章末综合检测(二) 随机变量及其分布
A卷——基本知能盘查卷
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.袋中有2个黑球6个红球, 从中任取两个, 可以作为随机变量的是( )
A.取到球的个数 B.取到红球的个数
C.至少取到一个红球 D.至少取得一个红球的概率
解析:选B 随机变量是随着实验结果变化而变化的变量,只有B满足.
2.袋中有大小相同的5只钢球,分别标有1,2,3,4,5五个号码,有放回地依次取出2个球,设两个球号码之和为随机变量X,则X所有可能值的个数是( )
A.25 B.10
C.9 D.5
解析:选C 由题意,由于是有放回地取,故可有如下情况:若两次取球为相同号码,则有1+1=2,2+2=4,3+3=6,4+4=8,5+5=10,5个不同的和;若两次取球为不同号码,则还有1+2=3,1+4=5,2+5=7,4+5=9这四个和,故共有9个.
3.某同学通过计算机测试的概率为,他连续测试3次,其中恰有1次通过的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 连续测试3次,其中恰有1次通过的概率为p=C12=.
4.已知ξ的分布列为
ξ -1 0 1 2
P
则ξ的均值为( )
A.0 B.-1
C. D.
解析:选D E(ξ)=-1×+0×+1×+2×=.
5.如果随机变量X表示抛掷一个各面分别有1,2,3,4,5,6的均匀的正方体向上面的数字,那么随机变量X的均值为( )
A.2.5 B.3
C.3.5 D.4
解析:选C ∵P(X=k)=(k=1,2,3,…,6),
∴E(X)=1×+2×+…+6×=×(1+2+…+6)=×21=3.5.
6.若某校研究性学习小组共6人,计划同时参观某科普展,该科普展共有甲、乙、丙三个展厅,6人各自随机地确定参观顺序,在每个展厅参观一小时后去其他展厅,所有展厅参观结束后集合返回,设事件A为:在参观的第一个小时时间内,甲、乙、丙三个展厅恰好分别有该小组的2个人;事件B为:在参观的第一个小时时间内,该小组在甲展厅人数恰好为2人.则P(A|B)=( )
A. B.
C. D.
解析:选A 由题意,A发生即甲、乙、丙三个展厅恰好分别有该小组的2个人的情况数有CCC=90种;B发生,共有C·24=240,P(A|B)==.
7.设随机变量X~B(2,p),随机变量Y~B(4,p),若P(X≥1)=,则D(3Y+1)=( )
A. B.4
C.8 D.10
解析:选C 由题意得P(X≥1)=P(X=1)+P(X=2)=Cp(1-p)+Cp2=,
所以p=,则Y~B,
故D(Y)=4××=,
所以D(3Y+1)=9D(Y)=9×=8.
8.在等差数列{an}中,a4=2,a7=-4.现从{an}的前10项中随机取数,每次取出一个数,取后放回,连续抽取3次,假定每次取数互不影响,那么在这三次取数中,取出的数恰好为两个正数和一个负数的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:选D 由a4=2,a7=-4可得等差数列{an}的通项公式为an=10-2n(n=1,2,…,10),{an}的前10项分别为8,6,4,2,0,-2,-4,-6,-8,-10.由题意,三次取数相当于三重伯努利试验,在每次试验中取得正数的概率为,取得负数的概率为,在三次取数中,取出的数恰好为两个正数和一个负数的概率为C×2×1=.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得 6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知随机变量ξ的分布如下:
ξ 1 2 3
P 1-a 2a2
则实数a的值为( )
A.- B.
C. D.-
解析:选BC 由随机变量ξ的分布知
解得a=或a=.
10.甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有6个红球,2个白球和2个黑球,先从甲罐中随机取出1个球放入乙罐,分别以A1,A2,A3表示事件“由甲罐取出的球是红球、白球和黑球”,再从乙罐中随机取出1个球,以B表示事件“由乙罐取出的球是红球”,下列结论正确的是( )
A.事件B与事件A1不相互独立
B.A1,A2,A3是两两互斥的事件
C.P(B|A1)=
D.P(B)=
解析:选ABC 由题意知,A1,A2,A3是两两互斥事件,且P(A1)==,P(A2)==,P(A3)=,
所以P(B|A1)===,
P(B|A2)=,P(B|A3)=,
所以P(B)=P(A1B)+P(A2B)+P(A3B)
=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)
=×+×+×=.
所以A、B、C正确,D不正确.
11.甲、乙两类水果的质量(单位:kg)分别服从正态分布N(μ1,σ),N(μ2,σ),其正态分布的密度曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲类水果的平均质量μ1=0.4 kg
B.甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中于平均值左右
C.甲类水果的平均质量比乙类水果的平均质量小
D.乙类水果的质量服从的正态分布的参数σ2=1.99
解析:选ABC 由题图可知甲图象关于直线x=0.4对称,乙图象关于直线x=0.8对称,所以μ1=0.4,μ2=0.8,μ1<μ2,故A正确,C正确;因为甲图象比乙图象更“瘦高”,所以甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中于平均值左右,故B正确;因为乙图象的最大值为1.99,即=1.99,所以σ2≠1.99,故D错误.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中的横线上)
12.某处有供水龙头5个,调查表示每个水龙头被打开的可能性均为,3个水龙头同时被打开的概率为________.
解析:对5个水龙头的处理可视为做5重伯努利试验,每次试验有2种可能结果:打开或不打开,相应的概率为0.1或1-0.1=0.9,根据题意得3个水龙头同时被打开的概率为C×0.13×0.92=0.008 1.
答案:0.008 1
13.已知随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2),P(ξ≤4)=0.84,则P(ξ<0)=________.
解析:因为P(ξ≤4)=0.84,μ=2,所以P(ξ<0)=P(ξ>4)=1-0.84=0.16.
答案:0.16
14.设一次试验成功的概率为p,进行100次重伯努利试验,当p=________时,成功次数的方差的值最大,其最大值为__________.
解析:成功次数X~B(100,p),
所以D(X)=100p(1-p)≤100×2=25,
当且仅当p=1-p,即p=时,成功次数的方差最大,
其最大值为25.
答案: 25
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)现有6个节目准备参加比赛,其中4个舞蹈节目,2个语言类节目,如果不放回地依次抽取2个节目,求
(1)第1次抽到舞蹈节目的概率;
(2)第1次和第2次都抽到舞蹈节目的概率;
(3)在第1次抽到舞蹈节目的条件下,第2次抽到舞蹈节目的概率.
解:设第1次抽到舞蹈节目为事件A,第2次抽到舞蹈节目为事件B,则第1次和第2次都抽到舞蹈节目为事件AB.
(1)从6个节目中不放回地依次抽取2个的事件数为
A=30,
根据分步计数原理第1次抽到舞蹈节目的事件数为AA=20,
于是P(A)==.
(2)因为第1次和第2次都抽到舞蹈节目的事件数为A=12,
于是P(AB)==.
(3)由(1)(2)可得,在第1次抽到舞蹈节目的条件下,第2次抽到舞蹈节目的概率为
P(B|A)===.
16.(15分)某校从学生会宣传部6名成员(其中男生4人,女生2人)中,任选3人参加某省举办的演讲比赛活动.
(1)设所选3人中女生人数为ξ,求ξ的分布列;
(2)求男生甲或女生乙被选中的概率;
(3)设“男生甲被选中”为事件A,“女生乙被选中”为事件B,求P(B)和P(B|A).
解:(1)ξ的所有可能取值为0,1,2,
依题意得P(ξ=0)==,
P(ξ=1)==,
P(ξ=2)==.
∴ξ的分布列为
ξ 0 1 2
P
(2)设“甲、乙都不被选中”为事件,
则P()===.
∴所求概率为P(C)=1-P()=1-=.
(3)P(B)===,P(B|A)===.
17.(15分)已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24,16,16.现采用分层抽样的方法从中抽取7人,进行睡眠时间的调查.
(1)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人?
(2)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查.用X表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数,求随机变量X的分布列与数学期望.
解:(1)由已知,甲、乙、丙三个部门的员工人数之比为3∶2∶2,由于采用分层抽样的方法从中抽取7人,因此应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取3人,2人,2人.
(2)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3.
P(X=k)=(k=0,1,2,3).
所以随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P
随机变量X的数学期望
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
18.(17分)(2022·全国甲卷)甲、乙两个学校进行体育比赛,比赛共设三个项目,每个项目胜方得10分,负方得0分,没有平局.三个项目比赛结束后,总得分高的学校获得冠军.已知甲学校在三个项目中获胜的概率分别为0.5,0.4,0.8,各项目的比赛结果相互独立.
(1)求甲学校获得冠军的概率;
(2)用X表示乙学校的总得分,求X的分布列与期望.
解:(1)设三个项目比赛中甲学校获胜分别为事件A,B,C,易知事件A,B,C相互独立.甲学校获得冠军,对应事件A,B,C同时发生,或事件A,B,C中有两个发生,故甲学校获得冠军的概率为
P=P(ABC+BC+AC+AB)
=P(ABC)+P(BC)+P(AC)+P(AB)
=0.5×0.4×0.8+(1-0.5)×0.4×0.8+0.5×(1-0.4)×0.8+0.5×0.4×(1-0.8)
=0.16+0.16+0.24+0.04=0.6.
(2)X的取值可以为0,10,20,30.
P(X=0)=0.5×0.4×0.8=0.16,
P(X=10)=(1-0.5)×0.4×0.8+0.5×(1-0.4)×0.8+0.5×0.4×(1-0.8)=0.44,
P(X=20)=(1-0.5)×(1-0.4)×0.8+0.5×(1-0.4)×(1-0.8)+(1-0.5)×0.4×(1-0.8)=0.34,
P(X=30)=(1-0.5)×(1-0.4)×(1-0.8)=0.06.
所以X的分布列为
X 0 10 20 30
P 0.16 0.44 0.34 0.06
所以E(X)=0×0.16+10×0.44+20×0.34+30×0.06=13.
19.(17分)五一劳动节期间,某服装超市举办了一次有奖促销活动,消费不少于600元即可抽奖,抽奖方案有两种,顾客只能选择其中的一种.
方案一:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球3个,黑球7个)的抽奖盒中一次性摸出3个球,中奖规则为:若摸到3个红球,则享受免单优惠;若摸出2个红球,则打6折;若摸出1个红球,则打7折;若没有摸出红球,则不打折.
方案二:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球3个,黑球7个)的抽奖盒中每次随机摸取1球,有放回地连摸3次,每摸到1次红球,立减200元.
(1)若两位顾客均分别消费了600元,且均选择抽奖方案一,试求两位顾客均享受免单优惠的概率;
(2)若某顾客消费恰好满1 000元,试从概率的角度分析该顾客选择哪一种抽奖方案更合算.
解:(1)选择方案一时,若享受免单优惠,则需要摸出3个红球,设“顾客享受免单优惠”为事件A,则P(A)==,
所以两位顾客均享受免单优惠的概率为P=P(A)·P(A)=.
(2)若选择方案一,设该顾客最后付款的金额为X元,则X可能的取值为0,600,700,1 000.
P(X=0)==,P(X=600)==,
P(X=700)==,P(X=1 000)==,
故X的分布列为
X 0 600 700 1 000
P
所以E(X)=0×+600×+700×+1 000×=.
若选择方案二,设该顾客摸到红球的个数为Y,最后付款的金额为Z(单位:元),则Z=1 000-200Y,
由已知可得Y~B,故E(Y)=3×=,
所以E(Z)=E(1 000-200Y)=1 000-200E(Y)=820.
因为E(X)<E(Z),所以该顾客选择方案一更合算.
B卷——高考能力达标卷
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.设随机变量X~N(1,32),若P(X≤c)=P(X>c),则c=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选B 因为P(X≤c)=P(X>c),所以c=1,故选B.
2.随机变量X的分布列如下表,则E(5X+4)等于( )
X 0 2 4
P 0.3 0.2 0.5
A.16 B.11
C.2.2 D.2.3
解析:选A 由已知得E(X)=0×0.3+2×0.2+4×0.5=2.4,故E(5X+4)=5E(X)+4=5×2.4+4=16.故选A.
3.设随机变量ξ~B(n,p),若E(ξ)=2.4,D(ξ)=1.44,则参数n,p的值分别为( )
A.12,0.4 B.12,0.6
C.6,0.4 D.6,0.6
解析:选C E(ξ)=np=2.4,D(ξ)=np(1-p)=1.44,解得n=6,p=0.4.
4.甲、乙两人对同一目标各射击一次,甲命中目标的概率为,乙命中目标的概率为,设命中目标的人数为X,则D(X)等于( )
A. B.
C. D.
解析:选A X的可能取值为0,1,2,
则P(X=0)=×=,
P(X=1)=×+×=,
P(X=2)=×=,
所以E(X)=,D(X)=.
5.对标有不同编号的6件正品和4件次品的产品进行检测,不放回地依次摸出2件.在第一次摸到正品的条件下,第二次也摸到正品的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:选D 记“第一次摸到正品”为事件A,“第二次摸到正品”为事件B,
则P(A)==,P(AB)==.
故P(B|A)==.
6.一接待中心有A,B,C,D四部热线电话,已知某一时刻电话A,B占线的概率为0.5,电话C,D占线的概率为0.4,各部电话是否占线相互之间没有影响,假设该时刻有ξ部电话占线,则P(ξ=2)等于( )
A.0.47 B.0.38
C.0.37 D.0.25
解析:选C P(ξ=2)=C×(0.5)2×(0.6)2+C×(0.4)2×(0.5)2+C×(0.5)2×C×0.4×0.6=0.37.
7.一台机床有的时间加工零件A,其余时间加工零件B.加工零件A时,停机的概率为,加工零件B时,停机的概率是,则这台机床停机的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 假设总时间为1,则在1时间内,加工零件A停机的概率是×=,
加工零件B停机的概率是×=,
所以这台机床停机的概率是+=.
8.某商家进行促销活动,促销方案是顾客每消费1 000元,便可以获得奖券1张,每张奖券中奖的概率为,若中奖,则商家返还中奖的顾客现金1 000元.小王购买一套价格为2 400元的西服,只能得到2张奖券,于是小王补偿50元给一同事购买一件价格为600元的便服,这样小王就得到了3张奖券.设小王这次消费的实际支出为ξ(元),则E(ξ)等于( )
A.1 850 B.1 720
C.1 560 D.1 480
解析:选A 根据题意知,ξ的可能取值为2 450,1 450,450,-550,且P(ξ=2 450)=3=,P(ξ=1 450)=C××2=,P(ξ=450)=C×2×=,P(ξ=-550)=C×3=,∴E(ξ)=2 450×+1 450×+450×+(-550)×=1 850.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得 6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知ξ是离散型随机变量,则下列结论正确的是( )
A.P≤P
B.(E(ξ))2≤E(ξ2)
C.D(ξ)=D(1-ξ)
D.D(ξ2)=D((1-ξ)2)
解析:选ABC 在A中,P=P≤P=P,故A正确;在B中,由数学期望的性质得(E(ξ))2≤E(ξ2),故B正确;在C中,由方差的性质得D(ξ)=D(1-ξ),故C正确;在D中,D(ξ2)≠D((1-ξ)2)=4D(ξ)+D(ξ2),故D错误.故选A、B、C.
10.已知某签盒内有2支不同的礼物签、6支不同的问候签,某寝室8位室友不放回地从该签盒中依次抽签,直到2支礼物签都被取出.记事件Ai表示“第i次取出的是礼物签”,i=1,2,…,8,则下列结论正确的是( )
A.A1和A2是互斥事件 B.P(A2)=
C.A2与A5不相互独立 D.P(A5|A2)=
解析:选BCD 显然事件A1和事件A2可能同时发生,故A错误;由题意知P(A2)==,故B正确;P(A5)==,P(A2A5)==,显然P(A2A5)≠P(A2)P(A5),所以A2与A5不相互独立,故C正确;P(A5|A2)==,故D正确.故选B,C,D.
11.一袋中有大小相同的4个红球和2个白球,则下列结论中正确的是( )
A.从中任取3球,恰有一个白球的概率是
B.从中有放回地取球6次,每次任取一球,则取到红球次数的方差为
C.现从中不放回地取球2次,每次任取1球,则在第一次取到红球后,第二次再次取到红球的概率为
D.从中有放回地取球3次,每次任取一球,则至少有一次取到红球的概率为
解析:选ABD 恰有一个白球的概率P==,故A正确;每次任取一球,取到红球次数X~B,其方差为6××=,故B正确;设A={第一次取到红球},B={第二次取到红球},则P(A)=,P(AB)==,所以P(B|A)==,故C错误;每次取到红球的概率P=,所以至少有一次取到红球的概率为1-3=,故D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中的横线上)
12.一道有5个选项的试题,其中只有一个选项正确,假定应考人知道正确答案的概率为p.如果他最后选对了,那么他确实知道答案的概率是________.
解析:设A={知道答案},B={选择正确},由题意可知
P(B|)=,P(B|A)=1,P(AB)=P(A)=p.
由全概率公式:P(B)=P(B|A)P(A)+P(B|)P()
=p+(1-p)=,
得到:P(A|B)==.
答案:
13.设随机变量ξ的分布列为
ξ 0 1 2
P 1-
则ξ的数学期望的最小值是________.
解析:E(ξ)=0×+1×+2×=2-p,
又因为1>≥0,1≥1-≥0,所以0≤p≤.
所以当p=时,E(ξ)的值最小,E(ξ)=2-=.
答案:
14.(2024·新课标Ⅰ卷)甲、乙两人各有四张卡片,每张卡片上标有一个数字,甲的卡片上分别标有数字1,3,5,7,乙的卡片上分别标有数字2,4,6,8.两人进行四轮比赛,在每轮比赛中,两人各自从自己持有的卡片中随机选一张,并比较所选卡片上数字的大小,数字大的人得1分,数字小的人得0分,然后各自弃置此轮所选的卡片(弃置的卡片在此后的轮次中不能使用).则四轮比赛后,甲的总得分不小于2的概率为____________.
解析:设甲在四轮游戏中的得分分别为X1,X2,X3,X4,四轮的总得分为X.对于任意一轮,甲、乙两人在该轮出示每张牌的概率都均等,其中使得甲获胜的出牌组合有六种,从而甲在该轮获胜的概率P(Xk=1)==,所以E(Xk)=(k=1,2,3,4).从而E(X)=E(X1+X2+X3+X4)=(Xk)==.
记pk=P(X=k)(k=0,1,2,3).
若甲得0分,则组合方式是唯一的:必定是甲出1,3,5,7分别对应乙出2,4,6,8,所以p0==.
若甲得3分,则组合方式也是唯一的:必定是甲出1,3,5,7分别对应乙出8,2,4,6,所以p3==.
而X的所有可能取值是0,1,2,3,故p0+p1+p2+p3=1,p1+2p2+3p3=E(X)=.
所以p1+p2+=1,p1+2p2+=,两式相减即得p2+=,故p2+p3=.
所以甲的总得分不小于2的概率为p2+p3=.
答案:
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)在1,2,3,…,9这9个自然数中,任取3个数,
(1)求这3个数恰有1个偶数的概率;
(2)记X为3个数中两数相邻的组数,如取出的数为1,2,3,则有两组相邻的数1,2和2,3,此时X的值为2,求随机变量X的分布列及其数学期望E(X).
解:(1)设Y表示“任取的3个数中偶数的个数”,则Y服从N=9,M=4,n=3的超几何分布,
所以P(Y=1)==.
(2)X的取值为0,1,2,
P(X=1)==,
P(X=2)==.
P(X=0)=1-P(X=1)-P(X=2)=,
所以X的分布列为
X 0 1 2
P
数学期望E(X)=0×+1×+2×=.
16.(15分)某汽车4S店的销售员的月工资由基础工资和绩效工资两部分组成,基础工资为t(单位:元),绩效工资如下表:
月售车台数 0 1 2 3 4 ≥5
绩效工资 0 0.1t 0.3t 0.5t 0.8t 1.2t
根据以往销售统计,该4S店平均一名销售员月售车台数的概率分布如下表:
月售车台数 0 1 2 3 4 ≥5
概率 0.32 0.28 0.13 0.12 0.09 0.06
(1)求该4S店一名销售员的绩效工资大于0.4t的概率;
(2)若已知该4S店一名销售员上个月工资大于1.2t,求该销售员上个月卖出去3台车的概率;
(3)根据调查,同行业内销售员月平均工资为8 000元,要使该4S店销售员的月工资的期望不低于行业平均水平,基础工资至少应定为多少?(精确到百位)
解:(1)设事件A为“该4S店一名销售员的绩效工资大于0.4t”,则事件A等价于“该销售员月售车台数不小于3”,P(A)=0.12+0.09+0.06=0.27.
(2)设事件B为“该4S店一名销售员上个月工资大于1.2t”,事件C为“该销售员上个月卖出去3台车”,则P(BC)=P(C)=0.12,P(B)=0.13+0.12+0.09+0.06=0.4,故P(C)==0.3.
(3)该4S店一名销售员月工资X的分布列为
X t 1.1t 1.3t 1.5t 1.8t 2.2t
P 0.32 0.28 0.13 0.12 0.09 0.06
所以E(X)=0.32t+0.28×1.1t+0.13×1.3t+0.12×1.5t+0.09×1.8t+0.06×2.2t=1.271t,
由1.271t≥8 000,得t≥6 300,
故基础工资至少应定为6 300元.
17.(15分)在某校举办“青春献礼二十大,强国有我新征程”的知识能力测评中,随机抽查了100名学生,其中共有4名女生和3名男生的成绩在90分以上,从这7名同学中每次随机抽1人在全校作经验分享,每位同学最多分享一次,记第一次抽到女生为事件A,第二次抽到男生为事件B.
(1)求P(B),P(B|A),
(2)若把抽取学生的方式更改为:从这7名学生中随机抽取3人进行经验分享,记被抽取的3人中女生的人数为X,求X的分布列.
解:(1)由题意可得P(A)=,
“第一次抽到女生且第二次抽到男生”为事件AB,“第一次抽到男生且第二次抽到男生”为事件B,
从7个同学中每次不放回地随机抽取2人,试验的样本空间Ω包含n(Ω)=A=7×6=42个等可能的样本点,
因为n(AB)=A×A=4×3=12,n(B)=A×A=6,
所以P(B)===,P(AB)===,故P(B|A)===.
(2)被抽取的3人中女生人数X的取值为0,1,2,3,
P(X=0)==,P(X=1)==,
P(X=2)==,P(X=3)==,
X的分布列:
X 0 1 2 3
P
18.(17分)某银行柜台设有一个服务窗口,假设顾客办理业务所需的时间互相独立,且都是整数分钟,对以往顾客办理业务所需的时间统计结果如下:
办理业务所需的时间/分 1 2 3 4 5
频率 0.1 0.4 0.3 0.1 0.1
从第一个顾客开始办理业务时计时.
(1)估计第三个顾客恰好等待4分钟开始办理业务的概率;
(2)X表示至第2分钟末已办理完业务的顾客人数,求X的分布列及数学期望.
解:设Y表示顾客办理业务所需的时间,用频率估计概率,得Y的分布列如下:
Y 1 2 3 4 5
P 0.1 0.4 0.3 0.1 0.1
(1)A表示事件“第三个顾客恰好等待4分钟开始办理业务”,则事件A对应三种情形:
①第一个顾客办理业务所需的时间为1分钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为3分钟;
②第一个顾客办理业务所需的时间为3分钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为1分钟;
③第一个和第二个顾客办理业务所需的时间均为2分钟.
所以P(A)=P(Y=1)P(Y=3)+P(Y=3)P(Y=1)+P(Y=2)P(Y=2)=0.1×0.3+0.3×0.1+0.4×0.4=0.22.
(2)X所有可能的取值为0,1,2.X=0对应第一个顾客办理业务所需的时间超过2分钟,
所以P(X=0)=P(Y>2)=0.5;
X=1对应第一个顾客办理业务所需的时间为1分钟且第二个顾客办理业务所需的时间超过1分钟,或第一个顾客办理业务所需的时间为2分钟,
所以P(X=1)=P(Y=1)P(Y>1)+P(Y=2)=0.1×0.9+0.4=0.49;
X=2对应两个顾客办理业务所需的时间均为1分钟,
所以P(X=2)=P(Y=1)P(Y=1)=0.1×0.1=0.01.
所以X的分布列为
X 0 1 2
P 0.5 0.49 0.01
E(X)=0×0.5+1×0.49+2×0.01=0.51.
19.(17分)(2024·北京高考)某保险公司为了解该公司某种保险产品的索赔情况,从合同保险期限届满的保单中随机抽取1 000份,记录并整理这些保单的索赔情况,获得数据如下表:
索赔次数 0 1 2 3 4
保单份数 800 100 60 30 10
假设:一份保单的保费为0.4万元;前三次索赔时,保险公司每次赔偿0.8万元;第四次索赔时,保险公司赔偿0.6万元.
假设不同保单的索赔次数相互独立.用频率估计概率.
(1)估计一份保单索赔次数不少于2的概率;
(2)一份保单的毛利润定义为这份保单的保费与赔偿总金额之差.
①记X为一份保单的毛利润,估计X的数学期望E(X);
②如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,试比较这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值与①中E(X)估计值的大小.(结论不要求证明)
解:(1)法一:正面计算 记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,
由索赔次数不少于2,知索赔次数为2,3,4,
所以P(A)===.
法二:反面计算 记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,
由索赔次数不少于2,知可利用间接法计算,
则P(A)=1-=.
(2)①由题知X的所有可能取值为0.4,-0.4,-1.2,-2.0,-2.6,
则P(X=0.4)==0.8,
P(X=-0.4)==0.1,
P(X=-1.2)==0.06,
P(X=-2.0)==0.03,
P(X=-2.6)==0.01,
故E(X)=0.4×0.8-0.4×0.1-1.2×0.06-2.0×0.03-2.6×0.01=0.122(万元).
②如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值比①中E(X)估计值大.
证明如下:
设调整保费后一份保单的毛利润(单位:万元)为Y,则
对于索赔次数为0的保单,Y=0.4×(1-4%)=0.384,
对于索赔次数为1的保单,Y=0.4×(1+20%)-0.8=-0.32,
对于索赔次数为2的保单,Y=-0.32-0.8=-1.12,
对于索赔次数为3的保单,Y=-1.12-0.8=-1.92,
对于索赔次数为4的保单,Y=-1.92-0.6=-2.52,
故E(Y)=0.384×0.8-0.32×0.1-1.12×0.06-1.92×0.03-2.52×0.01=0.125 2(万元).
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