内容正文:
假期作业5 离散型随机变量及其分布列和数字特征
1.随机变量的概念
随机变量
的概念
一般地,对于随机试验样本空间
中 的 每 个 样 本 点 ω,都 有
与之对应,我们称 X 为
随机变量.
离散型随
机变量的
概念
可能取值为 或可以
的随机变量,称为离散型随
机变量.
2.离散型随机变量的分布列
(1)定义: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.
(2)表示:表格
X x1 x2 xn
P p1 p2 pn
(3)性质:①pi≥0,i=1,2,,n;
②p1+p2++pn=1.
3.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 x1 x2 xn
P p1 p2 pn
(1)均值
称E(X)= =∑
n
i=1
xipi 为
随机变量X 的均值或数学期望.
它反映了随机变量取值的 .
(2)方差
称D(X)= = 为随机变
量X 的方差,有时也记作:Var(X),并称
D(X)为 随 机 变 量 X 的 标 准 差.记 作:
σ(X).它们都可以度量随机变量最值与其
均值的偏离程度.
4.均值与方差的性质
(1)E(aX+b)= .
(2)D(aX+b)= .
1.抛掷两颗骰子,所得点数之和记为X,那么
X=4表示的随机试验结果是 ( )
A.两颗都是4点
B.两颗都是2点
C.一颗是1点,一颗是3点
D.一颗是1点,另一颗是3点或者两颗都是
2点
2.今有两台独立工作在两地的雷达,每台雷达
发现飞行目标的概率分别为0.9和0.85,
设发现目标的雷达台数为ξ,则E(ξ)=
( )
A.0.765 B.1.75
C.1.765 D.0.22
3.设随机变量X 的分布列为
X -1 0 1
P 12
1
3
1
6
若Y=2X+2,则D(Y)= ( )
A.-13 B.
5
9 C.
10
9 D.
20
9
9
4.在一组样本数据中,1,2,3,4出现的频率分
别为p1,p2,p3,p4,且∑
4
i=1
pi=1,则下面四种
情形中,对应样本的标准差最大的一组是
( )
A.p1=p4=0.1,p2=p3=0.4
B.p1=p4=0.4,p2=p3=0.1
C.p1=p4=0.2,p2=p3=0.3
D.p1=p4=0.3,p2=p3=0.2
5.(多选)受轿车在保修期内维修费等因素的
影响,企业生产每辆轿车的利润与该轿车首
次出现故障的时间有关.某轿车制造厂生产
甲、乙两种品牌轿车,保修期均为2年,现从
该厂已售出的两种品牌轿车中各随机抽取
50辆,统计数据如表:
品牌 甲 乙
首次出现故
障的时间x(年)
0<x
≤1
1<x
≤2
x>2
0<x
≤2
x>2
轿车数量(辆) 2 3 45 5 45
每辆利润(万元) 1 2 3 1.8 2.9
将频率视为概率,则 ( )
A.从该厂生产的甲品牌轿车中随机抽取一
辆,其首次出现故障发生在保修期内的
概率为1
5
B.若该厂生产的轿车均能售出,记生产一
辆甲品牌轿车的利润为 X1,则E(X1)=
2.86(万元)
C.若该厂生产的轿车均能售出,记生产一
辆乙品牌轿车的利润为 X2,则E(X2)=
2.99(万元)
D.该厂预计今后这两种品牌轿车的销量相
当,由于资金限制,只能生产其中一种品
牌的轿车.若从经济效益的角度考虑,应
生产甲品牌的轿车
6.(多选)编号为1,2,3的三位学生随意入
座编号为1,2,3的三个座位,每位学生
坐一个座 位,设 与 座 位 编 号 相 同 的 学 生
的人数是ξ,则 ( )
A.ξ的所有取值是1,2,3
B.P(ξ=1)=
1
2
C.E(ξ)=1
D.D(ξ)=1
7.(2022浙江高考)现有7张卡片,分别写上
数字1,2,2,3,4,5,6.从这7张卡片中随机抽取
3张,记所抽取卡片上数字的最小值为ξ,则
P(ξ=2)= ,E(ξ)= .
8.盒中有4个球,其中1个红球,1个绿球,2
个黄球.从盒中随机取球,每次取1个,不放
回,直到取出红球为止.设此过程中取到黄
球的个数为ξ,则P(ξ=0)= ,E(ξ)
= .
9.某投资公司在2024年年初准备将1000万
元投资到“低碳”项目上,现有两个项目供
选择:
项目一:新能源汽车.据市场调研,投资到该
项目上,到年底可能获利30%,也可能亏损
15%,且这两种情况发生的概率分别为79
和2
9
;
项目二:通信设备.据市场调研,投资到该项
目上,到 年 底 可 能 获 利 50%,可 能 损 失
30%,也可能不赔不赚,且这三种情况发生
的概率分别为3
5
,1
3
和1
15.
针对以上两个投资项目,请你为投资公司选
择一个合理的项目,并说明理由.
01
10.(2022全国甲卷)甲、乙两个学校进行体
育比赛,比赛共设三个项目,每个项目胜方
得10分,负方得0分,没有平局.三个项目
比赛结束后,总得分高的学校获得冠军.已
知甲学校在三个项目中获胜的概率分别为
0.5,0.4,0.8,各项目 的 比 赛 结 果 相 互
独立.
(1)求甲学校获得冠军的概率;
(2)用X 表示乙学校的总得分,求X 的分
布列与期望.
2023年12月11日至12日中央经济工作会
议在北京举行,会议再次强调要提振新能源
汽车消费.发展新能源汽车是我国从“汽车
大国”迈向“汽车强国”的必由之路.我国某
地一座新能源汽车工厂对线下的成品车要
经过多项检测,检测合格后方可销售,其中
关键的两项测试分别为碰撞测试和续航测
试,测试的结果只有三种等次:优秀、良好、
合格,优秀可得5分、良好可得3分、合格可
得1分,该型号新能源汽车在碰撞测试中结
果为优秀的概率为1
2
,良好的概率为1
3
;在
续航测试中结果为优秀的概率为2
5
,良好的
概率为2
5
,两项测试相互独立,互不影响,该
型号新能源汽车两项测试得分之和记为ξ.
(1)求该型号新能源汽车参加两项测试仅有
一次为合格的概率;
(2)求离散型随机变量ξ的分布列与期望.
竹子 用 了 4 年 的 时
间,仅 仅 长 了 3cm,在 第
五年 开 始,以 每 天 30cm
的速度疯狂的生长,仅仅
用了六周的时间就长到了15米.
其实,在前面的四年,竹子将根在土壤里
延伸了数百平米.
做人做事亦是如此,不要担心你此时此刻
的付出得不到回报,因为这些付出都是为了
扎根.
人 生 需 要 储 备! 多 少 人,没 熬 过 那 三
厘米!
11
8.解析:依题意,甲、乙、丙、丁四位同学参加三个项目所有的方
案共 C24A33=36种,其中甲、乙参加同一项目的方案 A33=6
种,则所求的参赛方案一共有36-6=30种;因为甲、乙两人
不能参加同一项目,所以丙、丁两人不能参加同一项目,则
甲、乙必有其中一人和丙、丁其中一人参加同一项目,这里有
C12C12A33=24种方案,若甲单独选择跳台滑雪,则丙、丁可分
别选择越野滑雪或者单板滑雪,乙也可在其中二选一,故总
共有 A22C12=4种不同的方案;若甲和一人一起选择跳台滑
雪,则甲只可能和丙或丁共同选择,剩下2个人分别选择2
个项目,故共有 C12A22=4种不同的方案;同理,乙单独选择
跳台滑雪,有 A22C12=4种不同的方案;乙和一人共同选择跳
台滑雪,有 C12A22=4种不同的方案,总共有18种方案,所以
P(B|A)=P
(AB)
P(A)=
16
30
24
30
=23.
答案:30 23
9.解:设A:在班内任选1名学生,该学生属于第一小组,B:在
班内任选1名学生,该学生是团员.
(1)P(A)=1040=
1
4.
(2)P(B)=1540=
3
8.
(3)P(AB)=440=
1
10.
(4)P(A|B)=P
(AB)
P(B)=
1
10
3
8
=415.
10.解:(1)平均年龄x=(5×0.001+15×0.002+25×0.012
+35×0.017+45×0.023+55×0.020+65×0.017+75×
0.006+85×0.002)×10=47.9(岁).
(2)设A={一位这种疾病患者的年龄位于区间[20,70)},
则P(A)=1-P(A)=1-(0.001+0.002+0.006+0.002)
×10=1-0.11=0.89.
(3)设B={任选一人年龄位于区间[40,50)},C={任选一
人患这种疾病},则由条件概率公式,得P(C|B)=P
(BC)
P(B)
=0.1%×0.023×1016% =
0.001×0.23
0.16 =0.0014375
≈0.0014.
即此人患这种疾病的概率为0.0014.
新题快递
1.解析:从 10 人 中 任 选 3 人 的 事 件 个 数 为 C310 =
10×9×8
3×2×1
=120,
恰有1名男生2名女生的事件个数为 C14C26=4×
6×5
2×1=60
,
则恰有1名男生2名女生的概率为60120=0.5.
答案:0.5
2.解析:设甲、乙、丙三个盒子中的球的个数分别为5n,4n,6n,
所以总数为15n,
所以甲盒中黑球个数为40%×5n=2n,白球个数为3n;
乙盒中黑球个数为25%×4n=n,白球个数为3n;
丙盒中黑球个数为50%×6n=3n,白球个数为3n;
记“从三个盒子中各取一个球,取到的球都是黑球”为事件
A,所以P(A)=0.4×0.25×0.5=0.05;
记“将三个盒子混合后取出一个球,是白球”为事件B,
黑球总共有2n+n+3n=6n个,白球共有9n个,
所以P(B)=9n15n=
3
5.
答案:0.05或 120( )
3
5
(或0.6)
假期作业5
思维整合室
1.Ω 唯一的实数X(ω) 有限个 一一列举
3.(1)x1p1+x2p2++xnpn 平均水平
(2)(x1-E(X))2p1+(x2-E(X))2p2++(xn-E(X))2pn
∑
n
i=1
(xi-E(X))2pi
4.aE(X)+b a2D(X)
技能提升台
1.D [X=4表示抛掷两颗骰子,所得点数之和为4的所有结果,
可能是一颗1点,另一颗3点,也可能是两颗均为2点.]
2.B [设A、B 分别为每台雷达发现飞行目标的事件,ξ的可
能取值为0、1、2.
P(ξ=0)=P(AB)=P(A)P(B)
=(1-0.9)×(1-0.85)=0.015.
P(ξ=1)=P(AB+AB)=P(A)P(B)+P(A)P(B)
=0.9×0.15+0.1×0.85=0.22.
P(ξ=2)=P(AB)=P(A)P(B)=0.9×0.85
=0.765.
所以E(ξ)=0×0.015+1×0.22+2×0.765
=1.75.]
3.D [由题意知,E(X)=-1×12+0×
1
3+1×
1
6=
-13
,故D(X)= -1+13( )
2
×12+ 0+
1
3( )
2
×13+ 1+
1
3( )
2
×16=
5
9
,D(Y)=D(2X+2)=4D(X)=4×59=
20
9.
]
4.B [X 的可能取值为1,2,3,4,四种情形的数学期望E(X)
=1×p1+2×p2+3×p3+4×p4 都为2.5,方差 D(X)=
[1-E(X)]2×p1+[2-E(X)]2×p2+[3-E(X)]2×p3+
[4-E(X)]2×p4,标准差为 D(X).A 选项的方差 D(X)
=0.65;B 选项的方差D(X)=1.85;C选项的方差D(X)=
1.05;D选项的方差 D(X)=1.45.可知选项 B的情形对应
样本的标准差最大.故选B.]
5.BD [设“甲品牌轿车首次出现故障发生在保修期内”为事
件A,则P(A)=2+350 =
1
10.
依题意得,X1 的分布列为
X1 1 2 3
P 125
3
50
9
10
14
E(X1)=1×
1
25+2×
3
50+3×
9
10=
143
50=2.86
(万元),X2 的
分布列为
X2 1.82.9
P 110
9
10
E(X2)=1.8×
1
10+2.9×
9
10=2.79
(万元).
因为E(X1)>E(X2),所以应生产甲品牌轿车.]
6.BCD [ξ的所有可能取值为0,1,3,ξ=0表示三位同学全坐
错了,有2种情况,即编号为1,2,3的座位上分别坐了编号
为2,3,1或3,1,2的学生,
则P(ξ=0)=
2
A33
=13
;ξ=1表示三位同学只有1位同学坐
对了,则P(ξ=1)=
C13
A33
=12
;
ξ=3表示三位同学全坐对了,即对号入座,
则P(ξ=3)=
1
A33
=16.
所以ξ的分布列为
ξ 0 1 3
P 13
1
2
1
6
E(ξ)=0×
1
3+1×
1
2+3×
1
6=1.
D(ξ)=
1
3×
(0-1)2+12×
(1-1)2+16×
(3-1)2=1.]
7.解析:P(ξ=2)=
C12C24+C22C14
C37
=1635.
ξ的所有可能取值为1,2,3,4.
P(ξ=1)=
C26
C37
=1535
,P(ξ=2)=
16
35
,P(ξ=3)=
C23
C37
=335
,
P(ξ=4)=
C22
C37
=135
,
故E(ξ)=1×
15
35+2×
16
35+3×
3
35+4×
1
35=
12
7.
答案:16
35
12
7
8.解析:ξ=0表示停止取球时没有取到黄球,所以P(ξ=0)=
1
4+
1
4×
1
3=
1
3.
随机变量ξ的所有可能取值为0,1,2,则
P(ξ=1)=
2
4×
1
3+
2
4×
1
3×
1
2+
1
4×
2
3×
1
2=
1
3
,
P(ξ=2)=
2
4×
1
3×
1
2+
1
4×
2
3×
1
2+
2
4×
1
3×
1
2+
2
4×
1
3×
1
2=
1
3
,
所以E(ξ)=0×
1
3+1×
1
3+2×
1
3=1.
答案:1
3 1
9.解:若按“项目一”投资,设获利为 X1 万元,X1 的所有可能
取值为300,-150.则X1 的分布列为
X1 300 -150
P 79
2
9
∴E(X1)=300×
7
9+
(-150)×29=200
(万元).
若按“项目二”投资,设获利 X2 万元,X2 的所有可能取值为
500,-300,0.则X2 的分布列为:
X2 500 -300 0
P 35
1
3
1
15
∴E(X2)=500×
3
5+
(-300)×13+0×
1
15=200
(万元).
D(X1)=(300-200)2×
7
9+
(-150-200)2×29=35000
,
D(X2)= (500-200)2 ×
3
5 +
(-300-200)2 × 13 +
(0-200)2×115=140000.
所以E(X1)=E(X2),D(X1)<D(X2),
这说明虽然项目一、项目二获利的期望值相等,但项目一更
稳妥.
综上所述,建议该投资公司选择项目一投资.
10.解:(1)记甲学校获得冠军为事件A,
则P(A)=0.5×0.4×(1-0.8)+0.5×(1-0.4)×0.8+
(1-0.5)×0.4×0.8+0.5×0.4×0.8=0.6,所以甲学校
获得冠军的概率是0.6.
(2)X 的可能取值为0,10,20,30.
则P(X=0)=0.5×0.4×0.8=0.16,
P(X=10)=0.5×0.4×(1-0.8)+0.5×(1-0.4)×0.8
+(1-0.5)×0.4×0.8=0.44,
P(X=20)=0.5×(1-0.4)×(1-0.8)+(1-0.5)×(1-
0.4)×0.8+(1-0.5)×0.4×(1-0.8)=0.34,
P(X=30)=(1-0.5)×(1-0.4)×(1-0.8)=0.06,
∴X 的分布列为
X 0 10 20 30
P 0.16 0.44 0.34 0.06
X 的期望值为E(X)=0×0.16+10×0.44+20×0.34+
30×0.06=13.
新题快递
解:(1)记事件A1 为“该型号新能源汽车参加碰撞测试的得
分为i分(i=1,3,5)”,
则P(A5)=
1
2
,P(A3)=
1
3
,P(A1)=1-
1
2-
1
3=
1
6.
记事件Bi 为“该型号新能源汽车参加续航测试的得分为i
分(i=1,3,5)”,
则P(B5)=
2
5
,P(B3)=
2
5
,P(B1)=1-
2
5-
2
5=
1
5.
记事件C为“该型号新能源汽车参加两项测试仅有一次为
合格”,
则P(C)=P(A5B1)+P(A3B1)+P(A1B5)+P(A1B3)
=12×
1
5+
1
3×
1
5+
1
6×
2
5+
1
6×
2
5=
3
10
,
则该型号新能源汽车参加两项测试仅有一次合格的概率
为3
10.
(2)由题知离散型随机变量ξ的所有可能取值分别为2,4,6,
8,10,
P(ξ=2)=
1
6×
1
5=
1
30
,
P(ξ=4)=
1
3×
1
5+
1
6×
2
5=
2
15
,
24
P(ξ=6)=
1
2×
1
5+
1
6×
2
5+
1
3×
2
5=
3
10
,
P(ξ=8)=
1
2×
2
5+
1
3×
2
5=
1
3
,
P(ξ=10)=
1
2×
2
5=
1
5
,
则离散型随机变量ξ的分布列为
ξ 2 4 6 8 10
P 130
2
15
3
10
1
3
1
5
所以数学期望E(ξ)=2×
1
30+4×
2
15+6×
3
10+8×
1
3+10
×15=
106
15.
假期作业6
思维整合室
1.(1)可能结果 重复 (2)Cknpk(1-p)n-k
X~B(n,p) 2.(1)
CkMCn-kN-M
CnN
(2)np
技能提升台
1.B [设此射手射击四次命中次数为ξ,一次射击命中的概率
为p,所以ξ~B(4,p).
依题意可知,P(ξ≥1)=
80
81
,所以1-P(ξ=0)=1-C
0
4(1-p)4
=8081
,所以(1-p)4=181
,所以p=23.
]
2.C [由题意可知随机变量X 服从参数为N=12,M=5,n=
6的超几何分布.
由公式P(X=k)=C
k
MCn-kN-M
CnN
,易知C
3
5C37
C612
表示的是 X=3的取
值概率.]
3.B [P(X=3)=C36×
1
2( )
3
× 12( )
3
=20
26
=516.
]
4.D [“至少有一个是一等品”包含取出的3个中有1个一等
品,取出的3个中有2个一等品和取出的3个中有3个一等
品三种情况,其概率应为C
1
16C24+C216C14+C316
C320
]
5.CD [由X~B(20,0.3),所以E(X)=20×0.3=6,所以 A
错误;计算P(X≥1)=1-P(X=0)=1-0.720,所以 B错
误;又D(X)=20×0.3×0.7=4.2,所以 C正确;
计算P(X=10)=C1020×0.310×0.710=C1020×0.2110,所以 D
正确.]
6.D [为学习女排精神,A,B 两校排球队进行排球友谊赛,采
取五局三胜制,每局都要分出胜负,根据以往经验,单局比赛
中A 校排球队胜B 校排球队的概率为 35
,设各局比赛相互
间没有影响,在此次比赛中,四局结束比赛包含两种情况:①
前3局A 两胜一负,第四局A 胜;②前3局A 一胜两负,第
四局A 负.则在此次 比 赛 中,四 局 结 束 比 赛 的 概 率 为 P=
C23
3
5( )
2 2
5( )
3
5( )+C
1
3
3
5( )
2
5( )
2 2
5( )=
234
625.
]
7.解析:由题可得一次活动中,甲获胜的概率为56×
4
5=
2
3
;
则在3次活动中,甲至少获胜2次的概率为 C23×
2
3( )
2
×
1
3+
2
3( )
3
=2027.
答案:2
3
20
27
8.解析:由题意知,X 服从二项分布,
所以P(X=k)=Ck20
1
3( )
k
1-13( )
20-k
=Ck20
1
3( )
k 2
3( )
20-k
,0≤k≤20且k∈N.
由不等式P(X=k+1)
P(X=k) ≤1
(0≤k≤19且k∈N),得20-kk+1×
1
2≤1
,解得k≥6.
所以当k≥6时,P(X=k)≥P(X=k+1);当k<6时,P(X
=k+1)>P(X=k).
因为当且仅当k=6时,P(X=k+1)=P(X=k),
所以当k=6或k=7时,P(X=k)取得最大值.
答案:6或7
9.解:(1)甲、乙两个班级抽取的4人都能正确回答的概率P=
C23
C24
× 34( )
2
=932.
(2)甲班级能正确回答题目人数为X,则X 的可能取值为1,
2,P(X=1)=C
1
3C11
C24
=12
,
P(X=2)=C
2
3
C24
=12
,
则E(X)=1×12+2×
1
2=
3
2
,
D(X)= 1-32( )
2
×12+ 2-
3
2( )
2
×12=
1
4.
乙班级能正确回答题目人数为Y,则Y 的可能取值为0,1,
2.所以Y~B 2,34( ) ,
∴E(Y)=2×34=
3
2
,D(Y)=2×34×
1
4=
3
8.
∴E(X)=E(Y),D(X)<D(Y),这说明虽然甲、乙两班级能
正确回答题目的期望值相等,但甲班更稳妥,所以由甲班级
代表学校参加大赛更好.
10.解:(1)该同学政治原始成绩为91分,在区间[82,94]上,赋
分区间为[86,100],
故转换后的等级分为94-91
91-82=
100-T
T-86
,
解得T≈97分,
(2)设等级分为95分对应的原始分为X,
由题意得94-x
x-82=
100-95
95-86
,解得x≈89.7分,
设等级分为97分对应的原始分为y,
由题意得94-y
y-82=
100-97
97-86
,解得y≈91.4分,
即政治的等级分不小于95分的学生有8人,政治等级分不
小于97分人数为3人,
则X 的取值可以为0,1,2,3,
P(X=0)=C
3
5
C38
=528
,
P(X=1)=C
2
5C13
C38
=1528
,
P(X=2)=C
1
5C23
C38
=1556
,
P(X=3)=C
3
3
C38
=156
,
则X 的分布列为
34