第10练-计数原理、概率、随机变量及其分布列一、单选题1.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是( )A .3600种B .1440种C .4820种D .4800种2.从集合{A ,B ,C ,D ,E ,F }和{1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复).则每排中字母C 和数字4,7至少出现两个的不同排法种数为( )A .85B .95C .2040D .2280 3.()()4121x x ++的展开式中3x 的系数为( )A .12B .14C .16D .204.某人设计一项单人游戏,规则如下:先将一棋子放在如图所示正方形ABCD (边长为2个单位)的顶点A 处,然后通过掷骰子来确定棋子沿正方形的边按逆时针方向行走的单位,如果掷出的点数为(1,2,,6)i i =⋅⋅⋅,则棋子就按逆时针方向行走i 个单位,一直循环下去.则某人抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点A 处的所有不同走法共有( )A .22种B .24种C .25种D .27种5.吸烟有害健康,小明为了帮助爸爸戒烟,在爸爸包里放一个小盒子,里面随机摆放三支香烟和三支跟香烟外形完全一样的“戒烟口香糖”,并且和爸爸约定,每次想吸烟时,从盒子里任取一支,若取到口香糖则吃一支口香糖,不吸烟;若取到香烟,则吸一支烟,不吃口香糖,假设每次香烟和口香糖被取到的可能性相同,则“口香糖吃完时还剩2支香烟”的概率为( )A .15B .815C .35D .320 6.我国古代有着辉煌的数学研究成果.《周牌算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、……《缉古算经》等10部专著,有着十分丰富多彩的内容,是了解我国古代数学的重要文献.这l0部专著中有7部产生于魏晋南北朝时期.某中学拟从这10部专著中选择2部作为“数学文化”校本课程学习内容,则所选2部专著中至少有一部是魏晋南北朝时期专著的概率为( ).A .1415B .115C .29D .7.已知随机变量i ξ满足P (i ξ=1)=p i ,P (i ξ=0)=1—p i ,i =1,2.若0<p 1<p 2<12,则( ) A .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ<2D()ξB .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ>2D()ξC .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ<2D()ξD .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ>2D()ξ8.有甲、乙两个盒子,甲盒子里有1个红球,乙盒子里有3个红球和3个黑球,现从乙盒子里随机取出()*16,n n n N ≤≤∈个球放入甲盒子后,再从甲盒子里随机取一球,记取到的红球个数为ξ个,则随着()*16,n n n N ≤≤∈的增加,下列说法正确的是( )A .E ξ增加,D ξ增加B .E ξ增加,D ξ减小C .E ξ减小,D ξ增加D .E ξ减小,D ξ减小二、多选题9.设集合{2,3,4}M =,{1,2,3,4}N =,分别从集合M 和N 中随机取一个元素m 与n .记“点(,)P m n 落在直线x y k +=上”为事件()*38,k A k k N ≤≤∈,若事件k A 的概率最大,则k 的取值可能是( ) A .4 B .5C .6D .7 10.对于二项式()3*1n x n N x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,以下判断正确的有( )A .存在*n N ∈,展开式中有常数项;B .对任意*n N ∈,展开式中没有常数项;C .对任意*n N ∈,展开式中没有x 的一次项;D .存在*n N ∈,展开式中有x 的一次项.11.下列对各事件发生的概率判断正确的是( )A .某学生在上学的路上要经过4个路口,假设在各路口是否遇到红灯是相互独立的,遇到红灯的概率都是13,那么该生在上学路上到第3个路口首次遇到红灯的概率为427 B .三人独立地破译一份密码,他们能单独译出的概率分别为15,13,14,假设他们破译密码是彼此独立的,则此密码被破译的概率为25C .甲袋中有8个白球,4个红球,乙袋中有6个白球,6个红球,从每袋中各任取一个球,则取到同色球的概率为12D .设两个独立事件A 和B 都不发生的概率为19,A 发生B 不发生的概率与B 发生A 不发生的概率相同,则事件A 发生的概率是2912.针对时下的“抖音热”,某校团委对“学生性别和喜欢抖音是否有关”作了一次调查,其中被调查的男女生人数相同,男生喜欢抖音的人数占男生人数的45,女生喜欢抖音的人数占女生人数35,若有95%的把握认为是否喜欢抖音和性别有关则调查人数中男生可能有( )人附表:附:()()()()()22n ad bc K a b c d a c b d -=++++ A .25B .45C .60D .75三、填空题13.在2n x ⎫⎪⎭的二项展开式中,只有第5项的二项式系数最大,则该二项展开式中的常数项等于_____. 14.安排,,,,,A B C D E F 六名义工照顾甲、乙、丙三位老人,每两位义工照顾一位老人.考虑到义工与老人住址距离问题,义工A 不安排照顾老人甲,义工B 不安排照顾老人乙,安排方法共有___________. 15.若有一个不透明的袋子内装有大小、质量相同的6个小球,其中红球有2个,白球有4个,每次取两个,取后放回,连续取三次,设随机变量ξ表示取出后都是白球的次数,则()E ξ=______ .16.设2018220180122018(1)ax x a x a a x a -=++++L ,若12320182320182018a a a a a +++⋯+=()0a ≠,则实数a =________.四、解答题17.武汉又称江城,是湖北省省会城市,被誉为中部地区中心城市,它不仅有着深厚的历史积淀与丰富的民俗文化,更有着众多名胜古迹与旅游景点,每年来武汉参观旅游的人数不胜数,其中黄鹤楼与东湖被称为两张名片为合理配置旅游资源,现对已游览黄鹤楼景点的游客进行随机问卷调查,若不游玩东湖记1分,若继续游玩东湖记2分,每位游客选择是否游览东湖景点的概率均为12,游客之间选择意愿相互独立.(1)从游客中随机抽取3人,记总得分为随机变量X,求X的分布列与数学期望;(2)(i)若从游客中随机抽取m人,记总分恰为m分的概率为m A,求数列{}m A的前10项和;(ⅱ)在对所有游客进行随机问卷调查过程中,记已调查过的累计得分恰为n分的概率为n B,探讨n B与1n B-之间的关系,并求数列{}n B的通项公式.18.某游戏棋盘上标有第0、1、2、L、100站,棋子开始位于第0站,选手抛掷均匀硬币进行游戏,若掷出正面,棋子向前跳出一站;若掷出反面,棋子向前跳出两站,直到跳到第99站或第100站时,游戏结束.设游戏过程中棋子出现在第n 站的概率为n P .(1)当游戏开始时,若抛掷均匀硬币3次后,求棋子所走站数之和X 的分布列与数学期望;(2)证明:()()1111982n n n n P P P P n +--=--≤≤; (3)若最终棋子落在第99站,则记选手落败,若最终棋子落在第100站,则记选手获胜.请分析这个游戏是否公平.第10练-计数原理、概率、随机变量及其分布列一、单选题1.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是( )A.3600种B.1440种C.4820种D.4800种【答案】A【解析】【分析】不相邻问题用插空法,先将除甲乙外的其他5人全排列,再将甲乙2人插入6个空中,即可. 【详解】第一步,先将除甲乙外的其他5人全排列,5554321120A=⨯⨯⨯⨯=种第二步,将甲乙2人插入6个空中,266530A=⨯=种则不同的排法种数是5256120303600A A=⨯=g种故选:A【点睛】本题考查排列问题,插空法是解决本题的关键.属于较易题.2.从集合{A,B,C,D,E,F}和{1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复).则每排中字母C和数字4,7至少出现两个的不同排法种数为()A.85 B.95 C.2040 D.2280【答案】C【解析】【分析】根据题意,分2步进行分析:先在两个集合中选出4个元素,要求字母C和数字4,7至少出现两个,再将选出的4个元素全排列,即得解.【详解】根据题意,分2步进行分析:①,先在两个集合中选出4个元素,要求字母C和数字4,7至少出现两个,若字母C和数字4,7都出现,需要在字母A,B,D,E,F中选出1个字母,有5种选法,若字母C和数字4出现,需要在字母A,B,D,E,F中选出1个字母,在1、2、3、5、6、8、9中选出1个数字,有5×7=35种选法,若字母C和数字7出现,需要在字母A,B,D,E,F中选出1个字母,在1、2、3、5、6、8、9中选出1个数字,有5×7=35种选法,若数字4、7出现,需要在字母A ,B ,D ,E ,F 中选出2个字母,有C 52=10种选法,则有5+35+35+10=85种选法,②,将选出的4个元素全排列,有A 44=24种情况,则一共有85×24=2040种不同排法; 故选:C .【点睛】本题考查了排列组合综合,考查了学生综合分析,转化化归,分类讨论的能力,属于中档题.3.()()4121x x ++的展开式中3x 的系数为( )A .12B .14C .16D .20【答案】C【解析】【分析】将代数式变形为()()()()444121121x x x x x ++=+++,求出展开式的通项,利用x 的指数为3,求出参数值,然后代入展开式通项可求得3x 的系数.【详解】 ()()()()444121121x x x x x ++=+++Q ,展开式通项为1,444422r r k k r r k k r k T C x xC x C x C x +=+=+,令13r k =+=,得3r =,2k =,则展开式中3x 的系数为3244242616C C +=+⨯=.故选:C.【点睛】本题考查了二项展开式中指定项的系数问题,考查计算能力,是基础题.4.某人设计一项单人游戏,规则如下:先将一棋子放在如图所示正方形ABCD (边长为2个单位)的顶点A 处,然后通过掷骰子来确定棋子沿正方形的边按逆时针方向行走的单位,如果掷出的点数为(1,2,,6)i i =⋅⋅⋅,则棋子就按逆时针方向行走i 个单位,一直循环下去.则某人抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点A 处的所有不同走法共有( )A .22种B .24种C .25种D .27种【答案】D【解析】分析:抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点A 处的表示三次骰子的点数之和是8,16,列举出在点数中三个数字能够使得和为8,16的125;134;116;224;233;466;556,共有7种组合,利用分类计数原理能得到结果. 详解:由题意知正方形ABCD (边长为2个单位)的周长是8,抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点A 处的表示三次骰子的点数之和是8,16,列举出在点数中三个数字能够使得和为8,16的有125;134;116;224;233;466;556,共有7种组合,前2种组合125;134,每种情况可以排列出336A =种结果,共有3322612A =⨯=种结果;116;224;233;466;556各有3种结果,共有5315⨯=种结果,根据分类计数原理知共有121527+=种结果,故选D.点睛:本题主要考查分类计数原理与分步计数原理及排列组合的应用,属于难题.有关排列组合的综合问题,往往是两个原理及排列组合问题交叉应用才能解决问题,解答这类问题理解题意很关键,一定多读题才能挖掘出隐含条件.解题过程中要首先分清“是分类还是分步”、“是排列还是组合”,在应用分类计数加法原理讨论时,既不能重复交叉讨论又不能遗漏,这样才能提高准确率.5.吸烟有害健康,小明为了帮助爸爸戒烟,在爸爸包里放一个小盒子,里面随机摆放三支香烟和三支跟香烟外形完全一样的“戒烟口香糖”,并且和爸爸约定,每次想吸烟时,从盒子里任取一支,若取到口香糖则吃一支口香糖,不吸烟;若取到香烟,则吸一支烟,不吃口香糖,假设每次香烟和口香糖被取到的可能性相同,则“口香糖吃完时还剩2支香烟”的概率为( )A .15B .815C .35D .320【答案】D【解析】【分析】“口香糖吃完时还剩2支香烟”即第四次取到的是口香糖且前三次有两次口香糖一次香烟,根据古典概型计算出其概率即可.【详解】由题:“口香糖吃完时还剩2支香烟”说明:第四次取到的是口香糖,前三次中恰有两次口香糖一次香烟,记香烟为123,,A A A ,口香糖为123,,B B B ,进行四次取物,基本事件总数为:6543360⨯⨯⨯=种事件“口香糖吃完时还剩2支香烟”前四次取物顺序分为以下三种情况:烟、糖、糖、糖:332118⨯⨯⨯=种糖、烟、糖、糖: 332118⨯⨯⨯=种糖、糖、烟、糖:323118⨯⨯⨯=种包含的基本事件个数为:54,所以,其概率为54336020= 故选:D【点睛】此题考查古典概型,解题关键在于弄清基本事件总数,和某一事件包含的基本事件个数,其本质在于计数原理的应用.6.我国古代有着辉煌的数学研究成果.《周牌算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、……《缉古算经》等10部专著,有着十分丰富多彩的内容,是了解我国古代数学的重要文献.这l0部专著中有7部产生于魏晋南北朝时期.某中学拟从这10部专著中选择2部作为“数学文化”校本课程学习内容,则所选2部专著中至少有一部是魏晋南北朝时期专著的概率为( ).A .1415B .115C .29D . 【答案】A【解析】【分析】设所选2部专著中至少有一部是魏晋南北朝时期专著为事件A ,可以求()P A ,运用公式()1()P A P A =-,求出()P A .【详解】设所选2部专著中至少有一部是魏晋南北朝时期专著为事件A , 所以232101()=15C P A C =,因此114()1()=11515P A P A =--=,故本题选A. 【点睛】本题考查了求对立事件的概率问题,考查了运算能力.7.已知随机变量i ξ满足P (i ξ=1)=pi ,P (i ξ=0)=1—pi ,i=1,2.若0<p1<p2<12,则 A .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ<2D()ξ B .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ>2D()ξC .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ<2D()ξD .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ>2D()ξ【答案】A【解析】∵1122(),()E p E p ξξ==,∴12()()E E ξξ<,∵111222()(1),()(1)D p p D p p ξξ=-=-,∴121212()()()(1)0D D p p p p ξξ-=---<,故选A .【名师点睛】求离散型随机变量的分布列,首先要根据具体情况确定X 的取值情况,然后利用排列,组合与概率知识求出X 取各个值时的概率.对于服从某些特殊分布的随机变量,其分布列可以直接应用公式给出,其中超几何分布描述的是不放回抽样问题,随机变量为抽到的某类个体的个数.由已知本题随机变量i ξ服从两点分布,由两点分布数学期望与方差的公式可得A 正确.8.有甲、乙两个盒子,甲盒子里有1个红球,乙盒子里有3个红球和3个黑球,现从乙盒子里随机取出()*16,n n n N ≤≤∈个球放入甲盒子后,再从甲盒子里随机取一球,记取到的红球个数为ξ个,则随着()*16,n n n N ≤≤∈的增加,下列说法正确的是( )A .E ξ增加,D ξ增加B .E ξ增加,D ξ减小C .E ξ减小,D ξ增加D .E ξ减小,D ξ减小 【答案】C【解析】 【分析】由题意可知,从乙盒子里随机取出n 个球,含有红球个数X 服从超几何分布,即()6,3,X H n :,可得出2n EX =,再从甲盒子里随机取一球,则ξ服从两点分布,所以()111222E P n ξξ===++,()1111222D P n ξξ=-==-+,从而可判断出E ξ和D ξ的增减性.【详解】由题意可知,从乙盒子里随机取出n 个球,含有红球个数X 服从超几何分布,即()6,3,X H n :,其中()336k n k nC C P X k C -==,其中k ∈N ,3k ≤且k n ≤,362n nEX ==. 故从甲盒中取球,相当于从含有12n+个红球的1n +个球中取一球,取到红球个数为ξ. 故()111211222n P n n ξ+===+++, 随机变量ξ服从两点分布,所以()111211222n E P n n ξξ+====+++,随着n 的增大,E ξ减小; ()1111222D P n ξξ=-==-+,随着n 的增大,D ξ增大.故选:C. 【点睛】本题考查超几何分布、两点分布,分布列与数学期望,考查推理能力与计算能力,属于难题.二、多选题9.设集合{2,3,4}M =,{1,2,3,4}N =,分别从集合M 和N 中随机取一个元素m 与n .记“点(,)P m n 落在直线x y k +=上”为事件()*38,k A k k N ≤≤∈,若事件k A 的概率最大,则k 的取值可能是( )A .4B .5C .6D .7【答案】BC 【解析】 【分析】先计算出基本事件的总数,再分别求出事件3A 、事件4A 、事件5A 、事件6A 、事件7A 、事件8A 所包含基本事件的个数及相应的概率即可. 【详解】由题意,点(,)P m n 的所有可能情况为(2,1)、(2,2)、(2,3)、(2,4)、(3,1)、(3,2)、(3,3)、(3,4)、(4,1)、(4,2)、(4,3)、(4,4),共12个基本事件,则事件3A :点(,)P m n 落在直线3x y +=包含其中(2,1)共1个基本事件,所以()3112P A =;事件4A :点(,)P m n 落在直线4x y +=包含其中(2,2)、(3,1)共2个基本事件,所以()416P A =;事件5A :点(,)P m n 落在直线5x y +=包含其中(2,3)、(3,2)、(4,1)共3个基本事件,所以()514P A =;事件6A :点(,)P m n 落在直线6x y +=包含其中(2,4)、(3,3)、(4,2)共3个基本事件,所以()614P A =;事件7A :点(,)P m n 落在直线7x y +=包含其中(3,4)、(4,3)共2个基本事件,所以()716P A =;事件8A :点(,)P m n 落在直线8x y +=包含其中(4,4)共1个基本事件,所以()8112P A =.综上可得,当5k =或6时,()()()56max 14k P A P A P A ===.故选:BC. 【点睛】本题主要考查古典概型的概率计算问题,关键是要分情况讨论,属中等难度题.10.对于二项式()3*1nx n N x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,以下判断正确的有( )A .存在*n N ∈,展开式中有常数项;B .对任意*n N ∈,展开式中没有常数项;C .对任意*n N ∈,展开式中没有x 的一次项;D .存在*n N ∈,展开式中有x 的一次项. 【答案】AD 【解析】 【分析】利用展开式的通项公式依次对选项进行分析,得到答案。