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- 2021-06-16 发布
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第二章 随机变量及其分布
2.3 离散型随机变量的均值与方差
2.3.2 离散型随机变量的方差
A 级 基础巩固
一、选择题
1.已知随机变量ξ满足 P(ξ=1)=0.3,P(ξ=2)=0.7,则 E(ξ)和 D(ξ)
的值分别为( )
A.0.6 和 0.7 B.1.7 和 0.09
C.0.3 和 0.7 D.1.7 和 0.21
解析:E(ξ)=1×0.3+2×0.7=1.7,D(ξ)=(1.7-1)2×0.3+(1.7-
2)2×0.7=0.21.
答案:D
2.已知 X 的分布列为:
X -1 0 1
P 0.5 0. 3 0.2
则 D(X)等于( )
A.0.7 B.0.61
C.-0.3 D.0
解析:E(X)=-1×0.5+0×0.3+1×0.2=-0.3,D(X)=(-1+0.3)2
×0.5+(0+0.3)2×0.3+(1+0.3)2×0.2=0.61.
答案:B
3.甲、乙两个运动员射击命中环数ξ、η的分布列如下表.其中射
击比较稳定的运动员是( )
环数 k 8 9 10
P(ξ=k) 0.3 0.2 0.5
P(η=k) 0.2 0.4 0.4
A.甲 B.乙
C.一样 D.无法比较
解析:E(ξ)=9.2,E(η)=9.2,所以 E(η)=E(ξ),D(ξ)=0.76,D(η)
=0.56<D(ξ),所以乙稳定.
答案:B
4.已知随机变量ξ,η满足ξ+η=8,且ξ服从二项分布ξ~B(10,
0.6),则 E(η)和 D(η)的值分别是( )
A.6 和 2.4 B.2 和 2.4
C.2 和 5.6 D.6 和 5.6
解析:由已知 E(ξ)=10×0.6=6,D(ξ)=10×0.6×0.4=2.4.因为ξ
+η=8,所以η=8-ξ.
所以 E(η)=-E(ξ)+8=2,D(η)=(-1)2D(ξ)=2.4.
答案:B
5.随机变量ξ的分布列如下表,且 E(ξ)=1.1,则 D(ξ)=( )
ξ 0 1 x
P 1
5 p 3
10
A.0.36 B.0.52
C.0.49 D.0.68
解析:先由随机变量分布列的性质求得 p=1
2.
由 E(ξ)=0×1
5
+1×1
2
+ 3
10x=1.1,得 x=2,
所以 D(ξ)=(0-1.1)2×1
5
+(1-1.1)2×1
2
+(2-1.1)2× 3
10
=0.49.
答案:C
二、填空题
6.若事件在一次试验中发生次数的方差等于 0.25,则该事件在一
次试验中发生的概率为________.
解析:在一次试验中发生次数记为ξ,则ξ服从两点分布,则 D(ξ)
=p(1-p),所以 p(1-p)=0.25,解得 p=0.5.
答案:0.5
7.已知 X 的分布列为:
X -1 0 1
P 1
2
1
3
1
6
若η=2X+2,则 D(η)的值为________.
解析:E(X)=-1×1
2
+0×1
3
+1×1
6
=-1
3
,D(X)=5
9
,D(η)=D(2X
+2)=4D(X)=20
9 .
答案:20
9
8.随机变量 X 的分布列如下表:
X 0 1 2
P x y z
其中 x,y,z 成等差数列,若 E(X)=1
3
,则 D(X)的值是________.
解析:E(X)=0×x+1×y+2×z=y+2z=1
3
,
又 x+y+z=1,且 2y=x+z,解得 x=2
3
,y=1
3
,z=0,所以 D(X)
= 0-1
3
2
×2
3
+ 1-1
3
2
×1
3
+ 2-1
3
2
×0=2
9.
答案:2
9
三、解答题
9.已知随机变量 X 的分布列为:
X 0 1 x
P 1
2
1
3 p
若 E(X)=2
3.
(1)求 D(X)的值;
(2)若 Y=3X-2,求 D(Y)的值.
解:由1
2
+1
3
+p=1,得 p=1
6.
又 E(X)=0×1
2
+1×1
3
+1
6x=2
3
,
所以 x=2.
(1)D(X)= 0-2
3
2
×1
2
+ 1-2
3
2
×1
3
+ 2-2
3
2
×1
6
=15
27
=5
9.
(2)因为 Y=3X-2,所以 D(Y)=D(3X-2)=9D(X).
所以 D(Y)= 9D(X)=3 D(X)= 5.
10.每人在一轮投篮练习中最多可投篮 4 次,现规定一旦命中即
停止该轮练习,否则一直试投到 4 次为止.已知一选手的投篮命中率
为 0.7,求一轮练习中该选手的实际投篮次数ξ的分布列,并求出ξ的期
望 E(ξ)与方差 E(ξ)(保留 3 位有效数字).
解:ξ的取值为 1,2,3,4.若ξ=1,表示第一次即投中,故 P(ξ
=1)=0.7;若ξ=2,表示第一次未投中,第二次投中,故 P(ξ=2)=(1
-0.7)×0.7=0.21;若ξ=3,表示第一、二次未投中,第三次投中,故
P(ξ=3)=(1-0.7)2×0.7=0.063;若ξ=4,表示前三次未投中,故 P(ξ
=4)=(1-0.7)3=0.027.
因此ξ的分布列为:
ξ 1 2 3 4
P 0.7 0.21 0.063 0.027
E(ξ)=1×0.7+2×0.21+3×0.063+4×0.027=1.417.
D(ξ)=(1-1.417)2×0.7+(2-1.417)2×0.21+(3-1.417)2×0.063+
(4-1.417)2×0.027=0.513.
B 级 能力提升
1.若ξ是离散型随机变量,P(ξ=X1)=2
3
,P(ξ=X2)=1
3
,且 X1<X2,
又已知 E(ξ)=4
3
,D(ξ)=2
9
,则 X1+X2 的值为( )
A.5
3 B.7
3
C.3 D.11
3
解析:X1,X2 满足
2
3X1+1
3X2=4
3
,
X1-4
3
2
×2
3
+ X2-4
3
2
×1
3
=2
9
,
解得 X1=1,
X2=2
或
X1=5
3
,
X2=2
3.
因为 X1<X2,所以 X1=1,X2=2,所以 X1+X2=3.
答案:C
2.抛掷一枚均匀硬币 n(3≤n≤8)次,正面向上的次数ξ服从二项
分布 B n,1
2 ,若 P(ξ=1)= 3
32
,则方差 D(ξ)=________.
解析:因为 3≤n≤8,ξ服从二项分布 B n,1
2 ,且 P(ξ=1)= 3
32
,
所以 C1n·
1
2
n-1
· 1-1
2 = 3
32
,即 n
1
2
n
= 6
64
,解得 n=6,所以方差 D(ξ)
=np(1-p)=6×1
2
× 1-1
2 =3
2.
答案:3
2
3.有三张形状、大小、质地完全一致的卡片,在每张卡片上写上
0,1,2,现从中任意抽取一张,将其上数字记作 x,然后放回,再抽
取一张,其上数字记作 y,令ξ=x·y.求:
(1)ξ所取各值的分布列;
(2)随机变量ξ的数学期望与方差.
解:(1)随机变量ξ的可能取值有 0,1,2,4,“ξ=0”是指两次
取的卡片上至少有一次为 0,其概率为 P(ξ=0)=1-2
3
×2
3
=5
9
;
“ξ=1”是指两次取的卡片上都标着 1,其概率为 P(ξ=1)=1
3
×1
3
=1
9
;
“ξ=2”是指两次取的卡片上一个标着 1,另一个标着 2,其概率
为 P(ξ=2)=2×1
3
×1
3
=2
9
;
“ξ=4”是指两次取的卡片上都标着 2,其概率为 P(ξ=4)=1
3
×1
3
=1
9.
则ξ的分布列为:
ξ 0 1 2 4
P 5
9
1
9
2
9
1
9
(2)E(ξ)=0×5
9
+1×1
9
+2×2
9
+4×1
9
=1,
D(ξ)=(0-1)2×5
9
+(1-1)2×1
9
+(2-1)2×2
9
+(4-1)2×1
9
=16
9 .
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