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期末核心考点 二项式分布与超几何分布
一.选择题(共7小题)
1.(2025 武昌区模拟)已知服从二项分布的似然函数为(其中p表示成功的概率,n为样本总数,k为成功次数).现有一个研究团队研究发现概率p与参数θ(0<θ<1)的取值有关,该团队提出函数模型为,在统计学中,若参数θ=θ0时使得概率L(p)最大,则称θ0是θ的最大似然估计.若n=20,k=5,根据这一原理和该团队提出的函数模型可以求出θ的最大似然估计,其最大似然估计θ0为( )
A. B. C. D.
2.(2025 晋中模拟)如图所示,已知一质点在外力的作用下,从原点O出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为,若该质点每次移动一个单位长度,则经过3次移动后,该质点位于1处的概率为( )
A. B. C. D.
3.(2025春 北京校级期中)一袋中有6个大小相同的黑球,编号为1,2,3,4,5,6,还有4个同样大小的白球,编号为7,8,9,10,现从中任取4个球.则下列结论中不正确的是( )
A.取出的最大号码X不服从超几何分布
B.取出的黑球个数Y服从超几何分布
C.取出2个白球的概率为
D.若取出一个黑球记2分,取出一个白球记1分,则总得分最大的概率为
4.(2025春 龙岗区校级期中)设随机变量X~B(n,p),且E(X)=1,,则P(X=1)的值为( )
A. B. C. D.
5.(2025 江苏校级模拟)一不均匀硬币抛掷一次,正面向上概率为p,设抛掷五次正面向上次数为随机变量X,P(X=1)=P(X=2),则p=( )
A. B. C. D.
6.(2025 江苏校级三模)设随机变量X服从二项分布,则函数存在零点的概率是( )
A. B. C. D.
7.(2025 章丘区模拟)已知随机变量,若E(X)=4,则D(X)=( )
A. B.1 C.2 D.4
二.多选题(共3小题)
(多选)8.(2025 湖南三模)下列说法正确的是( )
A.数据1,3,5,7,9,11,13的第80百分位数为11
B.已知随机变量,设η=3ξ+1,则η的方差D(η)=12
C.用简单随机抽样的方法从51个个体中抽取2个个体,则每个个体被抽到的概率都是
D.若样本数据x1,x2, ,xn的平均数为2,则2x1+3,2x2+3, ,2xn+3的平均数为8
(多选)9.(2025春 九龙坡区校级期中)已知随机变量X,Y满足X~B(4,p),且,且X+Y=1,则( )
A. B. C. D.
(多选)10.(2025 山东校级一模)下列说法正确的是( )
A.数据2,1,3,4,2,5,4,1的第45百分位数是4
B.若数据x1,x2,x3, ,xn的标准差为s,则数据2x1,2x2,2x3, ,2xn的标准差为4s
C.随机变量X服从正态分布N(1,2),若,则
D.随机变量Y服从二项分布B(4,p),若方差,则
三.填空题(共3小题)
11.(2025 广东校级二模)已知一袋中有标有号码1、2、3、4的卡片各一张,每次从中取出一张,记下号码后放回,当四种号码的卡片全部取出时即停止,则恰好取6次卡片时停止的概率为 .
12.(2025春 百色校级期中)设随机变量,且E(X)>1.若8名团员中有名男生,从这8人中选出4名代表,记选出的代表中男生的人数为Y,则P(Y=3)= .
13.(2025春 芗城区校级期中)一个盒子里有1红1绿4黄六个除颜色外均相同的球,每次拿一个,共拿三次,记拿到黄色球的个数为X.若取球过程是有放回的,则事件{X=1}发生的概率为 .
四.解答题(共2小题)
14.(2025 甘肃模拟)设有6个白球和4个红球混合后装入袋中,从这10个球中任取5个.
(1)在有放回的情况下,求这5个球中恰有3个白球的概率;
(2)在不放回的情况下,求这5个球中恰有3个白球的概率;
(3)在不放回的情况下,求第3个球为白球的概率.
15.(2025春 泉州期中)某种电子玩具按下按钮后,会出现红球或绿球.已知按钮第一次按下后,出现红球与绿球的概率都是,从按钮第二次按下起,若前次出现红球,则下一次出现红球、绿球的概率分别为,,若前一次出现绿球,则下一次出现红球,绿球的概率分别为,,记第n(n∈N,n≥1)次按下按钮后出现红球的概率为 Pn.
(1)求P2的值;
(2)若n∈N,n≥2,试用Pn﹣1,表示Pn.
期末核心考点 二项式分布与超几何分布
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.(2025 武昌区模拟)已知服从二项分布的似然函数为(其中p表示成功的概率,n为样本总数,k为成功次数).现有一个研究团队研究发现概率p与参数θ(0<θ<1)的取值有关,该团队提出函数模型为,在统计学中,若参数θ=θ0时使得概率L(p)最大,则称θ0是θ的最大似然估计.若n=20,k=5,根据这一原理和该团队提出的函数模型可以求出θ的最大似然估计,其最大似然估计θ0为( )
A. B. C. D.
【考点】n重伯努利试验与二项分布.
【专题】函数思想;转化法;导数的综合应用;概率与统计;运算求解.
【答案】B
【分析】令f(p)=lnL(p),利用对数的运算性质变形,再由导数求最值,即可求解最大似然估计θ0.
【解答】解:lnL(p)=ln[].
令f(p)=lnklnp+(n﹣k)ln(1﹣p),
则f′(p),令f′(p)=0,得最大值点p,
所以参数p的极大似然估计值为.
在团队提出函数模型中,可知p(θ)在(0,1)内单调递增,
令p(θ),解得.
故最大似然估计θ0为.
故选:B.
【点评】本题考查n重伯努利试验与二项分布,考查对数的运算性质,是中档题.
2.(2025 晋中模拟)如图所示,已知一质点在外力的作用下,从原点O出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为,若该质点每次移动一个单位长度,则经过3次移动后,该质点位于1处的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】n重伯努利试验与二项分布;相互独立事件和相互独立事件的概率乘法公式.
【专题】整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】B
【分析】证明质点从原点O出发,移动到1处时,向左移动了一次,向右移动了两次,记向左移动的次数为X,利用独立事件的概率乘法公式求解即可.
【解答】解:质点从原点O出发,移动到1处时,向左移动了一次,向右移动了两次,
记向左移动的次数为X,
则,
即经过3次移动后,该质点位于1处的概率为.
故选:B.
【点评】本题主要考查了独立事件的概率乘法公式,属于基础题.
3.(2025春 北京校级期中)一袋中有6个大小相同的黑球,编号为1,2,3,4,5,6,还有4个同样大小的白球,编号为7,8,9,10,现从中任取4个球.则下列结论中不正确的是( )
A.取出的最大号码X不服从超几何分布
B.取出的黑球个数Y服从超几何分布
C.取出2个白球的概率为
D.若取出一个黑球记2分,取出一个白球记1分,则总得分最大的概率为
【考点】超几何分布.
【专题】转化思想;定义法;概率与统计;运算求解.
【答案】C
【分析】利用超几何分布的定义判断AB;求出给定事件的概率判断CD.
【解答】解:超几何分布是在N个对象(包含M个特定对象)中随机不放回取出n个对象,
含有特定对象数ξ的概率分布,被取出的n个对象中特定对象数ξ是变化的,
任意取出的4个号码,最大号码都只有1个,个数保持不变,X不服从超几何分布,故A正确;
取出的黑球个数Y服从超几何分布,故B正确;
取出2个白球的概率为,故C错误;
根据已知可得取出四个黑球的总得分最大,概率为,故D正确.
故选:C.
【点评】本题考查超几何分布,属于中等题.
4.(2025春 龙岗区校级期中)设随机变量X~B(n,p),且E(X)=1,,则P(X=1)的值为( )
A. B. C. D.
【考点】n重伯努利试验与二项分布;离散型随机变量的均值(数学期望).
【专题】方程思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】A
【分析】根据二项分布的数学期望和方差公式列方程组计算n,p,再计算出P(X=1).
【解答】解:由题意可得:,解得:,
所以P(X=1).
故选:A.
【点评】本题考查了二项分布的性质,属于基础题.
5.(2025 江苏校级模拟)一不均匀硬币抛掷一次,正面向上概率为p,设抛掷五次正面向上次数为随机变量X,P(X=1)=P(X=2),则p=( )
A. B. C. D.
【考点】n重伯努利试验与二项分布.
【专题】整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】B
【分析】根据已知有X B(5,p),应用二项分布的概率公式及已知列方程求p.
【解答】解:由题意可知,X B(5,p),
因为P(X=1)=P(X=2),
所以,
解得.
故选:B.
【点评】本题主要考查了二项分布的概率公式,属于基础题.
6.(2025 江苏校级三模)设随机变量X服从二项分布,则函数存在零点的概率是( )
A. B. C. D.
【考点】n重伯努利试验与二项分布.
【专题】计算题;概率与统计.
【答案】C
【分析】由独立重复试验的概率的求法及二项分布得:P(X≤5)=1﹣P(X=6)=1,得解.
【解答】解:因为函数存在零点,
则(2)2﹣4X≥0,
所以X≤5,
则P(X≤5)=1﹣P(X=6)=1,
故选:C.
【点评】本题考查了独立重复试验的概率的求法及二项分布,属中档题.
7.(2025 章丘区模拟)已知随机变量,若E(X)=4,则D(X)=( )
A. B.1 C.2 D.4
【考点】二项分布的均值(数学期望)与方差.
【专题】对应思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】C
【分析】利用二项分布的期望公式求出n的值,然后利用二项分布的方差公式可求得D(X)的值.
【解答】解:因为随机变量,且E(X)=4,
所以,解得n=8,
所以.
故选:C.
【点评】本题考查二项分布的期望与方差,属于基础题.
二.多选题(共3小题)
(多选)8.(2025 湖南三模)下列说法正确的是( )
A.数据1,3,5,7,9,11,13的第80百分位数为11
B.已知随机变量,设η=3ξ+1,则η的方差D(η)=12
C.用简单随机抽样的方法从51个个体中抽取2个个体,则每个个体被抽到的概率都是
D.若样本数据x1,x2, ,xn的平均数为2,则2x1+3,2x2+3, ,2xn+3的平均数为8
【考点】二项分布的均值(数学期望)与方差;平均数;百分位数;相互独立事件的概率乘法公式.
【专题】整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】AB
【分析】利用第p百分位数意义计算判断A;利用二项分布的方差公式及方差的性质计算判断B;求出简单随机抽样的概率公式计算判断C;利用平均数的性质计算判断D作答.
【解答】解:对于选项A,因为7×80%=5.6,
所以第80百分位数为11,故A正确;
对于选项B,因为,
所以,
所以D(η)=9D(ξ)=12,故B正确;
对于选项C,简单随机抽样,从51个个体中抽取2个个体,每个个体被抽到的概率相等,都是,故C错误;
对于选项D,因为样本数据x1,x2, ,xn的平均数为2,
所以2x1+3,2x2+3, ,2xn+3的平均数为2×2+3=7,故D错误.
故选:AB.
【点评】本题主要考查了百分位数的定义,考查了二项分布的方差公式,以及平均数和方差的性质,属于基础题.
(多选)9.(2025春 九龙坡区校级期中)已知随机变量X,Y满足X~B(4,p),且,且X+Y=1,则( )
A. B. C. D.
【考点】二项分布的均值(数学期望)与方差.
【专题】转化思想;转化法;概率与统计;运算求解.
【答案】AD
【分析】根据题意,利用二项分布的期望与方差的公式,以及期望与方差的运算性质,逐项判定,即可求解.
【解答】解:由随机变量X满足X~B(4,p),且,可得,解得,
对于A中,由,所以A正确;
对于B中,因为X+Y=1,即Y=1﹣X,可得,所以B错误;
对于C中,由,所以C错误;
对于D中,由Y=1﹣X,可得,所以D正确.
故选:AD.
【点评】本题主要考查二项分布的应用,属于基础题.
(多选)10.(2025 山东校级一模)下列说法正确的是( )
A.数据2,1,3,4,2,5,4,1的第45百分位数是4
B.若数据x1,x2,x3, ,xn的标准差为s,则数据2x1,2x2,2x3, ,2xn的标准差为4s
C.随机变量X服从正态分布N(1,2),若,则
D.随机变量Y服从二项分布B(4,p),若方差,则
【考点】二项分布的均值(数学期望)与方差;正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义;百分位数;n重伯努利试验与二项分布.
【专题】整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】CD
【分析】根据百分位数的计算方法,可判定A错误;根据方差的性质,可判定B正确;根据正态分布曲线的对称性,可判定C正确;根据二项分布性质和概率的计算公式,可判定D正确.
【解答】解:对于A,数据从小到大排列为1,1,2,2,3,4,4,5,
因为8×45%=3.6,
所以数据的第45分位数为2,故A错误;
对于B,因为数据x1,x2,x3, ,xn的标准差为s,
所以数据2x1,2x2, ,2xn的标准差为,故B错误;
对于C,随机变量X服从正态分布N(1,2),且,
所以,故C正确;
对于D,随机变量X服从二项分布B(4,p),且,
可得,
解得或,
当时,可得,
当时,可得,
综上可得,,故D正确.
故选:CD.
【点评】本题主要考查了百分位数的定义,考查了标准差的性质,以及正态分布曲线的对称性,属于基础题.
三.填空题(共3小题)
11.(2025 广东校级二模)已知一袋中有标有号码1、2、3、4的卡片各一张,每次从中取出一张,记下号码后放回,当四种号码的卡片全部取出时即停止,则恰好取6次卡片时停止的概率为 .
【考点】n次独立重复试验中恰好发生k次的概率.
【专题】计算题;分类讨论;分析法;概率与统计;数学抽象;运算求解.
【答案】
【分析】恰好取6次卡片时停止,说明前5次出现了3种号码且前6次出现第四种号码.分两类,三种号码出现的次数分别为3,1,1或者2,2,1.每类中可以分步完成,先确定三种号码卡片出现顺序为种,再分别确定这三种号码卡片出现的位置(注意平均分组问题),最后让第四种号码卡片出现有一种方法,相乘可得,最后根据古典概型求概率即可.
【解答】解:由分步计数原理知,每次从中取出一张,记下号码后放回,进行6次一共有46种不同的取法.
恰好取6次卡片时停止,说明前5次出现了3种号码且第6次出现第4种号码,三种号码出现的次数分别为3,1,1或者2,2,1.
三种号码分别出现3,1,1且6次时停止的取法由,
三种号码分别出现2,2,1且6次时停止的取法由,
由分步加法计数原理知恰好取6次卡片时停止,共有240+360=600种取法,
所以恰好取6次卡片时停止的概率为P,
故答案为.
【点评】本题主要考查了概率的求法,计数原理等基础知识,考查了排列组合的应用,难点在于平均分组问题,属于难题.
12.(2025春 百色校级期中)设随机变量,且E(X)>1.若8名团员中有名男生,从这8人中选出4名代表,记选出的代表中男生的人数为Y,则P(Y=3)= .
【考点】二项分布的均值(数学期望)与方差.
【专题】转化思想;转化法;概率与统计;运算求解.
【答案】.
【分析】根据二项分布的均值与方差公式,求出p的值,再用超几何分布即可解题.
【解答】解:由二项分布的方差公式可知,,解得或,
又E(X)=3p>1,则,可得,则,
所以有5名男生.
记选出的代表中男生的人数为Y,
所以.
故答案为:.
【点评】本题主要考查据二项分布的均值与方差公式,属于基础题.
13.(2025春 芗城区校级期中)一个盒子里有1红1绿4黄六个除颜色外均相同的球,每次拿一个,共拿三次,记拿到黄色球的个数为X.若取球过程是有放回的,则事件{X=1}发生的概率为 .
【考点】n重伯努利试验与二项分布.
【专题】整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】.
【分析】有放回取球时,可以得到X服从二项分布,利用二项分布概率公式计算即可.
【解答】解:有放回取球时,每次取到黄球的概率都是,
则X~B(3,),
所以P(X=1).
故答案为:.
【点评】本题主要考查了二项分布的概率公式,属于基础题.
四.解答题(共2小题)
14.(2025 甘肃模拟)设有6个白球和4个红球混合后装入袋中,从这10个球中任取5个.
(1)在有放回的情况下,求这5个球中恰有3个白球的概率;
(2)在不放回的情况下,求这5个球中恰有3个白球的概率;
(3)在不放回的情况下,求第3个球为白球的概率.
【考点】n重伯努利试验与二项分布.
【专题】计算题;整体思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】(1).
(2).
(3).
【分析】(1)在有放回的情况下,每一次取到白球的概率,再利用二项分布的概率公式求解.
(2)利用古典概型的概率公式求解.
(3)若第3个球为白球,则有三种情况:①白,白,白,②白,红,白,③红,白,白,④红,红,白,结合独立事件的概率公式求解.
【解答】解:(1)在有放回的情况下,每一次取到白球的概率为,
所以这5个球中恰有3个白球的概率P.
(2)在不放回的情况下,这5个球中恰有3个白球的概率P.
(3)在不放回的情况下,若第3个球为白球,则有四种情况:①白,白,白,②白,红,白,③红,白,白,④红,红,白,
所以所求概率P.
【点评】本题主要考查了独立事件的概率乘法公式,考查了古典概型的概率公式,属于基础题.
15.(2025春 泉州期中)某种电子玩具按下按钮后,会出现红球或绿球.已知按钮第一次按下后,出现红球与绿球的概率都是,从按钮第二次按下起,若前次出现红球,则下一次出现红球、绿球的概率分别为,,若前一次出现绿球,则下一次出现红球,绿球的概率分别为,,记第n(n∈N,n≥1)次按下按钮后出现红球的概率为 Pn.
(1)求P2的值;
(2)若n∈N,n≥2,试用Pn﹣1,表示Pn.
【考点】n次独立重复试验中恰好发生k次的概率.
【专题】计算题;方程思想;综合法;概率与统计;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1);
.
【分析】(1)根据条件概率分别求出第1次出现红球、绿球情况下第2次出现红球的概率,利用全概率公式计算即可;
(2)根据条件概率分别求出第n﹣1次出现红球、绿球情况下第n次出现红球的概率,利用全概率公式计算即可.
【解答】解:(1)设A1=第1次出现红球,A2=第1次出现绿球,B=第2次出现红球,
则,,,
由全概率公式得.
(2)设C1=第n﹣1次出现红球,C2=第n﹣1次出现绿球,D=第n次出现红球,
则P(C1)=Pn﹣1,P(C2)=1﹣Pn﹣1,,,
由全概率公式得Pn=P(D)=P(C1)P(D|C1)+P(C2)P(D|C2)
(n∈N,n≥1).
【点评】本题主要考查概率统计中的递推关系,全概率公式及其应用等知识,属于中等题.
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