
【夯實(shí)基礎(chǔ)】
題型1 求離散型隨機(jī)變量的方差
1.已知離散型隨機(jī)變量X的概率分布列為
則其方差D(X)=
A.1B.0.6C.2.44D.2.4
【答案】C
【詳解】解:∵分布列中出現(xiàn)的所有的概率之和等于1,
∴0.5+m+0.2=1解得m=0.3
所以E(x)=1×0.5+3×0.3+5×0.2=2.4,
所以.
故選:C.
2.已知離散型隨機(jī)變量,且,則( )
A.36B.24C.48D.18
【答案】A
【分析】先算出D(X),再結(jié)合方差的性質(zhì)求出D(Y)即可.
【詳解】因?yàn)?,所以.又,所以?br>故選:A
3.已知隨機(jī)變量X的分布列為P(X=k)=,k=3,6,9.則D(X)等于( )
A.6B.9
C.3D.4
【答案】A
【分析】根據(jù)分布列,分別由數(shù)學(xué)期望和方差公式,即可求解.
【詳解】由題意得,
.
故選:A.
4.已知隨機(jī)變量,( )
A.6B.9C.2D.4
【答案】A
【分析】先由二項(xiàng)分布的方差公式求出,再由方差的性質(zhì),即可得出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)殡S機(jī)變量,所以,
因此.
故選:A.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二項(xiàng)分布的方差,以及方差的性質(zhì),屬于基礎(chǔ)題型.
5.已知一組數(shù)據(jù)的方差是1,那么另一組數(shù)據(jù),,,,,的方差是( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】D
【分析】根據(jù)方差的性質(zhì)計算可得結(jié)果.
【詳解】設(shè),依題意得,
則,
即另一組數(shù)據(jù),,,,,的方差是.
故選:D
題型2 方差的性質(zhì)的應(yīng)用
1.已知兩隨機(jī)變量,若,則和分別為( )
A.6和4B.4和2C.6和2.4D.2和4
【答案】B
【分析】利用二項(xiàng)分布的數(shù)學(xué)期望和方差的計算公式求得和;根據(jù)方差的性質(zhì)可得到.
【詳解】由可得:,
又,則
本題正確選項(xiàng):
【點(diǎn)睛】本題考查二項(xiàng)分布的數(shù)學(xué)期望和方差的求解、方差性質(zhì)的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
2.隨機(jī)變量的分布列為
若,則( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由分布列性質(zhì)和數(shù)學(xué)期望公式可求得的值,由方差的公式可計算得到結(jié)果.
【詳解】由分布列性質(zhì)知:,解得:;
,;
.
故選:A.
3.已知隨機(jī)變量滿足,且為正數(shù),若,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題中條件,由方差的性質(zhì)列出方程求解,即可得出結(jié)果.
【詳解】由方差的性質(zhì)可得,,
因?yàn)?,所以?br>又a為正數(shù),所以.
故選:C.
【點(diǎn)睛】本題主要考查由方差的性質(zhì)求參數(shù),屬于基礎(chǔ)題型.
4.設(shè)離散型隨機(jī)變量X的分布列如下表,其中.
若離散型隨機(jī)變量Y滿足,則下列結(jié)果正確的是( )
A.B.C.D.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)分布列的性質(zhì)求出,再由期望公式、方差公式判斷AB,由兩個隨機(jī)變量之間的關(guān)系,根據(jù)期望、方差性質(zhì)判斷CD.
【詳解】由題意得 , 所以,
所以,故A正確;,故B錯誤;
因?yàn)椋?,故C正確;
,故D正確.
故選:ACD
5.已知隨機(jī)變量X的分布列為
則當(dāng)a在要求范圍內(nèi)增大時,( )
A.增大,減小B.增大,增大
C.減小,先增大后減小D.減小,先減小后增大
【答案】B
【分析】直接利用分布列求出,然后判斷其單調(diào)性,進(jìn)一步求出,根據(jù)函數(shù)性質(zhì)判斷其單調(diào)性即可.
【詳解】解:由題意可得,,,
,在上單調(diào)遞增,是關(guān)于的二次式,其開口朝下,對稱軸,所以在上單調(diào)遞增.
故選:B.
【點(diǎn)睛】考查數(shù)學(xué)期望和方差公式的應(yīng)用以及函數(shù)的單調(diào)性,基礎(chǔ)題.
題型3 均值與方差的綜合應(yīng)用
1.若隨機(jī)變量的分布列為:
已知隨機(jī)變量,且,,則與的值分別為( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】C
【分析】根據(jù)分布列概率的性質(zhì)可計算出m,根據(jù)平均數(shù)和方差的計算即可計算a、b.
【詳解】由隨機(jī)變量的分布列可知,.
∴,.
∴,,
∴,,又,解得,﹒
故選:C.
2.已知離散型隨機(jī)變量的分布列為
則下列說法一定正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】利用公式計算出兩個隨機(jī)變量的期望和方程后可得正確的選項(xiàng).
【詳解】,故,
,,
故選:D.
3.若隨機(jī)變量X服從兩點(diǎn)分布,其中,,分別為隨機(jī)變量X的均值與方差,則下列結(jié)論正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】AB
【分析】根據(jù)兩點(diǎn)分布可得期望與方差,再結(jié)合期望、方差的性質(zhì)運(yùn)維求解.
【詳解】由題意可知:,
隨機(jī)變量X的分布列為
由兩點(diǎn)分布可知:,故A正確,D錯誤;
所以,,故B正確,C錯誤;
故選:AB.
4.隨機(jī)變量的分布列如下表,
則下列選項(xiàng)正確的是( )
A.B.C.D.的最大值為
【答案】BD
【分析】根據(jù)隨機(jī)變量概率和為1得到從而判斷A;
通過隨機(jī)變量的期望公式計算進(jìn)而判斷B;
通過隨機(jī)變量的方差公式進(jìn)行計算后判斷C和D即可.
【詳解】由題意得,,得,故A錯誤;
,故B正確;
所以,故C錯誤;
因?yàn)椋?br>所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時,取得最大值,故D正確.
故選:BD
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:本題考查隨機(jī)變量的綜合應(yīng)用.通過隨機(jī)變量的概率和、期望與方差公式進(jìn)行計算進(jìn)而求解即可,最值問題可通過消元從而轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問題進(jìn)而求解.
5.已知隨機(jī)變量滿足,,,若,則隨增大( )
A.增大增大B.減小增大
C.減小減小D.增大減小
【答案】C
【解析】利用,的計算公式求出,再利用函數(shù)的單調(diào)性即可判斷出結(jié)論.
【詳解】解:隨機(jī)變量滿足,,,
,
.
若,則隨增大,減小,減小.
故選:C.
【點(diǎn)睛】本題考查了離散型隨機(jī)變量的分布列、數(shù)學(xué)期望與方差的求法,考查運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
【能力提升】
單選題
1.已知隨機(jī)變量X滿足D(X)=2,則D(3X+2)=( )
A.6B.8
C.18D.20
【答案】C
【分析】根據(jù)方差公式,即可計算.
【詳解】∵D(X)=2,∴D(3X+2)=9D(X)=18.
故選:C.
2.設(shè)樣本數(shù)據(jù),的均值和方差分別為1和4,若,,…,10,且,,...,的均值為5,則方差為( )
A.5B.8C.11D.16
【答案】D
【分析】根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的平均數(shù)和方差,則樣本數(shù)據(jù)的平均數(shù)為,方差為,由此即可求出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)闃颖緮?shù)據(jù)的均值和方差分別為和,且,
所以的均值為:,即,所以方差為.
故選:D.
3.隨機(jī)變量,且,則( )
A.64B.128C.256D.32
【答案】A
【分析】根據(jù)二項(xiàng)分布期望的計算公式列方程,由此求得的值,進(jìn)而求得方差,然后利用方差的公式,求得的值.
【詳解】隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布,且,所以,則,因此.故選A.
【點(diǎn)睛】本小題主要考查二項(xiàng)分布期望和方差計算公式,屬于基礎(chǔ)題.
4.已知袋中有大小相同、質(zhì)地均勻的黑色小球m個和白色小球個,從中任取3個,記隨機(jī)變量為取出的3個球中黑球的個數(shù),則( )
A.都與m有關(guān)B.與m有關(guān),與m無關(guān)
C.與m無關(guān),與m有關(guān)D.都與m無關(guān)
【答案】C
【分析】根據(jù)隨機(jī)變量的取值分別求出對應(yīng)的概率,再將期望與方差求出即可判斷出答案.
【詳解】由題可知:
,
,
故,
=
=.
故選:C.
5.若樣本數(shù)據(jù)的均值與方差分別為和,則數(shù)據(jù)的均值與方差分別為( )
A.,B.C.D.
【答案】D
【分析】直接根據(jù)均值和方差的定義求解即可.
【詳解】解:由題意有,,
則,
∴新數(shù)據(jù)的方差是,
故選:D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查均值和方差的求法,屬于基礎(chǔ)題.
6.已知隨機(jī)變量X的分布列如下表所示,若,則( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】利用期望公式與分布列的性質(zhì)得到的方程組,從而求得,再利用方差公式即可得解.
【詳解】因?yàn)?,且各概率之和為?br>所以,解得,
所以.
故選:B.
7.已知隨機(jī)變量,滿足,且,,則( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】D
【分析】根據(jù),,所以可得答案.
【詳解】因?yàn)?,,?br>所以,
,所以.
故選:D.
8.隨機(jī)變量X的分布列如下所示.
則的最大值為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)分布列得出,即可代入計算出,即可根據(jù)方差的運(yùn)算率得出,令,求導(dǎo)得出,即可得出答案.
【詳解】由題可知,即,
,
,
則,
令,
則,
則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以,
則的最大值為.
故選:D.
多選題
9.設(shè)離散型隨機(jī)變量X的分布列為
若離散型隨機(jī)變量Y滿足:,則下列結(jié)果正確的有( )
A.B.C.D.
【答案】ABC
【分析】根據(jù)分布列的性質(zhì)可判斷A,根據(jù)數(shù)學(xué)期望公式可判斷B,根據(jù)期望的性質(zhì)可判斷C,根據(jù)方差公式可判斷D.
【詳解】由,得,故A正確;
,故B正確;
因?yàn)?,所以,故C正確;
,故D不正確.
故選:ABC.
10.隨機(jī)變量X服從以下概率分布:
若,則下列說法正確的有( )
A.B.C.D.
【答案】AD
【分析】根據(jù)離散型隨機(jī)變量的性質(zhì),以及均值的計算公式,建立方程組,可得參數(shù)的值,根據(jù)均值的性質(zhì)以及方差的計算公式,可得答案.
【詳解】由題意,,則;
,則.
由方程組,解得.
,.
故選:AD.
11.已知隨機(jī)變量滿足,,下列說法正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【分析】根據(jù)平均數(shù)和方差的知識求得正確答案.
【詳解】依題意,,,
所以,
.
故選:BC
12.已知甲盒中有2個紅球,1個籃球,乙盒中有1個紅球,2個籃球.從甲、乙兩個盒中各取1個球放入原來為空的丙盒中.現(xiàn)從甲、乙、丙三個盒子中分別取1個球,記從各盒中取得紅球的概率為,從各盒中取得紅球的個數(shù)為,則( )
A. .B.
C.D.
【答案】ABC
【分析】根據(jù)已知利用平均值的原理去快速解決問題判斷A選項(xiàng),再結(jié)合兩點(diǎn)分布分別得出數(shù)學(xué)期望和方差大小判斷B,C,D選項(xiàng).
【詳解】可以利用平均值的原理去快速解決問題,甲盒中有2個紅球,1個籃球,拿出一個球,相當(dāng)于平均拿出個紅球,個籃球;
乙盒中有1個紅球,2個籃球,拿出一個球,相當(dāng)于平均拿出個紅球,個籃球,
那么拿出一個球后,放入丙盒子中后,相當(dāng)于甲盒子內(nèi)還有個紅球,個籃球,乙盒子內(nèi)還有個紅球,個籃球,丙盒子中有1個紅球,1個籃球,
故,,,,A選項(xiàng)正確 ;
滿足兩點(diǎn)分布,
故,,
,,
,,,,B,C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯誤.
故選:ABC.
填空題
13.已知樣本,,…,的平均數(shù)為5,方差為3,則樣本,,…,的平均數(shù)與方差的和是 .
【答案】23
【分析】利用期望、方差的性質(zhì),根據(jù)已知數(shù)據(jù)的期望和方差求新數(shù)據(jù)的期望和方差.
【詳解】由題設(shè),,,
所以,.
故平均數(shù)與方差的和是23.
故答案為:23.
14.已知隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,隨機(jī)變量,則= .
【答案】8
【分析】利用二項(xiàng)分布的方差公式,方差的性質(zhì)計算作答.
【詳解】因?yàn)殡S機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,則,而,
所以.
故答案為:8
15.已知,且,則的方差為 .
【答案】.
【分析】結(jié)合二項(xiàng)分布的方差的計算公式求出,進(jìn)而根據(jù)方差的性質(zhì)即可求出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)?,所以,?br>則,因此的方差為,
故答案為:.
16.如圖是一塊高爾頓板示意圖:在一塊木板上釘著若干排互相平行但相互錯開的圓柱形小木釘,小次碰到小木釘后都等可能地向左或向右落下,最后落入底部的格子中,格子從左到右分別編號為1,2,3,……,6,用表示小球落入格子的號碼,則下面結(jié)論中正確的是 .
①
②
③
④
【答案】②
【分析】結(jié)合獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)概率計算公式,計算出概率并求得方差,從而確定正確選項(xiàng).
【詳解】解:已知表示小球落入格子的號碼,則的所有取值范圍為,,,,,,
則,由對稱性可知,
而,
,
所以,
,
綜上得選項(xiàng)②正確.
故答案為:②
解答題
17.拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,求向上一面的點(diǎn)數(shù)X的方差和標(biāo)準(zhǔn)差.
【答案】;.
【分析】利用平均數(shù),方差,標(biāo)準(zhǔn)差的公式求解.
【詳解】由題可知X為隨機(jī)變量,其可能的取值為1,2,3,4,5,6,
且P(X=1)=P(X=2)=P(X=3)=P(X=4)=P(X=5)=P(X=6)=,
∴X的均值(數(shù)學(xué)期望)為;
X的方差;
X的標(biāo)準(zhǔn)差.
18.某袋中裝有大小相同質(zhì)地均勻的5個球,其中3個黑球和2個白球.從袋中隨機(jī)取出2個球,記取出白球的個數(shù)為,
(1)求的概率即
(2)求取出白球的數(shù)學(xué)期望和方差
【答案】(1);(2),.
【解析】(1)首先求出,然后可算出答案;
(2)的可能取值為,算出對應(yīng)的概率,然后可得答案.
【詳解】(1)因?yàn)?,所?br>(2)的可能取值為
,,
所以的分布列為:
所以
19.已知隨機(jī)變量的分布列如下表:
(1)求,,;
(2)設(shè),求,.
【答案】(1),,;(2),.
【分析】(1)利用分布列的期望和方差的公式,準(zhǔn)確運(yùn)算,即可求解;
(2)由,利用,,即可求解.
【詳解】(1)由期望的公式,可得,
又由方差的公式,可得,
所以.
(2)因?yàn)椋裕?br>.
20.某校舉行知識競賽,最后一個名額要在、兩名同學(xué)中產(chǎn)生,測試方案如下:、兩名學(xué)生各自從給定的個問題中隨機(jī)抽取個問題作答,在這個問題中,已知能正確作答其中的個,能正確作答每個問題的概率是,、兩名同學(xué)作答問題相互獨(dú)立.
(1)設(shè)答對的題數(shù)為,求的分布列;
(2)設(shè)答對的題數(shù)為,若讓你投票決定參賽選手,你會選擇哪名學(xué)生,并說明理由.
【答案】(1)答案見解析
(2)選擇同學(xué),理由見解析
【分析】(1)根據(jù)超幾何分布的概率公式計算概率并列出分布列;
(2)由已知可得滿足二項(xiàng)分布,再分別計算期望與方差即可判斷.
【詳解】(1)設(shè)答對的題數(shù),則的可能取值有,,且,,
則的分布列為:
(2)設(shè)答對的題數(shù),則,
,,,,
由(1)知:,
,
而,
,
所以,,故選擇為參賽選手.
21.某花店每天以每枝4元的價格從農(nóng)場購進(jìn)若干枝玫瑰花,然后以每枝8元的價格出售,如果當(dāng)天賣不完,剩下的玫瑰花作垃圾處理
(1)若花店一天購進(jìn)15枝玫瑰花,求當(dāng)天的利潤y(單位∶元)關(guān)于當(dāng)天需求量n(單位∶枝,)的函數(shù)解析式;
(2)花店記錄了100天玫瑰花的日需求量(單位∶枝),整理得下表∶
以100天記錄的各需求量的頻率作為各需求量發(fā)生的概率.
(i)若花店一天購進(jìn)15枝玫瑰花,X表示當(dāng)天的利潤(單位∶元),求X的分布列,數(shù)學(xué)期望及方差;
(ii)若花店計劃一天購進(jìn)15枝或16枝玫瑰花,你認(rèn)為應(yīng)購進(jìn)15枝還是16枝?請說明理由.
【答案】(1),n∈N;(2)(i)分布列答案見解析,,;(ii)應(yīng)購進(jìn)15枝,理由見解析.
【分析】(1)根據(jù)題意,分別求得當(dāng)n≥15和n≤14時的解析式,綜合即可得答案.
(2)(i)X可取44,52,60,分別求得各個概率,列出分布列,代入公式,即可得數(shù)學(xué)期望及方差;
(ii)求得購進(jìn)16枝時利潤Y的的期望,比較即可得答案.
【詳解】解∶(1)當(dāng)n≥15時,,
當(dāng)n≤14時,,
得,n∈N.
(2)(i)X可取44,52,60,
P(X=44)=0.1,P(X=52)=0.3,P(X=60)=0.6,
X的分布列為
,
(ii)花店一天購進(jìn)16枝玫瑰花,Y表示當(dāng)天的利潤(單位∶元),
那么Y的分布列為
購進(jìn)16枝時,當(dāng)天的利潤的期望為,
因?yàn)?6>55.2,所以應(yīng)購進(jìn)15枝.
22.甲、乙兩種品牌的手表,它們的日走時誤差分別為、(單位:秒),其分布列為
甲品牌走時誤差分布列
乙品牌走時誤差分布列
式比較甲乙兩種品牌的性能.
【答案】甲乙走時誤差均值相同,甲的方差較小,性能更穩(wěn)定.
【分析】由分布列的性質(zhì)求出a,b的值,計算并比較的值即可判斷作答.
【詳解】由分布列的性質(zhì)知,,解得,,解得,
于是得,,
從而得,即甲乙走時誤差均值相同;
,,
從而得,即甲的方差較小,走時更穩(wěn)定,
所以甲乙走時誤差均值相同,甲的方差較小,性能更穩(wěn)定.
X
1
3
5
P
0.5
m
0.2
X
0
1
2
3
p
m
0.4
n
0.2
X
0
2
4
P
a
0
1
0.2
X
0
1
P
0
1
2
P
2a
a
2a
b
0
1
4
P
a
4a
b
X
0
1
P
a
b
X
1
2
3
P
a
2b
a
X
0
1
2
3
4
P
q
0.4
0.1
0.2
0.2
X
1
2
3
P
a
b
0
1
2
-1
0
1
P
日需求量n
13
14
15
16
17
18
19
頻數(shù)
10
30
20
14
12
8
6
X
44
52
60
P
0.1
0.3
0.6
Y
40
48
56
64
P
0.1
0.3
0.2
0.4
0
1
0.8
0.1
0
1
2
0.1
0.2
0.4
0.1
這是一份人教A版 (2019)選擇性必修 第三冊7.3 離散型隨機(jī)變量的數(shù)字特征優(yōu)秀習(xí)題,文件包含人教A版數(shù)學(xué)高二選擇性必修第三冊731離散型隨機(jī)變量的均值分層作業(yè)原卷版docx、人教A版數(shù)學(xué)高二選擇性必修第三冊731離散型隨機(jī)變量的均值分層作業(yè)解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共31頁, 歡迎下載使用。
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