,…,n为X的概率分布列,简称分布列.
5.离散型随机变量的分布列的性质:
①pi≥0(i=1,2,…,n);②p1+p2+…+pn=1
6.离散型随机变量的均值与方差
若离散型随机变量X的分布列为
X
x1
x2
…
xi
…
xn
P
p1
p2
…
pi
…
pn
(1)均值:称E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn=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)方差:称D(X)=(x1-E(X))2p1+(x2-E(X))2p2+…+(xn-E(X))2pn=为随机变量X的方差,并称为随机变量X的标准差,记为σ(X),它们都可以度量随机变量取值与其均值的偏离程度.
7.均值与方差的性质
(1)E(aX+b)=aE(X)+b. (2)D(aX+b)=a2D(X)(a,b为常数).
8、伯努利试验与二项分布
1.伯努利试验:只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验;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.
2.二项分布: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)=Cpk(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).
3.两点分布与二项分布的均值、方差
(1)若随机变量X服从两点分布,则E(X)=p,D(X)=p(1-p).(2)若X~B(n,p),则E(X)=np,D(X)=np(1-p).
9、超几何分布
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,…,r,其中,n,N,M∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=min{n,M},如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.
10、正态分布
1.定义:若随机变量X的概率分布密度函数为f(x)=·,x∈R,其中,μ∈R,σ>0为参数,则称随机变量X服从正态分布,记为X~N(μ,σ2).
2.正态曲线的特点
(1)曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称.
(2)曲线在x=μ处达到峰值.
(3)当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴.
3.3σ原则
(1)P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7;(2)P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5;(3)P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3.
4.正态分布的均值与方差:若X~N(μ,σ2),则E(X)=μ,D(X)=σ2.
【题型归纳】
题型一、条件概率
1.(24-25高二下·甘肃甘南·期末)甲箱中有4个红球,3个白球和3个黑球,乙箱中有5个红球,3个白球和2个黑球.先从甲箱中随机取出一个球放入乙箱中,再从乙箱中随机取出一球,则从乙箱中取出的是红球的概率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·辽宁·期末)某高中为了解学生的肥胖是否与经常饮用碳酸饮料有关,现对400名高二学生进行了问卷调查,学生饮用碳酸饮料的统计结果如下:学校有的学生每天饮用碳酸饮料不低于500毫升,这些学生的肥胖率为,每天饮用碳酸饮料低于500毫升的学生的肥胖率为.若从该中学高二的学生中任意抽取一名学生,则该学生肥胖的概率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)秋冬季节是某呼吸道疾病的高发期,为了解该疾病的发病情况,疾控部门对该地区居民进行普查化验,化验结果阳性率为,但统计分析结果显示患病率为,医学研究表明化验结果是有可能存在误差的,没有患该疾病的居民其化验结果呈阳性的概率为,则该地区患有该疾病的居民化验结果呈阳性的概率为( )
A. B. C. D.
题型二、全概率公式
4.(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知一道解答题共有两小问,某班50个人中有30个人能够解答出第一问.在第一问解答不出的情况下,解答出第二问的概率为0.1,第一问解答出来的情况下,第二问解答不出来的概率为0.7,则解答出第二问的概率为( )
A.0.46 B.0.22 C.0.18 D.0.04
5.(24-25高二上·辽宁沈阳·期末)此时此刻你正在做这道选择题,假设你会做的概率是,当你会做的时候,又能选对正确答案的概率为100%,而当你不会做这道题时,你选对正确答案的概率是0.25,那么这一刻,你答对题目的概率为( )
A.0.625 B.0.75 C.0.5 D.0.25
6.(2024高三·全国·专题练习)为解决“卡脖子”问题,实现7nm芯片国产化,让中国制造走向世界,某公司两个研发小组同时设计生产出了相同规格、相同数量的芯片,经初步鉴定:组生产的芯片合格率为,B组生产的芯片合格率为,现公司决定再将这些产品送专家鉴定后量产,专家从这些芯片中随机取一个,则该芯片合格的概率为( )
A. B. C. D.
题型三、离散型随机变均值的性质
7.(24-25高二上·辽宁·期末)已知离散型随机变量X的分布列如下,若,则( )
X
0
a
2
P
b
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知随机变量的分布列如下:
0
1
设,则的数学期望的值是( )
A. B. C. D.
9.(22-23高二下·吉林白城·期末)元宵节庙会上有一种摸球游戏:布袋中有15个大小和形状均相同的小球,其中白球10个,红球5个,每次摸出2个球.若摸出的红球个数为,则( )
A. B. C. D.
题型四、离散型随机变量的方差与标准差
10.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知离散型随机变量X的分布列为
X
0
1
P
且,则( )
A.1 B. C. D.
11.(23-24高二下·陕西榆林·阶段练习)设随机变量的分布列为分别为随机变量的数学期望与方差,则( )
A. B. C. D.
12.(23-24高二下·河北·期中)已知离散型随机变量的分布列为
0
1
2
3
若,则( )
A.2 B.3 C.6 D.7
题型五:离散型随机变均值与方差的最值分析
13.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)已知随机变量的分布列如表所示:
0
p
其中,若,且,则( )
A. B.
C. D.
14.(23-24高二下·贵州黔西·期末)设随机变量的分布列如下(其中),表示的方差,则当从0增大到1时,( )
0
1
2
A.有最大值也有最小值 B.无最大值也无最小值
C.无最大值但有最小值 D.有最大值但无最小值
15.(23-24高二下·福建泉州·阶段练习)已知随机变量的分布列如表,则下列说法正确的是( )
x
y
P
y
x
A.对任意,,
B.对任意,,
C.存在,,
D.存在,,
题型六、二项分布模型
16.(23-24高二下·广东广州·期末)某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数(例如01001),其中出现0的概率为,出现1的概率为,记,则当程序运行一次时,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.五位二进制数与出现的概率相同
17.(2025·河南焦作·二模)甲、乙两人各进行3次射击,甲每次击中目标的概率是,乙每次击中目标的概率是,假设两人是否击中目标相互之间没有影响.
(1)求甲恰好比乙多击中目标2次的概率;
(2)设甲击中目标的次数为,求的分布列和数学期望.
18.(23-24高二下·贵州黔南·期末)转盘游戏的规则如下:将转盘进行十等分,从1到10依次进行标注,参与者转动转盘,转盘停止时,指针指到的数字记为分数,转盘游戏可进行多轮,每轮转动两次转盘,进行两次分别计分,选手甲参加十轮游戏,分数如下表:
轮次
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
第一次分数
8
5
9
7
10
7
7
6
8
9
第二次分数
8
9
8
7
7
9
8
7
9
10
若选手在某轮中,两次分数的平均值不低于8分,且二者之差的绝对值不超过1分,则称其在该轮“稳定发挥”.
(1)若从以上选手甲的十轮游戏中任选两轮,求这两轮均“稳定发挥”的概率;
(2)假设选手甲再参加三轮游戏,每轮得分情况相互独立,并对是否“稳定发挥”以频率估计概率.记X为甲在三轮游戏中“稳定发挥”的轮数,求X的分布列和数学期望.
题型七、超几何分布模型
19.(2024高三·全国·专题练习)一个袋子中装有6个红球和4个白球,假设每个球被摸到的可能性是相等的.从袋子中摸出2个球,其中白球的个数为X,则X的数学期望是( ).
A. B. C. D.
20.(23-24高二下·北京大兴·期末)某种水果按照果径大小可分为四级:标准果、优质果、精品果、礼品果.某采购商从采购的一批水果中随机抽取100个,利用水果的等级分类标准得到的数据如下:
等级
标准果
优质果
精品果
礼品果
个数
10
30
40
20
假设用频率估计概率.
(1)从这100个水果中有放回地随机抽取4个,求恰好有2个水果是礼品果的概率;
(2)采用分层抽样的方法从这100个水果中抽取10个,再从抽取的10个水果中不放回地随机抽取3个,若表示抽到的精品果的数量,求的分布列和期望.
21.(23-24高二下·天津河北·期末)袋中装有大小、形状、材质完全相同的小球,其中M个红球,N个黄球.
(1)若,,现采用不放回摸球,每次摸1个小球,求在第一次摸到红球的条件下,第二次摸到黄球的概率;
(2)若,现采用有放回摸球n次,每次摸1个小球,设摸到红球的次数为随机变量X,若,,求n和N的值;
(3)若,,现从袋中摸出2个球,取到红球记1分,取到黄球记2分,记最后总得分为随机变量Y,求Y的分布列以及数学期望.
题型八、正态分布
22.(24-25高二下·云南昆明·期中)李明上学有时坐公交车,有时骑自行车,他分别记录了50次坐公交车和50次骑自行车所花的时间,经数据分析得到,假设坐公交车用时和骑自行车用时都服从正态分布,,.和的正态曲线如图所示.则下列结果正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(24-25高三上·山东青岛·期末)“立定跳远”是《国家学生体质健康标准》测试项目中的一项,已知某地区高中男生的立定跳远测试数据(单位:cm)服从正态分布 ,且 ,现从该地区高中男生中随机抽取3人,并记 在 的人数为,则( )
A. B.
C. D.
24.(24-25高二下·云南昆明·期中)某商场在五一假期间开展了一项有奖闯关活动,并对每一关根据难度进行赋分,已知甲、乙、丙三人都参加了该项闯关活动.每个人闯关活动累计得分服从正态分布,且满分为450分,现要根据得分给共2500名参加者中得分前400名发放奖励.
(1)假设该闯关活动平均分数为171分,351分以上共有57人,已知甲的得分为270分,问甲能否获得奖励,请说明理由;
(2)丙得知他的分数为430分,而乙告诉丙:“这次闯关活动平均分数为201分,351分以上共有57人”,请结合统计学知识帮助丙辨别乙所说信息的真伪.
附:若随机变量,则;;.
题型九、随机变量及其分布的综合应用
25.(23-24高三下·重庆渝中·阶段练习)某项团体比赛分为两轮,第一轮由团队队员轮流与AI人工智能进行比赛,若挑战成功,则参加第二轮攻擂赛,与上任擂主争夺此次团体赛的擂主.现有甲队参加比赛,队中共有3名事先排好顺序的队员.
(1)第一轮与AI对战,比赛的规则如下:若某队员第一关闯关成功,则该队员继续闯第二关,否则该队员结束闯关并由下一位队员接力去闯第一关,若某队员第二关闯关成功,则该团队接力闯关活动结束,否则该成员结束闯关并由下一位队员接力去闯第二关;当第二关闯关成功或所有队员全部上场参加了闯关,该队挑战活动结束.已知甲队每位成员闯过第一关和第二关的概率分别为,,且每位成员闯关是否成功互不影响,每关结果也互不影响.用表示甲队闯关活动结束时上场闯关的成员人数,求的分布列和期望.
(2)甲队已经顺利进入第二轮,现和擂主乙队1-3号队员进行比赛,规则为:双方先由1号队员比赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛……直到有一方队员全被淘汰,另一方获得胜利.已知甲队三名队员每场比赛的胜率分别为,,,若要求甲队获得擂主的概率大于,问是否满足?请说明理由.
26.(24-25高二上·黑龙江·期末)某大公司招聘分为笔试和面试,笔试通过后才能进入面试环节,面试环节各部门从笔试通过的人员中抽取部分人员进行该部门的面试.2024年应聘该公司的学生的笔试成绩Y近似服从正态分布,其中近似为样本平均数,近似为样本方差.已知的近似值为76.5,的近似值为5.5,以样本估计总体.
(1)假设有84.135%的学生的笔试成绩高于该公司预期的平均成绩,求该公司预期的平均成绩大约是多少?
(2)现有甲、乙、丙三名应聘者进入了面试,该公司某部门有意在这3人中随机选取2人参加面试.面试分为初试和复试并且采用积分制,满分为10分,其中通过初试考核记6分,通过复试考核记4分,初试通过才能参加复试,应聘者能否正确回答初试与复试的问题相互独立.已知甲和乙通过初试的概率均为,丙通过初试的概率为,甲和乙通过复试的概率均为,丙通过复试的概率为.
①若从这3人中随机选取2人参加面试,求这两人本次面试的得分之和不低于16分的概率;
②若甲和乙两人一起参加本次该部门的面试,记他们本次面试的得分之和为X,求X的分布列以及数学期望.
参考数据:若,则:;;.
27.(24-25高二上·辽宁·期末)某工厂为了提高精度,采购了一批新型机器,现对这批机器的生产效能进行测试,对其生产的第一批零件的直径进行测量,质检部门随机抽查了100个零件的进行统计整理,得到数据如下表:
零件直径(单位:厘米)
零件个数
10
25
30
25
10
已知零件的直径可视为服从正态分布,,分别为这100个零件的直径的平均数及方差(同一组区间的直径尺寸用该组区间的中点值代表).
参考数据:;若随机变量,则,
,.
(1)试估计这批零件直径在的概率;
(2)以频率估计概率,若在这批零件中随机抽取4个,记直径在区间内的零件个数为Z,求Z的分布列及数学期望;
(3)若此工厂有甲、乙两台机器生产这种零件,且甲机器的生产效率是乙机器的生产效率的3倍,甲机器生产的零件的次品率为0.3,乙机器生产的零件的次品率为0.2,现从这批零件中随机抽取一件.若检测出这个零件是次品,求这个零件是甲机器生产的概率.
【专题强化】
一、单选题
1.(2025·湖北·模拟预测)反复测量某一个物理量,其测量误差通常被认为服从正态分布.若某物理量做次测量,最后结果的误差,则为使的概率控制在0.0455以下,至少要测量的次数为( )(附:若随机变量服从正态分布,则)
A.200 B.400 C.800 D.1000
2.(24-25高一下·福建福州·期中)已知事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·河南焦作·期末)某学校只有甲、乙两个餐厅,某同学只在学校用午餐,他第1天随机选择一个餐厅用餐.如果第1天去甲餐厅,那么第2天去甲餐厅的概率为0.4;如果第1天去乙餐厅,那么第2天去甲餐厅的概率为0.7.该同学第2天去甲餐厅用餐的概率是( )
A.0.55 B.0.42 C.0.28 D.0.12
4.(24-25高二上·江西宜春·期末)下列说法正确的个数是( ).
①从10名男生,5名女生中选取4人,则其中至少有一名女生的概率为
②若随机变量,则方差
③若随机变量,,则
④已如随机变量X的分布列为,则
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2024·河北·模拟预测)若事件,发生的概率分别为,,,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充分且必要 D.既不充分又不必要
6.(23-24高二下·甘肃兰州·期末)乒乓球被称为中国的“国球”,是一种世界流行的球类体育项目.已知某次乒乓球比赛单局赛制为:每两球交换发球权,每赢1球得1分,先得11分者获胜.当某局打成10:10平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜.若单局比赛中,甲发球时获胜的概率为,甲接球时获胜的概率为.某局打成平后,甲先发球,则“两人又打了4个球且甲获胜”的概率为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高二下·山东烟台·期末)某产品只有一等品、二等品,现随机装箱销售,每箱15件.假定任意一箱含二等品件数为的概率分别为.一顾客欲购一箱该产品,开箱随机查看其中1件,若该件产品为一等品,则买下这箱产品,否则退回,则该顾客买下这箱产品的概率为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·甘肃酒泉·期末)质数(prime number)又称素数,一个大于1的自然数,除了1和它本身外,不能被其他自然数整除,则这个数为质数.数学上把相差为2的两个素数叫做“孪生素数”.如:3和5,5和7,…,那么,如果我们在不超过32的自然数中,随机选取两个不同的数,记事件A=“这两个数都是素数”,事件B=“这两个数不是孪生素数”,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2025·贵州黔南·模拟预测)关于随机变量的期望与方差,以下说法正确的是( )
A.设为随机变量,为常数,则
B.若,则与试验次数无关
C.若,则
D.两点分布中,时,方差最大
10.(24-25高二上·江西南昌·期末)下列选项正确的是( )
A.若随机变量,则
B.若随机变量,则
C.若随机变量服从两点分布,且,则
D.若随机变量满足,,,,则
11.(24-25高三上·江苏·阶段练习)某高校甲、乙两个班级举行团建活动,在活动中甲、乙两个班各派出由6人组成的一支队伍参加一项游戏.甲班的队伍由2个女生和4个男生组成,乙班的队伍由4个女生和2个男生组成,为了增加游戏的趣味性,先从甲班的队伍中抽取一名同学加入乙班的队伍,以分别表示由甲班队伍中抽出的是女生和男生;再从乙班的队伍中随机抽取一名同学加入甲班的队伍,以表示从乙班队伍中抽出的是女生,则下列结论正确的是( )
A.事件与事件互斥 B.事件与事件B相互独立
C. D.
12.(24-25高三上·四川眉山·期中)甲口袋中有3个红球,2个白球和5个黑球,乙口袋中有3个红球,3个白球和4个黑球,先从甲口袋中随机取出一球放入乙口袋,分别以和表示由甲口袋取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙口袋中随机取出一球,以表示由乙口袋取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是( )
A. B.事件与事件相互独立
C. D.
13.(24-25高三上·湖南长沙·期末)如图,某电子实验猫线路图上有,两个即时红绿指示灯,当遇到红灯时,实验猫停止前行,恢复绿灯后,继续前行,,两个指示灯工作相互独立,且出现红灯的概率分别为,.同学甲从第一次实验到第五次实验中,实验猫在处遇到红灯的次数为,在,两处遇到红灯的次数之和为,则( )
A.
B.
C.一次实验中,,两处至少遇到一次红灯的概率为
D.当时,
三、填空题
14.(24-25高二下·河南三门峡·期末)设随机变量服从正态分布,且,若,则 .
15.(23-24高二下·北京海淀·期末)某次社会实践活动中,甲、乙两个班的同学共同在一个社区进行民意调查,参加活动的甲、乙两班的人数之比为2:3,其中甲班的女生占,乙班中女生占.则该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是女生的概率为 .
16.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)袋中装有10个大小相同的黑球和白球,已知从袋中任意摸出2个球,至少得到一个白球的概率是.现从袋中任意摸出3个球,记得到白球的个数为,则 .
17.(23-24高二下·北京海淀·期末)甲乙两人射击一架进入禁飞区的无人机.已知甲乙两人击中无人机的概率分别为, 且甲乙射击互不影响,则无人机被击中的概率为 .若无人机恰好被一人击中,则被击落的概率为;若恰好被两人击中,则被击落的概率为,那么无人机被击落的概率为
四、解答题
18.(23-24高二下·山东威海·期末)某校开设了科学、人文、艺体三类校本选修课程,每类课程开设的课程门数与学分设定如下表:
科学类
人文类
艺体类
课程门数
3
3
4
每门课程学分
3
2
1
学校要求学生从这门课程中选修门,假设学生选修每门课程的机会均等.
(1)记事件为“学生甲选修的门课程中有且仅有门是科学类课程”,事件为“学生甲选修的门课程的总学分为分”,试判断与是否独立;
(2)设学生甲选修的门课程的总学分为,求的分布列和数学期望.
19.(23-24高二下·内蒙古兴安盟·期末)某汽车驾驶学校在学员学习完毕后,对学员的驾驶技术进行9选3考试(即共9项测试,随机选取3项)考核,若全部过关,则颁发结业证;若不合格,直至合格为止,若学员小李抽到“移库”一项,则第一次合格的概率为,第二次合格的概率为,第三次合格的概率为,其它选项小李均可一次性通过.
(1)求小李第一次考试即通过的概率P1;
(2)求小李参加考核的次数ξ的分布列及均值.
20.(23-24高二下·浙江舟山·期末)某篮球俱乐部由篮球Ⅰ队和Ⅱ队组成.Ⅰ队球员水平相对较高,代表俱乐部参加高级别赛事;Ⅱ队是Ⅰ队的储备队,由具有潜力的运动员组成.为考察Ⅰ队的明星队员甲对球队的贡献,教练对近两年甲参加过的60场与俱乐部外球队的比赛进行统计:甲在前锋位置出场12次,其中球队获胜6次;中锋位置出场24次,其中球队获胜16次;后卫位置出场24次,其中球队获胜18次.用该样本的频率估计概率,则:
(1)甲参加比赛时,求Ⅰ队在某场与俱乐部外球队比赛中获胜的概率;
(2)为备战小组赛,Ⅰ队和Ⅱ队进行10场热身赛,比赛没有平局,获胜得1分,失败得0分.已知Ⅰ队在每场比赛中获胜的概率是p(),若比赛最有可能的比分是7∶3,求p的取值范围;
(3)现由Ⅰ队代表俱乐部出战小组赛,小组共6支球队,进行单循环赛(任意两支队伍间均进行一场比赛),若每场比赛均派甲上场,在已知Ⅰ队至少获胜3场的条件下,记其获胜的场数为X,求X的分布列和数学期望.
21.(23-24高二下·天津西青·期末)历史悠久的杨柳青年画,全称“杨柳青木版年画”,属木版印绘制品,是我国著名民间传统木版年画.它起源于明代崇祯年间,距今已有近400年的历史,是首批国家级非物质文化遗产.杨柳青年画制作特别之处是它采用“印画结合”的独特工艺,制作程序大致是:创稿、分版、刻版、套印、彩绘、装裱,前期工序与其他木彼年画大致相同,而杨柳青年画的后期制作艺术风格迥然不同.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,已知某年工艺画师在后期套印、彩绘、装裱每个环节制作成功的概率分别为,只有当每个环节制作都成功才认为是一次优秀制作.
(1)设事件“制作一件优秀作品”,求事件A的概率;
(2)若该工艺画师进行3次制作,事件”恰有一件优秀作品”,求事件B的概率;
(3)若该工艺画师制作3次,其中优秀作品数为X,求X的分布列和数学期望.
22.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)根据中华人民共和国国家标准(GB 2890-2009),级防毒面具中综合过滤件的滤烟效率需要达到不低于95%的标准,某防护用品生产厂生产的综合过滤件的滤烟效率服从正态分布.
(1)某质检员随机从生产线抽检10件产品,测量出一只产品的滤烟效率为93.0%.他立即要求停止生产,检查设备和工人工作状况.请你依据所学知识,判断该质检员要求是否合理,并简要说明判断的依据;
(2)该工厂将滤烟效率达到95.2%以上的综合过滤件定义为“优质品”.
①求该生产线生产的一件综合过滤件为“优质品”的概率;
②该企业生产了1000件这种综合过滤件,且每件产品相互独立,记为这1000件产品中“优质品”的件数,当为多少件时可能性最大(即概率最大)?
参考数据:,, .
23.(23-24高二下·安徽蚌埠·期末)书籍是精神世界的入口,阅读让精神世界闪光,阅读逐渐成为许多人的一种生活习惯,每年4月23日为世界读书日.某市某中学为了了解高一年级学生的阅读情况,从高一年级全部1000名学生中随机抽取100名学生,调查他们每周的阅读时间(单位:小时)并进行统计,得到样本的频率分布直方图如图所示.
由频率分布直方图可以认为该校高一学生每周阅读时间服从正态分布,其中可以近似为100名学生的每周阅读时间的平均值(同组数据用该组数据区间的中点值表示),.
(1)试估计高一全体学生中每周阅读时间不高于6.8小时的人数(四舍五入取整);
(2)若从高一全体学生中随机抽取5名学生进行座谈,设选出的5人中每周阅读时间在10.6小时以上的学生人数为Y,求随机变量Y的分布列,数学期望与方差.
参考数据:若随机变量服从正态分布,则,,.
24.(23-24高二下·北京丰台·期末)随着科技的不断发展,人工智能技术在人类生产生活中的应用越来越广泛.为了解用户对,两款人机交互软件(以下简称软件)的满意度,某平台随机选取了仅使用款软件的用户和仅使用款软件的用户各人,采用打分方式进行调查,情况如下图:
根据分数把用户的满意度分为三个等级,如下表:
分数
满意度
非常满意
满意
不满意
假设用频率估计概率,且所有用户的打分情况相互独立.
(1)分别估计仅使用款软件的全体用户和仅使用款软件的全体用户对所使用软件的满意度为“非常满意”的概率;
(2)从仅使用款软件的全体用户中随机选取人,从仅使用款软件的全体用户中随机选取人,估计这人中恰有人对所使用软件的满意度为“非常满意”的概率;
(3)从仅使用,两款软件的全体用户中各随机选取人进行电话回访,记为仅使用款软件的人中对所使用软件的满意度为“不满意”的人数,为仅使用款软件的人中对所使用软件的满意度为“不满意”的人数,试比较,的方差,的大小.(结论不要求证明)
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