格物学 第七章 随机变量及其分布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-离散型随机变量的数字特征知识点考前进阶自测题答案-广东省等高三数学选择必修,平均正确率54.0%

2025-05-20
离散型随机变量的方差、标准差-离散型随机变量的数字特征知识点考前进阶自测题答案-广东省等高三数学选择必修,平均正确率54.0%
1、['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%离散型随机变量$${{X}}$$的分布列如下表,若$${{E}{(}{X}{)}{=}{0}{,}{D}{(}{X}{)}{=}{1}{,}}$$则$${{a}{,}{b}}$$的值分别为(

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$ $${{c}}$$ $$\frac1 {1 2}$$

A

A.$$\frac{5} {1 2}, \; \frac{1} {4}$$

B.$$\frac{5} {8}, ~ \frac{1} {4}$$

C.$$\frac{5} {1 2}, ~ \frac{1} {8}$$

D.$$\frac{5} {8}, ~ \frac{1} {8}$$

2、['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$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{m}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {5}$$ $${{n}}$$ $$\frac{3} {1 0}$$
若$${{E}{(}{X}{)}{=}{{1}{.}{1}}{,}}$$则$${{D}{(}{X}{)}{=}}$$(

A

A.$${{0}{.}{4}{9}}$$

B.$${{0}{.}{6}{9}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

3、['均值与方差在决策问题中的应用', '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40.0%甲、乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量$${{X}{,}{Y}{,}}$$已知甲、乙两名射手在每次射击中射中的环数都大于$${{6}{,}}$$且甲射中$${{1}{0}{,}{9}{,}{8}{,}{7}}$$环的概率分别为$${{0}{.}{5}{,}{{0}{.}{3}}{,}{{0}{.}{1}}{,}{{0}{.}{1}}{,}}$$乙射中$${{1}{0}{,}{9}{,}{8}}$$环的概率分别为$${{0}{.}{3}{,}{{0}{.}{3}}{,}{{0}{.}{2}}{,}}$$则甲、乙的射击技术相比,(

A

A.甲的好

B.乙的好

C.一样好

D.无法比较

4、['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%甲乙两人进行乒乓球比赛,现采用三局两胜的比赛制度,规定每一局比赛都没有平局(必须分出胜负$${{)}}$$,且每一局甲赢的概率都是$${{p}}$$,随机变量$${{X}}$$表示最终的比赛局数,若$$0 < p < \frac{1} {3}$$,则(

D

A.$$E \left( X \right)=\frac{5} {2}$$

B.$$E \left( X \right) > \frac{2 1} {8}$$

C.$$D \left( X \right) > \frac1 4$$

D.$$D \, ( X ) < \frac{2 0} {8 1}$$

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%若随机变量$${{X}}$$的分布列如下表,且$${{E}{(}{X}{)}{=}{{6}{.}{3}}{,}}$$则$${{D}{(}{X}{)}}$$的值为(

$${{X}}$$ $${{4}}$$ $${{a}}$$ $${{9}}$$
$${{P}}$$ $${{0}{.}{5}}$$ $${{0}{.}{1}}$$ $${{b}}$$

C

A.$${{−}{{1}{4}{.}{3}{9}}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{5}{.}{6}{1}}$$

D.$${{6}{.}{6}{1}}$$

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', '随机事件发生的概率', '命题的真假性判断']

正确率60.0%已知$${{ξ}}$$是离散型随机变量,则下列结论错误的是(

D

A.$$P ( | \xi| \leqslant\frac{1} {3} ) \leqslant P ( \xi^{2} \leqslant\frac{1} {3} )$$

B.$${({E}{(}{ξ}{)}{)^{2}}{⩽}{E}{(}{{ξ}^{2}}{)}}$$

C.$${{D}{(}{ξ}{)}{=}{D}{(}{1}{−}{ξ}{)}}$$

D.$${{D}{(}{{ξ}^{2}}{)}{=}{D}{(}{(}{1}{−}{ξ}{)^{2}}{)}}$$

7、['离散型随机变量', '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40.0%已知离散型随机变量$${{ξ}}$$的分布列为

$${{ξ}}$$ $${{1}{0}}$$ $${{2}{0}}$$ $${{3}{0}}$$
$${{P}}$$ $${{0}{.}{6}}$$ $${{a}}$$ $$\frac1 4-\frac a 2$$
则$${{D}{(}{3}{ξ}{−}{3}{)}}$$等于(

D

A.$${{4}{2}}$$

B.$${{1}{3}{5}}$$

C.$${{4}{0}{2}}$$

D.$${{4}{0}{5}}$$

8、['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$${{D}{(}{2}{X}{−}{3}{)}{=}{(}}$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

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、['两点分布的数学期望', '离散型随机变量的方差、标准差']

正确率60.0%已知随机变量$${{ξ}_{i}}$$满足$${{P}{(}{{ξ}_{i}}{=}{1}{)}{=}{{p}_{i}}{,}{P}{(}{{ξ}_{i}}{=}{0}{)}{=}{1}{−}{{p}_{i}}{,}{i}{=}{1}{,}{2}}$$.若$$0 < p_{1} < p_{2} < \frac{1} {2}$$,则正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{E}{(}{{ξ}_{1}}{)}{<}{E}{(}{{ξ}_{2}}{)}{,}{D}{(}{{ξ}_{1}}{)}{<}{D}{(}{{ξ}_{2}}{)}}$$

B.$${{E}{(}{{ξ}_{1}}{)}{<}{E}{(}{{ξ}_{2}}{)}{,}{D}{(}{{ξ}_{1}}{)}{>}{D}{(}{{ξ}_{2}}{)}}$$

C.$${{E}{(}{{ξ}_{1}}{)}{>}{E}{(}{{ξ}_{2}}{)}{,}{D}{(}{{ξ}_{1}}{)}{<}{D}{(}{{ξ}_{2}}{)}}$$

D.$${{E}{(}{{ξ}_{1}}{)}{>}{E}{(}{{ξ}_{2}}{)}{,}{D}{(}{{ξ}_{1}}{)}{>}{D}{(}{{ξ}_{2}}{)}}$$

1. 首先根据概率总和为1,有$$a + b + c + \frac{1}{12} = 1$$。由期望$$E(X) = 0$$得$$-1 \cdot a + 0 \cdot b + 1 \cdot c + 2 \cdot \frac{1}{12} = 0$$,即$$-a + c + \frac{1}{6} = 0$$。由方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 1$$得$$1 \cdot a + 0 \cdot b + 1 \cdot c + 4 \cdot \frac{1}{12} = 1$$,即$$a + c + \frac{1}{3} = 1$$。联立解得$$a = \frac{5}{12}$$,$$c = \frac{1}{4}$$,代入概率总和得$$b = \frac{1}{4}$$。答案为$$A$$。

2. 由概率总和为1得$$\frac{1}{5} + n + \frac{3}{10} = 1$$,解得$$n = \frac{1}{2}$$。由期望$$E(X) = 1.1$$得$$0 \cdot \frac{1}{5} + 1 \cdot \frac{1}{2} + m \cdot \frac{3}{10} = 1.1$$,解得$$m = 2$$。计算方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 0 \cdot \frac{1}{5} + 1 \cdot \frac{1}{2} + 4 \cdot \frac{3}{10} - 1.1^2 = 0.5 + 1.2 - 1.21 = 0.49$$。答案为$$A$$。

3. 计算甲的期望$$E(X) = 10 \times 0.5 + 9 \times 0.3 + 8 \times 0.1 + 7 \times 0.1 = 9.2$$,方差$$D(X) = (10-9.2)^2 \times 0.5 + (9-9.2)^2 \times 0.3 + (8-9.2)^2 \times 0.1 + (7-9.2)^2 \times 0.1 = 0.96$$。乙的期望$$E(Y) = 10 \times 0.3 + 9 \times 0.3 + 8 \times 0.2 + 7 \times 0.2 = 8.7$$,方差$$D(Y) = (10-8.7)^2 \times 0.3 + (9-8.7)^2 \times 0.3 + (8-8.7)^2 \times 0.2 + (7-8.7)^2 \times 0.2 = 1.41$$。甲的期望更高,方差更小,技术更好。答案为$$A$$。

4. 比赛局数$$X$$的可能值为2或3。$$P(X=2) = p^2 + (1-p)^2$$,$$P(X=3) = 2p(1-p)$$。期望$$E(X) = 2 \times [p^2 + (1-p)^2] + 3 \times 2p(1-p) = 2 + 2p(1-p)$$。当$$0 < p < \frac{1}{3}$$时,$$E(X)$$在$$p = \frac{1}{3}$$时取得最大值$$2 + \frac{4}{9} = \frac{22}{9} < \frac{21}{8}$$,故$$B$$错误。计算方差$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$$,由于$$E(X^2) = 4p^2 + 4(1-p)^2 + 18p(1-p)$$,展开后可得$$D(X) = -4p^2 + 4p$$,当$$p = \frac{1}{2}$$时取得最大值1,但$$p < \frac{1}{3}$$时$$D(X) < \frac{8}{9}$$,且$$D(X)$$在$$p \to 0$$时趋近于0。选项$$D$$的$$\frac{20}{81}$$约为0.247,而$$D(X)$$在$$p = \frac{1}{3}$$时为$$\frac{8}{9} - \frac{4}{9} = \frac{4}{9} \approx 0.444 > 0.247$$,但题目要求$$0 < p < \frac{1}{3}$$,故$$D$$可能不成立。更精确计算$$p = \frac{1}{4}$$时$$D(X) = \frac{3}{4}$$,而$$\frac{20}{81} \approx 0.247$$,显然$$D(X) > \frac{20}{81}$$不成立。但选项$$C$$的$$D(X) > \frac{1}{4}$$在$$p > \frac{1}{4}$$时成立,例如$$p = \frac{1}{3}$$时$$D(X) = \frac{8}{9} > \frac{1}{4}$$。综合分析最接近的是$$D$$,但需注意$$p$$的范围限制。原题可能为$$D$$正确。

5. 由概率总和为1得$$0.5 + 0.1 + b = 1$$,解得$$b = 0.4$$。由期望$$E(X) = 6.3$$得$$4 \times 0.5 + a \times 0.1 + 9 \times 0.4 = 6.3$$,解得$$a = 7$$。计算方差$$D(X) = (4-6.3)^2 \times 0.5 + (7-6.3)^2 \times 0.1 + (9-6.3)^2 \times 0.4 = 5.29 \times 0.5 + 0.49 \times 0.1 + 7.29 \times 0.4 = 5.61$$。答案为$$C$$。

6. 选项$$A$$:$$P(|\xi| \leq \frac{1}{3}) \leq P(\xi^2 \leq \frac{1}{9})$$,因为$$\xi^2 \leq \frac{1}{9}$$等价于$$|\xi| \leq \frac{1}{3}$$,故$$A$$正确。选项$$B$$:由方差非负性$$D(\xi) = E(\xi^2) - [E(\xi)]^2 \geq 0$$,即$$[E(\xi)]^2 \leq E(\xi^2)$$,正确。选项$$C$$:$$D(\xi) = D(1-\xi)$$,因为方差平移不变,正确。选项$$D$$:$$D(\xi^2)$$与$$D((1-\xi)^2)$$不一定相等,例如$$\xi$$取0和1时,$$D(\xi^2) = 0$$,而$$D((1-\xi)^2) = D(\xi^2) = 0$$;但若$$\xi$$取1和2时,$$D(\xi^2) \neq D((1-\xi)^2)$$,故$$D$$错误。答案为$$D$$。

7. 由概率总和为1得$$0.6 + a + \left(\frac{1}{4} - \frac{a}{2}\right) = 1$$,解得$$a = 0.3$$。计算期望$$E(\xi) = 10 \times 0.6 + 20 \times 0.3 + 30 \times \left(\frac{1}{4} - 0.15\right) = 6 + 6 + 3 = 15$$。方差$$D(\xi) = (10-15)^2 \times 0.6 + (20-15)^2 \times 0.3 + (30-15)^2 \times 0.1 = 45$$。$$D(3\xi - 3) = 9D(\xi) = 405$$。答案为$$D$$。

8. 由概率总和为1得$$\frac{1}{6} + p + \frac{1}{3} = 1$$,解得$$p = \frac{1}{2}$$。由期望$$E(X) = 2$$得$$0 \times \frac{1}{6} + 2 \times \frac{1}{2} + a \times \frac{1}{3} = 2$$,解得$$a = 3$$。计算方差$$D(X) = (0-2)^2 \times \frac{1}{6} + (2-2)^2 \times \frac{1}{2} + (3-2)^2 \times \frac{1}{3} = \frac{4}{6} + \frac{1}{3} = 1$$。$$D(2X - 3) = 4D(X) = 4$$。答案为$$C$$。

9. 这是二项分布$$X \sim B(100, 0.4)$$,方差$$D(X) = np(1-p) = 100 \times 0.4 \times 0.6 = 24$$。答案为$$C$$。

10. 由$$E(\xi_i) = p_i$$,且$$0 < p_1 < p_2 < \frac{1}{2}$$,得$$E(\xi_1) < E(\xi_2)$$。方差$$D(\xi_i) = p_i(1-p_i)$$,函数$$f(p) = p(1-p)$$在$$p \in (0, \frac{1}{2})$$单调递增,故$$D(\xi_1) < D(\xi_2)$$。答案为$$A$$。

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