内容正文:
离散型随机变量及其分布列与数字特征
微练(八十五)
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一、单项选择题
1.袋中装有10个红球、5个黑球.每次随机抽取1个球后,若取得黑球则另换1个红球放回袋中,直到取到红球为止.设抽取的次数为ξ,则表示“放回5个红球”事件的是( )
A.ξ=4 B.ξ=5 C.ξ=6 D.ξ≤5
“放回5个红球”表示前五次抽到黑球,第六次抽到红球,故ξ=6.故选C.
2.已知P(X=i)=(i=1,2,3),随机变量Y=2X-1,则P(Y≥3)=( )
A. B. C. D.
由题意可知P(Y≥3)=P(X≥2)=P(X=2)+P(X=3)=+=.故选B.
3.已知离散型随机变量X的分布列为
X
1
2
3
P
a
则X的均值E(X)等于( )
A. B.2 C. D.3
由题意得+a+=1,解得a=,故E(X)=1×+2×+3×=.故选A.
4.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
E(X)=(-1)×+0×+1×=-,由Y=aX+3得E(Y)=aE(X)+3,所以=a×+3,解得a=2.故选B.
5.现有3道单选题,学生李明对其中的2道题有思路,1道题完全没有思路,有思路的题答对的概率为,没有思路的题只好任意猜一个答案,猜对答案的概率为,若每题答对得5分,不答或答错得0分,则李明这3道题得分的均值为( )
A. B. C. D.
记李明这3道题的得分为随机变量X,则X的所有可能取值为0,5,10,15,P(X=0)=2×=,P(X=5)=C×××+2×=,P(X=10)=C×××+2×=,P(X=15)=2×=,所以E(X)=0×+5×+10×+15×=.故选B.
6.已知甲、乙两种产业收益的分布列分别为:
甲产业收益分布列
收益X/亿元
-1
0
2
概率
0.1
0.3
0.6
乙产业收益分布列
收益Y/亿元
0
1
2
概率
0.3
0.4
0.3
则下列说法正确的是( )
A.甲产业收益的期望大,风险高
B.甲产业收益的期望小,风险小
C.乙产业收益的期望大,风险小
D.乙产业收益的期望小,风险高
由题意可得E(X)=-1×0.1+0×0.3+2×0.6=1.1,D(X)=(-1-1.1)2×0.1+(0-1.1)2×0.3+(2-1.1)2×0.6=1.29;E(Y)=0×0.3+1×0.4+2×0.3=1,D(Y)=(0-1)2×0.3+(1-1)2×0.4+(2-1)2×0.3=0.6,故E(X)>E(Y),D(X)>D(Y),即甲产业收益的期望大,风险高.故选A.
二、多项选择题
7.一盒中有7个乒乓球,其中5个未使用过,2个已使用过.现从盒子中任取3个球来用,用完后再装回盒中.记盒中已使用过的球的个数为X,则( )
A.X的所有可能取值是3,4,5
B.X最有可能的取值是5
C.X取值是3的概率为
D.X的数学期望是
记 “一个未使用过的乒乓球”为A, “一个已使用过的乒乓球”为B,任取3个球的所有可能是1A2B,2A1B,3A,A使用后成为B,故X的所有可能取值是3,4,5,故A正确;P(X=3)==,P(X=4)==,P(X=5)==,所以X最有可能的取值是4,故B错误,C正确;E(X)=3×+4×+5×=,故D错误.故选AC.
8.已知某商场某种商品的单件销售利润为X,X的可能取值为0,a,2,根据以往销售经验可得0<a<2,随机变量X的分布列为
X
0
a
2
P
b
则下列结论正确的是( )
A.b=
B.若该商场销售5件该商品,其中有3件销售利润为0的概率为
C.D(X)min=
D.当D(X)最小时,E(X)=
对A,由题意知,+b+=1,所以b=,故选项A正确.对B,该商场销售5件该商品,其中有3件销售利润为0的概率为C32=,故选项B正确.对C,随机变量X的期望E(X)=0×+a+2×=(a+1),D(X)=2×+2×+2×=×(2a2-2a+5)=×,因为0<a<2,所以当a=时,D(X)最小,且
D(X)min=,故选项C正确.对D,由C知,当D(X)最小时,a=,所以E(X)=×=,故选项D错误.故选ABC.
三、填空题
9.某射击选手射击环数的分布列为
X
7
8
9
10
P
0.3
0.3
a
b
若射击不小于9环为优秀,其射击一次的优秀率为________.
由分布列的性质,得P(X≥9)=a+b=1-0.3-0.3=0.4,故射击一次的优秀率为40%.
40%
10.某日A,B两个沿海城市受台风袭击(相互独立)的概率相同,已知A市或B市受台风袭击的概率为0.36,若用X表示这一天受台风袭击的城市个数,则E(X)=________.
设A,B两市受台风袭击的概率均为p,则A市和B市均不受台风袭击的概率为(1-p)2=1-0.36,解得p=0.2或p=1.8(舍去),则P(X=0)=1-0.36=0.64,P(X=1)=C×0.8×0.2=0.32,P(X=2)=0.2×0.2=0.04,所以E(X)=0×0.64+1×0.32+2×0.04=0.4.
0.4
11.已知排球发球考试规则:每位考生最多可发球三次,若发球成功,则停止发球,否则一直发到3次结束为止.某考生一次发球成功的概率为
p(0<p<1),发球次数为X,若X的均值E(X)>1.75,则p的取值范围为________.
由题意知P(X=1)=p,P(X=2)=p(1-p),P(X=3)=(1-p)2,所以E(X)=p+2p(1-p)+3(1-p)2>1.75,解得p>或p<,又p∈(0,1),所以p∈.
四、解答题
12.从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,设随机变量X表示所选3人中女生的人数,求:
(1)“所选3人中女生人数X≤1”的概率;
“所选3人中女生人数X≤1”的概率P=P(X=0)+P(X=1)=+=+=.
(2)X的均值与方差.
因为从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,随机变量X表示所选3人中女生的人数,所以X的可能取值为0,1,2,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,所以X的分布列为
X
0
1
2
P
所以E(X)=0×+1×+2×=1.D(X)=(0-1)2×+(1-1)2×+(2-1)2×=.
13.(2025·辽宁模拟)民航招飞是指普通高校飞行技术专业(本科)通过高考招收飞行学生,报名的学生参加预选初检、体检鉴定、飞行职业心理学检测、背景调查、高考选拔这5项流程,其中前4项流程选拔均通过,则被确认为有效招飞申请,然后参加高考,由招飞院校择优录取.据统计,每位报名学生通过前4项流程的概率依次约为,,,1.假设学生能否通过这5项流程相互独立,现有某校高三学生A,B,C这三人报名民航招飞.
(1)求A,B,C这三人中恰好有两人被确认为有效招飞申请的概率;
因为每位报名学生通过前4项流程的概率依次约为,,,1,且能否通过相互独立,所以每位报名学生被确认为有效招飞申请的概率为P=×××1=.故A,B,C这三人中恰好有两人被确认为有效招飞申请的概率P0=C2×=.
(2)根据A,B,C这三人的平时学习成绩,预估高考成绩能被招飞院校录取的概率分别为,,,设随机变量X为A,B,C这三人中能被招飞院校录取的人数,求X的分布列和数学期望.
因为每位报名学生被确认为有效招飞申请的概率为P=,且预估A,B,C能被招飞院校录取的概率分别为,,,所以A能被招飞院校录取的概率为P1=×=,B能被招飞院校录取的概率为P2=×=,
C能被招飞院校录取的概率为P3=×=,由题知,X的可能取值为0,1,2,3,所以P(X=0)=××=,P(X=1)=××+×××2=,P(X=2)=×××2+××=,P(X=3)=××=,
所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
14.(2024·北京高考)某保险公司为了解该公司某种保险产品的索赔情况,从合同保险期限届满的保单中随机抽取1 000份,记录并整理这些保单的索赔情况,获得数据如下表:
索赔次数
0
1
2
3
4
保单份数
800
100
60
30
10
假设:一份保单的保费为0.4万元;前三次索赔时,保险公司每次赔偿0.8万元;第四次索赔时,保险公司赔偿0.6万元.
假设不同保单的索赔次数相互独立.用频率估计概率.
(1)估计一份保单索赔次数不少于2的概率;
解法一:记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,由索赔次数不少于2,知索赔次数为2,3,4,所以P(A)===.
解法二:记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,由索赔次数不少于2,知可利用间接法计算,则P(A)=1-=.
(2)一份保单的毛利润定义为这份保单的保费与赔偿总金额之差.
(ⅰ)记X为一份保单的毛利润,估计X的数学期望E(X);
(ⅱ)如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,试比较这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值与(ⅰ)中E(X)估计值的大小.(结论不要求证明)
(ⅰ)由题知X的所有可能取值为0.4,-0.4,-1.2,-2.0,-2.6,则P(X=0.4)==0.8,P(X=-0.4)==0.1,P(X=-1.2)==0.06,P(X=-2.0)==0.03,P(X=-2.6)==0.01,故E(X)=0.4×0.8-0.4×0.1-1.2×0.06-2.0×0.03-2.6×0.01=0.122.
(ⅱ)如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值比(ⅰ)中E(X)估计值大.证明如下:
设调整保费后一份保单的毛利润(单位:万元)为Y,则
对于索赔次数为0的保单,Y=0.4×(1-4%)=0.384,
对于索赔次数为1的保单,Y=0.4×(1+20%)-0.8=-0.32,
对于索赔次数为2的保单,Y=-0.32-0.8=-1.12,
对于索赔次数为3的保单,Y=-1.12-0.8=-1.92,
对于索赔次数为4的保单,Y=-1.92-0.6=-2.52,
故E(Y)=0.384×0.8-0.32×0.1-1.12×0.06-1.92×0.03-2.52×0.01=0.125 2.所以E(X)<E(Y).
$$