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月考进阶自测题答案-重庆市等高三数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-07-23
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月考进阶自测题答案-重庆市等高三数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['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', '导数与单调性', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%设$$0 < ~ p < ~ \frac{1} {2},$$随机变量$${{X}}$$的分布列是

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$p ( 1-p )$$ $${{1}{−}{2}{p}}$$ $$p ( 1+p )$$
则当$${{p}}$$在$$\left( 0, \frac{1} {2} \right)$$内增大时(

C

A.$${{E}{(}{X}{)}}$$不变

B.$${{E}{(}{X}{)}}$$减小

C.$${{D}{(}{X}{)}}$$增大

D.$${{D}{(}{X}{)}}$$减小

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40.0%已知某种疾病采取某种疗法的治愈率为$${{8}{0}{%}}$$.若有$${{1}{0}{0}}$$位该病患者采取了这种疗法,且每位患者治愈与否相互独立,设其中被治愈的人数为$${{X}{,}}$$则下列选项中正确的是(

B

A.$$E ( 2 X+1 )=1 6 0$$

B.$$P ( X=3 0 )=C_{1 0 0}^{3 0} \times( 0. 8 )^{3 0} \times( 0. 2 )^{7 0}$$

C.$$D ( 2 X+1 )=3 2$$

D.存在$${{k}{≠}{{5}{0}}{,}}$$使得$$P ( X=k )=P ( X=1 0 0-k )$$成立

3、['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的性质']

正确率60.0%已知随机变量$${{X}}$$~$$B ( n, \ p ),$$随机变量$$Y=3 X+1,$$若$$E ( Y )=7, \, \, \, D ( Y )=1 2,$$则$${{p}{=}}$$(

B

A.$$\frac{1} {6}$$

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

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

4、['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%已知$$a, \, \, b \in{\bf R},$$两个相互独立的随机变量$${{X}{,}{Y}}$$的分布列分别是

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$
$${{Y}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$ $$\frac{1} {3}$$
则随着$${{a}}$$的增大,$$D ( X+Y )$$(

C

A.一直增大

B.一直减小

C.先增大后减小

D.先减小后增大

5、['离散型随机变量的方差的性质']

正确率60.0%已知随机变量$${{ξ}{,}{η}}$$满足$$\xi\sim B ( 2, p ), \, \, \, \eta+2 \xi=1,$$且$$P ( \xi\leqslant1 )=\frac{3} {4},$$则$${{D}{(}{η}{)}}$$的值为(

C

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

6、['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', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%设$$0 < \; p < \; 1,$$随机变量$${{ξ}}$$的分布列是

$${{ξ}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {2}$$ $$\frac{p} {2}$$ $$\frac{1-p} {2}$$
则当$${{p}}$$在$$( 0, 1 )$$内增大时(

A

A.$${{E}{(}{ξ}{)}}$$减小$$, ~ D ( \xi)$$减小

B.$${{E}{(}{ξ}{)}}$$减小$$, ~ D ( \xi)$$增大

C.$${{E}{(}{ξ}{)}}$$增大$$, ~ D ( \xi)$$减小

D.$${{E}{(}{ξ}{)}}$$增大$$, ~ D ( \xi)$$增大

7、['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.$$\frac{1} {2}, ~ 2$$

8、['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的性质']

正确率60.0%某种种子每粒发芽的概率是$${{9}{0}{%}{,}}$$现播种该种子$${{1}{{0}{0}{0}}}$$粒,对于没有发芽的种子,每粒需再补种$${{2}}$$粒,补种的种子数记为$${{X}{,}}$$则$${{X}}$$的数学期望与方差分别是(

D

A.$$1 0 0, 9 0$$

B.$$1 0 0, 1 8 0$$

C.$$2 0 0, 1 8 0$$

D.$$2 0 0, 3 6 0$$

9、['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40.0%随机变量$${{X}}$$的分布列如下表,且$$E ( X )=2$$,


$${{X}}$$

$${{0}}$$

$${{2}}$$

$${{a}}$$

$${{P}}$$

$$\frac{1} {6}$$

$${{p}}$$

$$\frac{1} {3}$$

则$$D ( 2 X-3 )=\langle($$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

10、['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%设$${{0}{<}{a}}$$$$< \frac{1} {3}$$,随机变量$${{X}}$$的分布列为:

$${{X}}$$ $${{−}{2}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $${{a}}$$ $$\frac{1} {3}-$$ $${{a}}$$ $$\frac{1} {3}$$

则当$${{a}}$$在$$\left( 0, \frac{1} {3} \right)$$增大时,(

C

A.$${{D}}$$($${{X}}$$)增大

B.$${{D}}$$($${{X}}$$)减小

C.$${{D}}$$($${{X}}$$)先增大后减小

D.$${{D}}$$($${{X}}$$)先减小后增大

1. 首先计算期望 $$E(X)$$ 和方差 $$D(X)$$:

$$E(X) = (-1) \times p(1-p) + 0 \times (1-2p) + 1 \times p(1+p) = -p + p^2 + p + p^2 = 2p^2$$
当 $$p \in \left(0, \frac{1}{2}\right)$$ 时,$$E(X)$$ 随 $$p$$ 增大而增大,故选项 A 和 B 错误。
计算方差: $$E(X^2) = (-1)^2 \times p(1-p) + 0^2 \times (1-2p) + 1^2 \times p(1+p) = p(1-p) + p(1+p) = 2p$$ $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 2p - 4p^4$$ 对 $$D(X)$$ 求导: $$\frac{dD(X)}{dp} = 2 - 16p^3$$ 在 $$p \in \left(0, \frac{1}{2}\right)$$ 时,导数 $$\frac{dD(X)}{dp} > 0$$,故 $$D(X)$$ 随 $$p$$ 增大而增大,选项 C 正确,D 错误。

2. 分析选项:

$$X \sim B(100, 0.8)$$,故 $$E(X) = 100 \times 0.8 = 80$$,$$D(X) = 100 \times 0.8 \times 0.2 = 16$$。
选项 A:$$E(2X+1) = 2E(X) + 1 = 161 \neq 160$$,错误。
选项 B:$$P(X=30) = C_{100}^{30} \times (0.8)^{30} \times (0.2)^{70}$$ 正确。
选项 C:$$D(2X+1) = 4D(X) = 64 \neq 32$$,错误。
选项 D:由于 $$X \sim B(100, 0.8)$$,$$P(X=k) = P(X=100-k)$$ 当且仅当 $$k = 50$$ 时成立,但题目要求 $$k \neq 50$$,故错误。

3. 根据题意:

$$Y = 3X + 1$$,$$E(Y) = 3E(X) + 1 = 7$$,故 $$E(X) = 2$$。
又 $$D(Y) = 9D(X) = 12$$,故 $$D(X) = \frac{4}{3}$$。
对于 $$X \sim B(n, p)$$,$$E(X) = np = 2$$,$$D(X) = np(1-p) = \frac{4}{3}$$。
解得 $$p = \frac{1}{3}$$,选项 B 正确。

4. 首先确定 $$a$$ 和 $$b$$ 的关系:

对于 $$X$$ 的分布列,$$\frac{1}{3} + a + b = 1$$,故 $$a + b = \frac{2}{3}$$。
对于 $$Y$$ 的分布列,$$a + b + \frac{1}{3} = 1$$,同样 $$a + b = \frac{2}{3}$$。
计算 $$E(X)$$ 和 $$E(Y)$$: $$E(X) = (-1) \times \frac{1}{3} + 0 \times a + 1 \times b = b - \frac{1}{3}$$ $$E(Y) = (-1) \times a + 0 \times b + 1 \times \frac{1}{3} = \frac{1}{3} - a$$
由于 $$X$$ 和 $$Y$$ 独立,$$D(X+Y) = D(X) + D(Y)$$。
计算 $$D(X)$$ 和 $$D(Y)$$: $$E(X^2) = (-1)^2 \times \frac{1}{3} + 0^2 \times a + 1^2 \times b = \frac{1}{3} + b$$ $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \frac{1}{3} + b - \left(b - \frac{1}{3}\right)^2$$ $$E(Y^2) = (-1)^2 \times a + 0^2 \times b + 1^2 \times \frac{1}{3} = a + \frac{1}{3}$$ $$D(Y) = E(Y^2) - [E(Y)]^2 = a + \frac{1}{3} - \left(\frac{1}{3} - a\right)^2$$
将 $$b = \frac{2}{3} - a$$ 代入,分析 $$D(X+Y)$$ 随 $$a$$ 的变化: 通过求导或数值分析可知,$$D(X+Y)$$ 先减小后增大,选项 D 正确。

5. 根据题意:

$$\xi \sim B(2, p)$$,$$P(\xi \leq 1) = 1 - P(\xi = 2) = 1 - p^2 = \frac{3}{4}$$,故 $$p = \frac{1}{2}$$。
$$\eta = 1 - 2\xi$$,故 $$D(\eta) = 4D(\xi) = 4 \times 2 \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = 2$$,选项 C 正确。

6. 计算期望和方差:

$$E(\xi) = 0 \times \frac{1}{2} + 1 \times \frac{p}{2} + 2 \times \frac{1-p}{2} = \frac{p}{2} + 1 - p = 1 - \frac{p}{2}$$
当 $$p \in (0, 1)$$ 时,$$E(\xi)$$ 随 $$p$$ 增大而减小。
计算方差: $$E(\xi^2) = 0^2 \times \frac{1}{2} + 1^2 \times \frac{p}{2} + 2^2 \times \frac{1-p}{2} = \frac{p}{2} + 2 - 2p = 2 - \frac{3p}{2}$$ $$D(\xi) = E(\xi^2) - [E(\xi)]^2 = 2 - \frac{3p}{2} - \left(1 - \frac{p}{2}\right)^2 = 2 - \frac{3p}{2} - 1 + p - \frac{p^2}{4} = 1 - \frac{p}{2} - \frac{p^2}{4}$$
对 $$D(\xi)$$ 求导: $$\frac{dD(\xi)}{dp} = -\frac{1}{2} - \frac{p}{2} < 0$$ 故 $$D(\xi)$$ 随 $$p$$ 增大而减小,选项 A 正确。

7. 根据题意:

$$X \sim N(1, 4)$$,$$Y = \frac{4 - X}{2}$$。
$$E(Y) = \frac{4 - E(X)}{2} = \frac{3}{2}$$ $$D(Y) = \frac{D(X)}{4} = 1$$ 选项 C 正确。

8. 分析补种的种子数 $$X$$:

每粒种子不发芽的概率为 $$0.1$$,补种 $$2$$ 粒,故 $$X = 2 \times (1000 \times 0.1) = 200$$。
期望 $$E(X) = 200$$,方差 $$D(X) = 4 \times 1000 \times 0.1 \times 0.9 = 360$$,选项 D 正确。

9. 根据分布列和期望:

$$E(X) = 0 \times \frac{1}{6} + 2 \times p + a \times \frac{1}{3} = 2$$,且概率和为 $$1$$,即 $$\frac{1}{6} + p + \frac{1}{3} = 1$$,解得 $$p = \frac{1}{2}$$,$$a = 3$$。
计算方差: $$E(X^2) = 0^2 \times \frac{1}{6} + 2^2 \times \frac{1}{2} + 3^2 \times \frac{1}{3} = 0 + 2 + 3 = 5$$ $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 5 - 4 = 1$$ $$D(2X-3) = 4D(X) = 4$$,选项 C 正确。

10. 计算期望和方差:

$$E(X) = (-2) \times \frac{1}{3} + (-1) \times a + 1 \times \left(\frac{1}{3} - a\right) + 2 \times \frac{1}{3} = -\frac{2}{3} - a + \frac{1}{3} - a + \frac{2}{3} = \frac{1}{3} - 2a$$
$$E(X^2) = (-2)^2 \times \frac{1}{3} + (-1)^2 \times a + 1^2 \times \left(\frac{1}{3} - a\right) + 2^2 \times \frac{1}{3} = \frac{4}{3} + a + \frac{1}{3} - a + \frac{4}{3} = 3$$ $$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 3 - \left(\frac{1}{3} - 2a\right)^2$$
分析 $$D(X)$$ 随 $$a$$ 的变化: $$D(X)$$ 关于 $$a$$ 是开口向下的二次函数,对称轴为 $$a = \frac{1}{6}$$,故 $$D(X)$$ 先增大后减小,选项 C 正确。
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