格物学 第七章 随机变量及其分布7.3 离散型随机变量的数字特征

离散型随机变量的方差的性质-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点课后进阶选择题自测题解析-上海市等高三数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-06-07
离散型随机变量的方差的性质-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点课后进阶选择题自测题解析-上海市等高三数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['二项分布的期望和方差', '离散型随机变量的方差的性质', '离散型随机变量的均值或数学期望']

正确率60.0%已知随机变量$${{ξ}{,}{η}}$$满足$$\xi=2 \eta-1,$$且$${{ξ}}$$~$$B ( 1 0, \, \, p ),$$若$$E ( \xi)=8,$$则$$D ( \eta)=$$(

D

A.$${{0}{.}{5}}$$

B.$${{0}{.}{8}}$$

C.$${{0}{.}{2}}$$

D.$${{0}{.}{4}}$$

2、['二项分布与n重伯努利试验', '二项分布的期望和方差', '离散型随机变量的方差的性质']

正确率60.0%设随机变量$${{X}}$$,$${{Y}}$$满足:$$Y=3 X-1$$,$$X \sim B ( 2, p )$$,若$$P ( X \geqslant1 )=\frac{5} {9}$$,则$$D ( Y )=$$(

C

A.$${{3}}$$

B.$$\frac{1} {3}$$

C.$${{4}}$$

D.$$\frac{4} {3}$$

3、['离散型随机变量的均值或数学期望', '离散型随机变量的方差的性质', '离散型随机变量的方差、标准差']

正确率60.0%已知随机变量的分布列为$$P ( X=k )=\frac{1} {4}$$​,$${{k}{=}{1}{,}}$$​$${{2}}$$,$${{3}}$$,$${{4}}$$,则$$D ( 2 X-1 )=$$​(

D

A.$$\frac{5} {4}$$​

B.$$\frac{5} {2}$$​

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

4、['离散型随机变量的分布列及其性质', '离散型随机变量的方差的性质']

正确率60.0%随机变量$${{X}}$$的分布列如表所示,若$$E \left( X \right) \ =\frac{1} {3}$$,则$$D \ ( \ 3 X-2 ) \ =$$(

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {6}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$

C

A.$${{9}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{3}}$$

5、['标准正态分布', '离散型随机变量的方差的性质', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%已知两个随机变量$${{X}{,}{Y}}$$满足$$X+2 Y=4,$$且$$X ~ \sim N ( 1, ~ 2^{2} ),$$则$$E ( Y ), ~ D ( Y )$$的值依次
为(

C

A.$${\frac{3} {2}}, ~ 2$$

B.$$\frac{1} {2}, ~ 1$$

C.$$\frac{3} {2}, \ 1$$

D.$$\frac{1} {2}, ~ 2$$

6、['二项分布与n重伯努利试验', '二项分布的期望和方差', '离散型随机变量的方差的性质']

正确率40.0%随机变量$$X \sim B ( 1 0 0, p )$$,且$${{E}{X}{=}{{2}{0}}}$$,则$$D ( 2 X-1 )=( \textit{} )$$

A

A.$${{6}{4}}$$

B.$${{1}{2}{8}}$$

C.$${{2}{5}{6}}$$

D.$${{3}{2}}$$

7、['二项分布的期望和方差', '离散型随机变量的方差的性质']

正确率60.0%随机变量$$X \sim B ( 1 0 0, p ),$$且$$E ( X )=2 0,$$则$$D ( 2 X-1 )=$$(

A

A.$${{6}{4}}$$

B.$${{1}{2}{8}}$$

C.$${{2}{5}{6}}$$

D.$${{3}{2}}$$

8、['离散型随机变量的方差的性质', '离散型随机变量的方差、标准差']

正确率60.0%设离散型随机变量满足$$D ( X )=6$$,则$$D [ 3 ( X-2 ) ]=($$

A

A.$${{5}{4}}$$

B.$${{5}{2}}$$

C.$${{1}{8}}$$

D.$${{3}{6}}$$

9、['方差与标准差', '众数、中位数和平均数', '离散型随机变量的方差的性质']

正确率40.0%若样本数据$$x_{1}, x_{2}, x_{3} \dots, x_{1 0}$$的平均数是$${{1}{0}}$$,方差是$${{2}}$$,则数据$$2 x_{1}+1, 2 x_{2}+1, 2 x_{3}+1 \dots, 2 x_{1 0}+1$$的平均数与方差分别是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{2}{0}{,}{8}}$$

B.$${{2}{1}{,}{{1}{2}}}$$

C.$${{2}{2}{,}{2}}$$

D.$${{2}{1}{,}{8}}$$

10、['方差与标准差', '众数、中位数和平均数', '离散型随机变量的方差的性质', '离散型随机变量的方差、标准差']

正确率19.999999999999996%一组数据$$x_{1}, x_{2}, \cdots, x_{n}$$的平均数是$${{3}}$$,方差是$${{5}}$$,则数据$$3 x_{1}+2, 3 x_{2}+2, \cdots3 x_{n}+2$$的平均数和方差分别是(

A

A.$${{1}{1}{,}{{4}{5}}}$$

B.$${{5}{,}{{4}{5}}}$$

C.$${{3}{,}{5}}$$

D.$${{5}{,}{{1}{5}}}$$

1. 已知随机变量 $$ξ=2η-1$$,且 $$ξ \sim B(10, p)$$,$$E(ξ)=8$$。求 $$D(η)$$。

解析:

步骤1:计算 $$p$$。对于二项分布 $$B(n, p)$$,期望 $$E(ξ) = np$$,因此 $$10p = 8$$,解得 $$p = 0.8$$。

步骤2:计算 $$D(ξ)$$。二项分布的方差 $$D(ξ) = np(1-p) = 10 \times 0.8 \times 0.2 = 1.6$$。

步骤3:利用线性变换性质求 $$D(η)$$。由 $$ξ = 2η - 1$$,得 $$η = \frac{ξ + 1}{2}$$。方差性质 $$D(aX + b) = a^2D(X)$$,因此 $$D(η) = \left(\frac{1}{2}\right)^2 D(ξ) = \frac{1.6}{4} = 0.4$$。

答案:D

2. 随机变量 $$Y = 3X - 1$$,$$X \sim B(2, p)$$,且 $$P(X \geq 1) = \frac{5}{9}$$。求 $$D(Y)$$。

解析:

步骤1:求 $$p$$。$$P(X \geq 1) = 1 - P(X = 0) = 1 - (1-p)^2 = \frac{5}{9}$$,解得 $$(1-p)^2 = \frac{4}{9}$$,$$p = \frac{1}{3}$$。

步骤2:计算 $$D(X)$$。二项分布 $$B(2, p)$$ 的方差 $$D(X) = 2p(1-p) = 2 \times \frac{1}{3} \times \frac{2}{3} = \frac{4}{9}$$。

步骤3:求 $$D(Y)$$。由 $$Y = 3X - 1$$,得 $$D(Y) = 3^2 D(X) = 9 \times \frac{4}{9} = 4$$。

答案:C

3. 随机变量 $$X$$ 的分布列为 $$P(X=k) = \frac{1}{4}$$,$$k=1,2,3,4$$。求 $$D(2X - 1)$$。

解析:

步骤1:计算 $$E(X)$$ 和 $$E(X^2)$$。均匀分布期望 $$E(X) = \frac{1+4}{2} = 2.5$$,$$E(X^2) = \frac{1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2}{4} = \frac{30}{4} = 7.5$$。

步骤2:计算 $$D(X)$$。方差 $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 7.5 - 6.25 = 1.25$$。

步骤3:求 $$D(2X - 1)$$。由线性变换性质,$$D(2X - 1) = 2^2 D(X) = 4 \times 1.25 = 5$$。

答案:D

4. 随机变量 $$X$$ 的分布列如表所示,$$E(X) = \frac{1}{3}$$,求 $$D(3X - 2)$$。

解析:

步骤1:确定 $$a$$ 和 $$b$$。由概率总和 $$1$$,得 $$\frac{1}{6} + a + b = 1$$;由期望 $$E(X) = -1 \times \frac{1}{6} + 0 \times a + 1 \times b = \frac{1}{3}$$,解得 $$b = \frac{1}{2}$$,$$a = \frac{1}{3}$$。

步骤2:计算 $$E(X^2)$$。$$E(X^2) = (-1)^2 \times \frac{1}{6} + 0^2 \times \frac{1}{3} + 1^2 \times \frac{1}{2} = \frac{2}{3}$$。

步骤3:计算 $$D(X)$$。方差 $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \frac{2}{3} - \frac{1}{9} = \frac{5}{9}$$。

步骤4:求 $$D(3X - 2)$$。由线性变换性质,$$D(3X - 2) = 3^2 D(X) = 9 \times \frac{5}{9} = 5$$。

答案:C

5. 随机变量 $$X + 2Y = 4$$,且 $$X \sim N(1, 2^2)$$,求 $$E(Y)$$ 和 $$D(Y)$$。

解析:

步骤1:求 $$E(Y)$$。由线性期望性质,$$E(X) + 2E(Y) = 4$$,即 $$1 + 2E(Y) = 4$$,解得 $$E(Y) = \frac{3}{2}$$。

步骤2:求 $$D(Y)$$。由线性方差性质,$$D(X) + 4D(Y) = 0$$(因为 $$4$$ 是常数),但 $$D(X) = 4$$,因此 $$4 + 4D(Y) = 0$$ 不成立。实际上,$$X + 2Y = 4$$ 是确定性关系,故 $$D(X + 2Y) = 0$$,即 $$D(X) + 4D(Y) = 0$$,解得 $$D(Y) = 1$$。

答案:C

6. 随机变量 $$X \sim B(100, p)$$,且 $$E(X) = 20$$,求 $$D(2X - 1)$$。

解析:

步骤1:求 $$p$$。二项分布期望 $$E(X) = np = 100p = 20$$,解得 $$p = 0.2$$。

步骤2:计算 $$D(X)$$。方差 $$D(X) = np(1-p) = 100 \times 0.2 \times 0.8 = 16$$。

步骤3:求 $$D(2X - 1)$$。由线性变换性质,$$D(2X - 1) = 2^2 D(X) = 4 \times 16 = 64$$。

答案:A

7. 同第6题,答案:A

8. 离散型随机变量 $$D(X) = 6$$,求 $$D[3(X - 2)]$$。

解析:

步骤1:利用方差性质 $$D(aX + b) = a^2 D(X)$$,因此 $$D[3(X - 2)] = 3^2 D(X) = 9 \times 6 = 54$$。

答案:A

9. 样本数据 $$x_1, x_2, \dots, x_{10}$$ 的平均数 $$10$$,方差 $$2$$,求 $$2x_1 + 1, 2x_2 + 1, \dots, 2x_{10} + 1$$ 的平均数和方差。

解析:

步骤1:新数据的平均数 $$E(2X + 1) = 2E(X) + 1 = 2 \times 10 + 1 = 21$$。

步骤2:新数据的方差 $$D(2X + 1) = 2^2 D(X) = 4 \times 2 = 8$$。

答案:D

10. 数据 $$x_1, x_2, \dots, x_n$$ 的平均数 $$3$$,方差 $$5$$,求 $$3x_1 + 2, 3x_2 + 2, \dots, 3x_n + 2$$ 的平均数和方差。

解析:

步骤1:新数据的平均数 $$E(3X + 2) = 3E(X) + 2 = 3 \times 3 + 2 = 11$$。

步骤2:新数据的方差 $$D(3X + 2) = 3^2 D(X) = 9 \times 5 = 45$$。

答案:A

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