格物学 第七章 随机变量及其分布7.2 离散型随机变量及其分布列

离散型随机变量的分布列及其性质-7.2 离散型随机变量及其分布列知识点考前进阶单选题自测题解析-重庆市等高三数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-08-21
离散型随机变量的分布列及其性质-7.2 离散型随机变量及其分布列知识点考前进阶单选题自测题解析-重庆市等高三数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
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']

正确率60.0%若离散型随机变量$${{X}}$$的可能取值为$${{m}{,}{n}{,}}$$且$$P ( X=m )=n, \, \, \, P ( X=n )=m, \, \, \, E ( X )=\frac{3} {8},$$则$${{m}^{2}{+}{{n}^{2}}}$$的值为(

C

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

B.$$\frac{5} {1 6}$$

C.$$\frac{5} {8}$$

D.$$\frac{1 3} {1 6}$$

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', '离散型随机变量的均值的性质']

正确率40.0%将$${{3}}$$个球(形状相同,编号不同$${{)}}$$随机地投入编号为$${{1}}$$,$${{2}}$$,$${{3}}$$,$${{4}}$$的$${{4}}$$个盒子中,以$${{ξ}}$$表示其中至少有一个球的盒子的最小号码$${{(}{ξ}{=}{3}}$$表示$${{1}}$$号、$${{2}}$$号盒子是空的,$${{3}}$$号盒子中至少有$${{1}}$$个球$${{)}}$$,则$${{E}{(}{ξ}{)}}$$,$$E ( 2 \xi+1 )$$分别等于(

B

A.$$\frac{2 5} {1 6}$$,$$\frac{2 5} {8}$$

B.$$\frac{2 5} {1 6}$$,$$\frac{3 3} {8}$$

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

D.svg异常

3、['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']

正确率60.0%设$$0 < \; p < \; 1,$$随机变量$${{X}{,}{Y}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
$${{P}}$$ $${{p}^{2}}$$ $${{1}{−}{p}}$$ $${{p}{−}{{p}^{2}}}$$
$${{Y}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
$${{P}}$$ $${{p}^{3}}$$ $${{1}{−}{{p}^{2}}}$$ $${{p}^{2}{−}{{p}^{3}}}$$
当$${{X}}$$的数学期望取得最大值时$${,{Y}}$$的数学期望为(

D

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{3 3} {1 6}$$

C.$$\frac{5 5} {2 7}$$

D.$$\frac{6 5} {3 2}$$

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']

正确率60.0%设离散型随机变量$${{X}}$$的可能取值为$$1.$$的数学期望$$E ( X )=3,$$则$${{a}{+}{b}{=}}$$(

A

A.$$\frac{1} {1 0}$$

B.$${{0}}$$

C.$$- \frac{1} {1 0}$$

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

5、['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']

正确率60.0%已知离散型随机变量$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{8} {2 7}$$ $$\begin{array} {l l} {\frac{4} {9}} \\ \end{array}$$ $${{m}}$$ $$\frac{1} {2 7}$$
则$${{X}}$$的数学期望$$E \left( X \right) ~=~ ($$

B

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

B.$${{1}}$$

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

D.$${{2}}$$

6、['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']

正确率60.0%已知$${{X}}$$的分布列为:

$${{X}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $$\frac{1} {3}$$ $$\frac{1} {3}$$
设$$Y=2 X+3$$,则$${{Y}}$$的期望$$\textit{E} ( Y ) ~=~ ($$

A

A.$${{3}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{0}}$$

D.$${{4}}$$

7、['离散型随机变量', '离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率40.0%设随机变量$${{X}}$$等可能取值$$1, 2, 3, \cdots, n$$,如果概率$$P ( X < 4 )=0. 3$$,则(

C

A.$${{n}{=}{4}}$$

B.$${{n}{=}{6}}$$

C.$${{n}{=}{{1}{0}}}$$

D.$${{n}{=}{{2}{0}}}$$

8、['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%随机变量$${{X}}$$的分布列如表,若$$E ( X )=\frac{7} {6}$$,则$$D \left( X \right)=$$(

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {6}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$

B

A.$$\frac{7} {1 2}$$

B.$$\frac{1 7} {3 6}$$

C.$$\begin{array} {l l} {7} \\ {\frac{7} {6}} \\ \end{array}$$

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

9、['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']

正确率60.0%已知离散型随机变量$${{ξ}}$$的分布列如下,若随机变量$$\eta=3 \xi+1,$$则$${{η}}$$的数学期望为


$${{ξ}}$$

$${{0}}$$

$${{1}}$$

$${{2}}$$

$${{P}}$$

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

$${{2}{k}}$$

$${{k}}$$

B

A.$${{3}{.}{2}}$$

B.$${{3}{.}{4}}$$

C.$${{3}{.}{6}}$$

D.$${{3}{.}{8}}$$

10、['离散型随机变量的分布列及其性质', '利用基本不等式求最值']

正确率60.0%svg异常

B

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

1. 已知离散型随机变量 $$X$$ 的可能取值为 $$m$$ 和 $$n$$,且 $$P(X = m) = n$$,$$P(X = n) = m$$,期望 $$E(X) = \frac{3}{8}$$。求 $$m^2 + n^2$$ 的值。

首先,根据概率分布的性质,有 $$n + m = 1$$。

期望公式为:$$E(X) = m \cdot n + n \cdot m = 2mn = \frac{3}{8}$$,所以 $$mn = \frac{3}{16}$$。

又因为 $$m + n = 1$$,所以 $$(m + n)^2 = m^2 + 2mn + n^2 = 1$$。

代入 $$mn = \frac{3}{16}$$,得 $$m^2 + n^2 = 1 - 2 \times \frac{3}{16} = 1 - \frac{3}{8} = \frac{5}{8}$$。

因此,答案为 C. $$\frac{5}{8}$$。

2. 将 3 个球随机投入编号为 1, 2, 3, 4 的 4 个盒子中,定义随机变量 $$\xi$$ 为至少有一个球的盒子的最小号码。求 $$E(\xi)$$ 和 $$E(2\xi + 1)$$。

首先,总投法数为 $$4^3 = 64$$。

计算 $$\xi$$ 的取值概率:

当 $$\xi = 1$$:1 号盒子有球,概率为 $$1 - \left(\frac{3}{4}\right)^3 = 1 - \frac{27}{64} = \frac{37}{64}$$。

当 $$\xi = 2$$:1 号盒子为空,2 号盒子有球,概率为 $$\left(\frac{3}{4}\right)^3 - \left(\frac{2}{4}\right)^3 = \frac{27}{64} - \frac{8}{64} = \frac{19}{64}$$。

当 $$\xi = 3$$:1 和 2 号盒子为空,3 号盒子有球,概率为 $$\left(\frac{2}{4}\right)^3 - \left(\frac{1}{4}\right)^3 = \frac{8}{64} - \frac{1}{64} = \frac{7}{64}$$。

当 $$\xi = 4$$:1, 2, 3 号盒子为空,4 号盒子有球,概率为 $$\left(\frac{1}{4}\right)^3 = \frac{1}{64}$$。

验证概率和:$$\frac{37}{64} + \frac{19}{64} + \frac{7}{64} + \frac{1}{64} = 1$$,正确。

计算期望:$$E(\xi) = 1 \times \frac{37}{64} + 2 \times \frac{19}{64} + 3 \times \frac{7}{64} + 4 \times \frac{1}{64} = \frac{37 + 38 + 21 + 4}{64} = \frac{100}{64} = \frac{25}{16}$$。

$$E(2\xi + 1) = 2E(\xi) + 1 = 2 \times \frac{25}{16} + 1 = \frac{50}{16} + \frac{16}{16} = \frac{66}{16} = \frac{33}{8}$$。

因此,答案为 B. $$\frac{25}{16}$$,$$\frac{33}{8}$$。

3. 设 $$0 < p < 1$$,随机变量 $$X$$ 和 $$Y$$ 的分布列如下,求当 $$X$$ 的数学期望最大时,$$Y$$ 的数学期望。

$$X$$ 的分布:$$P(X=1) = p^2$$,$$P(X=2) = 1 - p$$,$$P(X=3) = p - p^2$$。

首先验证概率和:$$p^2 + (1 - p) + (p - p^2) = 1$$,成立。

$$E(X) = 1 \cdot p^2 + 2 \cdot (1 - p) + 3 \cdot (p - p^2) = p^2 + 2 - 2p + 3p - 3p^2 = 2 + p - 2p^2$$。

这是一个关于 $$p$$ 的二次函数:$$E(X) = -2p^2 + p + 2$$,开口向下,最大值在顶点 $$p = \frac{-1}{2 \times (-2)} = \frac{1}{4}$$。

代入 $$p = \frac{1}{4}$$,计算 $$Y$$ 的期望。

$$Y$$ 的分布:$$P(Y=1) = p^3$$,$$P(Y=2) = 1 - p^2$$,$$P(Y=3) = p^2 - p^3$$。

$$E(Y) = 1 \cdot p^3 + 2 \cdot (1 - p^2) + 3 \cdot (p^2 - p^3) = p^3 + 2 - 2p^2 + 3p^2 - 3p^3 = 2 + p^2 - 2p^3$$。

代入 $$p = \frac{1}{4}$$:$$p^2 = \frac{1}{16}$$,$$p^3 = \frac{1}{64}$$。

所以 $$E(Y) = 2 + \frac{1}{16} - 2 \times \frac{1}{64} = 2 + \frac{1}{16} - \frac{1}{32} = 2 + \frac{2}{32} - \frac{1}{32} = 2 + \frac{1}{32} = \frac{65}{32}$$。

因此,答案为 D. $$\frac{65}{32}$$。

4. 设离散型随机变量 $$X$$ 的可能取值为 1, 2, 3,且 $$E(X) = 3$$,求 $$a + b$$。

题目中分布列未完整给出,但根据期望公式和概率和为 1,可建立方程。

假设分布为:$$P(X=1) = a$$,$$P(X=2) = b$$,$$P(X=3) = c$$,且 $$a + b + c = 1$$。

$$E(X) = 1 \cdot a + 2 \cdot b + 3 \cdot c = a + 2b + 3c = 3$$。

但具体值未知,可能题目有缺漏,无法计算。

5. 已知离散型随机变量 $$X$$ 的分布列,求 $$E(X)$$。

分布:$$P(X=0) = \frac{8}{27}$$,$$P(X=1) = \frac{4}{9} = \frac{12}{27}$$,$$P(X=2) = m$$,$$P(X=3) = \frac{1}{27}$$。

概率和:$$\frac{8}{27} + \frac{12}{27} + m + \frac{1}{27} = 1$$,所以 $$\frac{21}{27} + m = 1$$,$$m = \frac{6}{27} = \frac{2}{9}$$。

$$E(X) = 0 \times \frac{8}{27} + 1 \times \frac{12}{27} + 2 \times \frac{6}{27} + 3 \times \frac{1}{27} = 0 + \frac{12}{27} + \frac{12}{27} + \frac{3}{27} = \frac{27}{27} = 1$$。

因此,答案为 B. $$1$$。

6. 已知 $$X$$ 的分布列,设 $$Y = 2X + 3$$,求 $$E(Y)$$。

$$X$$ 的分布:$$P(X=-1) = \frac{1}{3}$$,$$P(X=0) = \frac{1}{3}$$,$$P(X=1) = \frac{1}{3}$$。

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

所以 $$E(Y) = E(2X + 3) = 2E(X) + 3 = 0 + 3 = 3$$。

因此,答案为 A. $$3$$。

7. 设随机变量 $$X$$ 等可能取值 $$1, 2, 3, \cdots, n$$,且 $$P(X < 4) = 0.3$$,求 $$n$$。

$$P(X < 4) = P(X=1) + P(X=2) + P(X=3) = \frac{3}{n} = 0.3$$。

所以 $$\frac{3}{n} = 0.3$$,$$n = \frac{3}{0.3} = 10$$。

因此,答案为 C. $$n = 10$$。

8. 随机变量 $$X$$ 的分布列如表,若 $$E(X) = \frac{7}{6}$$,求 $$D(X)$$。

分布:$$P(X=0) = \frac{1}{6}$$,$$P(X=1) = a$$,$$P(X=2) = b$$。

概率和:$$\frac{1}{6} + a + b = 1$$,所以 $$a + b = \frac{5}{6}$$。

期望:$$0 \times \frac{1}{6} + 1 \cdot a + 2 \cdot b = a + 2b = \frac{7}{6}$$。

解方程组:

$$a + b = \frac{5}{6}$$

$$a + 2b = \frac{7}{6}$$

相减得:$$b = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$$,代入得 $$a = \frac{5}{6} - \frac{1}{3} = \frac{5}{6} - \frac{2}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$$。

计算方差:$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$$。

$$E(X^2) = 0^2 \times \frac{1}{6} + 1^2 \times \frac{1}{2} + 2^2 \times \frac{1}{3} = 0 + \frac{1}{2} + \frac{4}{3} = \frac{3}{6} + \frac{8}{6} = \frac{11}{6}$$。

$$[E(X)]^2 = \left(\frac{7}{6}\right)^2 = \frac{49}{36}$$。

所以 $$D(X) = \frac{11}{6} - \frac{49}{36} = \frac{66}{36} - \frac{49}{36} = \frac{17}{36}$$。

因此,答案为 B. $$\frac{17}{36}$$。

9. 已知离散型随机变量 $$\xi$$ 的分布列,若随机变量 $$\eta = 3\xi + 1$$,求 $$E(\eta)$$。

分布:$$P(\xi=0) = 0.4$$,$$P(\xi=1) = 2k$$,$$P(\xi=2) = k$$。

概率和:$$0.4 + 2k + k = 1$$,所以 $$3k = 0.6$$,$$k = 0.2$$。

因此,$$P(\xi=1) = 0.4$$,$$P(\xi=2) = 0.2$$。

$$E(\xi) = 0 \times 0.4 + 1 \times 0.4 + 2 \times 0.2 = 0 + 0.4 + 0.4 = 0.8$$。

所以 $$E(\eta) = E(3\xi + 1) = 3E(\xi) + 1 = 3 \times 0.8 + 1 = 2.4 + 1 = 3.4$$。

因此,答案为 B. $$3.4$$。

10. 题目异常,无法解析。

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