- 离散型随机变量及其分布列
- 共3480题
设ξ为随机变量,从棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的八个顶点中任取四个点,当四点共面时,ξ=0,当四点不共面时,ξ的值为四点组成的四面体的体积.
(1)求概率P(ξ=0);
(2)求ξ的分布列,并求其数学期望E(ξ).
正确答案
解:(1)从棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的八个顶点中任取四个点,共有=70种情况,当四点共面时,共有12种情况,
∴P(ξ=0)==
.
(2)四点不共面时,四面体的体积有以下两种情况:
①四点在相对面且异面的对角线上,体积为1-4×=
,这样的取法共有2种;
②四点中有三个点在一个侧面上,另一个点在相对侧面上,体积为,这样的取法共有70-12-2=56种.
∴ξ的分布列为
数学期望E(ξ)=.
解析
解:(1)从棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的八个顶点中任取四个点,共有=70种情况,当四点共面时,共有12种情况,
∴P(ξ=0)==
.
(2)四点不共面时,四面体的体积有以下两种情况:
①四点在相对面且异面的对角线上,体积为1-4×=
,这样的取法共有2种;
②四点中有三个点在一个侧面上,另一个点在相对侧面上,体积为,这样的取法共有70-12-2=56种.
∴ξ的分布列为
数学期望E(ξ)=.
在市高三第一次模拟考试数学学科考试后,某同学对老师说:第(Ⅰ)卷为十道选择题,每题5分,前六道没错,第7、8、9三题均有两个选项能排除,第10题只有一个选项能排除.
(Ⅰ)求该同学选择题得40分的概率;
(Ⅱ)若(Ⅱ)卷能拿65分,该同学数学得分的期望和得分不低于100分的概率.
正确答案
解:(Ⅰ) 第7、8、9三题均有两个选项能排除,
因此,第7、8、9三题做对的概率均为,第10题只有一个选项能排除,
因此,第10题做对的概率为.
所以,该同学选择题得40(分)的概率P为:
P=(
)2(1-
)(1
)+
×
(1-
)2×
=
(Ⅱ)设该同学7、8、9、10题中做对的题数为X,则随机变量X的分布列为
E(X)=0×=,
所以,该同学数学得分的期望为30+65=.
该同学数学得分不低于100分的概率为P==.
解析
解:(Ⅰ) 第7、8、9三题均有两个选项能排除,
因此,第7、8、9三题做对的概率均为,第10题只有一个选项能排除,
因此,第10题做对的概率为.
所以,该同学选择题得40(分)的概率P为:
P=(
)2(1-
)(1
)+
×
(1-
)2×
=
(Ⅱ)设该同学7、8、9、10题中做对的题数为X,则随机变量X的分布列为
E(X)=0×=,
所以,该同学数学得分的期望为30+65=.
该同学数学得分不低于100分的概率为P==.
5件产品中,3件正品,从中任取2件,X是取出的次品件数.
(1)计算X的分布列;
(2)计算X的数学期望.
正确答案
解:(1)X是取出的次品件数,取值可以是0,1,2,则
P(X=0)==
=0.3,
=
=0.6,
=0.1
∴X的分布列:
(2)EX=0×0.3+1×0.6+2×0.1=0.8
解析
解:(1)X是取出的次品件数,取值可以是0,1,2,则
P(X=0)==
=0.3,
=
=0.6,
=0.1
∴X的分布列:
(2)EX=0×0.3+1×0.6+2×0.1=0.8
一次围棋擂台赛,由一位职业围棋高手设擂做擂主,甲、乙、丙三位业余围棋高手攻擂.如果某一业余棋手获胜,或者擂主战胜全部业余棋手,则比赛结束.已知甲、乙、丙三人战胜擂主的概率分别为p1,p2,p3,每人能否战胜擂主是相互独立的.
(1)求这次擂主能成功守擂(即战胜三位攻擂者)的概率;
(2)若按甲、乙、丙顺序攻擂,这次擂台赛共进行了x次比赛,求x得数学期望;
(3)假定p3<p2<p1<1,试分析以怎样的先后顺序出场,可使所需出场人员数的均值(数学期望)达到最小,并证明你的结论.
正确答案
解:(1)设擂主能成功守擂的事件为A,三人攻擂获胜的事件为Bi,i=1,2,3,则P(Bi)=pi,
三人攻擂均失败的概率为(1-p1)(1-p2)(1-p3).
所以,擂主守擂成功的概率是P(A)=(1-p1)(1-p2)(1-p3).…3分
(2)比赛场数X=1,2,3.
X=1,比赛一场结束,则第一位业余棋手就获胜,其概率为P(X=1)=p1;
X=2,比赛二场结束,则第一位业余棋手攻擂失败,第二位胜利,其概率是P(X=2)=(1-p1) p2;
X=3,比赛三场结束,则第一,二位业余棋手攻擂失败,其概率为P(X=3)=(1-p1)(1-p2),
E(X)=p1+2(1-p1) p2+3(1-p1)(1-p2)=3-2p1-p2+p1p2.…6分
(3)答按获胜概率从大到小的顺序出场,则所需出场人员数的均值为最小.…7分
下面证明以上结论.
设q1,q2,q3是p1,p2,p3的一个排列,如果按q1,q2,q3有顺序出场,
由(2)可得期望 E(X)=3-2q1-q2+q1q2.
因为△=(3-2q1-q2+q1q2)-(3-2p1-p2+p1p2)=2(p1-q1)+(p2-q2)+q1q2-p1p2=2(p1-q1)+(p2-q2)-(p1-q1)p2-(p2-q2)q1=(2-p2) (p1-q1)+(p2-q2)(1-q1)≥(1-q1)( p1-q1)+(p2-q2)(1-q1)=(1-q1)[(p1+p2)-(q1+q2)]≥0.
等号成立当且仅当q1=p1,q2=p2.
所以,按获胜概率从大到小的顺序出场,所需出场人员数的均值为最小.…10分
解析
解:(1)设擂主能成功守擂的事件为A,三人攻擂获胜的事件为Bi,i=1,2,3,则P(Bi)=pi,
三人攻擂均失败的概率为(1-p1)(1-p2)(1-p3).
所以,擂主守擂成功的概率是P(A)=(1-p1)(1-p2)(1-p3).…3分
(2)比赛场数X=1,2,3.
X=1,比赛一场结束,则第一位业余棋手就获胜,其概率为P(X=1)=p1;
X=2,比赛二场结束,则第一位业余棋手攻擂失败,第二位胜利,其概率是P(X=2)=(1-p1) p2;
X=3,比赛三场结束,则第一,二位业余棋手攻擂失败,其概率为P(X=3)=(1-p1)(1-p2),
E(X)=p1+2(1-p1) p2+3(1-p1)(1-p2)=3-2p1-p2+p1p2.…6分
(3)答按获胜概率从大到小的顺序出场,则所需出场人员数的均值为最小.…7分
下面证明以上结论.
设q1,q2,q3是p1,p2,p3的一个排列,如果按q1,q2,q3有顺序出场,
由(2)可得期望 E(X)=3-2q1-q2+q1q2.
因为△=(3-2q1-q2+q1q2)-(3-2p1-p2+p1p2)=2(p1-q1)+(p2-q2)+q1q2-p1p2=2(p1-q1)+(p2-q2)-(p1-q1)p2-(p2-q2)q1=(2-p2) (p1-q1)+(p2-q2)(1-q1)≥(1-q1)( p1-q1)+(p2-q2)(1-q1)=(1-q1)[(p1+p2)-(q1+q2)]≥0.
等号成立当且仅当q1=p1,q2=p2.
所以,按获胜概率从大到小的顺序出场,所需出场人员数的均值为最小.…10分
某同学参加3门课程的考试.假设该同学第一门课程取得优秀成绩的概率为,第二、第三门课程取得优秀成绩的概率分别为p,q(p>q),且不同课程是否取得优秀成绩相互独立.记ξ为该生取得优秀成绩的课程数,其分布列为
(Ⅰ)求该生至少有1门课程取得优秀成绩的概率;
(Ⅱ)求数学期望Eξ.
正确答案
解:事件A表示“该生第i门课程取得优异成绩”,i=1,2,3.
由题意可知
(I)由于事件“该生至少有一门课程取得优异成绩”与事件“ξ=0”是对立的,
∴该生至少有一门课程取得优秀成绩的概率是
1-P(ξ=0)=1-
(II)由题意可知,
P(ξ=0)=,
P(ξ=3)=
整理得p=.
∵a=P(ξ=1)=
=
=
d=P(ξ=2)=1-P(ξ=0)-P(ξ=1)-P(ξ=3)=
∴Eξ=0×P(ξ=0)+1×P(ξ=1)+2×P(ξ=2)+3×P(ξ=3)=
解析
解:事件A表示“该生第i门课程取得优异成绩”,i=1,2,3.
由题意可知
(I)由于事件“该生至少有一门课程取得优异成绩”与事件“ξ=0”是对立的,
∴该生至少有一门课程取得优秀成绩的概率是
1-P(ξ=0)=1-
(II)由题意可知,
P(ξ=0)=,
P(ξ=3)=
整理得p=.
∵a=P(ξ=1)=
=
=
d=P(ξ=2)=1-P(ξ=0)-P(ξ=1)-P(ξ=3)=
∴Eξ=0×P(ξ=0)+1×P(ξ=1)+2×P(ξ=2)+3×P(ξ=3)=
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