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限时规范训练十九 概率、随机变量及其分布列
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.(2016·高考全国卷Ⅰ)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:选B.如图,7:50至8:30之间的时间长度为40分钟,而小明等车时间不超过10分钟是指小明在7:50至8:00之间或8:20至8:30之间到达发车站,此两种情况下的时间长度之和为20分钟,由几何概型概率公式知所求概率为P==.
2.(2017·山东济南模拟)4个高尔夫球中有3个合格、1个不合格,每次任取一个,不放回地取两次.若第一次取到合格的高尔夫球,则第二次取到合格高尔夫球的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:选B.记事件A={第一次取到的是合格高尔夫球},事件B={第二次取到的是合格高尔夫球}.
由题意可得事件B发生所包含的基本事件数n(A∩B)=3×2=6,事件A发生所包含的基本事件数n(A)=3×3=9,所以P(B|A)===.
3.(2017·江西七校联考)在区间[-π,π]内随机取两个数分别记为a,b,则使得函数f(x)=x2+2ax-b2+π有零点的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:选B.∵函数f(x)有零点.
∴Δ=4a2-4(π-b2)≥0,即a2+b2≥π,
设事件A表示“函数f(x)=x2+2ax-b2+π有零点”.
如图所示,试验的全部结果构成的区域是矩形ABCD及其内部,事件A发生的区域是图中阴影部分,且S阴影=4π2-π2=3π2,
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∴P(A)==.
4.(2017·河南洛阳模拟)箱中装有标号为1,2,3,4,5,6且大小相同的6个球.从箱中一次摸出两个球,记下号码并放回,如果两球号码之积是4的倍数,则获奖.现有4人参与摸奖(每人一次),则恰好有3人获奖的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:选B.由题意得任取两球有C种情况,取出两球号码之积是4的倍数的情况为(1,4),(2,4),(3,4),(2,6),(4,6),(4,5)共6种情况,故每人摸球一次中奖的概率为=,故4人中有3人中奖的概率为C×=.故选B.
5.某班举行了一次“心有灵犀”的活动,教师把一张写有成语的纸条出示给A组的某个同学,这个同学再用身体语言把成语的意思传递给本组其他同学.若小组内同学甲猜对成语的概率是0.4,同学乙猜对成语的概率是0.5,且规定猜对得1分,猜不对得0分,则这两个同学各猜1次,得分之和X(单位:分)的数学期望为( )
A.0.9 B.0.8
C.1.2 D.1.1
解析:选A.由题意得X=0,1,2,
则P(X=0)=0.6×0.5=0.3,P(X=1)=0.4×0.5+0.6×0.5=0.5,P(X=2)=0.4×0.5=0.2,
所以E(X)=1×0.5+2×0.2=0.9.
6.小明准备参加电工资格考试,先后进行理论考试和操作考试两个环节,每个环节各有两次考试机会,在理论考试环节,若第一次考试通过,则直接进入操作考试;若第一次未通过,则进行第2次考试,第2次考试通过后进入操作考试环节,第2次未通过则直接被淘汰.在操作考试环节,若第1次考试通过,则直接获得证书;若第1次未通过,则进行第2次考试,第2次考试通过后获得证书,第2次未通过则被淘汰.若小明每次理论考试通过的概率为,每次操作考试通过的概率为
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,并且每次考试相互独立,则小明本次电工考试中共参加3次考试的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:选B.设“小明本次电工考试中共参加3次考试”为事件A,“小明本次电工考试中第一次理论考试没通过,第二次理论考试通过,第一次操作考试通过”为事件B,“小明本次电工考试中第一次理论考试通过,第一次操作考试没通过,第二次操作考试通过”为事件C,“小明本次电工考试中第一次理论考试通过,第一次操作考试没通过,第二次操作考试没通过”为事件D,则P(A)=P(B∪C∪D)=P(B)+P(C)+P(D),而P(B)=××=,P(C)=××=,P(D)=××=,所以P(A)=++=,故选B.
二、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
7.在区间[0,1]上随机取两个数x、y,则事件“y≤x4”发生的概率为________.
解析:在区间[0,1]上随机取两个数x、y,则(x,y)组成的平面区域的面积为1.事件“y≤x4”发生,则(x,y)组成的平面区域的面积为x4dx=x5=,所以所求概率为.
答案:
8.在1,2,3,4,5,6,7,8这组数据中,随机取出五个不同的数,则数字5是取出的五个不同数的中位数的概率为________.
解析:分析题意可知,抽取的除5以外的四个数字中,有两个比5小,有两个比5大,故所求概率P==.
答案:
9.(2017·湖北武汉模拟)公共汽车车门高度是按男子与车门碰头机会不高于0.022 8来设计的,设男子身高X服从正态分布N(170,72)(单位:cm),参考以下概率P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 7,P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=0.954 5,P(μ-3σ<X≤μ+3σ)=0.997 5,则车门的高度(单位:cm) 至少应设计为________.
解析:因为公共汽车车门高度是按男子与车门碰头机会不高于0.022 8来设计的,所以利用P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=0.954 5,男子身高X服从正态分布N(单位:cm),可得车门的高度(单位:cm)至少应设计为170+2×7=184 cm.
答案:184 cm
三、解答题(本题共3小题,每小题12分,共36分)
10.(2017·北京丰台区二模)张先生家住H小区,他工作在C
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科技园区,从家到公司上班的路上有L1,L2两条路线(如图所示),L1路线上有A1,A2,A3三个路口,各路口遇到红灯的概率均为;L2路线上有B1,B2两个路口,各路口遇到红灯的概率依次为,.
(1)若走L1路线,求最多遇到1次红灯的概率;
(2)若走L2路线,求遇到红灯的次数X的数学期望;
(3)按照“遇到红灯的平均次数最少”的要求,请你帮助张先生从上述两条路线中选择一条最好的上班路线,并说明理由.
解:(1)设“走L1路线最多遇到1次红灯”为事件A,则P(A)=C×+C××=.
所以走L1路线,最多遇到1次红灯的概率为.
(2)依题意,X的可能取值为0,1,2.
P(X=0)=×=,
P(X=1)=×+×=,
P(X=2)=×=.
故随机变量X的分布列为
X
0
1
2
P
E(X)=×0+×1+×2=.
(3)设选择L1路线遇到红灯的次数为Y,随机变量Y服从二项分布,即Y~B,所以E(Y)=3×=.因为E(X)<E(Y),所以选择L2路线上班最好.
11.甲、乙、丙三位同学彼此独立地从A,B,C,D,E五所高校中,任选2所高校参加自主招生考试(并且只能选2所高校),但同学甲特别喜欢A高校,他除选A校外,在B,C,D,E中再随机选1所;同学乙和丙对5所高校没有偏爱,都在5所高校中随机选2所即可.
(1)求甲同学未选中E高校且乙、丙都选中E高校的概率.
(2)记X为甲、乙、丙三名同学中未参加E校自主招生考试的人数,求X
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的分布列及数学期望.
解:(1)由题意知:甲同学选中E高校的概率为p甲=,
乙、丙两同学选中E高校的概率为p乙=p丙==,所以甲同学未选中E高校且乙、丙都选中E高校的概率为:
P(1-p甲)·p乙·p丙=··=.
(2)由题意知:X所有可能的取值为0,1,2,3,
P(X=0)=p甲·p乙·p丙=×=,
P(X=1)=(1-p甲)·p乙·p丙+p甲·(1-p乙)·p丙+p甲·p乙·(1-p丙)
=··+··+··=,
P(X=2)=(1-p甲)·(1-p乙)·p丙+(1-p甲)·p乙·(1-p丙)+p甲·(1-p乙)·(1-p丙)
=··+··+··=,
P(X=3)=(1-p甲)·(1-p乙)·(1-p丙)=··=,
所以X的分布列为:
X
0
1
2
3
P
所以E(X)=0×+1×+2×+3×=.
12.(2017·广州五校联考)某工厂生产甲、乙两种芯片,其质量按测试指标划分为:指标大于或等于82为合格品,小于82为次品.现随机抽取这两种芯片各100件进行检测,检测结果统计如下:
测试指标
[70,76)
[76,82)
[82,88)
[88,94)
[94,100)
芯片甲
8
12
40
32
8
芯片乙
7
18
40
29
6
(1)试分别估计芯片甲、芯片乙为合格品的概率;
(2)生产一件芯片甲,若是合格品可盈利40元,若是次品则亏损5元;生产一件芯片乙,若是合格品可盈利50元,若是次品则亏损10元.在(1)的前提下,
①记X为生产一件芯片甲和一件芯片乙所得的总利润,求随机变量X的分布列和数学期望;
②求生产5件芯片乙所获得的利润不少于140元的概率.
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解:(1)芯片甲为合格品的概率约为=,芯片乙为合格品的概率为=.
(2)①随机变量X的所有可能取值为90,45,30,-15.
P(X=90)=×=;P(X=45)=×=;
P(X=30)=×=;P(X=-15)=×=.
所以随机变量X的分布列为
X
90
45
30
-15
P
则X的数学期望E(X)=90×+45×+30×+(-15)×=66.
②设生产的5件芯片乙中合格品有n件,则次品有(5-n)件.
依题意,设50n-10(5-n)≥140,解得n≥.
所以n=4或n=5.
设“生产5件芯片乙所获得的利润不少于140元”为事件A,
则P(A)=C×+=.
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