专题10.6离散型随机变量及其分布列、数学期望与方差（原卷版）

专题10.6离散型随机变量及其分布列、数学期望与方差题型一离散随机变量题型二求分布列题型三分布列的性质应用题型四求离散随机变量的均值与方差题型五均值和方差的性质应用题型六决策问题题型一离散随机变量例1．下列叙述中，是离散型随机变量的为（）A．将一枚质地均匀的硬币掷五次，出现正面和反面向上的次数之和B．某人早晨在车站等出租车的时间C．连续不断地射击，首次命中目标所需要的次数D．袋中有2个黑球6个红球，任取2个，取得一个红球的可能性例2．（多选）下面给出四个随机变量，其中是离散型随机变量的为（）A．高速公路某收费站在未来1小时内经过的车辆数XB．一个沿直线yx进行随机运动的质点，它在该直线上的位置YC．某景点7月份每天接待的游客数量D．某人一生中的身高X练习1．下面给出四个随机变量：①一高速公路上某收费站在十分钟内经过的车辆数；②一个沿x轴进行随机运动的质点，它在x轴上的位置；③某派出所一天内接到的报警电话次数X；④某同学上学路上离开家的距离Y．其中是离散型随机变量的个数为（）A．1B．2C．3D．4练习2．(多选题)下列变量：①某机场候机室中一天的旅客数量为X；②某寻呼台一天内收到的寻呼次数为X；③某水电站观察到一天中长江的水位为X；④某立交桥一天内经过的车辆数为X.其中是离散型随机变量的是（）A．①中的XB．②中的XC．③中的XD．④中的X练习3．(多选)甲、乙两人下象棋，赢了得3分，平局得1分，输了得0分，共下三局.用表示甲的得分，则3表示的可能结果为（）A．甲赢三局B．甲赢一局输两局C．甲、乙平局三次D．甲赢一局平两局练习4．下列随机变量中是离散型随机变量的是_____，是连续型随机变量的是_____（填序号）．①某机场候机室中一天的旅客数量X；②某水文站观察到一天中江水的水位X；③某景区一日接待游客的数量X；④某大桥一天经过的车辆数X.练习5．盒中有9个正品和3个次品零件，每次从中取一个零件，如果取出的是次品，则不再放回，直到取出正品为止，设取得正品前已取出的次品数为.(1)写出的所有可能取值;(2)写出1所表示的事件.题型二求分布列例3．（多选）已知随机变量ξ的分布列为：ξ－2－10123P112312412112212112若211()12Px，则实数x的值可以是（）A．5B．7C．9D．10例4．不透明的盒子中有6个球，其中4个绿球，2个红球，这6个小球除颜色外完全相同，每次不放回的从中取出1个球，取出红球即停.记X为此过程中取到的绿球的个数.(1)求2PX；(2)写出随机变量X的分布列，并求EX.练习6．某城市有甲、乙、丙3个旅游景点，一位客人游览这三个景点的概率分别是0.4，0.5，0.6，且此人是否游览哪个景点互不影响，设表示客人离开该城市时游览的景点数与没有游览的景点数之差的绝对值，则()E等于_____．练习7．掷两颗骰子，用X表示两点数差的绝对值.求X的分布.练习8．同时抛掷两颗质地均匀的骰子，观察朝上一面出现的点数．设两颗骰子中出现的点数分别为12,XX，记12max,XXX．(1)求X的概率分布；(2)求25PX.练习9．同学甲进行一种闯关游戏，该游戏共设两个关卡，闯关规则如下：每个关卡前需先投掷一枚硬币，若正面朝上，则顺利进入闯关界面，可以开始闯关游戏；若反面朝上，游戏直接终止，甲同学在每次进入闯关界面后能够成功通过关卡的概率均为23，且第一关是否成功通过都不影响第二关的进行．(1)同学甲在游戏终止时成功通过两个关卡的概率；(2)同学甲成功通过关卡的个数为，求的分布列．练习10．某厂家为增加销售量特举行有奖销售活动，即每位顾客购买该厂生产的产品后均有一次抽奖机会.在一个不透明的盒子中放有四个大小、质地完全相同的小球分别标有1，2，3，5四个数字，抽奖规则为：每位顾客从盒中一次性抽取两个小球，记下小球上的数字后放回，记两个小球上的数字分别为，，若为奇数即为中奖.(1)求某顾客甲获奖的概率；(2)求随机变量X的分布列与数学期望EX.题型三分布列的性质应用例5．（多选）随机变量X的概率分布如表，其中2b＝a＋c，且12cab，X246Pabc则（）A．a＋b＋c＝1B．47aC．23bD．221c例6．设01a，随机变量X的分布列为X012P23a13b则当a在(0,1)内增大时（）A．DX增大B．DX减小C．DX先减小后增大D．DX先增大后减小练习11．已知随机变量X的分布列为()(1iPXiia，2，3，4，5)，则(25)PX（）A．13B．12C．35D．910练习12．下列表中能称为随机变量X的分布列的是（）A．X－101P0.30.40.4B．X123P0.40.70.1C．X101P0.30.40.3D．X123P0.30.40.4练习13．已知随机变量的分布列为()(1,2,3)Pkmkk，设()()FxPx，则52F（）A．12B．13C．16D．23练习14．设随机变量的分布列如下：12345678910P1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a且数列na满足()(1,2,3,,10)kPkkak，则()E_____．练习15．设随机变量的概率分布为2kaPk，a为常数，1k，2，3，4，则a_____．题型四求离散随机变量的均值与方差例7．甲乙两人进行乒乓球比赛，现采用三局两胜制，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13，随机变量X表示最终的比赛局数，则（）A．268,981EXDXB．2620,981EXDXC．228,981EXDXD．2220,981EXDX例8．甲、乙两人进行定点投篮游戏，投篮者若投中，则继续投篮，否则由对方投篮，第一次由甲投篮．已知每次投篮甲、乙命中的概率分别为13，34.在前3次投篮中，乙投篮的次数为ξ，则ξ的方差为_____．练习16．（多选）设102x，随机变量的分布列如下：ξ012P0.50.5－xx则当x在10,2内增大时（）A．E减小B．E增大C．D减小D．D增大练习17．随机变量X的概率分布列如下：X－101Pabc其中a，b，c成等差数列，若随机变量X的期望1()2EX，则其方差()DX＝_____．练习18．第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在中国杭州举办．中国田径队拟派出甲、乙、丙三人参加男子100米比赛．比赛分为预赛、半决赛和决赛，只有预赛和半决赛都获得晋级才能进入决赛．已知甲在预赛和半决赛中晋级的概率均为34；乙在预赛和半决赛中晋级的概率分别为45和12；丙在预赛和半决赛中晋级的概率分别为p和32p，其中1526p，甲、乙、丙三人晋级与否互不影响．(1)试比较甲、乙、丙三人进入决赛的可能性大小；(2)若甲、乙、丙三人都进入决赛的概率为18，求三人中进入决赛的人数的分布列和期望．练习19．甲乙两人进行一场乒乓球比赛.已知每局甲胜的概率为0.6，乙胜的概率为0.4，甲乙约定比赛采取“3局2胜制”.(1)求这场比赛甲获胜的概率；(2)这场比赛甲所胜局数的数学期望（保留两位有效数字）；(3)根据（2）的结论，计算这场比赛甲所胜局数的方差.练习20．喜迎新学期，高三一班、二班举行数学知识竞赛，赛制规定：共进行5轮比赛，每轮比赛每个班可以从,AB两个题库中任选1题作答，在前两轮比赛中每个班的题目必须来自同一题库，后三轮比赛中每个班的题目必须来自同一题库，A题库每题20分，B题库每题30分，一班能正确回答,AB题库每题的概率分别为34、12，二班能正确回答,AB题库每题的概率均为23，且每轮答题结果互不影响．(1)若一班前两轮选A题库，后三轮选B题库，求其总分不少于100分的概率；(2)若一班和二班在前两轮比赛中均选了B题库，而且一班两轮得分60分，二班两轮得分30分，一班后三轮换成A题库，二班后三轮不更换题库，设一班最后的总分为X，求X的分布列，并从每班总分的均值来判断，哪个班赢下这场比赛？题型五均值和方差的性质应用例9．设随机变量X的分布列如下（其中01p），DX表示X的方差，则当p从0增大到1时（）X012p12p122pA．DX增大B．DX减小C．DX先减后增D．DX先增后减例10．（多选）已知随机变量X的分布列为X101Pm0.20.3若随机变量0,RYaXbab，10EY，19DY，则下列选项正确的为（）A．0.5mB．6aC．11bD．160.3PY练习21．（多选）已知离散型随机变量X的分布列为X101P12a16若离散型随机变量Y满足21YX，则下列说法正确的有（）A．213PXB．EXEY0C．109DYD．112PY练习22．（多选）若随机变量X服从两点分布，其中103PX，EX，DX分别为随机变量X的均值与方差，则下列结论正确的是（）A．1PXEXB．324EXC．324DXD．94DX练习23．（多选）已知随机变量的分布列如下表所示，且满足0E，则下列选项正确的是（）102Pa12bA．1DB．1DC．214DD．326D练习24．（多选）设某项试验成功率是失败率的2倍，若用随变量X描述一次试验的成功次数，EX，DX分别为随机变量的均值和方差，则（）A．103PXB．423EXC．29DXD．313DX练习25．已知随机变量X的分布列为X21012P141315m120(1)求m的值；(2)求EX；(3)若23YX，求EY.题型六决策问题例11．从2023年起，云南省高考数学试卷中增加了多项选择题（第9-12题是四道多选题，每题有四个选项，全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分）.在某次模拟考试中，每道多项选题的正确答案是两个选项的概率为p，正确答案是三个选项的概率为1p（其中01p）.现甲乙两名学生独立解题.(1)假设每道题甲全部选对的概率为12，部分选对的概率为14，有选错的概率为14；乙全部选对的概率为16，部分选对的概率为12，有选错的概率为13，求这四道多选题中甲比乙多得13分的概率；(2)对于第12题，甲同学只能正确地判断出其中的一个选项是符合题意的，乙同学只能正确地判断出其中的一个选项是不符合题意的，作答时，应选择几个选项才有希望得到更理想的成绩，请你帮助甲或者乙做出决策（只需选择帮助一人做出决策即可）.例12．核酸检测也就是病毒DNA和RNA的检测，是目前病毒检测最先进的检验方法，在临床上主要用于新型冠状乙肝､丙肝和艾滋病的病毒检测.通过核酸检测，可以检测血液中是否存在病毒核酸，以诊断机体有无病原体感染.某研究机构为了提高检测效率降低检测成本，设计了如下试验，预备12份试验用血液标本，从标本中随机取出n份分为一组，将样本分成若干组，从每一组的标本中各取部分，混合后检测，若结果为阴性，则判定该组标本均为阴性，不再逐一检测；若结果为阳性，需对该组标本逐一检测.以此类推，直到确定所有样本的结果：2份阳性，10份阴性.若每次检测费用为a元（a为常数），记检测的总费用为X元.(1)当3n时，求X的分布列和数学期望.(2)以检测成本的期望值为依据，在3n与4n中选其一，应选哪个？练习26．王师傅用甲、乙两台不同型号的车床加工某种零件，已知用甲车床加工的零件合格的概率为34，用乙车床加工的零件合格的概率为12，且每次加工的零件是否合格相互独立．(1)若王师傅用甲、乙车床各加工2个零件，求他加工的零件恰好有3个合格的概率；(2)若王师傅加工3个零件，有以下两种加工方案：方案一：用甲车床加工