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、标准差-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点考前进阶选择题自测题答案-江苏省等高三数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-31
离散型随机变量的方差、标准差-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点考前进阶选择题自测题答案-江苏省等高三数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
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、标准差']

正确率60.0%已知随机变量$${{X}}$$的分布列如表(其中$${{a}}$$为常数):

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
$${{P}}$$ $${{0}{.}{2}}$$ $${{0}{.}{3}}$$ $${{0}{.}{4}}$$ $${{a}}$$
则下列结论正确的是(

D

A.$${{a}{=}{{0}{.}{2}}}$$

B.$$P ( X \geqslant2 )=0. 7$$

C.$${{E}{{(}{X}{)}}{=}{{1}{.}{5}}}$$

D.$${{D}{{(}{X}{)}}{=}{{0}{.}{8}{4}}}$$

2、['离散型随机变量的方差、标准差']

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

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{a}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $$\frac{1} {3}$$ $$\frac{1} {3}$$
则当$${{a}}$$增大时(

C

A.$${{D}{(}{X}{)}}$$减小

B.$${{D}{(}{X}{)}}$$增大

C.$${{D}{(}{X}{)}}$$先减小后增大

D.$${{D}{(}{X}{)}}$$先增大后减小

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、标准差']

正确率60.0%已知$$0 < a < \frac{1} {2},$$随机变量$${{ξ}}$$的分布列如下表:

$${{ξ}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {2}$$ $$\frac{1} {2}-a$$ $${{a}}$$
随着$${{a}}$$的增大,则(

D

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

4、['离散型随机变量的分布列及其性质', '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、标准差']

正确率60.0%随机变量$${{X}}$$的所有可能取值为$$0, ~ 1, ~ 2,$$若$$P ( X=0 )=\frac{1} {4}, \, \, \, E ( X )=1,$$则$$D ( X )=$$(

C

A.$$\frac{1} {4}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

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

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

5、['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、标准差']

正确率60.0%已知随机变量$${{X}{,}{Y}}$$满足$$Y=2 X+1,$$且随机变量$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {6}$$ $$\frac{1} {3}$$ $${{a}}$$
则随机变量$${{Y}}$$的方差$$D ( Y )=$$(

B

A.$$\begin{array} {l l} {5} \\ {\frac{5} {9}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{2 0} {9}$$

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

D.$$\frac{2 9} {9}$$

6、['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、标准差']

正确率60.0%已知$${{X}}$$为离散型随机变量,且$$P ( X=x_{i} )=p_{i} ($$其中$$x_{i} > 0, \, \, i=1, 2, 3 \cdots, 2 0 )$$,若$$\sum_{i=1}^{2 0} x_{i}^{2} p_{i}=9 0, \, \, \, D ( X )=5 4.$$则$$E ( X )=\alpha$$

A

A.$${{6}}$$

B.$${\frac{9} {5}} \sqrt{1 0}$$

C.$${{5}{\sqrt {6}}}$$

D.$${{1}{2}}$$

7、['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、标准差']

正确率60.0%已知随机变量$$X \sim N ~ ( \mu, \ \sigma^{2} )$$,则$$Y=a X+b$$服从(

D

A.$$Y \sim N ~ ( \hfill a \mu, \enspace\sigma^{2} )$$

B.$$Y \sim N ~ ( \ 0, \ 1 )$$

C.$$Y \sim N ~ ( ~ \frac{\mu} {a}, ~ \frac{\sigma2} {b} )$$

D.$$Y \sim N ~ ( \mathbf{\} a \mu+b, \mathbf{\} a^{2} \mathbf{\sigma}^{2} )$$

8、['离散型随机变量的分布列及其性质', '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、标准差']

正确率60.0%已知随机变量$${{ξ}}$$满足$$P \left( \xi=0 \right)=1-p, \, \, \, P \left( \xi=1 \right)=p$$,其中$$0 < p < 1$$,令随机变量$$\eta=\left| \xi-E \left( \xi\right) \right|,$$则$${{(}{)}}$$

D

A.$$E \left( \eta\right) > E \left( \xi\right)$$

B.$$E \left( \eta\right) < E \left( \xi\right)$$

C.$$D \left( \eta\right) > D \left( \xi\right)$$

D.$$D \left( \eta\right) < D \left( \xi\right)$$

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、标准差']

正确率60.0%一批产品的二等品率为$${{0}{.}{4}}$$,从这批产品中每次随机取一件,有放回地抽取$${{1}{0}{0}}$$次,$${{X}}$$表示抽到的二等品件数,则方差$$D ( X )=$$

C

A.$${{4}{0}}$$

B.$${{6}{0}}$$

C.$${{2}{4}}$$

D.$${{5}{0}}$$

10、['离散型随机变量的分布列及其性质', '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、标准差']

正确率60.0%已知$$a, b \in{\bf R}$$,随机变量$${{ξ}}$$满足$$P ( \xi=x )=a x+b$$,其中$$x=-1, 0, 1$$,若$$E ( \xi)=\frac{1} {3}$$,则$$\left[ E ( \xi) \right]^{2}+D ( \xi)=$$(

B

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

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

C.$${{1}}$$

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

1. 解析:

根据概率分布的性质,所有概率之和为1:$$0.2 + 0.3 + 0.4 + a = 1 \Rightarrow a = 0.1$$,选项A错误。

$$P(X \geq 2) = P(X=2) + P(X=3) = 0.4 + 0.1 = 0.5$$,选项B错误。

期望$$E(X) = 0 \times 0.2 + 1 \times 0.3 + 2 \times 0.4 + 3 \times 0.1 = 1.4$$,选项C错误。

方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = (0 \times 0.2 + 1 \times 0.3 + 4 \times 0.4 + 9 \times 0.1) - 1.4^2 = 2.2 - 1.96 = 0.24$$,选项D错误。

正确答案:无正确选项(原题可能有误)。

2. 解析:

期望$$E(X) = 0 \times \frac{1}{3} + a \times \frac{1}{3} + 1 \times \frac{1}{3} = \frac{a + 1}{3}$$。

方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \left(0 \times \frac{1}{3} + a^2 \times \frac{1}{3} + 1 \times \frac{1}{3}\right) - \left(\frac{a + 1}{3}\right)^2 = \frac{a^2 + 1}{3} - \frac{(a + 1)^2}{9}$$。

化简得$$D(X) = \frac{2a^2 - 2a + 2}{9}$$,是关于$$a$$的二次函数,开口向上,对称轴为$$a = \frac{1}{2}$$。因此$$D(X)$$先减小后增大。

正确答案:C。

3. 解析:

期望$$E(\xi) = (-1) \times \frac{1}{2} + 0 \times \left(\frac{1}{2} - a\right) + 1 \times a = -\frac{1}{2} + a$$,随$$a$$增大而增大。

方差$$D(\xi) = E(\xi^2) - [E(\xi)]^2 = \left(1 \times \frac{1}{2} + 0 \times \left(\frac{1}{2} - a\right) + 1 \times a\right) - \left(-\frac{1}{2} + a\right)^2 = \frac{1}{2} + a - \left(\frac{1}{4} - a + a^2\right) = \frac{1}{4} + a - a^2$$。

对$$D(\xi)$$求导得$$\frac{dD}{da} = 1 - 2a$$,在$$0 < a < \frac{1}{2}$$时$$\frac{dD}{da} > 0$$,故$$D(\xi)$$随$$a$$增大而增大。

正确答案:D。

4. 解析:

设$$P(X=1) = p$$,$$P(X=2) = q$$,由题意:

$$\frac{1}{4} + p + q = 1 \Rightarrow p + q = \frac{3}{4}$$。

期望$$E(X) = 0 \times \frac{1}{4} + 1 \times p + 2 \times q = p + 2q = 1$$。

解得$$p = \frac{1}{2}$$,$$q = \frac{1}{4}$$。

方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \left(0 \times \frac{1}{4} + 1 \times \frac{1}{2} + 4 \times \frac{1}{4}\right) - 1^2 = \frac{3}{2} - 1 = \frac{1}{2}$$。

正确答案:C。

5. 解析:

由概率和为1:$$\frac{1}{6} + \frac{1}{3} + a = 1 \Rightarrow a = \frac{1}{2}$$。

期望$$E(X) = 0 \times \frac{1}{6} + 1 \times \frac{1}{3} + 2 \times \frac{1}{2} = \frac{4}{3}$$。

方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \left(0 \times \frac{1}{6} + 1 \times \frac{1}{3} + 4 \times \frac{1}{2}\right) - \left(\frac{4}{3}\right)^2 = \frac{7}{3} - \frac{16}{9} = \frac{5}{9}$$。

由于$$Y = 2X + 1$$,方差$$D(Y) = 4D(X) = 4 \times \frac{5}{9} = \frac{20}{9}$$。

正确答案:B。

6. 解析:

已知$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$$,即$$54 = 90 - [E(X)]^2$$,解得$$E(X) = \sqrt{36} = 6$$。

正确答案:A。

7. 解析:

线性变换$$Y = aX + b$$的期望和方差分别为:

$$E(Y) = a\mu + b$$,$$D(Y) = a^2 \sigma^2$$。

因此$$Y \sim N(a\mu + b, a^2 \sigma^2)$$。

正确答案:D。

8. 解析:

$$E(\xi) = 0 \times (1 - p) + 1 \times p = p$$。

$$\eta = |\xi - p|$$,其期望为:

$$E(\eta) = |0 - p| \times (1 - p) + |1 - p| \times p = p(1 - p) + p(1 - p) = 2p(1 - p)$$。

比较$$E(\eta)$$和$$E(\xi)$$:

$$2p(1 - p) \leq p$$,因为$$0 < p < 1$$,故$$E(\eta) \leq E(\xi)$$,选项B正确。

方差$$D(\xi) = p(1 - p)$$,$$D(\eta) = E(\eta^2) - [E(\eta)]^2$$,计算较复杂,但可以验证$$D(\eta) < D(\xi)$$。

正确答案:B和D。

9. 解析:

$$X$$服从二项分布$$X \sim B(100, 0.4)$$,方差$$D(X) = np(1 - p) = 100 \times 0.4 \times 0.6 = 24$$。

正确答案:C。

10. 解析:

由概率和为1:$$a(-1) + b + a(0) + b + a(1) + b = 3b = 1 \Rightarrow b = \frac{1}{3}$$。

期望$$E(\xi) = (-1) \times (-\frac{a}{3} + \frac{1}{3}) + 0 \times \frac{1}{3} + 1 \times \left(\frac{a}{3} + \frac{1}{3}\right) = \frac{2a}{3} = \frac{1}{3} \Rightarrow a = \frac{1}{2}$$。

方差$$D(\xi) = E(\xi^2) - [E(\xi)]^2 = \left(1 \times \left(-\frac{1}{6} + \frac{1}{3}\right) + 0 \times \frac{1}{3} + 1 \times \left(\frac{1}{6} + \frac{1}{3}\right)\right) - \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{2}{3} - \frac{1}{9} = \frac{5}{9}$$。

因此$$\left[E(\xi)\right]^2 + D(\xi) = \frac{1}{9} + \frac{5}{9} = \frac{2}{3}$$。

正确答案:B。

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