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1、新編高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料
12.2 離散型隨機(jī)變量的期望值和方差
一、知識(shí)梳理
1.期望:若離散型隨機(jī)變量ξ,當(dāng)ξ=xi的概率為P(ξ=xi)=Pi(i=1,2,…,n,…),則稱Eξ=∑xi pi為ξ的數(shù)學(xué)期望,反映了ξ的平均值.
期望是算術(shù)平均值概念的推廣,是概率意義下的平均.Eξ由ξ的分布列唯一確定.
2.方差:稱Dξ=∑(xi-Eξ)2pi為隨機(jī)變量ξ的均方差,簡(jiǎn)稱方差.叫標(biāo)準(zhǔn)差,反映了ξ的離散程度.
3.性質(zhì):(1)E(aξ+b)=aEξ+b,D(aξ+b)=a2Dξ(a、b為常數(shù)).
(2)二項(xiàng)分布的期望與方差:若ξ~B(n,p),則Eξ=np,Dξ=npq(q
2、=1-p).
Dξ表示ξ對(duì)Eξ的平均偏離程度,Dξ越大表示平均偏離程度越大,說(shuō)明ξ的取值越分散.
二、例題剖析
【例1】 設(shè)ξ是一個(gè)離散型隨機(jī)變量,其分布列如下表,試求Eξ、Dξ.
ξ
-1
0
1
P
1-2q
q2
拓展提高
既要會(huì)由分布列求Eξ、Dξ,也要會(huì)由Eξ、Dξ求分布列,進(jìn)行逆向思維.如:若ξ是離散型隨機(jī)變量,P(ξ=x1)=,P(ξ=x2)=,且x1
3、一年的保險(xiǎn)期內(nèi),每個(gè)被保險(xiǎn)人需交納保費(fèi)a元,被保險(xiǎn)人意外死亡則保險(xiǎn)公司賠付3萬(wàn)元,出現(xiàn)非意外死亡則賠付1萬(wàn)元.經(jīng)統(tǒng)計(jì)此年齡段一年內(nèi)意外死亡的概率是p1,非意外死亡的概率為p2,則a需滿足什么條件,保險(xiǎn)公司才可能盈利?
【例3】 把4個(gè)球隨機(jī)地投入4個(gè)盒子中去,設(shè)ξ表示空盒子的個(gè)數(shù),求Eξ、Dξ.
特別提示
求投球的方法數(shù)時(shí),要把每個(gè)球看成不一樣的.ξ=2時(shí),此時(shí)有兩種情況:①有2個(gè)空盒子,每個(gè)盒子投2個(gè)球;②1個(gè)盒子投3個(gè)球,另1個(gè)盒子投1個(gè)球.
【例4】 若隨機(jī)變量A在一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率為p(0
4、(2)求的最大值.
【例5】 袋中裝有一些大小相同的球,其中有號(hào)數(shù)為1的球1個(gè),號(hào)數(shù)為2的球2個(gè),號(hào)數(shù)為3的球3個(gè),…,號(hào)數(shù)為n的球n個(gè).從袋中任取一球,其號(hào)數(shù)作為隨機(jī)變量ξ,求ξ的概率分布和期望.
【例6】(湖北卷)某地最近出臺(tái)一項(xiàng)機(jī)動(dòng)車駕照考試規(guī)定;每位考試者一年之內(nèi)最多有4次參加考試的機(jī)會(huì),一旦某次考試通過(guò),使可領(lǐng)取駕照,不再參加以后的考試,否則就一直考到第4次為止。如果李明決定參加駕照考試,設(shè)他每次參加考試通過(guò)的概率依次為0.6,0.7,0.8,0.9,求在一年內(nèi)李明參加駕照考試次數(shù)的分布列和的期望,并求李明在一年內(nèi)領(lǐng)到駕照的概率.
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三、同步練習(xí) g3.1098 離散型隨機(jī)變量的期望值和方差
1.設(shè)服從二項(xiàng)分布B(n,p)的隨機(jī)變量ξ的期望和方差分別是2.4與1.44,則二項(xiàng)分布的參數(shù)n、p的值為B
A.n=4,p=0.6 B.n=6,p=0.4
C.n=8,p=0.3 D.n=24,p=0.1
2.一射手對(duì)靶射擊,直到第一次命中為止每次命中的概率為0.6,現(xiàn)有4顆子彈,命中后的剩余子彈數(shù)目ξ的期望為C
A.2.44 B.3.376 C.2.376 D.2.4
3.設(shè)投擲1顆骰子的點(diǎn)數(shù)為ξ,則B
A.Eξ=3.5,Dξ=3.
6、52 B.Eξ=3.5,Dξ=
C.Eξ=3.5,Dξ=3.5 D.Eξ=3.5,Dξ=
4.設(shè)導(dǎo)彈發(fā)射的事故率為0.01,若發(fā)射10次,其出事故的次數(shù)為ξ,則下列結(jié)論正確的是A
A.Eξ=0.1 B.Dξ=0.1
C.P(ξ=k)=0.01k·0.9910-k D.P(ξ=k)=C·0.99k·0.0110-k
5.已知ξ~B(n,p),且Eξ=7,Dξ=6,則p等于A
A. B. C. D.
6.一牧場(chǎng)有10頭牛,因誤食含有病毒的飼料而被感染,已知該病的發(fā)病率為0.02.設(shè)發(fā)病的牛的頭數(shù)為ξ,則Dξ等于C
A.0
7、.2 B.0.8 C.0.196 D.0.804
7.有兩臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)甲與乙,包裝重量分別為隨機(jī)變量ξ1、ξ2,已知Eξ1=Eξ2,Dξ1>Dξ2,則自動(dòng)包裝機(jī)__乙______的質(zhì)量較好.
8.設(shè)一次試驗(yàn)成功的概率為p,進(jìn)行100次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),當(dāng)p=________時(shí),成功次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差的值最大,其最大值為_(kāi)_ 5______.
9.甲從學(xué)校乘車回家,途中有3個(gè)交通崗,假設(shè)在各交通崗遇紅燈的事件是相互獨(dú)立的,并且概率都是,則甲回家途中遇紅燈次數(shù)的期望為_(kāi)_1.2______.
10.一次單元測(cè)試由50
8、個(gè)選擇題構(gòu)成,每個(gè)選擇題有4個(gè)選項(xiàng),其中恰有1個(gè)是正確答案.每題選擇正確得2分,不選或錯(cuò)選得0分,滿分是100分.學(xué)生甲選對(duì)任一題的概率為0.8,求他在這次測(cè)試中成績(jī)的期望和標(biāo)準(zhǔn)差.
11.袋中有4只紅球,3只黑球,今從袋中隨機(jī)取出4只球.設(shè)取到一只紅球得2分,取到一只黑球得1分,試求得分ξ的概率分布和數(shù)學(xué)期望.
12.一臺(tái)設(shè)備由三大部件組成,在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中,各部件需要調(diào)整的概率相應(yīng)為0.10,0.20和0.30.假設(shè)各部件的狀態(tài)相互獨(dú)立,以ξ表示同時(shí)需要調(diào)整的部件數(shù),試求ξ的數(shù)學(xué)期望Eξ和方差Dξ.
13.將數(shù)字1,2,3,4任意排成一列,如果數(shù)字k恰好出現(xiàn)在第k個(gè)位置上,則稱之
9、為一個(gè)巧合,求巧合數(shù)的數(shù)學(xué)期望.
14.(遼寧卷)某工廠生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品,每種產(chǎn)品都是經(jīng)過(guò)第一和第二工序加工而成,兩道工序的加工結(jié)果相互獨(dú)立,每道工序的加工結(jié)果均有A、B兩個(gè)等級(jí).對(duì)每種產(chǎn)品,兩道工序的加工結(jié)果都為A級(jí)時(shí),產(chǎn)品為一等品,其余均為二等品.
(Ⅰ)已知甲、乙兩種產(chǎn)品每一道工序的加工結(jié)果為A級(jí)的概率如表一所示,分別求生產(chǎn)出的甲、乙產(chǎn)品為一等品的概率P甲、P乙;
(Ⅱ)已知一件產(chǎn)品的利潤(rùn)如表二所示,用ξ、η分別表示一件甲、乙產(chǎn)品的利潤(rùn),在(I)的條件下,求ξ、η的分布列及Eξ、Eη;
(Ⅲ)已知生產(chǎn)一件產(chǎn)品需用的工人數(shù)和資金額如表三所示.該工廠有工人40名,可用資金60萬(wàn)元.設(shè)x、y分別表示生產(chǎn)甲、乙產(chǎn)品的數(shù)量,在(II)的條件下,x、y為何值時(shí),最大?最大值是多少?(解答時(shí)須給出圖示)