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由于離散型隨機變量的分布列、期望與方差與現(xiàn)實生活聯(lián)系密切,能充分體現(xiàn)數(shù)學的應用價值,也符合高考發(fā)展的方向,是近幾年高考考查的熱點與重點內(nèi)容. 預計在今后的高考中,它仍然是考查的重點,題型有選擇題、填空題、解答題,不同的地區(qū),在命題設計上不盡相同,但以解答題為主的可能性更大.
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求離散型隨機變量的期望和方差,一般先根據(jù)隨機變量的意義,確定隨機變量可以取哪些值,然后根據(jù)隨機變量取這些值的意義求出取這些值的概率,列出分布列,再根據(jù)數(shù)學期望和方差的公式計算. 這類題多為解答題,常常綜合考查排列組合知識、隨機事件的概率等,有時還會根據(jù)概率、期望、方差等數(shù)據(jù)對某些現(xiàn)象進行說理. 因此在復習時要注意對概率綜合題的研究,既要落實“模型題”訓練,又要注重從生活情境出發(fā)進行思考.
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■ 根據(jù)以往的經(jīng)驗,某工程施工期間的降水量X(單位:mm)對工期的影響如下表. 歷年氣象資料表明,該工程施工期間降水量X小于300,700,900的概率分別為0.3,0.7,0.9,求工期延誤天數(shù)的均值與方差.
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破解思路 先根據(jù)條件信息求出Y=0,2,6,8時的相應概率,列出Y的分布列,再根據(jù)分布列計算期望和方差. 這類題為容易題,體現(xiàn)對分布列、期望、方差等的最低要求.
經(jīng)典答案 由已知條件和概率的加法公式可得到:P(X<300)=0.3,P(300≤X<700)=P(X<700)-P(X<300)=0.7-0.3=0.4,P(700≤X<900)=P(X<900)-P(X<700)=0.9-0.7=0.2,P(X≥900)=1-P(X<900)=1-0.9=0.1. 所以Y的分布列為:
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于是,EY=0×0.3+2×0.4+6×0.2+10×0.1=3,DY=9.8. 故工期延誤天數(shù)的均值為3,方差為9.8.?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖?搖
■ 一個袋中有若干個大小相同的黑球、白球和紅球. 已知從袋中任意摸出1個球,得到黑球的概率是■;從袋中任意摸出2個球,至少得到1個白球的概率是■.
(1)若袋中共有10個球,①求白球的個數(shù);②從袋中任意摸出3個球,記得到白球的個數(shù)為ξ,求隨機變量ξ的數(shù)學期望Eξ.
(2)求證:從袋中任意摸出2個球,至少得到1個黑球的概率不大于■,并指出袋中哪種顏色的球個數(shù)最少.
破解思路 (1)方程思想. 先根據(jù)條件建立方程,確定白球數(shù),再確定隨機變量ξ的可能取值,并求出相應的概率,求得分布列和期望.
(2)先設定兩種球的個數(shù),表示出相應的概率,由概率關系建立不等式,得到兩個未知數(shù)間的關系,從而論證結(jié)論.
經(jīng)典答案 (1)①記“從袋中任意摸出2個球,至少得到1個白球”為事件A,設袋中白球的個數(shù)為x,則P(A)=1-■=■,得到x=5. 故白球有5個.
②隨機變量ξ的取值為0,1, 2,3,分布列是:
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ξ的數(shù)學期望Eξ=■×0+■×1+■×2+■×3=■.
(2)證明:設袋中有n個球,其中y個黑球,由題得y=■n,所以2y ■ 品酒師需定期接受酒味鑒別功能測試,一種通常采用的測試方法如下:拿出n瓶外觀相同但品質(zhì)不同的酒讓其品嘗,要求其按品質(zhì)優(yōu)劣為它們排序;經(jīng)過一段時間,等其記憶淡忘之后,再讓其品嘗這n瓶酒,并重新按品質(zhì)優(yōu)劣為它們排序,這稱為一輪測試. 根據(jù)一輪測試中的兩次排序的偏離程度的高低為其評分.現(xiàn)設n=4,分別以a1,a2,a3,a4表示第一次排序時被排為1,2, 3,4的四種酒在第二次排序時的序號,并令X=1-a1+2-a2+3-a3+4-a4,則X是對兩次排序的偏離程度的一種描述. (1)寫出X的可能值集合; (2)假設a1,a2,a3,a4等可能地為1,2,3,4的各種排列,求X的分布列; (3)某品酒師在相繼進行的三輪測試中,都有X≤2,①試按(2)中的結(jié)果,計算出現(xiàn)這種現(xiàn)象的概率(假定各輪測試相互獨立);②你認為該品酒師的酒味鑒別功能如何?說明理由. 破解思路 準確理解題意是確定隨機變量X的取值的關鍵. 分析a1,a3與a2,a4中奇數(shù)、偶數(shù)的個數(shù),確定X的奇偶性,然后估算X的范圍,并逐一檢驗;借助樹狀圖列出所有可能情形,計算X值相應的概率,得到分布列;通過計算概率,判斷該品酒師酒味鑒別的能力,并說明理由. 經(jīng)典答案 (1)由于1,2,3,4中奇數(shù)與偶數(shù)各有兩個,所以a2,a4中奇數(shù)個數(shù)與a1,a3中偶數(shù)個數(shù)相同,所以1-a1+2-a2+3-a3+4-a4的奇偶性相同,從而X的可能值必為偶數(shù),且非負,不大于8,故X的可能值集合為{0,2,4,6,8}. (2)列樹狀圖可得1,2,3,4的排列共有24種,計算得X的分布列如下: ■ (3)①由(2)知P(X≤2)=P(X=0)+P(X=2)=■,又各輪測試相互獨立,所以三輪測試都有X≤2的概率為P=■■=■. ②由于P=■■=■<■是一個很小的概率,所以如果僅憑隨機猜測得到三輪測試都有X≤2的結(jié)果可能性非常小,因此我們認為該品酒師確實有良好的味覺鑒別能力,不是隨機猜測的. ■ 1. 某中學選派40名同學參加北京市高中生技術設計創(chuàng)意大賽的培訓,他們參加培訓的次數(shù)統(tǒng)計如下表所示: ■ (1)從這40人中任意選3名學生,求這3名同學中至少有2名同學參加培訓次數(shù)恰好相等的概率; (2)從40人中任選2名學生,用X表示這兩人參加培訓次數(shù)之差的絕對值,求隨機變量X的分布列及數(shù)學期望EX. 2. 某高校的自主招生考試數(shù)學試卷共有8道選擇題,每個選擇題都給了4個選項(其中有且僅有一個是正確的). 評分標準規(guī)定:每題只選1項,答對得5分,不答或答錯得0分. 某考生每道題都給出了答案,已確定有4道題的答案是正確的,而其余的題中,有兩道題每題都可判斷其中兩個選項是錯誤的,有一道題可以判斷其中一個選項是錯誤的,還有一道題因不理解題意只能亂猜. 對于這8道選擇題,試求: (1)該考生得分為40分的概率; (2)該考生所得分數(shù)ξ的分布列及數(shù)學期望Eξ. 3. 文科班某同學參加某省學業(yè)水平測試,物理、化學、生物獲得等級A和獲得等級不是A的機會相等,物理、化學、生物獲得等級A的事件分別記為W1,W2,W3,物理、化學、生物獲得等級不是A的事件分別記為■,■,■. (1)試列舉該同學這次水平測試中物理、化學、生物成績是否為A的所有可能結(jié)果(如三科成績均為A記為(W1,W2,W3)); (2)求該同學參加這次水平測試獲得兩個A的概率; (3)試設計一個關于該同學參加這次水平測試物理、化學、生物成績情況的事件,使該事件的概率大于85%,并說明理由.