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

离散型随机变量的均值的性质-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点课后进阶自测题解析-四川省等高三数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-08-21
离散型随机变量的均值的性质-7.3 离散型随机变量的数字特征知识点课后进阶自测题解析-四川省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的性质']

正确率60.0%某同学参加学校篮球选修课的期末考试,老师规定每个同学罚篮$${{2}{0}}$$次,每罚进一球得$${{5}}$$分,不进记$${{0}}$$分,已知该同学罚球命中率为$${{6}{0}{%}{,}}$$则该同学得分的期望和方差分别为(

D

A.$${{6}{0}{,}{{2}{4}}}$$

B.$${{8}{0}{,}{{1}{2}{0}}}$$

C.$${{8}{0}{,}{{2}{4}}}$$

D.$${{6}{0}{,}{{1}{2}{0}}}$$

2、['离散型随机变量的均值或数学期望', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率60.0%已知随机变量$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {2}$$ $$\frac{1} {6}$$ $${{a}}$$
设$$Y=2 X+1,$$则$${{Y}}$$的数学期望$$E ( Y )=$$(

C

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

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

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

D.$$- \frac2 3$$

3、['二项分布的期望和方差', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%从一批含有$${{1}{3}}$$件正品、$${{2}}$$件次品的产品中不放回地抽取$${{3}}$$次,每次抽取$${{1}}$$件,设抽取的次品数为$${{ξ}{,}}$$则$$E ( 5 \xi+1 )=$$(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

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', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率60.0%随机变量$${{X}}$$的分布列如下表所示,则$$E ( 2 X-1 )=$$(

$${{X}}$$ $${{−}{2}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {6}$$ $${{a}}$$ $$\frac{1} {3}$$

D

A.$${{0}}$$

B.$$- \frac{1} {2}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{−}{2}}$$

5、['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$$\xi\sim B ( 1 2$$,$${{p}{)}}$$,且$$E ( 2 \xi-3 )=5$$,则$$D ( 3 \xi)=$$(

D

A.$$\frac{8} {2}$$

B.$${{8}}$$

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

D.$${{2}{4}}$$

6、['二项分布的期望和方差', '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', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%一台仪器每启动一次都随机地出现一个$${{3}}$$位的二进制数$$A=\boxed{a_{1}} ~ ~ \boxed{a_{2}} ~ ~ \boxed{a_{3}}$$​,其中$${{A}}$$的各位数字中,$$a_{k} \left( k=1, 2, 3 \right)$$出现$${{0}}$$的概率为$$\frac{1} {3},$$出现$${{1}}$$的概率为$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$.若启动一次出现的数字为$${{1}{0}{0}{,}}$$则称这次试验成功.若成功一次得$${{2}}$$分,失败一次得$${{−}{1}}$$分,则$${{8}{1}}$$次这样的重复试验的总得分$${{X}}$$的数学期望和方差分别为(

B

A.$$- 6 3, ~ \frac{5 0} {9}$$

B.$${{−}{{6}{3}}{,}{{5}{0}}}$$

C.$$6, ~ \frac{5 0} {9}$$

D.$${{6}{,}{{5}{0}}}$$

7、['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

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、标准差', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率60.0%设随机变量$${{ξ}}$$的取值为$$0, ~ 1, ~ 2$$.若$$P ~ ( \xi=0 ) ~={\frac{1} {5}}, ~ E ~ ( \xi) ~=1$$,则$$D \left( \xi\right) \ =\ ($$

B

A.$$\frac{1} {5}$$

B.$$\frac{2} {5}$$

C.$$\frac{3} {5}$$

D.$$\frac{4} {5}$$

9、['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40.0%已知两随机变量$${{ξ}}$$和$${{η}}$$满足$$2 \xi+\eta=8$$,且$$\xi\sim B \, ( 1 0, 0. 3 )$$,则$${{E}{{(}{η}{)}}}$$和$${{D}{{(}{η}{)}}}$$分别为(

D

A.$${{3}{,}{{2}{.}{1}}}$$

B.$${{3}{,}{{8}{.}{4}}}$$

C.$${{2}{,}{{2}{.}{1}}}$$

D.$${{2}{,}{{8}{.}{4}}}$$

10、['离散型随机变量的均值或数学期望', '相互独立事件的概率', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%已知$${{a}{,}{b}}$$为实数,随机变量$${{X}{,}{Y}}$$的分布列如下:

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $$\frac{1} {2}$$ $$\frac{1} {6}$$
$${{Y}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$ $${{c}}$$
若$$\textit{E} ( Y ) ~=~ \textit{P} ( Y=-1 )$$,随机变量$${{ξ}}$$满足$${{ξ}{=}{X}{Y}}$$,其中随机变量$${{X}{Y}}$$相互独立,则$${{E}{(}{ξ}{)}}$$取值范围的是(

B

A.$$[-\frac{3} {4}, ~ 1 ]$$

B.$$[-\frac{1} {1 8}, ~ 0 ]$$

C.$$[ \frac{1} {1 8}, ~ 1 ]$$

D.$$[ \frac{3} {4}, ~ 1 ]$$

1. 罚篮问题:罚球次数 $$n=20$$,命中率 $$p=0.6$$,进一球得 $$5$$ 分,不进得 $$0$$ 分。

设 $$X$$ 为进球次数,则 $$X \sim B(20, 0.6)$$,得分 $$Y=5X$$。

期望:$$E(Y)=5E(X)=5 \times 20 \times 0.6=60$$

方差:$$D(Y)=25D(X)=25 \times 20 \times 0.6 \times 0.4=25 \times 4.8=120$$

答案:D. $$60, 120$$

2. 随机变量 $$X$$ 的分布列:

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

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

$$Y=2X+1$$,则 $$E(Y)=2E(X)+1=2 \times (-\frac{1}{6})+1=-\frac{1}{3}+1=\frac{2}{3}$$

答案:C. $$\frac{2}{3}$$

3. 产品抽取:共 $$13+2=15$$ 件,次品数 $$\xi$$ 服从超几何分布,$$N=15$$,$$M=2$$,$$n=3$$。

$$E(\xi)=n \times \frac{M}{N}=3 \times \frac{2}{15}=\frac{2}{5}$$

$$E(5\xi+1)=5E(\xi)+1=5 \times \frac{2}{5}+1=2+1=3$$

答案:C. $$3$$

4. 随机变量 $$X$$ 的分布列:

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

$$E(X)=(-2) \times \frac{1}{6}+(-1) \times \frac{1}{2}+1 \times \frac{1}{3}=-\frac{1}{3}-\frac{1}{2}+\frac{1}{3}=-\frac{1}{2}$$

$$E(2X-1)=2E(X)-1=2 \times (-\frac{1}{2})-1=-1-1=-2$$

答案:D. $$-2$$

5. 随机变量 $$\xi \sim B(12, p)$$,$$E(2\xi-3)=5$$。

$$E(\xi)=12p$$,则 $$2 \times 12p -3=5 \Rightarrow 24p=8 \Rightarrow p=\frac{1}{3}$$

$$D(\xi)=12 \times \frac{1}{3} \times \frac{2}{3}=12 \times \frac{2}{9}=\frac{8}{3}$$

$$D(3\xi)=9D(\xi)=9 \times \frac{8}{3}=24$$

答案:D. $$24$$

6. 二进制数试验:成功条件为数字 $$100$$,即 $$a_1=1$$,$$a_2=0$$,$$a_3=0$$。

成功概率:$$P=\frac{2}{3} \times \frac{1}{3} \times \frac{1}{3}=\frac{2}{27}$$

设单次试验得分 $$Z$$,则 $$P(Z=2)=\frac{2}{27}$$,$$P(Z=-1)=\frac{25}{27}$$

$$E(Z)=2 \times \frac{2}{27}+(-1) \times \frac{25}{27}=\frac{4-25}{27}=-\frac{21}{27}=-\frac{7}{9}$$

$$D(Z)=E(Z^2)-[E(Z)]^2=4 \times \frac{2}{27}+1 \times \frac{25}{27}-(\frac{49}{81})=\frac{8+25}{27}-\frac{49}{81}=\frac{33}{27}-\frac{49}{81}=\frac{99-49}{81}=\frac{50}{81}$$

81 次独立重复试验总得分 $$X=\sum_{i=1}^{81} Z_i$$,则:

$$E(X)=81 \times (-\frac{7}{9})=-63$$

$$D(X)=81 \times \frac{50}{81}=50$$

答案:B. $$-63, 50$$

7. 随机变量 $$\xi$$ 的分布列:

$$E(\xi)=0 \times \frac{1}{2}+1 \times \frac{p}{2}+2 \times \frac{1-p}{2}=\frac{p}{2}+1-p=1-\frac{p}{2}$$

$$E(\xi^2)=0 \times \frac{1}{2}+1 \times \frac{p}{2}+4 \times \frac{1-p}{2}=\frac{p}{2}+2(1-p)=2-\frac{3p}{2}$$

$$D(\xi)=E(\xi^2)-[E(\xi)]^2=2-\frac{3p}{2}-(1-\frac{p}{2})^2=2-\frac{3p}{2}-(1-p+\frac{p^2}{4})=1-\frac{p}{2}-\frac{p^2}{4}$$

当 $$p \in (0,1)$$ 增大时,$$E(\xi)=1-\frac{p}{2}$$ 减小;

$$D(\xi)=1-\frac{p}{2}-\frac{p^2}{4}$$,求导:$$D'(\xi)=-\frac{1}{2}-\frac{p}{2}<0$$,故 $$D(\xi)$$ 减小。

答案:A. $$E(\xi)$$ 减小,$$D(\xi)$$ 减小

8. 随机变量 $$\xi$$ 取值为 $$0,1,2$$,$$P(\xi=0)=\frac{1}{5}$$,$$E(\xi)=1$$。

设 $$P(\xi=1)=a$$,$$P(\xi=2)=b$$,则:

$$\frac{1}{5}+a+b=1 \Rightarrow a+b=\frac{4}{5}$$

$$E(\xi)=0 \times \frac{1}{5}+1 \times a+2 \times b=a+2b=1$$

解方程组:$$a+b=\frac{4}{5}$$,$$a+2b=1$$,得 $$b=\frac{1}{5}$$,$$a=\frac{3}{5}$$

$$E(\xi^2)=0 \times \frac{1}{5}+1 \times \frac{3}{5}+4 \times \frac{1}{5}=\frac{7}{5}$$

$$D(\xi)=E(\xi^2)-[E(\xi)]^2=\frac{7}{5}-1=\frac{2}{5}$$

答案:B. $$\frac{2}{5}$$

9. 随机变量满足 $$2\xi+\eta=8$$,且 $$\xi \sim B(10,0.3)$$。

则 $$\eta=8-2\xi$$,

$$E(\eta)=8-2E(\xi)=8-2 \times 10 \times 0.3=8-6=2$$

$$D(\eta)=4D(\xi)=4 \times 10 \times 0.3 \times 0.7=4 \times 2.1=8.4$$

答案:D. $$2, 8.4$$

10. 随机变量 $$X$$ 分布已知,$$Y$$ 分布中 $$a+b+c=1$$,且 $$E(Y)=P(Y=-1)=a$$。

$$E(Y)=(-1)a+0b+1c=-a+c=a \Rightarrow c=2a$$

由 $$a+b+c=1$$ 得 $$a+b+2a=1 \Rightarrow b=1-3a$$

由于概率非负,故 $$a \geq 0$$,$$b=1-3a \geq 0 \Rightarrow a \leq \frac{1}{3}$$,$$c=2a \geq 0$$,所以 $$a \in [0, \frac{1}{3}]$$

$$X$$ 与 $$Y$$ 独立,$$\xi=XY$$,则 $$E(\xi)=E(X)E(Y)$$

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

$$E(Y)=a$$(由条件)

故 $$E(\xi)=(-\frac{1}{6}) \times a=-\frac{a}{6}$$

当 $$a \in [0, \frac{1}{3}]$$ 时,$$E(\xi) \in [-\frac{1}{18}, 0]$$

答案:B. $$[-\frac{1}{18}, 0]$$

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