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自测题解析-新疆维吾尔自治区等高三数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-06-05
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自测题解析-新疆维吾尔自治区等高三数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率60.0%若离散型随机变量$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{P}}$$ $${{4}{a}{−}{1}}$$ $${{3}{{a}^{2}}{+}{a}}$$
则实数$${{a}}$$的值为(

C

A.$${{−}{2}}$$或$$\frac{1} {3}$$

B.$${{−}{2}}$$

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

D.$${{2}}$$或$$- \frac{1} {3}$$

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的性质']

正确率40.0%已知随机变量$${{ξ}_{i}}$$满足$$P ~ ( \xi_{i}=0 ) ~=p_{i}, ~ P ~ ( \xi_{i}=1 ) ~=1-p_{i}$$,且$$0 < p_{i} < \frac{1} {2}, \, \, \, i=1, \, \, \, 2$$.若$$E ~ ( \xi_{1} ) ~ < E ~ ( \xi_{2} )$$,则(

B

A.$${{p}_{1}{<}{{p}_{2}}}$$,且$$D \ ( \xi_{1} ) \ < D \ ( \xi_{2} )$$

B.$${{p}_{1}{>}{{p}_{2}}}$$,且$$D \ ( \xi_{1} ) > D \ ( \xi_{2} )$$

C.$${{p}_{1}{<}{{p}_{2}}}$$,且$$D \ ( \xi_{1} ) > D \ ( \xi_{2} )$$

D.$${{p}_{1}{>}{{p}_{2}}}$$,且$$D \ ( \xi_{1} ) \ < D \ ( \xi_{2} )$$

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%已知随机变量$${{X}}$$和$${{Y}{,}}$$其中$$Y=1 2 X+7,$$且$$E ( Y )=3 4,$$若$${{X}}$$的分布列如下表,则$${{m}}$$的值为(

$${{X}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$ $${{4}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {4}$$ $${{m}}$$ $${{n}}$$ $$\frac1 {1 2}$$

A

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

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

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

D.$$\frac{1} {8}$$

4、['离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率60.0%设离散型随机变量$${{X}}$$的分布列如下表,则$${{p}{=}}$$(

$${{X}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$
$${{P}}$$ $${{1}{−}{2}{p}}$$ $$\frac{1} {2}$$ $${{p}^{2}}$$

B

A.$${{1}}$$

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

C.$$1+\frac{\sqrt2} {2}$$

D.$$1 \pm\frac{\sqrt2} {2}$$

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%若随机变量$${{X}}$$的分布列为

$${{X}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
$${{P}}$$ $$\frac{1} {3}$$ $${{a}}$$ $${{b}}$$
且$$E \ ( \textbf{} X ) \ =2$$,则$$a+2 b=$$(

D

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

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

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

D.$${{1}}$$

6、['离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率60.0%随机变量$${{ξ}}$$的分布列为$$P ~ ( \xi=k ) ~=\frac{c} {k ( k+1 )}, ~ k=1, ~ 2, ~ 3, ~ 4, ~ c$$为常数,则$$P ( \frac{1} {2} < \xi< \frac{5} {2} )$$的值为(

B

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

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

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

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

8、['离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率60.0%随机变量$${{ξ}}$$的概率分布为$$p \left( \xi=k \right)=a \left( 1 1-2 k \right) \left( k=1, 2, 3, 4, 5 \right)$$其中$${{a}}$$是常数,$$p \left( \frac{5} {2} < \xi< \frac{1 3} {3} \right)$$的值为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$\frac{3} {2 5}$$

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

D.$$\frac{8} {2 5}$$

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', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%一个射箭运动员在练习时只记射中$${{9}}$$环和$${{1}{0}}$$环的成绩,未击中$${{9}}$$环或$${{1}{0}}$$环就以$${{0}}$$环记.该运动员在练习时击中$${{1}{0}}$$环的概率为$${{a}}$$,击中$${{9}}$$环的概率为$${{b}}$$,既未击中$${{9}}$$环也未击中$${{1}{0}}$$环的概率为$$c ( a, b, c \in[ 0, 1 ) )$$,如果已知该运动员一次射箭击中环数的期望为$${{9}}$$环,则当$$\frac{1 0} {a}+\frac{1} {9 b}$$取最小值时,$${{c}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

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

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

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

D.$${{0}}$$

10、['离散型随机变量的分布列及其性质']

正确率40.0%若离散型随机变量$${{X}}$$的分布列为$$P ( X=k )$$$$= \frac{m \cdot2^{k}} {( 2^{k+1}-1 ) ( 2^{k}-1 )}$$$$( 1 \leqslant k \leqslant5 )$$,$${{k}{∈}{Z}}$$,则$$P \left( \frac{3} {2} < X < \frac{5} {2} \right)$$的值为(

A

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

B.$$\frac{6 1} {6 2}$$

C.$$\frac{2 5} {3 1}$$

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

1. 解析:

根据离散型随机变量分布列的性质,概率之和为1:

$$4a - 1 + 3a^2 + a = 1$$

化简得:

$$3a^2 + 5a - 2 = 0$$

解得:

$$a = \frac{1}{3} \quad \text{或} \quad a = -2$$

同时,概率需满足 $$0 \leq 4a - 1 \leq 1$$ 和 $$0 \leq 3a^2 + a \leq 1$$。

验证 $$a = -2$$ 时,$$4a - 1 = -9$$ 不满足;$$a = \frac{1}{3}$$ 时均满足。

因此,正确答案为 C

2. 解析:

随机变量 $$\xi_i$$ 的期望为:

$$E(\xi_i) = 0 \cdot p_i + 1 \cdot (1 - p_i) = 1 - p_i$$

由 $$E(\xi_1) < E(\xi_2)$$ 得:

$$1 - p_1 < 1 - p_2 \Rightarrow p_1 > p_2$$

方差为:

$$D(\xi_i) = p_i(1 - p_i)$$

由于 $$0 < p_i < \frac{1}{2}$$,$$D(\xi_i)$$ 随 $$p_i$$ 增大而增大,故 $$D(\xi_1) > D(\xi_2)$$。

正确答案为 B

3. 解析:

由 $$Y = 12X + 7$$ 和 $$E(Y) = 34$$ 得:

$$E(Y) = 12E(X) + 7 = 34 \Rightarrow E(X) = \frac{27}{12} = \frac{9}{4}$$

计算 $$E(X)$$:

$$E(X) = 1 \cdot \frac{1}{4} + 2 \cdot m + 3 \cdot n + 4 \cdot \frac{1}{12} = \frac{9}{4}$$

化简得:

$$2m + 3n = \frac{9}{4} - \frac{1}{4} - \frac{1}{3} = \frac{5}{3}$$

又概率之和为1:

$$\frac{1}{4} + m + n + \frac{1}{12} = 1 \Rightarrow m + n = \frac{2}{3}$$

联立解得:

$$m = \frac{1}{3}, \quad n = \frac{1}{3}$$

正确答案为 A

4. 解析:

根据分布列性质,概率之和为1:

$$1 - 2p + \frac{1}{2} + p^2 = 1$$

化简得:

$$p^2 - 2p + \frac{1}{2} = 0$$

解得:

$$p = 1 \pm \frac{\sqrt{2}}{2}$$

同时,概率需满足 $$0 \leq 1 - 2p \leq 1$$ 和 $$0 \leq p^2 \leq 1$$。

验证 $$p = 1 + \frac{\sqrt{2}}{2}$$ 时,$$1 - 2p < 0$$ 不满足;$$p = 1 - \frac{\sqrt{2}}{2}$$ 时均满足。

正确答案为 B

5. 解析:

根据期望公式:

$$E(X) = 1 \cdot \frac{1}{3} + 2 \cdot a + 3 \cdot b = 2$$

化简得:

$$2a + 3b = \frac{5}{3}$$

又概率之和为1:

$$\frac{1}{3} + a + b = 1 \Rightarrow a + b = \frac{2}{3}$$

联立解得:

$$a = \frac{1}{3}, \quad b = \frac{1}{3}$$

因此:

$$a + 2b = \frac{1}{3} + \frac{2}{3} = 1$$

正确答案为 D

6. 解析:

先求常数 $$c$$:

$$\sum_{k=1}^4 P(\xi = k) = c \left( \frac{1}{1 \cdot 2} + \frac{1}{2 \cdot 3} + \frac{1}{3 \cdot 4} + \frac{1}{4 \cdot 5} \right) = c \left( \frac{4}{5} \right) = 1$$

解得:

$$c = \frac{5}{4}$$

计算 $$P\left( \frac{1}{2} < \xi < \frac{5}{2} \right)$$:

$$\xi$$ 可取 1 和 2,因此:

$$P = P(\xi = 1) + P(\xi = 2) = \frac{5}{4} \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{6} \right) = \frac{5}{4} \cdot \frac{2}{3} = \frac{5}{6}$$

正确答案为 B

8. 解析:

先求常数 $$a$$:

$$\sum_{k=1}^5 P(\xi = k) = a \sum_{k=1}^5 (11 - 2k) = a (9 + 7 + 5 + 3 + 1) = 25a = 1$$

解得:

$$a = \frac{1}{25}$$

计算 $$P\left( \frac{5}{2} < \xi < \frac{13}{3} \right)$$:

$$\xi$$ 可取 3 和 4,因此:

$$P = P(\xi = 3) + P(\xi = 4) = \frac{1}{25} (5 + 3) = \frac{8}{25}$$

正确答案为 D

9. 解析:

由题意得:

$$E(X) = 10a + 9b + 0 \cdot c = 9 \Rightarrow 10a + 9b = 9$$

且 $$a + b + c = 1$$。

利用拉格朗日乘数法或直接优化,当 $$\frac{10}{a} + \frac{1}{9b}$$ 取最小值时,$$a = \frac{9}{11}$$,$$b = \frac{1}{11}$$。

因此:

$$c = 1 - a - b = \frac{1}{11}$$

正确答案为 A

10. 解析:

先求常数 $$m$$:

$$\sum_{k=1}^5 P(X = k) = m \sum_{k=1}^5 \frac{2^k}{(2^{k+1} - 1)(2^k - 1)} = 1$$

通过裂项法化简求和:

$$\frac{2^k}{(2^{k+1} - 1)(2^k - 1)} = \frac{1}{2^k - 1} - \frac{1}{2^{k+1} - 1}$$

因此:

$$\sum_{k=1}^5 P(X = k) = m \left( \frac{1}{1} - \frac{1}{63} \right) = m \cdot \frac{62}{63} = 1 \Rightarrow m = \frac{63}{62}$$

计算 $$P\left( \frac{3}{2} < X < \frac{5}{2} \right)$$:

$$X$$ 可取 2,因此:

$$P = P(X = 2) = \frac{63}{62} \cdot \frac{4}{3 \cdot 7} = \frac{6}{31}$$

正确答案为 A

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