第七章 随机变量及其分布 专题三 利用二项分布和结合不等式组求解随机变量的分布列和概率最大值 2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第三册

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名称 第七章 随机变量及其分布 专题三 利用二项分布和结合不等式组求解随机变量的分布列和概率最大值 2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第三册
格式 docx
文件大小 520.6KB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-05-14 17:28:54

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随机变量及其分布 专题三 利用二项分布和结合不等式组求解随机变量的分布列和概率最大值
2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性第三册
一、单选题
1.高三某班有的学生数学成绩优秀,若从班中随机找出名学生,那么其中数学成绩优秀的学生数,则取最大值时的值为( )
A. B. C. D.
2.某人在次射击中击中目标的次数为,且,记,若是唯一的最大值,则的值为( )
A.5.6 B.6.4 C.7.2 D.8
二、多选题
3.高尔顿钉板(或高尔顿板)是英国生物统计学家高尔顿设计的用来研究随机现象的模型.某游乐场根据“高尔顿钉板”模型,仿制了一款如图的游戏机:玩家投入一枚游戏币后,机器从上方放下一颗半径适当的小球,小球等可能的从第1层由2个钉子(图中圆点)隔出的3个空隙中落下,碰撞到下一层的钉子后等可能地从碰撞到的钉子左边或右边落下,如此继续下去,最后落入编号为①②…⑧的槽内,然后根据落下的结果发放奖品.设小球落入编号①②…⑧的槽内概率分别为则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的最大值为 D.的最小值为
4.若随机变量,记为恰好发生k次()的概率,下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.当或6时,取得最大值
三、填空题
5.抛掷一枚质地均匀的骰子,观察骰子朝上面的点数,并制定如下规则:当点数为时得1分,当点数为1,6时得3分.多次抛掷这枚骰子,将每次得分相加的结果作为最终得分.若抛掷2次骰子,最终得分为,则随机变量的期望是 ;若抛掷50次骰子,记得分恰为分的概率为,则当取最大值时的值为 .
四、解答题
6.甲、乙运动员进行乒乓球选拔赛,每场比赛采用7局4胜制(即有一运动员先胜4局即获胜,比赛结束).比赛排名采用积分制,积分规则如下:比赛中,以或取胜的运动员积5分,负者积0分,以取胜的运动员积4分,负者积1分,以取胜的运动员积3分,负者积2分.已知知甲、乙两人比赛,甲每局获胜的概率为.
(1)甲、乙两人比赛1场后,求甲的积分X的概率分布列和数学期望;
(2)甲、乙两人比赛2场后,求两人积分不相等的概率.
7.杭州第19届亚运会于2023年9月23日至2023年10月8日举行,国球再创辉煌,某校掀起乒乓球运动热潮,组织乒乓球运动会.现有甲乙两人进行乒乓球比赛,比赛采取7局4胜制,每局为11分制,每赢一球得一分.
(1)已知某局比赛中双方比分为,此时甲先连续发球2次,然后乙连续发球2次,甲发球时甲得分的概率为0.4.乙发球时乙得分的概率为0.5,各球的结果相互独立,求该局比赛甲以获胜的概率;
(2)已知在本场比赛中,前两局甲获胜,在后续比赛中每局比赛甲获胜的概率为,乙获胜的概率为,且每局比赛的结果相互独立,两人又进行了X局后比赛结束,求X的分布列与数学期望.
8.为了丰富在校学生的课余生活,某校举办了一次趣味运动会活动,学校设置项目A“毛毛虫旱地龙舟”和项目B“袋鼠接力跳”.甲、乙两班每班分成两组,每组参加一个项目,进行班级对抗赛.第一个比赛项目A采取五局三胜制(即有一方先胜3局即获胜,比赛结束);第二个比赛项目B采取领先3局者获胜,每局不存在平局.假设在项目A中甲班每一局获胜的概率为,在项目B中甲班每一局获胜的概率为,且每一局之间没有影响.
(1)求甲班在项目A中获胜的概率;
(2)若第二个比赛项目B进行了7局,仍然没有人领先3局,比赛结束,领先者也获胜.现比赛已经进行了2局,甲班2局全输.设甲班在第二个比赛项目B中参加总局数为X、求随机变量X的分布列及期望.
9.甲、乙两人进行围棋比赛,每局胜者得1分,负者得0分,约定一方比另一方多3分或比赛满7局时结束,并规定:当一方比另一方多3分或比赛满7局时,得分多的一方才算赢.假设在每局比赛中不存在平局,且甲每局获胜的概率为,各局比赛相互独立.已知前3局中,甲胜1局,乙胜2局,两人又打了局后比赛结束.
(1)求甲获得这次比赛胜利的概率;
(2)求的分布列及期望.
10.在刚刚结束的巴黎奥运会中,国球再创辉煌,包揽全部5枚金牌,其中最惊险激烈的就是男单 决赛,中国选手樊振东对战日本选手张本智和.比赛采取7局4胜制,每局为11分制,每赢一球得一分.
(1)樊振东首局失利,第二局比赛双方打到 平,此时张本智和连续发球2次,然后樊振东连续发球2次,根据以往比赛结果统计,樊振东发球时他自己得分的概率为0.6. 张本智和发球时樊振东得分的概率为0.5,各球的结果相互独立,遗憾的是该局比赛樊振东最终以 落败,求其以该比分落败的概率;
(2)在本场比赛中,张本智和先以 领先,根据以往比赛结果统计,在后续的每局比赛中樊振东获胜的概率为,张本智和获胜的概率为,且每局比赛的结果相互独立,
(ⅰ)假设两人又进行了 局后比赛结束,求 的分布列与数学期望.
(ⅱ)最后樊振东以 拿下了本场比赛,成功晋级半决赛,有媒体报道樊振东从 到实现了“惊天逆转”,同学们也认同这个说法么?请结合本题中的数据简要说明你的理由.
11.“分布式计算系统”是由多台计算机组成的用以提高计算效率的计算机系统.在一个分布式计算系统中,若一次计算中发生故障的计算机数不超过总计算机数的,则称这次计算是“优质计算”,某科技公司采购了一批共计台计算机用于搭建分布式计算系统,每台计算机的故障率均为.
(1)若,,记为一次计算中正常运行的计算机数量,求的分布列和数学期望;
(2)若,,请估计一次计算中正常运行的计算机数量最有可能是多少?
参考答案
题号 1 2 3 4
答案 B B ABC ABC
1.B
【分析】根据概率公式应用最大值列不等式组计算求出的值.
【详解】由已知,,,,,,,
所以由
得:
解得,又因为,所以.
故选:B.
2.B
【分析】根据给定条件,列出不等式求出,再利用二项分布的期望公式计算得解.
【详解】依题意,,
由是唯一的最大值,得,即,
则,整理得,解得,
而,因此,所以.
故选:B
【点睛】关键点点睛:本题求解的关键是列出不等式,利用组合数公式变形求解.
3.ABC
【分析】利用利用独立重复试验的概率公式和对称性求出.
【详解】依题意:小球从最上层3个缝隙落下的概率都相等,往后每一层左右两边落下的概率相同,由对称性可知,
,,
,,
所以A,B正确,

,故C正确,D错误.
故选:ABC.
4.ABC
【分析】根据二项分布的概率公式,即可判断AB;根据概率公式,化简,再根据二项式定理,求得公式,利用赋值法,即可判断C;根据不等式且,即可判断D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,,
即,故B正确;
对于C,,

,两边求导数,

令,得,
,故C正确;
对于D,设最大,则,得,
即当时,取得最大值,故D错误.
故选:ABC
【点睛】关键点点睛:本题的关键是C选项,需利用导数求系数的和.
5. 或
【分析】分析抛一次骰子得1分以及得3分的概率,从而计算最终得分的概率,计算期望值;设得1分的次数为,计算得1分次数为次时总得分为分的概率,列不等式组计算概率最大时的值,从而求出的值.
【详解】抛一次骰子得1分的概率为,得3分的概率为,
的可能取值为,,,

则随机变量的期望是;
记得1分的次数为,则得3分的次数为,
因此抛掷50次骰子,所得总分为,
则得1分的次数为次时总分得n分的概率为,,若取最大,则
,可得,
因为,所以,或,
当时,,
当时,,
故答案为:①;②或.
【点睛】思路点睛:得分由扔骰子过程中出现1分的次数和出现3分的次数决定,所以求得分的概率先设出现1分的次数,再计算的概率,列不等式组求出概率最大的的值,再计算.
6.(1)分布列见解析;
(2)
【分析】(1)确定X的可能取值,求出每个值对应的概率,即可得分布列,计算得期望;
(2)计算两人2场比赛后积分相等的情况,计算出此时概率,根据对立事件的概率计算,可求得答案.
【详解】(1)由题意知:甲的积分X可能是 ,
则,,
,,
,,
故X的分布列为:
X 0 1 2 3 4 5
P
所以 ;
(2)记“甲、乙两人比赛2场后,两人积分相等”的事件为A,
第i 场比赛甲、乙两人的积分分别为 ,则,
由两人积分相等得,
故,故,

,
故两人积分不相等的概率为 .
7.(1);
(2)分布列见解析,数学期望为.
【分析】(1)根据给定条件,利用相互独立事件、互斥事件的概率公式计算即得.
(2)求出X的所有可能值及各个值对应的概率,列出分布列并求出数学期望即得.
【详解】(1)在比分为后甲先发球的情况下,甲以获胜的情况分三种:
第一种:后四球胜方依次为甲乙甲甲,概率为,
第二种:后四球胜方依次为乙甲甲甲,概率为,
第三种:后四球胜方依次为甲甲乙甲,概率为,
所以所求事件的概率为:.
(2)随机变量X的可能取值为2,3,4,5,
,,


所以X的分布列为
X 2 3 4 5
P
数学期望.
8.(1)
(2)分布列见解析,
【分析】(1)根据甲班在项目A中获胜对应的事件,利用互斥事件的加法公式和独立事件的乘法公式计算即可;
(2)由总局数X可能的取值,计算相应的概率,列出分布列,计算期望.
【详解】(1)记“甲班在项目A中获胜”为事件A,比分有,,三种情况,
则,
所以甲班在项目A中获胜的概率为.
(2)甲班在第二个比赛项目B中参加比赛总局数,
表示乙班获胜,表示乙班获胜,表示甲班获胜或乙班获胜或没有人领先3局,
,,,
所以X的分布列如下:
X 3 5 7
所以.
9.(1)
(2)分布列详见解析,数学期望为
【分析】(1)根据甲先得分的情况进行分类讨论,由此求得甲获胜的概率.
(2)根据的取值进行分类讨论,由相互独立事件概率计算公式计算出分布列并求得数学期望.
【详解】(1)情况1:在接下来的比赛中,甲连赢局,则甲获胜,
概率为;
情况2:在接下来的比赛中,甲赢局,乙赢局,
概率为.
所以甲获得这次比赛胜利的概率为.
(2)的可能取值为,
时,在接下来的比赛中,乙连赢局,
所以,则,
所以的分布列为:
数学期望.
10.(1)
(2)(i)分布列见解析,数学期望为.
(ii)答案见解析.
【分析】(1)根据给定条件,利用相互独立事件、互斥事件的概率公式计算即可.
(2)(i)求出的所有可能值及各个值对应的概率,列出分布列并求出数学期望即可; (ii)求出张本智和胜的概率、樊振东以 赢得比赛的概率即可得解.
【详解】(1)在比分为后张本智和先发球的情况下,樊正东以落败的情况分三种:
第一种:后四球樊正东依次为胜败败败,概率为,
第二种:后四球樊正东依次为败胜败败,概率为,
第三种:后四球樊正东依次为败败胜败,概率为,
所以所求事件的概率为:.
(2)(i)随机变量的可能取值为,
,
,
,

所以的分布列为
2 3 4 5
数学期望为.
(ii)由(i)得,
张本智和胜的概率为,
樊正东胜的概率为,
且张本智和胜的概率大于樊正东胜的概率,
又因为最后樊正东以拿下本场比赛,且获胜的概率为,
所以可以这么说樊正东从到实现“惊天逆转”.
11.(1)分布列见解析,数学期望为
(2)台或台
【分析】(1)由题意可知,,由二项分布可得出随机变量的分布列,利用二项分布的期望公式可得出的值;
(2)设由台计算机组成的分布式计算系统中正常运行的计算机数为,则,解不等式组,其中,,求出的取值范围,即可得出结论.
【详解】(1)由题意可知,,
可得,,
,,
所以,随机变量的分布列如下表所示:
所以,随机变量的数学期望为.
(2)设由台计算机组成的分布式计算系统中正常运行的计算机数为,则.
且,
由得,其中,,
即,解得.
所以同时正常运行的计算机数最有可能是台或台.
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