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1、 精品資料
第6講 離散型隨機變量的均值與方差
一、填空題
1.若隨機變量X的分布列如下表:則EX=________.
X
0
1
2
3
4
5
P
2x
3x
7x
2x
3x
x
解析 由分布列的性質(zhì),
可得2x+3x+7x+2x+3x+x=1,∴x=.
∴EX=0×2x+1×3x+2×7x+3×2x+4×3x+5x
=40x=.
答案
2.有10件產(chǎn)品,其中3件是次品,從中任取兩件,若ξ表示取到次品的個數(shù),則Eξ等于_______
2、_.[來源:數(shù)理化網(wǎng)]
解析 ξ=1時,P=;ξ=2時,P=,
∴Eξ=1×+2×==.
答案
3.已知隨機變量X+Y=8,若X~B(10,0.6),則E(Y),D(Y)分別是________.
解析 若兩個隨機變量Y,X滿足一次關(guān)系式Y(jié)=aX+b(a,b為常數(shù)),當已知E(X)、D(X)時,則有E(Y)=aE(X)+b,D(Y)=a2D(X).由已知隨機變量X+Y=8,所以有Y=8-X.因此,求得E(Y)=8-E(X)=8-10×0.6=2,
D(Y)=(-1)2D(X)=10×0.6×0.4=2.4.
答案 2;2.4
3、
4.已知X的概率分布為
X
-1
0
1
P
則在下列式子中:①E(X)=-;②D(X)=;
③P(X=0)=.正確的序號是________.
解析 E(X)=(-1)×+1×=-,故①正確.
D(X)=2×+2×+2×=,故②不正確.
由分布列知③正確.
答案?、佗?
5.一個籃球運動員投籃一次得3分的概率為a,得2分的概率為b,不得分的概率為c(a、b、c∈(0,1)),已知他投籃一次得分的均值為2,則+的最小值為________.
解析 由已知得,3a+2b+0×c=2,
即3a+2b=2
4、,其中0<a<,0<b<1.
又+==3+++≥+
2 =,
當且僅當=,即a=2b時取“等號”又3a+2b=2,
即當a=,b=時,+的最小值為.
答案
6.罐中有6個紅球,4個白球,從中任取1球,記住顏色后再放回,連續(xù)摸取4次,設(shè)ξ為取得紅球的次數(shù),則ξ的期望E(ξ)=________.
答案
7.兩封信隨機投入A、B、C三個空郵箱,則A郵箱的信件數(shù)X的數(shù)學(xué)期望E(X)=________.
答案:
8.某種種子每粒發(fā)芽的概率都為0.9,現(xiàn)播種了1 000粒,對于沒有發(fā)芽的種子,每粒需要再補種2粒,補種的種子數(shù)記為X,則X的數(shù)學(xué)期望為____
5、____.
解析 種子發(fā)芽率為0.9,不發(fā)芽率為0.1,每粒種子發(fā)芽與否相互獨立,故設(shè)沒有發(fā)芽的種子數(shù)為Y,則Y~B(1 000,0.1),∴E(Y)=1 000×0.1=100,故需補種的期望為E(X)=2·E(Y)=200.
答案 200
9.簽盒中有編號為1、2、3、4、5、6的六支簽,從中任意取3支,設(shè)X為這3支簽的號碼之中最大的一個,則X的數(shù)學(xué)期望為________.
解析 由題意可知,X可以取3,4,5,6,
P(X=3)==,P(X=4)==,
P(X=5)==,P(X=6)==.
由數(shù)學(xué)期望的定義可求得E(X)=5.25.
答案 5.25
6、10.某畢業(yè)生參加人才招聘會,分別向甲、乙、丙三個公司投遞了個人簡歷.假定該畢業(yè)生得到甲公司面試的概率為,得到乙、丙兩公司面試的概率均為p,且三個公司是否讓其面試是相互獨立的.記X為該畢業(yè)生得到面試的公司個數(shù).若P(X=0)=,則隨機變量X的數(shù)學(xué)期望E(X)=________.
解析 由已知條件P(X=0)=
即(1-p)2×=,解得p=,
隨機變量X的取值分別為0,1,2,3.
P(X=0)=,
P(X=1)=×2+2××2=,
P(X=2)=2×××+×2=,
P(X=3)=×2=.
7、因此隨機變量X的分布列為
X
0
1
2
3
P
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
答案
二、解答題
11.袋中有相同的5個球,其中3個紅球,2個黃球,現(xiàn)從中隨機且不放回地摸球,每次摸1個,當兩種顏色的球都被摸到時,即停止摸球,記隨機變量ξ為此時已摸球的次數(shù),求:
(1)隨機變量ξ的概率分布表;
(2)隨機變量ξ的數(shù)學(xué)期望與方差.
解 (1)
ξ
2
3
4
P
(2)隨機變量ξ的數(shù)學(xué)期望E(ξ)=;
隨機變量ξ的方差V(ξ)=.
12.甲、乙二人進行一次圍棋比賽,約定先勝3局
8、者獲得這次比賽的勝利,比賽結(jié)束.假設(shè)在一局中,甲獲勝的概率為0.6,乙獲勝的概率為0.4,各局比賽結(jié)果相互獨立.已知前2局中,甲、乙各勝1局.
(1)求甲獲得這次比賽勝利的概率;
(2)設(shè)ξ表示從第3局開始到比賽結(jié)束所進行的局數(shù),求ξ的概率分布表及數(shù)學(xué)期望.
解 設(shè)Ai表示事件:第i局甲獲勝,i=3,4,5,Bj表示事件:第j局乙獲勝,j=3,4,5.
(1)記B表示事件:甲獲得這次比賽的勝利.因前2局中,甲、乙各勝1局,故甲獲得這次比賽的勝利當且僅當在后面的比賽中,甲先勝2局,
從而B=A3·A4+B3·A4·A5+A3·B4·A
9、5,
由于各局比賽結(jié)果相互獨立,故
P(B)=P(A3·A4)+P(B3·A4·A5)+P(A3·B4·A5)
=P(A3)P(A4)+P(B3)P(A4)P(A5)+P(A3)P(B4)P(A5)
=0.6×0.6+0.4×0.6×0.6+0.6×0.4×0.6=0.648.
(2)ξ的可能取值為2,3.
由于各局比賽結(jié)果相互獨立,所以
P(ξ=2)=P(A3·A4+B3·B4)
=P(A3·A4)+P(B3·B4)
=P(A3)P(A
10、4)+P(B3)P(B4)
=0.6×0.6+0.4×0.4=0.52,
P(ξ=3)=1-P(ξ=2)=1-0.52=0.48.
故ξ的概率分布表為
ξ
2
3
P
0.52
0.48
E(ξ)=2×P(ξ=2)+3×P(ξ=3)=2×0.52+3×0.48=2.48.
13.某車站每天上午發(fā)出兩班客車,第一班客車在8:00,8:20,8:40這三個時刻隨機發(fā)出,且在8:00發(fā)出的概率為,8:20發(fā)出的概率為,8:40發(fā)出的概率為;第二班客車在9:00,9:20,9:40這三個時刻隨機發(fā)出,且在9:00發(fā)出的概
11、率為,9:20發(fā)出的概率為,9:40發(fā)出的概率為.兩班客車發(fā)出時刻是相互獨立的,一位旅客預(yù)計8:10到站.
(1)請預(yù)測旅客乘到第一班客車的概率;
(2)求旅客候車時間的概率分布;
(3)求旅客候車時間的數(shù)學(xué)期望.
解 (1)第一班若在8:20或8:40發(fā)出,則旅客能乘到,其概率為
P=+=.
(2)旅客候車時間的概率分布為
候車時間(分)
10
30
50
70
90
概率
×
×
×
(3)候車時間的數(shù)學(xué)期望為
10×+30×+50×+70×+90×
=5++++=
12、30(分鐘).
故這名旅客候車時間的數(shù)學(xué)期望是30分鐘.
14.現(xiàn)有甲、乙兩個項目,對甲項目每投資10萬元,一年后利潤是1.2萬元、1.18萬元、1.17萬元的概率分別為、、;已知乙項目的利潤與產(chǎn)品價格的調(diào)整有關(guān),在每次調(diào)整中,價格下降的概率都是p(0<p<1),設(shè)乙項目產(chǎn)品價格在一年內(nèi)進行兩次獨立的調(diào)整.記乙項目產(chǎn)品價格在一年內(nèi)的下降次數(shù)為X,對乙項目每投資10萬元,X取0、1、2時,一年后相應(yīng)利潤是1.3萬元、1.25萬元、0.2萬元.隨機變量X1、X2分別表示對甲、乙兩項目各投資10萬元一年后的利潤.
(1)求X1,X2的概率分布和均值E(X1),E(X2);
(2)當E(X1)
13、<E(X2)時,求p的取值范圍.
解 (1)X1的概率分布為
X1
1.2
1.18
1.17
P
E(X1)=1.2×+1.18×+1.17×=1.18(萬元).
由題設(shè)得X~B(2,p),即X的概率分布為
X
0
1
2
P
(1-p)2
2p(1-p)
p2
故X2的概率分布為
X2
1.3
1.25
0.2
P
(1-p)2
2p(1-p)
p2
所以E(X2)=1.3×(1-p)2+1.25×2p(1-p)+0.2×p2
=1.3×(1-2p+p2)+2.5×(p-p2)+0.2×p2
=-p2-0.1p+1.3(萬元).
(2)由E(X1)<E(X2),得-p2-0.1p+1.3>1.18,
整理得(p+0.4)(p-0.3)<0,解得-0.4<p<0.3.
因為0<p<1,所以當E(X1)<E(X2)時,
p的取值范圍是0<p<0.3.