高中数学人教A版选修2-3第二章 随机变量及其分布阶段质量评估 (8)
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第二章 随机变量及其分布章末检测试卷(二)(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.设由“0”“1”组成的三位数组中,若用A 表示“第二位数字为‘0’的事件”,用B 表示“第一位数字为‘0’的事件”,则P (A |B )等于( ) A.25 B.34 C.12 D.18 考点 条件概率题点 直接利用公式求条件概率 答案 C解析 ∵P (B )=1×2×22×2×2=12,P (AB )=1×1×22×2×2=14,∴P (A |B )=P (AB )P (B )=12. 2.10张奖券中只有3张有奖,若5个人购买,每人1张,则至少有1个人中奖的概率为( ) A.310 B.112 C.12 D.1112 考点 排列与组合的应用 题点 排列、组合在概率中的应用 答案 D解析 设事件A 为“无人中奖”,即P (A )=C 57C 510=112,则至少有1个人中奖的概率P =1-P (A )=1-112=1112.3.张老师上数学课时,给班里同学出了两道选择题,他预估做对第一道题的概率是0.80,做对两道题的概率是0.60,则预估做对第二道题的概率是( ) A .0.80 B .0.75 C .0.60 D .0.48 考点 相互独立事件的性质及应用 题点 独立事件与互斥事件的综合应用 答案 B解析 设事件A i (i =1,2)表示“做对第i 道题”,A 1,A 2相互独立, 由已知得:P (A 1)=0.8,P (A 1A 2)=0.6,由P (A 1A 2)=P (A 1)·P (A 2)=0.8×P (A 2)=0.6, 解得P (A 2)=0.60.8=0.75.4.设随机变量X 等可能地取值1,2,3,…,10.又设随机变量Y =2X -1,则P (Y <6)的值为( ) A .0.3 B .0.5 C .0.1 D .0.2 考点 离散型随机变量分布列的性质及应用 题点 根据分布列的性质求概率 答案 A解析 由Y =2X -1<6,得X <3.5,∴P (Y <6)=P (X <3.5)=P (X =1)+P (X =2)+P (X =3)=0.3. 5.设随机变量X ~N (μ,σ2)且P (X <1)=12,P (X >2)=p ,则P (0<X <1)的值为( )A.12p B .1-p C .1-2pD.12-p 考点 正态分布的概念及性质 题点 求正态分布的均值或方差 答案 D解析 由正态曲线的对称性知P (X <1)=12,故μ=1,即正态曲线关于直线x =1对称,于是P (X <0)=P (X >2),所以P (0<X <1)=P (X <1)-P (X <0)=P (X <1)-P (X >2)=12-p .6.已知离散型随机变量X 的分布列如下:则均值E (X )与方差D (X )分别为( ) A .1.4,0.2 B .0.44,1.4 C .1.4,0.44D .0.44,0.2考点 均值、方差的综合应用 题点 求随机变量的均值与方差 答案 C解析 由离散型随机变量的性质知a +4a +5a =1,∴a =0.1.∴P (X =0)=0.1,P (X =1)=0.4,P (X =2)=0.5,∴均值E (X )=0×0.1+1×0.4+2×0.5=1.4;方差D (X )=(0-1.4)2×0.1+(1-1.4)2×0.4+(2-1.4)2×0.5=0.196+0.064+0.18=0.44.7.若在甲袋内装有8个白球,4个红球,在乙袋内装有6个白球,6个红球,今从两袋里各任意取出1个球,设取出的白球个数为X ,则下列概率中等于C 18C 16+C 14C 16C 112C 112的是( )A .P (X ≤1)B .P (X ≤2)C .P (X =1)D .P (X =2)考点 超几何分布题点 利用超几何分布求概率 答案 C解析 P (X =1)=C 18C 16+C 14C 16C 112C 112.8.某人一周晚上值2次班,在已知他周日一定值班的条件下,他在周六晚上值班的概率为( )A.16B.13C.12D.635考点 条件概率的定义及计算公式 题点 直接利用公式求条件概率 答案 A解析 设事件A 为“周日值班”,事件B 为“周六值班”,则P (A )=C 16C 27,P (AB )=1C 27,故P (B |A )=P (AB )P (A )=16. 9.设随机变量X 服从二项分布B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5,12,则函数f (x )=x 2+4x +X 存在零点的概率是( )A.56B.45C.2021D.3132 考点 二项分布的计算及应用 题点 利用二项分布求概率 答案 D解析 ∵函数f (x )=x 2+4x +X 存在零点, ∴方程x 2+4x +X =0存在实数根, ∴Δ=16-4X ≥0,∴X ≤4,∵随机变量X 服从二项分布B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5,12,∴P (X ≤4)=1-P (X =5)=1-125=3132,故选D.10.一头猪服用某药品后被治愈的概率是90%,则服用这种药的5头猪中恰有3头被治愈的概率为( )A .0.93B .1-(1-0.9)3C .C 35×0.93×0.12D .C 35×0.13×0.92考点 二项分布的计算及应用 题点 利用二项分布求概率 答案 C解析 5头猪中恰有3头被治愈的概率为C 35×0.93×0.12.11.排球比赛的规则是5局3胜制(无平局),在某次排球比赛中,甲队在每局比赛中获胜的概率都相等,为23,前2局中乙队以2∶0领先,则最后乙队获胜的概率是( )A.49B.1927C.1127D.4081考点 相互独立事件的性质及应用 题点 独立事件与互斥事件的综合应用 答案 B解析 最后乙队获胜事件含3种情况:(1)第三局乙胜;(2)第三局甲胜,第四局乙胜;(3)第三局和第四局都是甲胜,第五局乙胜.故最后乙队获胜的概率P =13+23×13+⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=1927,故选B.12.一个均匀小正方体的六个面中,三个面上标以数0,两个面上标以数1,一个面上标以数2.将这个小正方体抛掷2次,则向上的面上的数之积的均值是( ) A.19 B.29 C.13 .D.49 考点 常见的几种均值 题点 相互独立事件的均值 答案 D解析 将小正方体抛掷1次,向上的面上可能出现的数有0,1,2,概率分别为12,13,16,将这个小正方体抛掷2次,可以表示为下表:令ξ为小正方体抛掷2次后向上的面上的数之积,则积为0的概率P (ξ=0)=12×12+12×13+12×16+12×13+12×16=34.积为1的概率P (ξ=1)=13×13=19.积为2的概率P (ξ=2)=13×16+13×16=19.积为4的概率P (ξ=4)=16×16=136,所以向上的面上的数之积的均值E (ξ)=0×34+1×19+2×19+4×136=49.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知随机变量ξ~B (n ,p ),若E (ξ)=4,η=2ξ+3,D (η)=3.2,则P (ξ=2)=________.考点 二项分布的计算及应用 题点 利用二项分布的分布列求概率 答案32625解析 由已知np =4,4np (1-p )=3.2,∴n =5,p =0.8,∴P (ξ=2)=C 25p 2(1-p )3=32625.14.某处有水龙头5个,调查表示每个水龙头被打开的可能性均为110,则3个水龙头同时被打开的概率为________. 考点 独立重复试验的计算题点 用独立重复试验的概率公式求概率 答案 0.008 1解析 对5个水龙头的处理可视为做5次独立重复试验,每次试验有2种可能结果:打开或不打开,相应的概率为0.1或0.9,根据题意得3个水龙头同时被打开的概率为C 35×0.13×0.92=0.008 1.15.设随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),向量a =(1,2)与向量b =(ξ,-1)的夹角为锐角的概率是12,则μ=______.考点 正态分布的概念及性质 题点 求正态分布的均值或方差 答案 2解析 由向量a =(1,2)与向量b =(ξ,-1)的夹角是锐角,得a ·b >0,即ξ-2>0,解得ξ>2,则P (ξ>2)=12.根据正态分布密度曲线的对称性,可知μ=2.16.一射手对靶射击,直到第一次中靶或用光子弹为止.若他每次射击中靶的概率是0.9,他有3颗子弹,则射击结束后剩余子弹的数目X 的均值E (X )=________. 考点 常见的几种均值 题点 相互独立事件的均值 答案 1.89解析 由题意知,X 的可能取值是0,1,2,对应的概率分别为P (X =2)=0.9,P (X =1)=0.1×0.9=0.09,P (X =0)=0.13+0.12×0.9=0.01, 由此可得均值E (X )=2×0.9+1×0.09+0×0.01=1.89. 三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(10分)某同学参加科普知识竞赛,需回答三个问题,竞赛规则规定:答对第一、二、三个问题分别得100分,100分,200分,答错得0分.假设这名同学答对第一、二、三个问题的概率分别为0.8,0.7,0.6,且各题答对与否相互之间没有影响. (1)求这名同学得300分的概率; (2)求这名同学至少得300分的概率. 考点 互斥、对立、独立重复试验的综合应用 题点 互斥事件、对立事件、独立事件的概率问题解 记“这名同学答对第i 个问题”为事件A i (i =1,2,3),则P (A 1)=0.8,P (A 2)=0.7,P (A 3)=0.6.(1)这名同学得300分的概率P 1=P (A 1A 2A 3)+P (A 1A 2A 3)=P (A 1)P (A 2)P (A 3)+P (A 1)P (A 2)P (A 3) =0.8×0.3×0.6+0.2×0.7×0.6=0.228. (2)这名同学至少得300分的概率P 2=P 1+P (A 1A 2A 3)=0.228+P (A 1)·P (A 2)·P (A 3)=0.228+0.8×0.7×0.6=0.564.18.(12分)某迷宫有三个通道,进入迷宫的每个人都要经过一扇智能门.首次到达此门,系统会随机(即等可能)为你打开一个通道.若是1号通道,则需要1小时走出迷宫;若是2号、3号通道,则分别需要2小时、3小时返回智能门.再次到达智能门时,系统会随机打开一个你未到过的通道,直至走出迷宫为止.令ξ表示走出迷宫所需的时间. (1)求ξ的分布列; (2)求ξ的均值.考点 均值与方差的综合应用题点 离散型随机变量的分布列及均值 解 (1)ξ的所有可能取值为1,3,4,6.P (ξ=1)=13, P (ξ=3)=13×12=16, P (ξ=4)=13×12=16,P (ξ=6)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫13×12×1=13,ξ的分布列为(2)E (ξ)=1×13+3×16+4×16+6×13=72.19.(12分)从1,2,3,…,9这9个自然数中,任取3个数. (1)求这3个数恰有1个偶数的概率;(2)记X 为3个数中两数相邻的组数,例如取出的数为1,2,3,则有两组相邻的数1,2和2,3,此时X 的值为2,求随机变量X 的分布列及均值E (X ). 考点 均值与方差的综合应用 题点 离散型随机变量的分布列及均值解 (1)设Y 表示“任取的3个数中偶数的个数”, 则Y 服从N =9,M =4,n =3的超几何分布, ∴P (Y =1)=C 14C 25C 39=1021.(2)X 的取值为0,1,2,P (X =1)=2×6+6×5C 39=12, P (X =2)=7C 39=112,P (X =0)=1-P (X =1)-P (X =2)=512.∴X 的分布列为∴E(X)=0×512+1×12+2×112=23.20.(12分)某食品企业一个月内被消费者投诉的次数用ξ表示,据统计,随机变量ξ的分布列如下表:(1)求a的值和ξ的均值;(2)假设一月份与二月份被消费者投诉的次数互不影响,求该企业在这两个月内共被消费者投诉2次的概率.考点互斥、对立、独立重复试验的概率问题题点互斥事件、对立事件、独立事件的概率问题解(1)由分布列的性质得0.1+0.3+2a+a=1,解得a=0.2,∴ξ的分布列为∴E(ξ)=0×0.1+1×0.3+2×0.4+3×0.2=1.7.(2)设事件A表示“两个月内共被投诉2次”;事件A1表示“两个月内有一个月被投诉2次,另一个月被投诉0次”;事件A2表示“两个月均被投诉1次”.则由事件的独立性得P(A1)=C12P(ξ=2)P(ξ=0)=2×0.4×0.1=0.08,P(A2)=[P(ξ=1)]2=0.32=0.09.∴P(A)=P(A1)+P(A2)=0.08+0.09=0.17.故该企业在这两个月内共被消费者投诉2次的概率为0.17.21.(12分)已知2件次品和3件正品混放在一起,现需要通过检测将其区分,每次随机检测一件产品,检测后不放回,直到检测出2件次品或者检测出3件正品时检测结束.(1)求第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品的概率;(2)已知每检测一件产品需要费用100元,设X表示直到检测出2件次品或者检测出3件正品时所需要的检测费用(单位:元),求X的分布列和均值.考点 均值与方差的应用题点 离散型随机变量的分布列及均值解 (1)记“第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品”为事件A . P (A )=A 12A 13A 25=310.(2)X 的可能取值为200,300,400. P (X =200)=A 22A 25=110,P (X =300)=A 33+C 12C 13A 22A 35=310, P (X =400)=1-P (X =200)-P (X =300)=1-110-310=610=35.故X 的分布列为E (X )=200×110+300×310+400×35=350.22.(12分)某单位招聘面试,每次从试题库中随机调用一道试题,若调用的是A 类型试题,则使用后该试题回库,并增补一道A 类型试题和一道B 类型试题入库,此次调题工作结束;若调用的是B 类型试题,则使用后该试题回库,此次调题工作结束.试题库中现共有(n +m )道试题,其中有n 道A 类型试题和m 道B 类型试题,以X 表示两次调题工作完成后,试题库中A 类型试题的数量. (1)求X =n +2的概率;(2)设m =n ,求X 的分布列和均值.解 以A i 表示第i 次调题调用到A 类型试题,i =1,2. (1)P (X =n +2)=P (A 1A 2)=nm +n ·n +1m +n +2=n (n +1)(m +n )(m +n +2).(2)X 的可能取值为n ,n +1,n +2.P (X =n )=P (A 1A 2)=n n +n ·n n +n =14,P (X =n +1)=P (A 1A 2)+P (A 1A 2)=nn +n ·n +1n +n +2+n n +n ·n n +n =12,P (X =n +2)=P (A 1A 2)=n n +n ·n +1n +n +2=14.从而X 的分布列为所以E (X )=n ×14+(n +1)×12+(n +2)×14=n +1.。
学业分层测评(建议用时: 45 分钟 )[学业达标 ]一、选择题1.设随机变量 X ~B(40,p),且 E(X)=16,则 p 等于 ()A .0.1B . 0.2C .0.3D .0.4【分析】∵E(X)=16,∴ 40p =16,∴ p =0.4.应选 D.【答案】D2.随机投掷一枚骰子,则所得骰子点数 ξ的希望为 ()A .0.6B .1C .3.5D .2【分析】 投掷骰子所得点数 ξ的散布列为ξ 1 2 3 4 5 6 P1 1 1 1 1 1666666所以 E(ξ)=1×16+ 2× 16+ 3× 16+ 4× 16+ 5× 16+ 6× 16= 3.5.【答案】 C 3.设 ξ的散布列为ξ 1 2 3 4 P1 1 1 16633又设 η=2ξ+ 5,则 E(η)等于 ( )7 17 A. 6 B. 6 17 32C. 3D. 3【分析】 E(ξ)=1×1+2×1+3×1+4×1=17,所以 E(η)=E(2ξ+5)=2E(ξ)6 6 3 3 617 32+5=2× 6 +5= 3 .【答案】D4.某学生在上学路上要经过 4 个路口,假定在各路口能否碰到红灯是互相独1立的,碰到红灯的概率都是 3,碰到红灯时逗留的时间都是 2 min ,这名学生在上学路上因碰到红灯逗留的总时间 Y 的希望为 ()1A. 3 B .1 4 8 C.3D.314【分析】 碰到红灯的次数 X ~B 4,3 ,∴ E(X)=3.4 8∴ E(Y)=E(2X)=2× 3= 3.【答案】 D15.设随机变量 X 的散布列为 P(X = k)=4,k = 1,2,3,4,则 E(X)的值为 () A .2.5 B .3.5 C .0.25 D .2【分析】 E(X)=1× 1+2× 1+3× 1+4×1=2.5.4 4 4 4 【答案】 A 二、填空题6.今有两台独立工作的雷达, 每台雷达发现飞翔目标的概率分别为 0.9 和 0.85,设发现目标的雷达的台数为 X ,则 E(X)=________. 【导学号: 97270049】【分析】X 可能的取值为 0,1,2,P(X =0)= (1-0.9)× (1-0.85)=0.015,P(X= 1)=0.9×(1-0.85)+0.85×(1-0.9)=0.22,P(X = 2)=0.9×0.85= 0.765,所以 E(X)=1×0.22+ 2× 0.765=1.75.【答案】1.757.(2016 ·邯郸月考 )一个平均小正方体的六个面中,三个面上标有数字0,两个面上标有数字1,一个面上标有数字2.将这个小正方体投掷2 次,则向上的数之 积的数学希望是________.【分析】随机变量X 的取值为3 10,1,2,4,P(X = 0)=4,P(X =1)= 9, P(X =2)1 1 =9,P(X =4)= 36,所以4 E(X)=9.【答案】498.如图 2-3-2,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为 125 个相同大小的小正方体,经过搅拌后,从中随机取一个小正方体,记它的涂漆面数为 X ,则 X 的均值 E(X)=________.图 2-3-2【分析】 依题意得 X 的取值可能为 0,1,2,3,且 P(X =0)=33= 27 ,P(X =125 1251) = 9×6= 54,P(X =2)= 3× 12= 36,P(X = 3)= 8故 E(X) = × 27 +1× 54+125 125125 125 125.0 125 125 36 8 6 2× 125+3×125=5.【答案】65三、解答题9.某俱乐部共有客户 3 000 人,若俱乐部准备了 100 份小礼物,邀请客户在指准时间来领取.假定任一客户去领奖的概率为 4%.问俱乐部可否向每一位客户都发出领奖邀请?【解】 设来领奖的人数 ξ=k(k =0,1, ,3 000),kk- 3 000-k,∴ P(ξ= k)=C 3 0000.04)(0.04) (1则 ξ~B(3 000,0.04),那么 E(ξ)=3 000×0.04= 120(人 )>100(人). ∴俱乐部不可以向每一位客户都发送领奖邀请.10.(2015 重·庆高考 )端午节吃粽子是我国的传统风俗.设一盘中装有 10 个粽子,此中豆沙粽 2 个,肉粽 3 个,白粽 5 个,这三种粽子的外观完整相同.从中随意选用 3 个.(1)求三种粽子各取到 1 个的概率;(2)设 X 表示取到的豆沙粽个数,求X 的散布列与数学希望.【解】 (1)令 A 表示事件 “ 三种粽子各取到 1 个” ,则由古典概型的概率计1 1 1 1C 2C 3C 5算公式有 P(A)=3=4.C 10(2)X 的所有可能值为 0,1,2,且C 3 7 1 2 78 , P(X =1)= 2 8,3 =3 = P(X = 0)=C 10 15C 10 152 1 1C 2C 83 =15.P(X = 2)= C 10综上知, X 的散布列为X0 1 2 P 77115 15 157713故 E(X)= 0× 15+1×15+2×15= 5(个).[能力提高 ]1.甲、乙两台自动车床生产同种标准件, X 表示甲车床生产 1 000 件产品中的次品数, Y 表示乙车床生产 1 000 件产品中的次品数,经一段时间观察, X ,Y 的散布列分别是:X 0 1 2 3P 0.70.10.10.1X 0 1 2 3P0.50.30.2据此判断 ()A .甲比乙质量好B .乙比甲质量好C .甲与乙质量相同D .没法判断【分析】 E(X)= 0× 0.7+ 1× 0.1+ 2×0.1+3×0.1=0.6,E(Y)=0×0.5+1×0.3+2×0.2+3×0= 0.7.因为 E(Y)>E(X),故甲比乙质量好.【答案】A2.某船队若出海后天气好,可获取 5 000 元;若出海后天气坏,将损失 2 000元;若不出海也要损失 1 000 元.依据展望知天气好的概率为0.6,则出海的希望效益是()A .2 000 元B . 2 200 元C .2 400 元D .2 600 元【分析】 出海的希望效益800=2 200(元 ).【答案】BE(ξ)=5 000×0.6+(1- 0.6)×(-2 000)= 3 000-3.某毕业生参加人材招聘会, 分别向甲、乙、丙三个企业送达了个人简历. 假2定该毕业生获取甲企业面试的概率为3,获取乙、丙两企业面试的概率均为p ,且三个企业能否让其面试是互相独立的.记X 为该毕业生获取面试的企业个数,若= 0) =1,则随机变量 X 的数学希望 E(X)=________.P(X12【分析】 ∵ P(X =0)= 1=(1-p)2×1,∴ p = 1随机变量 X 的可能值为, 12 3 2.0,1,2,31 2 1 1 1 1 2 11 所以 P(X =0)=12,P(X =1)=3×2 2+2×3 ×22=3 ,P(X =2)=3× 2 2×2+ 31 2 5 2 1 2 1 1 5 1 5× 2 =12,P(X =3)=3× 2 =6,所以 E(X)=1×3+2×12+3×6=3. 5【答案】 34.(2015 ·山东高考 )若 n 是一个三位正整数,且 n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递加数” (如 137,359,567等).在某次数学兴趣活动中, 每位参加者需从所有的“三位递加数”中随机抽取1个数,且只好抽取一次.得分规则以下:若抽取的“三位递加数”的三个数字之积不可以被 5 整除,参加者得 0 分;若能被 5 整除,但不可以被 10 整除,得- 1 分;若能被 10 整除,得 1 分.(1)写出所有个位数字是 5 的“三位递加数”;(2)若甲参加活动,求甲得分 X 的散布列和数学希望 E(X).【解】 (1)个位数字是 5 的“ 三位递加数 ”有 125,135,145,235,245,345.3(2)由题意知,所有 “三位递加数 ”的个数为 C 9=84,随机变量 X 的取值为:0,- 1,1,所以,3C 82P(X = 0)=3=,C 9 32P(X =- 1)=C 43=1,C 9 1412 11P(X = 1)=1-14- 3= 42.所以 X 的散布列为X 0 -1 1 P2 1 11 314422 1 11 4则 E(X)=0× 3+(-1)×14+1×42=21.。
新课程标准数学选修2—3第一章课后习题解答第一章 计数原理1.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理 练习(P6) 1、(1)要完成的“一件事情”是“选出1人完成工作”,不同的选法种数是5+4=9; (2)要完成的“一件事情”是“从A 村经B 村到C 村去”,不同路线条数是3×2=6. 2、(1)要完成的“一件事情”是“选出1人参加活动”,不同的选法种数是3+5+4=12; (2)要完成的“一件事情”是“从3个年级的学生中各选1人参加活动”,不同选法种数是3×5×4=60.3、因为要确定的是这名同学的专业选择,并不要考虑学校的差异, 所以应当是6+4-1=9(种)可能的专业选择. 练习(P10)1、要完成的“一件事情”是“得到展开式的一项”.由于每一项都是i j k a b c 的形式,所以可以分三步完成:第一步,取i a ,有3种方法;第二步,取j b ,有3种方法;第三步,取k c ,有5种方法. 根据分步乘法计数原理,展开式共有3×3×5=45(项).2、要完成的“一件事情”是“确定一个电话号码的后四位”. 分四步完成,每一步都是从0~9这10个数字中取一个,共有10×10×10×10=10000(个).3、要完成的“一件事情”是“从5名同学中选出正、副组长各1名”. 第一步选正组长,有5种方法;第二步选副组长,有4种方法. 共有选法5×4=20(种).4、要完成的“一件事情”是“从6个门中的一个进入并从另一个门出去”. 分两步完成:先从6个门中选一个进入,再从其余5个门中选一个出去. 共有进出方法6×5=30(种). 习题1.1 A 组(P12) 1、“一件事情”是“买一台某型号的电视机”. 不同的选法有4+7=11(种). 2、“一件事情”是“从甲地经乙地或经丙地到丁地去”. 所以是“先分类,后分步”,不同的路线共有2×3+4×2=14(条). 3、对于第一问,“一件事情”是“构成一个分数”. 由于1,5,9,13是奇数,4,8,12,16是偶数,所以1,5,9,13中任意一个为分子,都可以与4,8,12,16中的任意一个构成分数. 因此可以分两步来构成分数:第一步,选分子,有4种选法;第二步,选分母,也有4种选法. 共有不同的分数4×4=16(个). 对于第二问,“一件事情”是“构成一个真分数”. 分四类:分子为1时,分母可以从4,8,12,16中任选一个,有4个;分子为5时,分母可以从8,12,16中选一个,有3个;分子为9时,分母从12,16中选一个,有2个;分子为13时,分母只能选16,有1个. 所以共有真分数4+3+2+1=10(个). 4、“一件事情”是“接通线路”. 根据电路的有关知识,容易得到不同的接通线路有3+1+2×2=8(条).5、(1)“一件事情”是“用坐标确定一个点”. 由于横、纵坐标可以相同,因此可以分两步完成:第一步,从A 中选横坐标,有6个选择;第二步,从A 中选纵坐标,也有6个选择. 所以共有坐标6×6=36(个). (2)“一件事情”是“确定一条直线的方程”. 由于斜率不同截距不同、斜率不同截距相同、斜率相同截距不同的直线都是互不相同的,因此可分两步完成:第一步,取斜率,有4种取法;第二步,取截距,有4种取法. 所以共有直线4×4=16(条). 习题1.1 B 组(P13) 1、“一件事情”是“组成一个四位数字号码”. 由于数字可以重复,最后一个只能在0~5这六个数字中拨,所以有号码10×10×10×6=6000(个). 2、(1)“一件事情”是“4名学生分别参加3个运动队中的一个,每人限报一个,可以报同一个运动队”. 应该是人选运动队,所以不同报法种数是43.(2)“一件事情”是“3个班分别从5个风景点中选择一处游览”. 应该是人选风景点,故不同的选法种数是35. 1.2排列与组合 练习(P20)1、(1),,,,,,,,,,,ab ac ad ba bc bd ca cb cd da db dc ;(2),,,,,,,,,,,,,,,,,,,ab ac ad ae ba bc bd be ca cb cd ce da db dc de ea eb ec ed .2、(1)4151514131232760A =⨯⨯⨯=; (2)777!5040A ==; (3)4288287652871568A A -=⨯⨯⨯-⨯⨯=; (4)87121277121255A A A A ==.3、4、(1)略. (2)876777787677778788A A A A A A A -+=-+=.5、3560A =(种). 6、3424A =(种). 练习(P25) 1、(1)甲、乙, 甲、丙, 甲、丁, 乙、丙, 乙、丁, 丙、丁; (2)2、ABC ∆,ABD ∆,ACD ∆,BCD ∆.3、3620C =(种). 4、246C =(个). 5、(1)26651512C ⨯==⨯; (2)3887656123C ⨯⨯==⨯⨯; (3)3276351520C C -=-=; (4)328532356210148C C -=⨯-⨯=. 6、()1111(1)!!11(1)![(1)(1)]!!!m m n n m m n n C C n n m n m m n m +++++=⋅==++++-+- 习题1.2 A 组(P27)1、(1)325454*********A A +=⨯+⨯=; (2)12344444412242464A A A A +++=+++=. 2、(1)315455C =; (2)19732002001313400C C ==; (3)346827C C ÷=;(4)22211(1)(1)(1)22n n n n nn nn n n n CCCC n -++--⋅=⋅=+⋅=.3、(1)12111(1)n n n n n n n n n n nn A A n A A nA n A +-+--=+-==; (2)(1)!!(1)!!(1)!!(1)!!!n n n k n n k n k k k k ++-⋅-+-==-. 4、由于4列火车各不相同,所以停放的方法与顺序有关,有481680A =(种)不同的停法.5、4424A =. 6、由于书架是单层的,所以问题相当于20个元素的全排列,有2020A 种不同的排法.7、可以分三步完成:第一步,安排4个音乐节目,共有44A 种排法;第二步,安排舞蹈节目,共有33A 种排法;第三步,安排曲艺节目,共有22A 种排法. 所以不同的排法有432432288A A A ⋅⋅=(种).8、由于n 个不同元素的全排列共有!n 个,而!n n ≥,所以由n 个不同的数值可以以不同的顺序形成其余的每一行,并且任意两行的顺序都不同. 为使每一行都不重复,m 可以取的最大值是!n .9、(1)由于圆上的任意3点不共线,圆的弦的端点没有顺序,所以共可以画21045C =(条)不同的弦;(2)由于三角形的顶点没有顺序,所以可以画的圆内接三角形有310120C =(个). 10、(1)凸五边形有5个顶点,任意2个顶点的连线段中,除凸五边形的边外都是对角线,所以共有对角线2555C -=(条);(2)同(1)的理由,可得对角线为2(3)2n n n C n --=(条).说明:本题采用间接法更方便. 11、由于四张人民币的面值都不相同,组成的面值与顺序无关,所以可以分为四类面值,分别由1张、2张、3张、4张人民币组成,共有不同的面值1234444415C C C C +++=(种). 12、(1)由“三个不共线的点确定一个平面”,所确定的平面与点的顺序无关,所以共可确定的平面数是3856C =;(2)由于四面体由四个顶点唯一确定,而与四个点的顺序无关,所以共可确定的四面体个数是410210C =. 13、(1)由于选出的人没有地位差异,所以是组合问题,不同的方法数是3510C =. (2)由于礼物互不相同,与分送的顺序有关系,所以是排列问题,不同方法数是3560A =;(3)由于5个人中每个人都有3中选择,而且选择的时间对别人没有影响,所以是一个“可重复排列”问题,不同方法数是53243=;(4)由于只要取出元素,而不必考虑顺序,所以可以分两步取元素:第一步,从集合A 中取,有m 种取法;第二步,从集合B 中取,有n 种取法. 所以共有取法mn 种. 说明:第(3)题是“可重复排列”问题,但可以用分步乘法计数原理解决.14、由于只要选出要做的题目即可,所以是组合问题,另外,可以分三步分别从第1,2,3题中选题,不同的选法种数有32143224C C C ⋅⋅=. 15、由于选出的人的地位没有差异,所以是组合问题.(1)225460C C ⋅=; (2)其余2人可以从剩下的7人中任意选择,所以共有2721C =(种)选法;(3)用间接法,在9人选4人的选法中,把男甲和女乙都不在内的去掉,就得到符合条件的选法数为449791C C -=; 如果采用直接法,则可分为3类:只含男甲;只含女乙;同时含男甲女乙,得到符合条件的方法数为33277791C C C ++=; (4)用间接法,在9人选4人的选法中,把只有男生和只有女生的情况排除掉,得到选法总数为444954120C C C --=. 也可以用直接法,分别按照含男生1,2,3人分类,得到符合条件的选法数为132231545454120C C C C C C ++=.16、按照去的人数分类,去的人数分别为1,2,3,4,5,6,而去的人大家没有地位差异,所以不同的去法有12345666666663C C C C C C +++++=(种). 17、(1)31981274196C =; (2)142198124234110C C ⋅=; (3)51982410141734C =; (4)解法1:3141982198125508306C C C =⋅=. 解法2:55200198125508306C C -=. 说明:解答本题时,要注意区分“恰有”“至少有”等词.习题1.2 B 组(P28)1、容易知道,在737C 注彩票中可以有一个一等奖.在解决第2问时,可分别计算37选6及37选8中的一等奖的中奖机会,它们分别是637112324784C =和8371138608020C =. 要将一等奖的机会提高到16000000以上且不超过1500000,即375000006000000nC ≤<, 用计算机可得,6n =,或31n =.所以可在37个数中取6个或31个.2、可以按照I ,II ,III ,IV 的顺序分别着色:分别有5,4,3,3种方法,所以着色种数有5×4×3×3=180(种).3、“先取元素后排列”,分三步完成:第一步,从1,3,5,7,9中取3个数,有35C 种取法;第二步,从2,4,6,8中取2个数,有24C 种取法;第三步,将取出的5个数全排列,有55A 种排法. 共有符合条件的五位数3255457200C C A ⋅⋅=(个).4、由于甲和乙都没有得冠军,所以冠军是其余3人中的一个,有13A 种可能;乙不是最差的,所以是第2,3,4名中的一种有13A 种可能;上述位置确定后,甲连同其他2人可任意排列,有33A 种排法. 所以名次排列的可能情况的种数是11333354A A A ⋅⋅=. 5、等式两边都是两个数相乘,可以想到分步乘法计数原理,于是可得如下分步取组合的方法.在n 个人中选择m 个人搞卫生工作,其中k 个人擦窗,m k -个人拖地,共有多少种不同的选取人员的方法?解法1:利用分步计数原理,先从n 个人中选m 个人,然后从选出的m 个人中再选出k 个人擦窗,剩余的人拖地,这样有m knm C C 种不同的选取人员的方法; 解法2:直接从n 个人中选k 个人擦窗,然后在剩下的n k -个人中选m k -个人拖地,这样,由分步计数原理得,共有k m knn k C C --种不同的人员选择方法. 所以,k m k m knn k n m C C C C --=成立. 说明:经常引导学生从一个排列组合的运算结果或等式出发,构造一个实际问题加以解释,有助于学生对问题的深入理解,检查结果,纠正错误. 1.3二项式定理 练习(P31)1、7652433425677213535217p p q p q p q p q p q pq q +++++++.2、2424236(2)(3)2160T C a b a b =⋅=.3、231(1)(2n rr r n rrr r nn r T C C x --+-=⋅=.4、D . 理由是5105555511010(1)T C x C x -+=-=-. 练习(P35)1、(1)当n 是偶数时,最大值2nnC ;当n 是奇数时,最大值12n nC-.(2)1311111111111210242C C C +++=⋅=. (3)12.2、∵0122knn nn n n n C C C C C ++++++=, 2、∵0122k n n nn n n n C C C C C ++++++=,0213nn n n C C C C ++=++∴012knnn n n n C C C C C ++++++0213()()n n n n C C C C =+++++022()2n n n C C =++=∴021222nn n n nnC C C -+++==. 3、略.习题1.3 A 组(P36)1、(1)011222(1)(1)(1)(1)n n n r n rr nn nn n n n C P C P P C P P C P P C P ---+-+-++-++-;(2)0122222nn n nn n n n n C C C C ++++.2、(1)9965432(9368412612684a a a a a b a a a b =+++23369a b ab b(2)27311357752222222172135701682241281283282x x x x x x x x ----=-+-+-+-.3、(1)552(1(122010x x ++=++; (2)11114412222(23)(23)192432x x x x x x ---+--=+. 4、(1)前4项分别是1,30x -,2420x ,33640x -; (2)91482099520T a b =-; (3)7924T =; (4)展开式的中间两项分别为8T ,9T ,其中78711815((6435T C x y =-=-87811915((6435T C x y =-=5、(1)含51x 的项是第6项,它的系数是5510163()28C -=-; (2)常数项是第6项,5105561012()2522T C -=⋅-=-.6、(1)2221221()(1)r n r r r r n rr n n T C x C xx --+=-=- 6、(1)2221221()(1)r n r r r r n rr n n T C x C xx--+=-=- 由220n r -=得r n =,即21()n x x-的展开式中常数项是12(1)n rn n T C +=-(2)!(1)!!nn n n =- 12345(21)2(1)!!n n nn n ⋅⋅⋅⋅⋅⋅-⋅=-…[135(21)][2462](1)!!n n n n n ⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=-……[135(21)]2!(1)!!n nn n n n ⋅⋅⋅⋅-⋅⋅=-…135(21)(2)!nn n ⋅⋅⋅⋅-=-…(2)2(1)n x +的展开式共有21n +项,所以中间一项是12135(21)(2)!n nn n n n T C x x n +⋅⋅⋅⋅-==…7、略.8、展开式的第4项与第8项的二项式系数分别是3n C 与7n C , 由37n n n C C -=,得37n =-,即10n =.所以,这两个二项式系数分别是310C 与710C ,即120.习题1.3 B 组(P37)1、(1)∵1122221(1)111n n n n n n n n n n n n C n C n C n C n ----+-=++++++- 1122222n n n n nn n n C n C n C n n ---=+++++2213242(1)n n n n nn n n n C n C n C ----=+++++∴(1)1n n +-能被2n 整除; (2)∵1010991(1001)1-=--1019288291010101010010010010010011C C C C =-⋅+⋅++⋅-⋅+- 1019288210101010010010010010100C C C =-⋅+⋅++⋅-⨯1711521381010101000(101010101)C C C =-⋅+⋅++⋅-∴10991-能被1000整除.2、由0112211(21)222(1)2(1)n n n n n n n nnn n n n C C C C C -----=⋅-⋅+⋅++-⋅⋅+-,得112211222(1)2(1)1n n n n n n nn n C C C -----⋅+⋅++-⋅⋅+-=.第一章 复习参考题A 组(P40)1、(1)2n ;说明:这里的“一件事情”是“得到展开式中的一项”. 由于项的形式是i j a b ,而,i j 都有n 种取法.(2)3276525C C ⋅=; (3)1545480A A ⋅=,或2454480A A ⋅=; 说明:第一种方法是先考虑有限制的这名歌手的出场位置,第二种方法是先考虑有限制的两个位置. (4)45C ;说明:因为足球票无座,所以与顺序无关,是组合问题. (5)53;说明:对于每一名同学来说,有3种讲座选择,而且允许5名同学听同一个讲座,因此是一个“有重复排列”问题,可以用分步乘法原理解答. (6)54;说明:对角线的条数等于连接正十二边形中任意两个顶点的线段的条数212C ,减去其中的正十二边形的边12条:21212111212542C ⨯-=-=. (7)第1n +项.说明:展开式共有21n +项,且各系数与相应的二项式系数相同.2、(1)1234566666661956A A A A A A +++++=; 说明:只要数字是1,2,3,4,5,6中的,而且数字是不重复的一位数、二位数、三位数、四位数、五位数和六位数都符合要求.(2)552240A =. 说明:只有首位数是6和5的六位数才符合要求.3、(1)3856C =; (2)1234555530C C C C +++=. 4、468898C C +=.说明:所请的人的地位没有差异,所以是组合问题. 按照“其中两位同学是否都请”为标准分为两类.5、(1)2(1)2n n n C -=; 说明:任意两条直线都有交点,而且交点各不相同. (2)2(1)2n n n C -=. 说明:任意两个平面都有一条交线,而且交线互不相同. 6、(1)59764446024C =; (2)23397442320C C ⋅=; (3)2332397397446976C C C C ⋅+⋅=. 7、34533453103680A A A A ⋅⋅⋅=. 说明:由于不同类型的书不能分开,所以可以将它们看成一个整体,相当于是3个元素的全排列. 但同类书之间可以交换顺序,所以可以分步对它们进行全排列. 8、(1)226x -;说明:第三项是含2x 的项,其系数是22112244553(23)(2)26C C C C ⋅+⋅-⨯+--. (2)18118(9)(rr r r T C x -+=,由题意有1802rr --= 解得12r =,1318564T =;(3)由题意得98102n n n C C C =+,即2!!!9!(9)!8!(8)!10!(10)!n n n n n n ⋅=+---化简得2373220n n -+=,解得14n =,23n =;(4)解法1:设1r T +'是10(1)x -展开式的第1r +项,由题意知,所求展开式中4x 的系数为41T +',31T +'与21T +'的系数之和.444110()T C x +'=-,333110()T C x +'=-,222110()T C x +'=-,因此,4x 的系数432101010135C C C =-+=. 解法2:原式39(1)(1)x x =--3223344999(1)(19)x x C x C x C x =--+-++因此,4x 的系数499135C =+=. 9、5555559(561)9+=-+5515454555556565619C C =-⋅++⋅-+ 551545455555656568C C =-⋅++⋅+由于551545455555656568C C -⋅++⋅+中各项都能被8整除,因此55559+也能被8整除.第一章 复习参考题B 组(P41)1、(1)121121n n n C C -++==,即1(1)212n n +⋅=,解得6n =; (2)1144244224192A A A ⋅⋅=⨯⨯=; 说明:先排有特殊要求的,再排其他的. (3)433333⨯⨯⨯=,34444⨯⨯=;说明:根据映射定义,只要集合A 中任意一个元素在集合B 中能够找到唯一对应的元素,就能确定一个映射,对应的元素可以相同,所以是“有重复排列”问题.(4)2426106500000A ⨯=; (5)481258C -=; 说明:在从正方体的8个顶点中任取4个的所有种数48C 中, 排除四点共面的12种情况,即正方体表面上的6种四点共面的情况,以及如右图中ABC D ''这样的四点共面的其他 6种情况,因此三棱锥的个数为481258C -= (6)1或1-.说明:令1x =,这时(12)n x -的值就是展开式中各项系数的和,其值是1,(12)(1)1n n n n -⎧-=-=⎨⎩是奇数,是偶数2、(1)先从1,3,5中选1个数放在末位,有13A 种情况;再从除0以外的4个数中选1个数放在首位,有14A 种情况;然后将剩余的数进行全排列,有44A 种情况. 所以能组成的六位奇数个数为114344288A A A ⋅⋅=. (2)解法1:由0,1,2,3,4,5组成的所有没有重复数字的正整数的个数是1555A A ⋅,其中不大于201345的正整数的个数,当首位数字是2时,只有201345这1个;当首位数字是1时,有55A 个. 因此,所求的正整数的个数是155555(1)479A A A ⋅-+=. 解法2:由0,1,2,3,4,5组成的没有重复数字的正整数中,大于201345的数分为以下几种情况:前4位数字为2013,只有201354,个数为1;同理,前3位数字为201,个数为1222A A ⋅;前2位数字为20,个数为1333A A ⋅;首位数字为2,个数为1444A A ⋅;首位数字为3,4,5中的一个,个数为1535A A ⋅;根据分类计数原理,所求的正整数的个数是12131415223344351479A A A A A A A A +⋅+⋅+⋅+⋅=. 3、(1)分别从两组平行线中各取两条平行线,便可构成一个平行四边形,所以可以构成的平行四边形个数为221(1)(1)4m n C mn m n ⋅=--; (2)分别从三组平行平面中各取两个平行平面,便可构成一个平行六面体,所以可以构成的平行六面体个数为2221(1)(1)(1)8m n l C C C mnl m n l ⋅⋅=---. 4、(1)先排不能放在最后的那道工序,有14A 种排法;再排其余的4道工序,有44A 种排法.根据分步乘法计数原理,排列加工顺序的方法共有144496A A ⋅=(种);(2)先排不能放在最前和最后的那两道工序,有23A 种排法;再排其余的3道工序,有33A 种排法,根据分步乘法计数原理,排列加工顺序的方法共有233336A A ⋅=(种). 5、解法1:由等比数列求和公式得33342(1)(1)(1)(1)(1)n n x x x x x x+++-+++++++=, 上述等式右边分子的两个二项式中含2x 项的系数分别是33n C +,33C ,因此它们的差23333(611)6n n n n C C +++-=,就是所求展开式中含2x 项的系数. 解法2:原式中含2x 项的系数分别是23C ,24C ,…,22n C +,因此它们的和就是所求展开式中含2x 项的系数. 与复习参考题B 组第2题同理,可得22223334233(611)6n n n n n C C C C C +++++++=-=修2—3第二章课后习题解答第二章 随机变量及其分布2.1离散型随机变量及其分布列练习(P45)1、(1)能用离散型随机变量表示. 可能的取值为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.(2)能用离散型随机变量表示. 可能的取值为0,1,2,3,4,5. (3)不能用离散型随机变量表示.说明:本题的目的是检验学生是否理解离散型随机变量的含义. 在(3)中,实际值与规定值之差可能的取值是在0附近的实数,既不是有限个值,也不是可数个值.2、可以举的例子很多,这里给出几个例子:例1 某公共汽车站一分钟内等车的人数;例2 某城市一年内下雨的天数;例3 一位跳水运动员在比赛时所得的分数; 例4 某人的手机在1天内接收到电话的次数.说明:本题希望学生能观察生活中的随机现象,知道哪些量是随机变量,哪些随机变量又是离散型随机变量.练习(P49)1、设该运动员一次罚球得分为X说明:这是一个两点分布的例子,没投中看作试验失败. 通过这样的例子可以使学生理解两点分布是一个很常用的概率模型,实际中大量存在. 虽然离散型随机变量的分布列可以用解析式的形式表示,但当分布列中的各个概率是以数值的形式给出时,通常用列表的方式表示分布列更为方便.2、抛掷一枚质地均匀的硬币两次,其全部可能的结果为{正正,正反,反正,反反}. 正面向上次数X 是一个离散型随机变量,1(0)({})0.254P X P ====反反 2(1)({}{})0.54P X P ====正反反正 1(2)({})0.25P X P ====正正 因此X 的分布列为说明:这个离散型随机变量虽然简单,但却是帮助学生理解随机变量含义的一个很好的例子. 试验的全部可能的结果为{正正,正反,反正,反反},随机量X 的取值范围为{0,1,2},对应关系为正正→2 正反→1 反正→1 反反→0在这个例子中,对应于1的试验结果有两个,即“正反”和“反正”,因此用随机变量X 不能表示随机事件{正反}. 这说明对于一个具体的随机变量而言,有时它不能表示所有的随机事件.可以通过让学生们分析下面的推理过程存在的问题,进一步巩固古典概型的知识. 如果把X 所有取值看成是全体基本事件,即{0,1,2}Ω=.根据古典概型计算概率的公式有 1(1)({1})3P X P ===. 这与解答的结果相矛盾. 原因是这里的概率模型不是古典概型,因此上面式中的最后一个等号不成立. 详细解释下:虽然Ω中只含有3个基本事件,但是出现这3个基本事件不是等可能的,因此不能用古典概型计算概率的公式来计算事件发生的概率.3、设抽出的5张牌中包含A 牌的张数为X ,则X 服从超几何分布,其分布列为 5448552()i i C C P X i C -==,i =0,1,2,3,4.因此抽出的5张牌中至少3张A 的概率为(3)(3)(4)0.002P X P X P X ≥==+=≈.说明:从52张牌任意取出5张,这5张牌中包含A 的个数X 是一个离散型随机变量. 把52张牌看成是52件产品,把牌A 看成次品,则X 就成为从含有四件次品的52件产品中任意抽取5件中的次品数,因此X 服从超几何分布.本题的目的是让学生熟悉超几何分布模型,体会超几何分布在不同问题背景下的表现形式. 当让本题也可以用古典概型去解决,但不如直接用超几何分布简单. 另外,在解题中分布列是用解析式表达的,优点是书写简单,一目了然.4、两点分布的例子:掷一枚质地均匀的硬币出现正面的次数X 服从两点分布;射击一次命中目标的次数服从两点分布.超几何分布的例子:假设某鱼池中仅有鲤鱼和鲑鱼两种鱼,其中鲤鱼200条,鲑鱼40条,从鱼池中任意取出5条鱼,这5条鱼包含鲑鱼的条数X 服从超几何分布.说明:通过让学生举例子的方式,帮助学生理解这两个概率模型.习题2.1 A 组(P49)1、(1)能用离散型随机变量表示.设能遇到的红灯个数为X ,它可能的取值为0,1,2,3,4,5.事件{X =0}表示5个路口遇到的都不是红灯;事件{X =1}表示5个路口其中有1个路口遇到红灯,其他4个路口都不是红灯;事件{X =2}表示5个路口其中有2个路口遇到红灯,其他3个路口都不是红灯;事件{X =3}表示5个路口其中有3个路口遇到红灯,剩下2个路口都不是红灯;事件{X =4}表示5个路口其中有4个路口遇到红灯,另外1个路口都不是红灯;事件{X =5}表示5个路口全部都遇到红灯.(2)能用离散型随机变量表示.定义 12345X ⎧⎪⎪⎪=⎨⎪⎪⎪⎩,成绩不及格,成绩及格,成绩中,成绩良,成绩优则X 是一个离散型随机变量,可能的取值为1,2,3,4,5.事件{X =1}表示该同学取得的成绩为不及格;事件{X =2}表示该同学取得的成绩为及格;事件{X =3}表示该同学取得的成绩为中;事件{X =4}表示该同学取得的成绩为良;事件{X =5}表示该同学取得的成绩为优.说明:本题是考查学生是否理解离散型随机变量的含义. 在(2)中,需要学生建立一个对应关系,因为随机变量的取值一定是实数,但这个对应关系不是唯一的,只要是从五个等级到实数的意义映射即可.2、某同学跑1 km 所用时间X 不是一个离散型随机变量. 如果我们只关心该同学是否能够取得优秀成绩,可以定义如下的随机变量:01km 4min 11km 4minY >⎧=⎨≤⎩,跑所用的时间,跑所用的时间 它是离散型随机变量,且仅取两个值:0或1.事件{1}Y =表示该同学跑1 km 所用时间小于等于4 min ,能够取得优秀成绩;事件{0}Y =表示该同学跑1 km 所用时间大于4 min ,不能够取得优秀成绩.说明:考查学生在一个随机现象中能否根据关心的问题不同定义不同的随机变量,以简化问题的解答. 可以与教科书中电灯泡的寿命的例子对比,基本思想是一致的.3、一般不能. 比如掷一枚质地均匀的硬币两次,用随机变量X 表示出现正面的次数,则不能用随机变量X 表示随机事件{第1次出现正面且第2次出现反面}和{第1次出现反面且第2次出现正面}. 因为{X =1}={第1次出现正面且第2次出现反面}∪{第1次出现反面且第2次出现正面},所以这两个事件不能分别用随机变量X 表示.说明:一个随机变量是与一个事件域相对应的,一个事件域一般是由部分事件组成,但要满足一定的条件. 对离散型随机变量,如果它取某个值是由几个随机变量组成,则这几个随机事件就不能用随机变量表示,比如从一批产品中依次取出几个产品,用X 表示取出的产品中次品的个数,这时我们不能用X 表示随机事件{第i 次取出次品,其他均为合格品}.4、不正确,因为取所有值的概率和不等于1.说明:考查学生对分布列的两个条件的理解,每个概率不小于0,其和等于1,即 (1)0i p ≥,1,2,,i n =;(2)11n i i p ==∑.5、射击成绩优秀可以用事件{X ≥8}表示,因此射击优秀的概率为P {X ≥8}=(8)(9)(10)0.280.290.220.79P X P X P X =+=+==++=说明:本题知识点是用随机变量表示随机事件,并通过分布列计算随机事件的概率.6、用X 表示该班被选中的人数,则X 服从超几何分布,其分布列为104261030()i i C C P X i C -==, i =0,1,2,3,4. 该班恰有2名同学被选到的概率为2842610304!26!1902!2!8!18!(2)0.31230!60910!20!C C P X C ⨯⨯⨯====≈⨯. 说明:本题与49页练习的第3题类似,希望学生在不同背景下能看出超几何分布模型. 习题2.1 B 组(P49)1、(1)设随机抽出的3篇课文中该同学能背诵的 篇数为X ,则X 是一个离散型随机变量,它可能的 取值为0,1,2,3,且X 服从超几何分布,分布列 为即(2112(2)(2)(3)0.667263P X P X P X ≥==+==+==. 说明:本题是为了让学生熟悉超几何分布模型,并能用该模型解决实际问题.2、用X 表示所购买彩票上与选出的7个基本号码相同的号码的个数,则X 服从超几何分布,其分布列为7729736()i i C C P X i C -==, i =0,1,2,3,4,5,6,7. 至少中三等奖的概率为52617072972972977736363697(5)0.00192752C C C C C C P X C C C ≥=++=≈. 说明:与上题类似同样是用超几何分布解决实际问题,从此题的结算结果可以看出至少中三等奖的概率近似为1/1000.2.2二项分布及其应用练习(P54)1、设第1次抽到A 的事件为B ,第2次抽到A 的事件为C ,则第1次和第2次都抽到A 的事件为BC .解法1:在第1次抽到A 的条件下,扑克牌中仅剩下51张牌,其中有3张A ,所以在第1次抽到A 的条件下第2次也抽到A 的概率为3()51P C B =. 解法2:在第1次抽到A 的条件下第2次也抽到A 的概率为()433()()45151n BC P C B n B ⨯===⨯. 解法3:在第1次抽到A 的条件下第2次也抽到A 的概率为43()35251()451()515251P BC P C B P B ⨯⨯===⨯⨯. 说明:解法1是利用缩小基本事件范围的方法计算条件概率,即分析在第1次抽到A 的条件下第2次抽取一张牌的随机试验的所有可能结果,利用古典概型计算概率的公式直接得到结果. 解法2实际上是在原来的基本事件范围内通过事件的计数来计算条件概率. 第3种方法是利用条件概率的定义来计算. 这里可以让学生体会从不同角度求解条件概率的特点.2、设第1次抽出次品的时间为B ,第2次抽出正品的事件为C ,则第1次抽出次品且第2次抽出正品的事件为BC .解法1:在第1次抽出次品的条件下,剩下的99件产品中有4件次品,所以在第1次抽出次品的条件下第2次抽出正品的概率为95()99P C B =. 解法2:在第1次抽出次品的条件下第2次抽出正品的概率为()59595()()59999n BC P C B n B ⨯===⨯. 解法3:在第1次抽出次品的条件下第2次抽出正品的概率为595()9510099()599()9910099P BC P C B P B ⨯⨯===⨯⨯.说明:与上题类似,可以用不同方法计算条件概率.3、例1 箱中3张奖券中只有1张能中奖,现分别由3人无放回地任意抽取,在已知第一个人抽到奖券的条件下,第二个人抽到奖券的概率或第三个人抽到奖券的概率,均为条件概率,它们都是0.例2 某班有45名同学,其中20名男生,25名女生,依次从全班同学中任选两名同学代表班级参加知识竞赛,在第1名同学是女生的条件下,第2名同学也是女生的概率.说明:这样的例子很多,学生举例的过程可以帮助学生理解条件概率的含义.练习(P55)1、利用古典概型计算的公式,可以求得()0.5P A =,()0.5P B =,()0.5P C =,()0.25P AB =,()0.25P BC =,()0.25P AC =,可以验证()()()P AB P A P B =,()()()P BC P B P C =,()()()P AC P A P C =.所以根据事件相互独立的定义,有事件A 与B 相互独立,事件B 与C 相互独立,事件A 与C 相互独立.说明:本题中事件A 与B 相互独立比较显然,因为抛掷的两枚硬币之间是互不影响的. 但事件B 与C 相互独立,事件A 与C 相互独立不显然,需要利用定义验证, 从该习题可以看出,事件之间是否独立有时根据实际含义就可做出判断,但有时仅根据实际含义是不能判断,需要用独立性的定义判断.2、(1)先摸出1个白球不放回的条件下,口袋中剩下3个球,其中仅有1个白球,所以在先摸出1个白球不放回的条件下,再摸出1个白球的概率是1/3.(2)先摸出1个白球后放回的条件下,口袋中仍然有4个球,其中有2个白球,所以在先摸出1个白球后放回的条件下,再摸出1个白球的概率是1/2.说明:此题的目的是希望学生体会有放回摸球与无放回摸球的区别,在有放回摸球中第2次摸到白球的概率不受第1次摸球结果的影响,而在无放回摸球中第2次摸到白球的概率受第1次摸球结果的影响.3、设在元旦期间甲地降雨的事件为A ,乙地降雨的事件为B .(1)甲、乙两地都降雨的事件为AB ,所以甲、乙两地都降雨的概率为()()()0.20.30.06P AB P A P B ==⨯=(2)甲、乙两地都不降雨的事件为AB ,所以甲、乙两地都不降雨的概率为()()()0.80.70.56P AB P A P B ==⨯= (3)其中至少一个地方降雨的事件为()()()AB AB AB ,由于事件AB ,AB 和AB 两两互斥,根据概率加法公式和相互独立事件的定义,其中至少一个地方降雨的概率为()()()0.060.20.70.80.30.44P AB P AB P AB ++=+⨯+⨯=.说明:与例3类似,利用事件独立性和概率的性质计算事件的概率,需要学生复习《数学3(必修)》中学过的概率性质.4、因为()()A AB AB =,而事件AB 与事件AB 互斥,。
高中新课标选修(2-3)第二章随机变量及其分布测试题一、选择题1.将一枚均匀骰子掷两次,下列选项可作为此次试验的随机变量的是()A.第一次出现的点数B.第二次出现的点数C.两次出现点数之和D.两次出现相同点的种数答案:C2.盒中有10只螺丝钉,其中有3只是坏的,现从盒中随机地抽取4只,那么310为()A.恰有1只坏的概率B.恰有2只好的概率C.4只全是好的概率D.至多2只坏的概率答案:BX表示击中目标的次数,则(2)P X≥等于()A.81125B.54125C.36125D.27125答案:A4.采用简单随机抽样从个体为6的总体中抽取一个容量为3的样本,则对于总体中指定的个体a,前两次没被抽到,第三次恰好被抽到的概率为()A.12B.13C.15D.16答案:D5.设~(100.8)X B,,则(21)D X+等于()答案:C6.在一次反恐)答案:D7.设1~24X N⎛⎫-⎪⎝⎭,,则X落在(][)3.50.5---+,,∞∞内的概率是()A.95.4%B.99.7%C.4.6%D.0.3%答案:D8.设随机变量X0 1 2 30.1 0.10.2-0.4-答案:C9.任意确定四个日期,设X表示取到四个日期中星期天的个数,则DX等于()A.67B.2449C.3649D.4849答案:B10.有5支竹签,编号分别为1,2,3,4,5,从中任取3支,以X表示取出竹签的最大号码,则EX 的值为( )A.4 D.5 答案:B11.袋子里装有大小相同的黑白两色的手套,黑色手套15支,白色手套10只,现从中随机地取出2只手套,如果2只是同色手套则甲获胜,2只手套颜色不同则乙获胜.试问:甲、乙获胜的机会是( )A.甲多 B.乙多 C.一样多 D.不确定 答案:C,节日期间这种鲜花的需求量X 服从如下表所示的分布:200 300 400 5000.200.350.30 0.15若进这种鲜花500束,则利润的均值为( )A.706元 B.690元 C.754元 D.720元答案:A 二、填空题13.事件A B C ,,相互独立,若111()()()688P A B P B C P A B C ===,,····,则()P B = .答案:1214.设随机变量X 等可能地取1,2,3,…,n ,若(4)0.3P X <=,则EX 等于 . 15.在4次独立重复试验中,随机事件A 恰好发生1次的概率不大于其恰好发生两次的概率,则事件A 在一次试验中发生的概率P 的取值范围是 .答案:215⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 16.某公司有5万元资金用于投资开发项目.如果成功,一年后可获利12%;一旦失败,一年后将丧失全部资金的50%.下表是过去200例类似项目开发的实施结果. 则该公司一年后估计可获收益的均值是 元. 答案:4760 三、解答题17.掷3枚均匀硬币一次,求正面个数与反面个数之差X 的分布列,并求其均值和方差.解:3X =-,1-,1,3,且1111(3)2228P X =-=⨯⨯=;213113(1)228P X C ⎛⎫=-=⨯⨯= ⎪⎝⎭,213113(1)228P X C ⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭;1111(3)222P X ==⨯⨯=,1303EX DX ==,∴18.甲、乙两人独立地破译1个密码,他们能译出密码的概率分别为13和14,求(1)恰有1人译出密码的概率;(2)若达到译出密码的概率为99100,至少需要多少乙这样的人. 解:设“甲译出密码”为事件A ;“乙译出密码”为事件B , 则11()()34P A P B ==,.(1)13215()()343412P P A B P A B =+=⨯+⨯=··.(2)n 个乙这样的人都译不出密码的概率为114n⎛⎫- ⎪⎝⎭.199114100n⎛⎫-- ⎪⎝⎭∴≥.解得17n ≥.达到译出密码的概率为99100,至少需要17人. 19.生产工艺工程中产品的尺寸偏差2(mm)~(02)X N ,,如果产品的尺寸与现实的尺寸偏差的绝对值不超过4mm 的为合格品,求生产5件产品的合格率不小于80%的概率. 解:由题意2~(02)X N ,,求得(4)(44)0.9544P X P X =-=≤≤≤. 设Y 表示5件产品中合格品个数,则~(50.9544)Y B ,.0.18920.79190.981≈+≈.20.甲、乙、丙三名射击选手,各射击一次,击中目标的概率如下表所示(01)p <<:选手甲乙丙概率若三人各射击一次,恰有k 名选手击中目标的概率记为()0123k P P X k k ===,,,,. (1) 求X 的分布列;(2)若击中目标人数的均值是2,求P 的值.解:(1)201(1)2P p =-;2211111(1)2(1)2222P P p p p =-+-=-+·, 2221112(1)222P p p p p p =-+=-+··,2312P p =, X ∴的分布列为 0123(2)22221111110(1)1232222222EX p p p p p p ⎛⎫⎛⎫=⨯-+⨯-++⨯-++⨯=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,1222p +=∴,34p =∴.21.张华同学上学途中必须经过A B C D ,,,四个交通岗,其中在A B ,岗遇到红灯的概率均为12,在C D ,岗遇到红灯的概率均为13.假设他在4个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,X 表示他遇到红灯的次数.(1)若3x ≥,就会迟到,求张华不迟到的概率;(2)求EX . 解:(1)2221122111121(3)232336P X C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭·····; 22111(4)2336P X ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭·.故张华不迟到的概率为29(2)1(3)(4)36P X P X P X =-=-==≤. (2)X 的分布列为123411131150123493366363EX =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∴.22.某种项目的射击比赛,开始时在距目标100m 处射击,如果命中记3分,且停止射击;若第一次射击未命中,可以进行第二次射击,但目标已在150m 处,这时命中记2分,且停止射击;若第二次仍未命中,还可以进行第三次射击,此时目标已在200m 处,若第三次命中则记1分,并停止射击;若三次都未命中,则记0分.已知射手甲在100m 处击中目标的概率为12,他的命中率与目标的距离的平方成反比,且各次射击都是独立的. (1)求这位射手在三次射击中命中目标的概率; (2)求这位射手在这次射击比赛中得分的均值. 解:记第一、二、三次射击命中目标分别为事件A B C ,,,三次都未击中目标为事件D ,依题意1()2P A =,设在x m 处击中目标的概率为()P x ,则2()k P x x =,且212100k=, 5000k =∴,即25000()P x x =, 250002()1509P B ==∴,250001()2008P C ==,17749()298144P D =⨯⨯=. (1) 由于各次射击都是相互独立的,∴该射手在三次射击中击中目标的概率()()()P P A P AB P A B C =++ (11212195)111229298144⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+--= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭···. (2)依题意,设射手甲得分为X ,则1(3)2P X ==, 121(2)299P X ==⨯=,1717(1)298144P X ==⨯⨯=,49(0)144P X ==, 117492558532102914414414448EX =⨯+⨯+⨯+⨯==∴.。
描述:例题:高中数学选修2-3(人教A版)知识点总结含同步练习题及答案第二章随机变量及其分布 2.1离散型随机变量及其分布列一、学习任务1. 了解取有限值的离散型随机变量及其分布列的概念,了解分布列对于刻画随机现象的重要性;会求某些简单的离散型随机变量的分布列.2. 通过实例理解两点分布、超几何分布,理解其公式的推导过程,并能简单的运用.二、知识清单离散型随机变量的概念离散型随机变量的分布列三、知识讲解1.离散型随机变量的概念在随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示.在这种对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化.像这种随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量(random variable).随机变量常用字母 ,,,, 表示.如果随机变量 的所有可能的取值都能一一列举出来,则称为离散型随机变量.X Y ξη⋯X 投掷均匀硬币一次,随机变量为( )A.出现正面的次数 B.出现正面或反面的次数C.掷硬币的次数 D.出现正、反面次数之和解:A掷一枚硬币,可能出现的结果是正面向上或反面向上,以一个标准如正面向上的次数来描述一个随机试验,那么正面向上的次数就是随机变量 , 的取值是 ,,故选 A.而 B 中的事件是必然事件,C 中掷硬币次数是 ,不是随机变量,D 中对应的事件是必然事件,故选 A.ξξ011下列所述:①某座大桥一天经过的车辆数 ;②某无线电寻呼台一天内收到寻呼次数 ;③一天之内的温度 ;④一位射手对目标进行射击,击中目标得 分,未击中目标得 分,用 表示该射手在一次射击中的得分.其中 是离散型随机变量的是( )A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④解:B根据离散型随机变量的定义,判断一个随机变量是不是离散型随机变量,就是看这一变量的所有可能的取值是否可以一一列出.①②④中的 可能取的值,可以一一列举出来,而③中的 可以取某一区间内的一切值,不可以一一列出.X X X 10X X X X。
第二章 学业质量标准检测时间120分钟,满分150分.一、单项选择题(本大题共8个小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列说法不正确的是( C )A .某辆汽车一年中发生事故的次数是一个离散型随机变量B .正态分布随机变量等于一个特定实数的概率为0C .公式E (X )=np 可以用来计算离散型随机变量的均值D .从一副扑克牌中随机抽取5X ,其中梅花的X 数服从超几何分布[解析] 公式E (X )=np 并不适用于所有的离散型随机变量的均值的计算,适用于二项分布的均值的计算.故选C .2.若在甲袋内装有8个白球、4个红球,在乙袋内装有6个白球、5个红球,现从两袋内各任意取出1个球,设取出的白球个数为X ,则下列概率中等于C 18C 15+C 14C 16C 112C 111的是( C )A .P (X =0)B .P (X ≤2)C .P (X =1)D .P (X =2)[解析] 由已知易知P (X =1)=C 18C 15+C 14C 16C 112C 111.3.已知10件产品中有3件是次品,任取2件,若X 表示取到次品的件数,则E (X )等于( A )A .35 B .815 C .1415D .1[解析] 由题意知,随机变量X 的分布列为∴E (X )=0×715+1×715+2×15=15=5.4.(2018·全国卷Ⅱ理,8)我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是( C )A .112B .114C .115 D .118[解析] 不超过30的所有素数为2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,随机选取两个不同的数,共有C 210=45种情况,而和为30的有7+23,11+19,13+17这3种情况,∴所求概率为345=115.故选C .5.甲、乙、丙三人参加某项测试,他们能达标的概率分别是0.8,0.6,0.5,则三人中至少有一人达标的概率是( C )A .0.16B .0.24C .0.96D .0.04[解析] 三人都不达标的概率是(1-0.8)×(1-0.6)×(1-0.5)=0.04,故三人中至少有一人达标的概率为1-0.04=0.96.6.盒中有10只螺丝钉,其中有3只是坏的,现从盒中随机地抽取4个,那么概率是310的事件为( C )A .恰有1只是坏的B .4只全是好的C .恰有2只是好的D .至多有2只是坏的[解析]X =k 表示取出的螺丝钉恰有k 只为好的,则P (X =k )=C k 7C 4-k3C 410(k =1、2、3、4).∴P (X =1)=130,P (X =2)=310, P (X =3)=12, P (X =4)=16,∴选C .7.(2020·全国卷Ⅲ)设一组样本数据x 1,x 2,…,x n 的方差为0.01,则数据10x 1,10x 2,…,10x n 的方差为( C )A .0.01B .0.1C .1D .10[解析] 因为数据ax i +b i (i =1,2,…,n )的方差是数据x i (i =1,2,…,n )的方差的a 2倍,所以所求数据方差为102×0.01=1.故选C .8.某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p ,各成员的支付方式相互独立.设X 为该群体的10位成员中使用移动支付的人数,DX =2.4,P (X =4)<P (X =6),则p =( B )A .0.7B .0.6C .0.4D .0.3[解析] 由题意可知,10位成员中使用移动支付的人数X 服从二项分布,即X ~B (10,p ),所以DX =10p (1-p )=2.4,所以p =0.4或0.6.又因为P (X =4)<P (X =6),所以C 410p 4·(1-p )6<C 610p 6(1-p )4,所以p >0.5,所以p =0.6.二、多项选择题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.指出下列随机变量是离散型随机变量的是( AB ) A .小明回答20道选择题,答对的题数 B .某超市5月份每天的销售额C .某加工厂加工的一批某种钢管的外径与规定的外径尺寸之差XD .某某某某市长江水位监测站所测水位在(0,29]这一X 围内变化,该水位站所测水位X [解析] A 项,小明回答的题数X 的取值可以一一列出,故X 为离散型随机变量;B 项,某超市5月份每天销售额可以一一列出,故为离散型随机变量;C 项,实际测量值与规定值之间的差值无法一一列出,不是离散型随机变量,D 项,不是离散型随机变量,水位在(0,29]这一X 围内变化,不能按次序一一列举.故选AB .10.把一条正态曲线C 1沿着横轴方向向右移动2个单位,得到一条新的曲线C 2,下列说法中正确的是( ABC )A .曲线C 2仍然是正态曲线B .曲线C 1和曲线C 2的最高点的纵坐标相等C .以曲线C 2为概率密度曲线的总体的期望比以曲线C 1为概率密度曲线的总体的期望大2D .以曲线C 2为概率密度曲线的总体的方差比以曲线C 1为概率密度曲线的总体的方差大2 [解析] 正态曲线沿着横轴方向水平移动只改变对称轴位置,曲线的形状没有改变,所得的曲线依然是正态曲线.在正态曲线沿着横轴方向水平移动的过程中,σ始终保持不变,所以曲线的最高点的纵坐标(即正态密⎭⎪⎫度函数的最大值12πσ不变,方差σ2也没有变化.设曲线C 1的对称轴为x =μ,那么曲线C 2的对称轴为x =μ+2,说明期望从μ变到了μ+2,增大了2.11.从甲袋中摸出一个红球的概率是13,从乙袋中摸出一个红球的概率是12,从两袋各摸出一个球,下列结论正确的是( ACD )A .2个球都是红球的概率为16B .2个球不都是红球的概率为13C .至少有1个红球的概率为23D .2个球中恰有1个红球的概率为12[解析] 设“从甲袋中摸出一个红球”为事件A 1,“从乙袋中摸出一个红球”为事件A 2, 则P (A 1)=13,P (A 2)=12,且A 1,A 2独立;在A 中,2个球都是红球为A 1A 2,其概率为16,A 正确;在B 中,“2个球不都是红球”是“2个球都是红球”的对立事件,其概率为56,B 错误;在C 中,2个球中至少有1个红球的概率为1-P (A )P (B )=1-23×12=23,C 正确;在D中,2个球中恰有1个红球的概率为13×12+23×12=12,D 正确.故选ACD .12.甲罐中有3个红球、2个白球,乙罐中有4个红球、1个白球,先从甲罐中随机取出1个球放入乙罐,分别以A 1,A 2表示由甲罐中取出的球是红球、白球的事件,再从乙罐中随机取出1个球,以B 表示从乙罐中取出的球是红球的事件,下列命题正确的是( AD )A .P (B )=2330B .事件B 与事件A 1相互独立C .事件B 与A 2事件相互独立D .A 1,A 2互斥[解析] 由题意知P (A 1)=35,P (A 2)=25,P (B )=P (B |A 1)+P (B |A 2)=35×56+25×46==2330,A 正确;又P (A 1B )=12,因此P (A 1B )≠P (A 1)P (B ),B 错误;同理,C 错误;A 1,A 2不可能同时发生,故彼此互斥,故D 正确,故选AD .三、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上) 13.已知随机变量ξ的分布列如下表,则a =__0.2__,E (ξ)=__1.8__.[解析] ;E (ξ)=0×0.2+1×0.2+2×0.3+3×0.2+4×0.1=1.8.14.一盒子中装有4只产品,其中3只一等品,1只二等品,从中取产品两次,每次任取1只,做不放回抽样.设事件A 为“第一次取到的是一等品”,事件B 为“第二次取到的是一等品”,则P (B |A )=__23__.[解析] 由条件知,P (A )=34,P (AB )=C 23C 24=12,∴P (B |A )=P AB P A =23.15.甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A 1、A 2和A 3表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B 表示由乙罐取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是__②④__(写出所有正确结论的序号).①P (B )=25;②P (B |A 1)=511;③事件B 与事件A 1相互独立; ④A 1,A 2,A 3是两两互斥的事件;⑤P (B )的值不能确定,因为它与A 1,A 2,A 3中究竟哪一个发生有关.[解析] 从甲罐中取出一球放入乙罐,则A 1、A 2、A 3中任意两个事件不可能同时发生,即A 1、A 2、A 3两两互斥,故④正确,易知P (A 1)=12,P (A 2)=15,P (A 3)=310,又P (B |A 1)=511,P (B |A 2)=411,P (B |A 3)=411,故②对③错;∴P (B )=P (A 1B )+P (A 2B )+P (A 3B )=P (A 1)·P (B |A 1)+P (A 2)P (B |A 2)+P (A 3)·P (B |A 3)=12×511+15×411+310×411=922,故①⑤错误.综上知,正确结论的序号为②④.16.在等差数列{a n }中,a 4=2,a 7=-4,现从{a n }的前10项中随机取数,每次取出一个数,取后放回,连续取数3次,假设每次取数互不影响,那么在这三次取数中,取出的数恰好为两个正数和一个负数的概率为__625__.(用数字作答)[解析] 由a 4=2,a 7=-4可得等差数列{a n }的通项公式为a n =10-2n (n =1,2,3,…).{a n }的前10项分别为8,6,4,2,0,-2,-4,-6,-8,-10.由题意知三次取数相当于三次独立重复试验,在每次试验中取得正数的概率为25,取得负数的概率为12,在三次取数中,取出的数恰好为两个正数和一个负数的概率为C 23(25)2(12)1=625.四、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(本题满分10分)1号箱中有2个白球和4个红球,2号箱中有5个白球和3个红球,现随机地从1号箱中取出一球放入2号箱,然后从2号箱随机取出一球,问:(1)从1号箱中取出的是红球的条件下,从2号箱取出红球的概率是多少? (2)从2号箱取出红球的概率是多少?[解析] 记事件A :最后从2号箱中取出的是红球; 事件B :从1号箱中取出的是红球.P (B )=42+4=23. P (B )=1-P (B )=13.(1)P (A |B )=3+18+1=49.(2)∵P (A |B )=38+1=13,∴P (A )=P (A ∩B )+P (A ∩B ) =P (A |B )P (B )+P (A |B )P (B ) =49×23+13×13=1127. 18.(本题满分12分)(2019·全国Ⅱ卷理,18)11分制乒乓球比赛,每赢一球得1分,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,该局比赛结束.甲、乙两位同学进行单打比赛,假设甲发球时甲得分的概率为0.5,乙发球时甲得分的概率为0.4,各球的结果相互独立.在某局双方10∶10平后,甲先发球,两人又打了X 个球该局比赛结束.(1)求P (X =2);(2)求事件“X =4且甲获胜”的概率.[解析] (1)X =2就是某局双方10∶10平后,两人又打了2个球该局比赛结束,则这2个球均由甲得分,或者均由乙得分.因此P (X =2)=0.5×0.4+(1-0.5)×(1-0.4)=0.5.(2)X =4且甲获胜,就是某局双方10∶10平后,两人又打了4个球该局比赛结束,且这4个球的得分情况为前两球是甲、乙各得1分,后两球均为甲得分.因此所求概率为[0.5×(1-0.4)+(1-0.5)×0.4]×0.5×0.4=0.1.19.(本题满分12分)甲、乙两名工人加工同一种零件,两人每天加工的零件数相同,所得次品数分别为X ,Y ,X 和Y 的分布列如下表.试对这两名工人的技术水平进行比较.[解析]E (X )=0×610+1×110+2×310=0.7,D (X )=(0-0.7)2×610+(1-0.7)2×110+(2-0.7)2×310=0.81.工人乙生产出次品数Y 的数学期望和方差分别为E (Y )=0×510+1×310+2×210=0.7,D (Y )=(0-0.7)2×510+(1-0.7)2×310+(2-0.7)2×210=0.61.由E (X )=E (Y )知,两人生产出次品的平均数相同,技术水平相当,但D (X )>D (Y ),可见乙的技术比较稳定.20.(本题满分12分)在心理学研究中,常采用对比试验的方法评价不同心理暗示对人的影响,具体方法如下:将参加试验的志愿者随机分成两组,一组接受甲种心理暗示,另一组接受乙种心理暗示,通过对比这两组志愿者接受心理暗示后的结果来评价两种心理暗示的作用.现有6名男志愿者A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6和4名女志愿者B 1,B 2,B 3,B 4,从中随机抽取5人接受甲种心理暗示,另5人接受乙种心理暗示.(1)求接受甲种心理暗示的志愿者中包含A 1但不包含B 1的概率;(2)用X 表示接受乙种心理暗示的女志愿者人数,求X 的分布列与数学期望E (X ). [解析] (1)记接受甲种心理暗示的志愿者中包含A 1但不包含B 1的事件为M , 则P (M )=C 48C 510=518.(2)由题意知X 可取的值为0,1,2,3,4, 则P (X =0)=C 56C 510=142,P (X =1)=C 46C 14C 510=521,P (X =2)=C 36C 24C 510=1021,P (X =3)=C 26C 34C 510=521,P (X =4)=C 16C 44C 510=142.因此X 的分布列为X 的数学期望E (X )=0×P (X =0)+1×P (X =1)+2×P (X =2)+3×P (X =3)+4×P (X =4)=0+1×521+2×1021+3×521+4×142=2. 21.(本题满分12分)某单位为了参加上级组织的普及消防知识竞赛,需要从两名选手中选出一人参加.为此,设计了一个挑选方案:选手从6道备选题中一次性随机抽取3题.通过考查得知:6道备选题中选手甲有4道题能够答对,2道题答错;选手乙答对每题的概率都是23,且各题答对与否互不影响.设选手甲、选手乙答对的题数分别为X ,Y . (1)写出X 的概率分布列(不要求计算过程),并求出E (X ),E (Y );(2)求D (X ),D (Y ).请你根据得到的数据,建议该单位派哪个选手参加竞赛. [解析] (1)X 的分布列为所以E (X )=1×15+2×35+3×5=2.由题意得,Y ~B (3,23),E (Y )=3×23=2.(2)由(1)得E (X )=E (Y ).D (X )=(1-2)2×15+(2-2)2×35+(3-2)2×15=25.∵Y ~B (3,23),∴D (Y )=3×23×13=23.∴D (X )<D (Y ).因此,建议该单位派甲参加竞赛.22.(本题满分12分)端午节吃粽子是我国的传统习俗.设一盘中装有10个粽子,其中豆沙粽2个,肉粽3个,白粽5个,这三种粽子的外观完全相同.从中任意选取3个.(1)求三种粽子各取到1个的概率;(2)设X 表示取到的豆沙粽个数,求X 的分布列与数学期望.[解析] (1)令A 表示事件“三种粽子各取到1个”,由古典概型的概率计算公式有 P (A )=C 12C 13C 15C 310=14.(2)X 的可能取值为0,1,2,且 P (X =0)=C 38C 310=715,P (X =1)=C 12C 28C 310=715,P (X =2)=C 22C 18C 310=115综上知,X 的分布列为:故E (X )=0×715+1×15+2×15=5.。
2.3.2 离散型随机变量的方差、标准差填一填1.(1)定义:设离散型随机变量X 的分布列为X x 1 x 2 … x i … x n Pp 1p 2…p i…p n则(x i -E (X ))2描述了x i (i =1,2,…,n )相对于均值E (X )的偏离程度,而D (X )=∑i =1n(x i -E (X ))2p i 为这些偏离程度的加权平均,刻画了随机变量X 与其均值E (X )的平均偏离程度.称D (X )为随机变量X 的方差,其算术平方根D (X )为随机变量X 的标准差.(2)意义:随机变量的方差和标准差都反映了随机变量取值偏离于均值的平均程度.方差或标准差越小,则随机变量偏离于均值的平均程度越小.2.随机变量的方差与样本方差的关系随机变量的方差是总体的方差,它是一个常数,样本的方差则是随机变量,是随样本的变化而变化的.对于简单随机样本,随着样本容量的增加,样本的方差越来越接近于总体的方差.3.服从两点分布与二项分布的随机变量的方差 (1)若X 服从两点分布,则D (X )=p (1-p ); (2)若X ~B (n ,p ),则D (X )=np (1-p ).4.离散型随机变量方差的线性运算性质设a,b为常数,则D(aX+b)=a2D(X).判一判判断(1.离散型随机变量ξ的期望E(ξ)反映了ξ取值的概率的平均值.(×)2.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的平均水平.(×)3.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的波动水平.(√)4.离散型随机变量的方差越大,随机变量越稳定.(×)5.若a是常数,则D(a)=0.(√)6.若随机变量X服从两点分布,且成功的概率p=0.5,则D(X)为0.5.(×)7.牧场的10头牛,因误食疯牛病毒污染的饲料被感染,已知该病的发病率为0.02,设发病牛的头数为X,则D(X)等于0.196.(√)8.若X为随机变量则D(X-D(X))=D(X).(√)想一想1.提示:随机变量X的方差和标准差都反映了随机变量X取值的稳定与波动,集中与离散的程度,D(X)(或D(X))越小,稳定性越好,波动越小,显然D(X)≥0(D(X)≥0).2.离散型随机变量的方差与标准差的单位相同吗?提示:不同,方差的单位是随机变量单位的平方;标准差与随机变量本身有相同的单位.3.随机变量的方差与样本的方差有何联系与区别?提示:样本的方差是随着样本的不同而变化的,因此它是一个变量,而随机变量的方差是通过大量试验得出的,刻画了随机变量X 与其均值E (X )的平均偏离程度,因此它是一个常数(量).对于简单随机样本,随着样本容量的增加,样本方差越来越接近于总体的方差.4.决策问题中如何运用均值与方差?提示:离散型随机变量的均值反映了离散型随机变量取值的平均水平,而方差反映了离散型随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度.因此在实际决策问题中,需先计算均值,看谁的平均水平高,然后再计算方差,分析谁的水平发挥相对稳定.当然不同的情形要求不同,应视情况而定。
第二章 随机变量及其分布一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.设离散型随机变量X 的分布列为:则p 的值为( )A.12B.14C.13D.16 解析: 由分布列的性质得p =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫16+13+16=13,故选C. 答案: C2.(2014·河北省衡水中学高二上学期期末考试)10件产品,其中3件是次品,任取2件,若ξ表示取到次品的个数,则E (ξ)等于( )A.35B.815C.1415 D .1 解析: 由题意知,随机变量ξ服从超几何分布, 所以其分布列为,∴E (ξ)=0×715+1×715+2×115=35,故选A. 答案: A3.如图,用K ,A 1,A 2三类不同的元件连接成一个系统.当K 正常工作且A 1,A 2至少有一个正常工作时,系统正常工作,已知K ,A 1,A 2正常工作的概率依次为0.9,0.8,0.8.则系统正常工作的概率为()A.0.960B.0.864C.0.720D.0.576解析:由已知P=P(K A1A2)+P(K A2A1)+P(KA1A2)=0.9×0.2×0.8+0.9×0.2×0.8+0.9×0.8×0.8=0.864.故选B.答案: B4.已知离散型随机变量X等可能取值1,2,3,…,n,若P(1≤X≤3)=1 5,则n的值为()A.3B.5C.10D.15解析:由已知X的分布列为P(X=k)=1n,k=1,2,3,…,n,∴P(1≤X≤3)=P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)=3n=15,∴n=15.答案: D5.已知随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2).且P(ξ<4)=0.8,则P(0<ξ<2)等于()A.0.6B.0.4C.0.3D.0.2解析:由题意知正态曲线对称轴为x=2,设P(0<ξ<2)=y,则P(ξ<0)=1-2y 2,∴P(ξ<4)=P(ξ<0)+P(0<ξ<2)+P(2<ξ<4)=1-2y2+2y=0.8,∴y=0.3.故选C.答案: C6.(2014·银川一中模拟)已知随机变量X服从二项分布,且E(X)=2.4,D(X)=1.44,则二项分布的参数n,p的值为()A .n =4,p =0.6B .n =6,p =0.4C .n =8,p =0.3D .n =24,p =0.1解析: 由题意得⎩⎨⎧ np =2.4np (1-p )=1.44,解得⎩⎨⎧n =6,p =0.4.答案: B7.两台相互独立工作的电脑,产生故障的概率分别为a ,b ,则产生故障的电脑台数的均值为( )A .abB .a +bC .1-abD .1-a -b解析: 设产生故障的电脑台数为随机变量X ,则X 的取值为0,1,2,其分布列为:∴E (X )=a -ab +b -ab +2ab =a +b , 故选B. 答案: B8.(2014·雅安市下学期高二期末检测)甲、乙、丙三人独立解决同一道数学题,如果三人分别完成的概率依次是P 1,P 2,P 3,那么至少有一人解决这道题的概率是( )A .P 1+P 2+P 3B .1-(1-P 1)(1-P 2)(1-P 3)C .1-P 1P 2P 3D .P 1P 2P 3解析: 设“至少有一人解决这道题”为事件A ,则A 表示“没有一人解决这道题”,由相互独立事件公式得P (A )=(1-P 1)(1-P 2)(1-P 3), ∴P (A )=1-(1-P 1)(1-P 2)(1-P 3), 故选B.答案: B9.节日期间,某种鲜花进货价是每束2.5元,销售价是每束5元;节日卖不出去的鲜花以每束1.6元价格处理.根据前五年销售情况预测,节日期间这种鲜花的需求量X服从如表所示的分布列:若进这种鲜花A.706元B.690元C.754元D.720元解析:∵E(X)=200×0.2+300×0.35+400×0.3+500×0.15=340,∴利润的均值为340×(5-2.5)-(500-340)×(2.5-1.6)=706(元),故选A.答案: A10.已知一次考试共有60名同学参加,考生成绩X~N(110,52),据此估计,大约有57人的分数所在的区间为()A.(90,100] B.(95,125]C.(100,120] D.(105,115]解析:∵X~N(110,52),∴μ=110,σ=5,∴5760=0.95≈P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=P(100<X≤120).答案: C11.已知盒中装有3只螺口灯泡与7只卡口灯泡,这些灯泡的外形与功率都相同且灯口向下放着,现需要一只卡口灯泡,电工师傅每次从中任取一只并不放回,则在他第1次抽到的是螺口灯泡的条件下,第2次抽到的是卡口灯泡的概率为()A.310 B.29C.78 D.79解析:设事件A为“第1次抽到的是螺口灯泡”,事件B为“第2次抽到的是卡口灯泡”,则P(A)=310,P(AB)=310×79=730.在已知第1次抽到螺口灯泡的条件下,第2次抽到卡口灯泡的概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=730310=79.答案: D12.已知随机变量ξ的分布列为:又变量η=4ξ+3,则A.72 B.52 C .-1D .1解析: E (ξ)=-1×12+0×18+1×38=-18E (η)=4E (ξ)+3=4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-18+3=52.答案: B二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上)13.某灯泡厂生产大批灯泡,其次品率为1.5%,从中任意地陆续取出100个,则其中正品数X 的均值为________个,方差为________.解析: 由题意可知X ~B (100,98.5%) ∴E (ξ)=np =100×98.5%=98.5,D (ξ)=np (1-p )=100×98.5%×1.5%=1.477 5. 答案: 98.5 1.477 514.某种电路开关闭合后,会出现红灯或绿灯闪烁,已知开关第一次闭合后出现红灯闪烁的概率是12,两次闭合后都出现红灯闪烁的概率为16.则在第一次闭合后出现红灯闪烁的条件下,第二次出现红灯闪烁的概率是________.解析: 第一次闭合后出现红灯闪烁记为事件A ,第二次闭合后出现红灯闪烁记为事件B ,则P (A )=12,P (AB )=16,所以P (B |A )=1612=13.答案:1315.(2014·北京市朝阳区高二第二学期期末测试)接种某疫苗后,经过大量的试验发现,出现发热反应的概率为15,现有3人接种该疫苗,恰有一人出现发热反应的概率为________.解析: 3人接种该疫苗相当于做了3次独立重复试验,其成功概率为15,因此恰有一人出现发热反应的概率为C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫15⎝ ⎛⎭⎪⎫452=48125. 答案:4812516.(2014·福州地区八县一中高二期末联考)一袋中有大小相同的4个红球和2个白球,给出下列结论:①从中任取3球,恰有一个白球的概率是35;②从中有放回的取球6次,每次任取一球,则取到红球次数的方差为43;③从中不放回的取球2次,每次任取1球,则在第一次取到红球后,第二次再次取到红球的概率为25;④从中有放回的取球3次,每次任取一球,则至少有一次取到红球的概率为2627. 其中所有正确结论的序号是________.解析: ①恰有一个白球的概率P =C 12C 24C 36=35,故①正确;②每次任取一球,取到红球次数X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫6,23,其方差为6×23×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=43,故②正确;③设A ={第一次取到红球},B ={第二次取到红球},则P (A )=23,P (AB )=4×36×5=25,∴P (B |A )=P (AB )P (A )=35,故③错; ④每次取到红球的概率P =23,所以至少有一次取到红球的概率为 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-233=2627,故④正确. 答案: ①②④三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分12分)一批产品分一、二、三级,其中一级品的数量是二级品的两倍,三级品的数量是二级品的一半,从这批产品中随机抽取一个检查其品级,用随机变量描述检验的可能结果,写出它的分布列.解析: 设二级品有2n 个, 则一级品有4n 个,三级品有n 个. 一级品占总数的4n 4n +2n +n =47,二级品占总数的2n 4n +2n +n =27,三级品占总数的17.又设X =k 表示取到的是k 级品(k =1,2,3), 则P (X =1)=47,P (X =2)=27,P (X =3)=17,∴X 的分布列为:18.(本小题满分12分)0.7,每人投3次,两人恰好都命中2次的概率是多少?解析: 设“甲恰好投中两次”为事件A ,“乙恰好投中两次”为事件B ,且A,B相互独立,则两人都恰好投中两次为事件AB,于是P(AB)=P(A)×P(B)=C23×0.82×0.2+C23×0.72×0.3=0.384+0.441=0.825.19.(本小题满分12分)袋中有6个黄色、4个白色的乒乓球,做不放回抽样,每次任取一球,取2次,求第二次才取到黄色球的概率.解析:记“第一次取到白球”为事件A,“第二次取到黄球”为事件B,“第二次才取到黄球”为事件C,P(C)=P(AB)=P(A)P(B|A)=410×69=415.20.(本小题满分12分)一批电池用于1节电池的手电筒的寿命是服从均值为35.6小时、标准差为4.4小时的正态分布的.随机从这批电池中取一节电池装在手电筒中,问:这节电池可持续使用不少于40.0小时的概率是多少?(参考数据:P(|x-μ|<σ)=0.682 6,P(|x-μ|<2σ)=0.954 4,P(|x-μ|<3σ)=0.997 4) 解析:用X表示电池的使用寿命,由题意知,X~N(35.6,4.42),从而P(X≥40.0)=P(X≥35.6+4.4)=12[1-P(35.6-4.4<X<35.6+4.4)]=12(1-0.682 6)=0.158 7.21.(本小题满分13分)某迷宫有三个通道,进入迷宫的每个人都要经过一扇智能门.首次到达此门,系统会随机(即等可能)为你打开一个通道,若是1号通道,则需要1小时走出迷宫;若是2号、3号通道,则分别需要2小时、3小时返回智能门.再次到达智能门时,系统会随机打开一个你未到过的通道,直至走出迷宫为止.令ξ表示走出迷宫所需的时间.(1)求ξ的分布列;(2)求ξ的数学期望.解析:(1)必须要走到1号门才能走出,ξ可能的取值为1,3,4,6.P (ξ=1)=13,P (ξ=3)=13×12=16,P (ξ=4)=13×12=16,P (ξ=6)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫13×12×1=13.∴ξ的分布列为:(2)E (ξ)=1×13+3×16+4×16+6×13=72.22.(本小题满分13分)(2013·山东卷)甲、乙两支排球队进行比赛,约定先胜3局者获得比赛的胜利,比赛随即结束.除第五局甲队获胜的概率是12外,其余每局比赛甲队获胜的概率都是23.假设各局比赛结果相互独立.(1)分别求甲队以3∶0,3∶1,3∶2胜利的概率;(2)若比赛结果为3∶0或3∶1,则胜利方得3分,对方得0分;若比赛结果为3∶2,则胜利方得2分,对方得1分.求乙队得分X 的分布列及数学期望.解析: (1)记“甲队以3∶0胜利”为事件A 1,“甲队以3∶1胜利”为事件A 2,“甲队以3∶2胜利”为事件A 3,由题意知,各局比赛结果相互独立, 故P (A 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,P (A 2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23×23=827, P (A 3)=C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232×12=427. 所以甲队以3∶0胜利、以3∶1胜利的概率都为827,以3∶2胜利的概率为427. (2)设“乙队以3∶2胜利”为事件A 4,由题意知,各局比赛结果相互独立, 所以P (A 4)=C 24⎝⎛⎭⎪⎫1-232⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝⎛⎭⎪⎫1-12=427. 由题意知,随机变量X 的所有可能的取值为0,1,2,3, 根据事件的互斥性得P (X =0)=P (A 1+A 2)=P (A 1)+P (A 2)=1627. 又P (X =1)=P (A 3)=427, P (X =2)=P (A 4)=427, P (X =3)=1-P (X =0)-P (X =1)-P (X =2)=327, 故X 的分布列为所以E (X )=0×1627+1×427+2×427+3×327=79.。