人教版高中数学选修2-3练习:第二章2.3-2.3.2离散型随机变量的方差 Word版含解析
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第二章随机变量及其分布
2.3 离散型随机变量的均值与方差
2.3.2 离散型随机变量的方差
A级基础巩固
一、选择题
1.已知随机变量ξ满足P(ξ=1)=0.3,P(ξ=2)=0.7,则E(ξ)和D(ξ)的值分别为()
A.0.6和0.7B.1.7和0.09
C.0.3和0.7 D.1.7和0.21
解析:E(ξ)=1×0.3+2×0.7=1.7,D(ξ)=(1.7-1)2×0.3+(1.7-2)2×0.7=0.21.
答案:D
2.已知X的分布列为:
则D(X)等于()
A.0.7 B.0.61
C.-0.3 D.0
解析:E(X)=-1×0.5+0×0.3+1×0.2=-0.3,D(X)=(-1+0.3)2×0.5+(0+0.3)2×0.3+(1+0.3)2×0.2=0.61.
答案:B
3.甲、乙两个运动员射击命中环数ξ、η的分布列如下表.其中
射击比较稳定的运动员是()
A.甲
C.一样D.无法比较
解析:E(ξ)=9.2,E(η)=9.2,所以E(η)=E(ξ),D(ξ)=0.76,D(η)=0.56<D(ξ),所以乙稳定.
答案:B
4.已知随机变量ξ,η满足ξ+η=8,且ξ服从二项分布ξ~B(10,0.6),则E(η)和D(η)的值分别是()
A.6和2.4 B.2和2.4
C.2和5.6 D.6和5.6
解析:由已知E(ξ)=10×0.6=6,D(ξ)=10×0.6×0.4=2.4.因为ξ+η=8,所以η=8-ξ.
所以E(η)=-E(ξ)+8=2,D(η)=(-1)2D(ξ)=2.4.
答案:B
5.随机变量ξ的分布列如下表,且E(ξ)=1.1,则D(ξ)=()
A.0.36
C.0.49 D.0.68
解析:先由随机变量分布列的性质求得p=1 2.
由E(ξ)=0×1
5+1×1
2+
3
10x=1.1,得x=2,
所以D(ξ)=(0-1.1)2×1
5+(1-1.1)
2×
1
2+(2-1.1)
2×
3
10=0.49.
答案:C
二、填空题
6.若事件在一次试验中发生次数的方差等于0.25,则该事件在一次试验中发生的概率为________.
解析:在一次试验中发生次数记为ξ,则ξ服从两点分布,则D(ξ)=p(1-p),所以p(1-p)=0.25,解得p=0.5.
答案:0.5
7.已知X的分布列为:
若η=2X+2,则
解析:E(X)=-1×1
2+0×
1
3+1×
1
6=-
1
3,D(X)=
5
9,D(η)=D(2X
+2)=4D(X)=20 9.
答案:20 9
8.随机变量X的分布列如下表:
其中x,y,z成等差数列,若E(X)=1
3,则D(X)的值是________.
解析:E(X)=0×x+1×y+2×z=y+2z=1 3,
又x +y +z =1,且2y =x +z ,解得x =23,y =1
3
,z =0,所以D (X )
=⎝
⎛⎭⎪⎫0-132
×23+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-132
×13+⎝ ⎛⎭⎪⎫2-132
×0=2
9. 答案:29
三、解答题
9.已知随机变量X 的分布列为:
若E (X )=2
3.
(1)求D (X )的值;
(2)若Y =3X -2,求D (Y )的值. 解:由12+13+p =1,得p =1
6.
又E (X )=0×12+1×13+16x =2
3,
所以x =2.
(1)D (X )=⎝ ⎛⎭⎪⎫0-232
×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232
×13+⎝ ⎛⎭
⎪⎫2-232
×16=1527=59.
(2)因为Y =3X -2,所以D (Y )=D (3X -2)=9D (X ). 所以D (Y )=9D (X )=3D (X )= 5.
10.每人在一轮投篮练习中最多可投篮4次,现规定一旦命中即停止该轮练习,否则一直试投到4次为止.已知一选手的投篮命中率为0.7,求一轮练习中该选手的实际投篮次数ξ的分布列,并求出ξ的期望E (ξ)与方差E (ξ)(保留3位有效数字).
解:ξ的取值为1,2,3,4.若ξ=1,表示第一次即投中,故P (ξ
=1)=0.7;若ξ=2,表示第一次未投中,第二次投中,故P (ξ=2)=(1-0.7)×0.7=0.21;若ξ=3,表示第一、二次未投中,第三次投中,故P (ξ=3)=(1-0.7)2×0.7=0.063;若ξ=4,表示前三次未投中,故P (ξ=4)=(1-0.7)3=0.027.
因此ξ的分布列为:
E (ξ)=1×0.7 1.417.
D (ξ)=(1-1.417)2×0.7+(2-1.417)2×0.21+(3-1.417)2×0.063+(4-1.417)2×0.027=0.513.
B 级 能力提升
1.若ξ是离散型随机变量,P (ξ=X 1)=23,P (ξ=X 2)=1
3,且X 1<
X 2,又已知E (ξ)=43,D (ξ)=2
9
,则X 1+X 2的值为( )
A.5
3 B.73 C .3
D.113
解析:X 1,X 2满足
⎩⎨⎧
23X 1+13X 2=43
,⎝ ⎛⎭⎪⎫X 1
-432
×23+⎝ ⎛⎭⎪⎫X 2
-432
×13=29,
解得⎩⎪⎨⎪⎧X 1=1,X 2=2或⎩⎪⎨⎪⎧X 1=53,X 2=23.
因为X 1<X 2,所以X 1=1,X 2=2,所以X 1+X 2=3. 答案:C
2.抛掷一枚均匀硬币n (3≤n ≤8)次,正面向上的次数ξ服从二项
分布B ⎝ ⎛⎭
⎪⎫n ,12,若P (ξ=1)=3
32,则方差D (ξ)=________.
解析:因为3≤n ≤8,ξ服从二项分布B ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,12,且P (ξ=1)=3
32,
所以C 1n ·⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12
n -1
·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=332,即n ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12n
=6
64,解得n =6,所以方差D (ξ)
=np (1-p )=6×12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=3
2
.
答案:3
2
3.有三张形状、大小、质地完全一致的卡片,在每张卡片上写上0,1,2,现从中任意抽取一张,将其上数字记作x ,然后放回,再抽取一张,其上数字记作y ,令ξ=x ·y .求:
(1)ξ所取各值的分布列;
(2)随机变量ξ的数学期望与方差.
解:(1)随机变量ξ的可能取值有0,1,2,4,“ξ=0”是指两次取的卡片上至少有一次为0,其概率为P (ξ=0)=1-23×23=59
;
“ξ=1”是指两次取的卡片上都标着1,其概率为P (ξ=1)=13×
1
3=19
; “ξ=2”是指两次取的卡片上一个标着1,另一个标着2,其概率为P (ξ=2)=2×13×13=2
9
;
“ξ=4”是指两次取的卡片上都标着2,其概率为P (ξ=4)=13×
1
3=19
.
则ξ的分布列为:
(2)E(ξ)=0×5
9+1×
1
9+2×
2
9+4×
1
9=1,
D(ξ)=(0-1)2×5
9+(1-1)
2×
1
9+(2-1)
2×
2
9+(4-1)
2×
1
9=
16
9.。