摘要:
**基本信息**
以六类题型为框架,系统整合分布列性质、期望方差计算及实际应用,形成“概念-性质-应用”递进逻辑,突出方法迁移与数学思维培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础计算类|题1|利用分布列概率和为1求参数,代入公式算期望方差|分布列基本性质→期望方差定义|
|线性变换性质类|题2|应用线性变换期望方差公式|性质公式直接应用|
|逆推参数类|题3|联立期望方差方程求分布列参数|方程思想解决逆向问题|
|性质综合类|题6|结合等差数列等条件,用概率非负性及和为1性质|分布列性质与代数知识综合|
|累积概率类|题7|根据累积概率确定参数区间|累积概率概念理解与应用|
|实际应用类|题11-12|推导分布列,计算期望并决策优化|数学眼光观察现实场景,数学语言表达模型|
内容正文:
离散型随机变量分布列、数学期望与方差解析
1.基础计算类:利用分布列 “概率和为 1” 的性质求解未知参数,再代入公式计算期望与方差;
2.线性变换性质类:考察随机变量线性变换的期望、方差公式:,;
3.逆推参数类:已知期望、方差的数值,反向联立方程求解分布列中的概率参数,再计算指定事件的概率;
4.性质综合类:结合等差数列、概率取值范围等条件,考察分布列的概率非负性、和为 1 的性质,求解概率值与参数范围;
5.累积概率类:根据累积概率的取值,确定随机变量对应参数的取值区间,考察对分布列累积概率的理解;
6.实际应用类:结合竞赛、抽奖、比赛等真实场景,先推导随机变量的分布列,再计算期望并进行决策优化.
1.已知随机变量X的分布列为
X
0
2
3
P
m
2m
则E(X)=( )
A. B. C. D.
答案 D
解析: 由,即,解得, 因此
2.随机变量的取值范围为,若,,则( )
A. B. C. D.
答案 B
解析: 设,, 所以,即,
,即, 联立方程解得,。
方差
3. 已知随机变量的分布列为
X
1
2
3
P
且,若,则( )
A. B. C. D.
答案 B
解析:先计算,
由期望的线性变换性质,,解得
4.已知随机变量的分布列为,则( )
X
-1
0
1
P
A. B. C. D.
答案 B
解析: 先计算期望,
方差,
由方差的线性变换性质,
5.若随机变量服从两点分布,其中,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
答案 C
解析: 由两点分布性质,,故 A 错误;
期望,故 B 错误;
方差,故 C 正确,D 错误
6.随机变量的分布列如下,其中,,成等差数列,则公差的取值范围是( )
X
-1
0
1
P
A. B. C. D.
答案 A
解析:∵,,成等差数列,∴。
又,∴,即,
设公差为,则,,
由分布列概率非负性:且,解得
7.若随机变量的分布列为
X
-3
-1
0
2
4
P
则当时,实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案 B
解析: 计算累积概率:,
,,
当时,需满足,即取值范围为
8.已知随机变量的分布列为
X
-2
0
2
P
若,则( )
A. B. C. D.
答案 C
解析:由分布列性质得,即,
由期望公式得,即,
联立解得,,
因此
9(多选题).若随机变量服从两点分布,其中,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
答案 CD
解析: 由两点分布性质,,故 A 错误;
,故 B 错误;
,故 D 正确;
由方差性质,,故 C 正确
10(多选题).已知随机变量的分布列如下,下列说法正确的有( )
X
1
2
3
P
A. B.
C. 若,则 D. 若,则
答案 ABC
解析:对于 A:,A 正确;
对于 B:,B 正确;
对于 C:由期望性质,,C 正确;
对于 D:由方差性质,,D 错误。
11.某商场举办周年庆抽奖活动,设置了 A、B 两类抽奖券。规则如下:参与者先选择一类抽奖券抽取,若未中奖则活动结束;若中奖则再从另一类抽奖券中抽取一张,无论中奖与否活动结束。A 类券中奖得 20 元代金券,否则得 0 元;B 类券中奖得 50 元代金券,否则得 0 元。
已知顾客小李抽中 A 类券的概率为 0.7,抽中 B 类券的概率为 0.5,且中奖概率与抽取顺序无关。
(1) 若小李先抽 A 类券,记为小李获得的代金券总额,求的分布列;
(2) 为使获得代金券的期望最大,小李应选择先抽哪类券?请说明理由。
解:(1) 若先抽 A 类券,的所有可能取值为 0,20,70,
未中 A 类券:;
中 A 类券,未中 B 类券:;
中 A 类券,也中 B 类券:,
因此的分布列为:
0
20
70
(2) 先抽 A 类券时,期望元,
若先抽 B 类券,记为获得的代金券总额,的所有可能取值为 0,50,70,
未中 B 类券:;
中 B 类券,未中 A 类券:;
中 B 类券,也中 A 类券:,
的分布列为:
0
50
70
期望元,
因为,即,所以小李应选择先抽 B 类券,能获得更大的代金券期望。
12某篮球趣味赛设置两种投篮方案:
方案一:在罚球线投篮 2 次,每次投中得 10 分,不中得 0 分,每次投中概率均为 0.7,各次投篮相互独立;
方案二:在三分线投篮 1 次,投中得 25 分,不中得 0 分,投中概率为 0.5。
(1) 若选择方案一,记总得分为,求的分布列与数学期望;
(2) 从得分期望的角度判断,选择哪种方案得分更高?并说明理由。
解:(1) 方案一中,的所有可能取值为 0,10,20,
,
,
,
因此的分布列为:
0
10
20
数学期望分;
(2) 设方案二的得分为,则的所有可能取值为 0,25,
,,
分,
因为,即,所以从得分期望的角度,选择方案一得分更高。
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离散型随机变量分布列、数学期望与方差
1.基础计算类:利用分布列 “概率和为 1” 的性质求解未知参数,再代入公式计算期望与方差;
2.线性变换性质类:考察随机变量线性变换的期望、方差公式:,;
3.逆推参数类:已知期望、方差的数值,反向联立方程求解分布列中的概率参数,再计算指定事件的概率;
4.性质综合类:结合等差数列、概率取值范围等条件,考察分布列的概率非负性、和为 1 的性质,求解概率值与参数范围;
5.累积概率类:根据累积概率的取值,确定随机变量对应参数的取值区间,考察对分布列累积概率的理解;
6.实际应用类:结合竞赛、抽奖、比赛等真实场景,先推导随机变量的分布列,再计算期望并进行决策优化.
1.已知随机变量X的分布列为
X
0
2
3
P
m
2m
则E(X)=( )
A. B. C. D.
2.随机变量的取值范围为,若,,则( )
A. B. C. D.
3. 已知随机变量的分布列为
X
1
2
3
P
且,若,则( )
A. B. C. D.
4.已知随机变量的分布列为,则( )
X
-1
0
1
P
A. B. C. D.
5.若随机变量服从两点分布,其中,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
6.随机变量的分布列如下,其中,,成等差数列,则公差的取值范围是( )
X
-1
0
1
P
A. B. C. D.
7.若随机变量的分布列为
X
-3
-1
0
2
4
P
则当时,实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知随机变量的分布列为
X
-2
0
2
P
若,则( )
A. B. C. D.
9(多选题).若随机变量服从两点分布,其中,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
10(多选题).已知随机变量的分布列如下,下列说法正确的有( )
X
1
2
3
P
A. B.
C. 若,则 D. 若,则
11. 某商场举办周年庆抽奖活动,设置了 A、B 两类抽奖券。规则如下:参与者先选择一类抽奖券抽取,若未中奖则活动结束;若中奖则再从另一类抽奖券中抽取一张,无论中奖与否活动结束。A 类券中奖得 20 元代金券,否则得 0 元;B 类券中奖得 50 元代金券,否则得 0 元。
已知顾客小李抽中 A 类券的概率为 0.7,抽中 B 类券的概率为 0.5,且中奖概率与抽取顺序无关。
(1) 若小李先抽 A 类券,记为小李获得的代金券总额,求的分布列;
(2) 为使获得代金券的期望最大,小李应选择先抽哪类券?请说明理由。
12某篮球趣味赛设置两种投篮方案:
方案一:在罚球线投篮 2 次,每次投中得 10 分,不中得 0 分,每次投中概率均为 0.7,各次投篮相互独立;
方案二:在三分线投篮 1 次,投中得 25 分,不中得 0 分,投中概率为 0.5。
(1) 若选择方案一,记总得分为,求的分布列与数学期望;
(2) 从得分期望的角度判断,选择哪种方案得分更高?并说明理由。
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