高考数学百大经典例题离散型随机变量的期望与方差
离散型随机变量的期望与方差(1)许兴华
数学期望也称均值，它所描述的 是 随机变量取值的平均状态。 兴
Firstpage首页 upward return next last 铃
T华 N S E 许E V 课
件
2.离散型随机变量 a b(a, b为常数)的 数学期望公式 E (a b) aE b
兴T华
件
Firstpage首页 upward return next last 铃
2.4
5.8
解 : (1)EX 1 0.5 3 0.3 5 0.2 2.4 (2)EX E(2X 1) 2EX 1 2 2.4 1 5.8
Firstpage首页 upward return nห้องสมุดไป่ตู้xt last 铃
3. ~ B( n, p)
E np
1 4. ~ g( k , p) E p
N S E 许E V 课
兴T华
件
Firstpage首页 upward return next last 铃
•THE END •Goodbye!
南宁三中 许兴华
(文学博客)http : //blog.sin /s teven1970
T华 N S E 许E V 课
⑴．对任意的正整数 i，有pi 0 (2) p1 p2 1.
Firstpage首页 upward return next last 铃
件
N S E 许E V 课
兴T华
件
Firstpage首页 upward return next last 铃
二.新课 (mathemati expectatio cal n) 1.数学期望 若离散型随机变量的概率分布为 x1 x 2 x n p p1 p2 pn
高考数学离散型随机变量的期望及方差解答题
高考数学离散型随机变量的期望与方差解答题考点预测和题型解析在高考中，离散型随机变量的期望与方差试题的出题背景大多数源于课本上，有时也依赖于历年的高考真题、资料中的典型题例为背景，涉及主要问题有：产品检验问题、射击、投篮问题选题、选课，做题，考试问题、试验，游戏，竞赛，研究性问题、旅游，交通问题、摸球球问题、取卡片，数字和入座问题、信息，投资，路线等问题。
属于基础题或中档题的层面。
高考中一定要尽量拿满分。
● 考题预测离散型随机变量的期望与方差涉及到的试题背景有：产品检验问题、射击、投篮问题选题、选课，做题，考试问题、试验，游戏，竞赛，研究性问题、旅游，交通问题、摸球球问题、取卡片，数字和入座问题、信息，投资，路线等问题。
从近几年高考试题看，离散型随机变量的期望与方差问题还综合函数、方程、数列、不等式、导数、线性规划等知识主要考查能力。
● 复习建议1．学习概率与统计的关键是弄清分布列,期望和方差在统计中的作用. 离散型随机变量的分布列的作用是：（1）可以了解随机变量的所有可能取值； （2）可以了解随机变量的所有取值的概率；（3）可以计算随机变量在某一范围内取值的概率。
2．离散型随机变量的分布列从整体上全面描述了随机变量的统计规律。
3．离散型随机变量的数学期望刻画的是离散型随机变量所取的平均值，是描述随机变量集中趋势的一个特征数。
4．离散型随机变量的方差表示了离散型随机变量所取的值相对于期望的集中与分散程度。
● 知识点回顾1．离散型随机变量的期望：（1）若离散型随机变量ξ的概率分布为则称 ++++=n n p x p x p x E 2211ξ为ξ的数学期望（平均值、均值） 简称为期望。
① 期望反映了离散型随机变量的平均水平。
② ξE 是一个实数，由ξ的分布列唯一确定。
③ 随机变量ξ是可变的，可取不同值。
④ ξE 是不变的，它描述ξ取值的平均状态。
（2）期望的性质：① C C E =)(为常数）C ( ② b aE b a E +=+ξξ)( 为常数）b a ,(③ 若),(~p n B ξ，则np E =ξ （二项分布）④ 若),(~p k g ξ，则pE 1=ξ （几何分布） 2．离散型随机变量的方差（1）离散型随机变量的方差：设离散型随机变量ξ可能取的值为,,,,,21 n x x x 且这些值的概率分别为 ,,,,,321n p p p p则称 +-+-=222121)()(p E x p E x D εεε…+-+n n p E x 2)(ε…；为ξ 的方差。
高中数学离散型随机变量的期望与方差练习(含答案)
高中数学离散型随机变量的期望与方差练习(含答案)1.事件A为“三个点数都不同”，事件B为“至少出现一个6点”，求条件概率P(A|B)和P(B|A)。
2.已知随机变量ξ服从正态分布N(1,1)，若P(ξ<3)=0.977，则求P(-1<ξ<3)。
3.随机变量X的取值为1和2，若P(X=0)=0，E(X)=1，则求D(X)。
4.已知随机变量X服从正态分布N(3,1)，且P(X≥4)=0.1587，则求P(2<X<4)。
5.甲乙等人参加米接力赛，在甲不跑第一棒的条件下，乙不跑第二棒的概率是多少？6.不透明袋子中装有大小、材质完全相同的2个红球和5个黑球，现从中逐个不放回地摸出小球，直到取出所有红球为止，则摸取次数的数学期望是多少？7.下面说法中正确的是：A.离散型随机变量ξ的均值E(ξ)反映了ξ取值的概率的平均值；B.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的平均水平；C.离散型随机变量ξ的均值E(ξ)反映了ξ取值的平均水平；D.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的概率的平均值。
8.每次试验的成功率为p，重复进行10次试验，其中前7次都未成功，后3次都成功的概率是多少？9.设随机变量X服从二项分布B(n,p)，则P(X=k)的分布列为多少。
10.现在有10张奖券，其中7张未中奖，3张中奖，某人从中随机无放回地抽取1张奖券，则此人得奖金额的数学期望为多少？11.已知X～B(n,p)，E(X)=2，D(X)=1.6，则n和p的值分别为多少？12.袋中有大小相同的5个球，分别标有1、2、3、4、5五个号码，现在在有放回抽取的条件下依次取出两个球，则它们的和的数学期望为多少？1.一个球，设两个球号码之和为随机变量，则所有可能取值的个数是（）A。
5B。
9C。
10D。
25.答案：C。
10.2.电灯泡使用时数在1 000小时以上的概率为0.2，则三个灯泡在1 000小时以后最多有一个坏了的概率是（）A。
离散型随机变量的期望与方差
解 ：E1
1
1 7
2
1 7
7
1 7
4
D1
(1
4)2
1 7
(2
4)2
1 7
(7
4) D1 2
E2
3.7
1 7
3.8
1 7
4.3
1 7
4
D2 0.04
2 D2 0.2
点评：本题中的ξ1和ξ2都以相等的概率取各个不同的值，但 ξ1的取值较为分散，ξ2的取值较为集中．Eξ1 = Eξ2=4， Dξ1 = 4，Dξ2=0.04，，方差比较清楚地指出了比取值更集 中．σξ1 = 2，σξ2 = 0.2，可以看出这两个随机变量取值 与其期望值的偏差
ξ123456 P 1/6 1/6 1/6 1/6 1/6 1/6 所以
上页 下页
例3 有一批数量很大的产品，其次品率是15％．对这批产品 进行抽查，每次抽出1件，如果抽出次品，则抽查终止，否 则继续抽查，直到抽出次品，但抽查次数最多不超过10 次．求抽查次数ξ的期望(结果保留三个有效数字)．
解：抽查次数ξ取1～10的整数，从这批数量很大的产品中每 次抽取一件检查的试验可以认为是彼此独立的，取出次品的概 率是0.15，取出正品的概率是0.85，前k－1次取出正品而第k 次(k＝1，2，…，9)取出次品的概率
1)]!
nC
k 1 n1
l
E m P( m)
m0
C C m C C M C l m C C n C N C m0
经典例题：期望与方差
解：法一：(1)P＝1－CC16022＝1－4155＝32.即该顾客中奖的概率为23. (2)ξ 的所有可能值为：0,10,20,50,60(元)． 且 P(ξ＝0)＝CC16022＝13， P(ξ＝10)＝CC311C0261＝52， P(ξ＝20)＝CC13022＝115， P(ξ＝50)＝CC111C0261＝125， P(ξ＝60)＝CC111C0231＝115. 故 ξ 的分布列为：
所以随机变量 ξ 的分布列为
ξ0
2
3
4
5
P 0.03 0.24 0.01 0.48 0.24
随机变量 ξ 的数学期望 Eξ＝0×0.03＋2×0.24＋3×0.01＋4×0.48＋5×0.24＝3.63.
(3)该同学选择都在 B 处投篮得分超过 3 分的概率为 P( B BB＋B B B＋BB)
＝P( B BB)＋P(B B B)＋P(BB)＝2(1－q2)q22＋q22＝0.896； 该同学选择(1)中方式投篮得分超过 3 分的概率为 0.48＋0.24＝0.72. 由此看来该同学选择都在 B 处投篮得分超过 3 分的概率大．
思路点拨：本题主要考查随机事件、互斥事件、相互独立事件等概率知识、考查离散型 随机变量的分布列和期望等基础知识，考查运用概率与统计知识解决实际问题的能力．
解：(1)设这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯为事件 A，因为事件 A 等
于事件“这名学生在第一和第二个路口没有遇到红灯，在第三个路口遇到红灯”，所以事件
思路点拨：分布列有两条重要的性质：pi≥0，i＝1,2,3，…；p1＋p2＋…＝1，利用第二 条性质可求 a 的值．由于 ξ 的可能取值为15，25，35，45，1，所以满足 ξ≥35或110＜ξ＜170的 ξ 值， 只能是在15，25，35，45，1 中选取，且它们之间在一次试验中为互斥事件，所以求得满足条件 的各概率之和即可．
高三数学离散型随机变量的期望值和方差
高三数学离散型随机变量的期望值和方差离散型随机变量的期望值和方差一、基本知识概要：1、期望的定义：一般地，若离散型随机变量ξ的分布列为ξx1x2x3...xn...PP1P2P3...Pn...则称Eξ=x1P1+x2P2+x3P3+...+xnPn+...为ξ的数学期望或平均数、均值，简称期望。
它反映了:离散型随机变量取值的平均水平。
若η=aξ+b(a、b为常数)，则η也是随机变量，且Eη=aEξ+b。
E(c)= c特别地，若ξ～B(n，P)，则Eξ=nP2、方差、标准差定义：Dξ=(x1-Eξ)2・P1+(x2-Eξ)2・P2+...+(xn-Eξ)2・Pn+...称为随机变量ξ的方差。
Dξ的算术平方根=δξ叫做随机变量的标准差。
随机变量的方差与标准差都反映了:随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度。
且有D(aξ+b)=a2Dξ,可以证明Dξ=Eξ2- (Eξ)2。
若ξ～B(n，p)，则Dξ=npq，其中q=1-p.3、特别注意：在计算离散型随机变量的期望和方差时，首先要搞清其分布特征及分布列，然后要准确应用公式，特别是充分利用性质解题，能避免繁琐的运算过程，提高运算速度和准确度。
二、例题：例1、（1）下面说法中正确的是（）A．离散型随机变量ξ的期望Eξ反映了ξ取值的概率的平均值。
B．离散型随机变量ξ的方差Dξ反映了ξ取值的平均水平。
C．离散型随机变量ξ的期望Eξ反映了ξ取值的平均水平。
D．离散型随机变量ξ的方差Dξ反映了ξ取值的概率的平均值。
解：选C说明：此题考查离散型随机变量ξ的期望、方差的概念。
（2）、（2001年高考题）一个袋子里装有大小相同的3个红球和2个黄球，从中同时取出两个，则其中含红球个数的数学期望是。
解：含红球个数ξ的Eξ=0×+1×+2×=1.2说明：近两年的高考试题与《考试说明》中的"了解......，会......"的要求一致，此部分以重点知识的基本题型和内容为主，突出应用性和实践性及综合性。
高考数学拔高题训练：离散型随机变量的期望与方差含详解
高考数学拔高题训练：离散型随机变量的期望与方差学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．对任意实数x ，有3230123(2)(2)(2)x a a x a x a x =+-+-+-，则2a 的值为（）A ．6B ．9C ．12D ．212．数学与文学有许多奇妙的联系，如诗中有回文诗“儿忆父兮妻忆夫”，既可以顺读也可以逆读.数学中有回文数，如343，12521等.两位数的回文数有11，22，3，……，99共9个，则在三位数的回文数中偶数的个数是（）A ．40B ．30C ．20D ．103．我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化．每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成，爻分为阳爻“——”和阴爻“——”，如图就是一重卦．在所有重卦中随机取一重卦，则该重卦恰有3个阳爻的概率是A ．516B ．1132C ．2132D ．11164．某学校为了迎接市春季运动会，从5名男生和4名女生组成的田径运动队中选出4人参加比赛，要求男、女生都有，则男生甲与女生乙至少有1人入选的方法种数为（）A ．85B ．86C ．91D ．905．已知甲口袋中有3个红球和2个白球，乙口袋中有2个红球和3个白球，现从甲，乙口袋中各随机取出一个球并相互交换，记交换后甲口袋中红球的个数为ξ，则E ξ=A ．145B ．135C ．73D ．836．某科技公司生产一批同型号的光纤通信仪器，每台仪器的某个部件由三个电子元件按如图方式连接而成，若元件1或元件2正常工作，且元件3正常工作，则该部件正常工作.由大数据统计显示：三个电子元件的使用寿命（单位：时）均服从正态分布()210000,10N ，且各个元件能否正常工作相互独立.现从这批仪器中随机抽取1000台检测该部件的工作情况（各部件能否正常工作相互独立），那么这1000台仪器中该部件的使用寿命超过10000小时的台数的均值为（）A ．600B ．420C ．375D ．2707．安排A ，B ，C ，D ，E ，F ，共6名义工照顾甲，乙，丙三位老人，每两位义工照顾一位老人，考虑到义工与老人住址距离问题，义工A 不安排照顾老人甲，义工B 不安排照顾老人乙，则安排方法共有A ．30种B ．40种C ．42种D ．48种8．2020年12月1日，大连市开始实行生活垃圾分类管理.某单位有四个垃圾桶，分别是一个可回收物垃圾桶､一个有害垃圾桶､一个厨余垃圾桶､一个其它垃圾桶.因为场地限制，要将这四个垃圾桶摆放在三个固定角落，每个角落至少摆放一个，则不同的摆放方法共有(如果某两个垃圾桶摆放在同一角落，它们的前后左右位置关系不作考虑)（）A ．18种B ．24种C ．36种D ．72种二、填空题9．已知随机变量()~,B n p ξ，且6E ξ=，3D ξ=，则n =______.10．在MON ∠的边OM 上有5个异于O 点的点，边ON 上有4个异于O 点的点，以这10个点（含O 点）中的3个点为顶点，可以得到___________个三角形.11．某校周五的课程表设计中，要求安排8节课（上午4节、下午4节），分别安排语文、数学、英语、物理、化学、生物、政治、历史各一节，其中生物只能安排在第一节或最后一节，数学和英语在安排时必须相邻（注：上午的最后一节与下午的第一节不记作相邻），则周五的课程顺序的编排方法共有______．12．一个盒子中有6只好晶体管，4只坏晶体管，任取两次，每次取1只，每一次取后不放回．若已知第1只是好的，则第2只也是好的的概率是______．三、解答题13．212nx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式一共有16项.（1）求展开式中二项式系数之和；（2）求展开式中的常数项.14．10张奖券中有3张有奖，甲，乙两人不放回的各从中抽1张，甲先抽，乙后抽.求：（1）甲中奖的概率.（2）乙中奖的概率.（3）在甲未中奖的情况下，乙中奖的概率.15．已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24，16，16．现采用分层抽样的方法从中抽取7人，进行睡眠时间的调查．(1)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人？(2)若抽出的7人中有4人睡眠不足，3人睡眠充足，现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查．①用X表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数，求随机变量X的分布列；②设A为事件“抽取的3人中，既有睡眠充足的员工，也有睡眠不足的员工”，求事件A 发生的概率．16．某超市每年10月份都销售某种桃子，在10月份的每天计划进货量都相同，进货成本为每千克16元，销售价为每千克24元；当天超出需求量的部分，以每千克10元全部卖出．根据往年销售经验，每天的需求量与当天最高气温（单位：℃）有一定关系：最高气温低于25，需求量为1000千克；最高气温位于[25，30）内，需求量为2000千克；最高气温不低于30，需求量为3000千克．为了制订2020年10月份的订购计划，超市工作人员统计了近三年10月份的气温数据，得到下面的频率分布直方图．以气温位于各区间的频率代替气温位于该区间的概率．（1）求2020年10月份桃子一天的需求量X的分布列；（2）设2020年10月份桃子一天的销售利润为Y元，当一天的进货量为多少千克时，E （Y）取到最大值？17．7本不同的书分给5人，每人至少1本，共有多少种不同的分法？18．随着国家对体育、美育的高度重视，不少省份已经宣布将体育、美育纳入中考范畴．某学校为了提升学生的体育水平，决定本学期开设足球课，某次体育课上，体育器材室的袋子里有大小、形状相同的2个黄色足球和3个白色足球，现从袋子里依次随机取球．（1）若连续抽取3次，每次取1个球，求取出1个黄色足球、2个白色足球的概率；（2）若无放回地取3次，每次取1个球，取出黄色足球得1分，取出白色足球不得分，求总得分X的分布列．参考答案：1．A 【解析】【分析】由33[(2)2]x x =-+，根据二项式定理可得特定项系数.【详解】因为33[(2)2]x x =-+，所以123C 26a =⨯=，故选：A.2．A 【解析】【分析】根据回文数定义，确定首位，再确定中间数，最后根据分步乘法计数原理得结果.【详解】由题意，若三位数的回文数是偶数，则末（首）位可能为2，4，6，8.如果末（首）位为2，中间一位数有10种可能，同理可得，如果末（首）位为4或6或8，中间一位数均有10种可能，所以有41040⨯=个，故选：A 【点睛】本题考查分步计数原理实际应用，考查基本分析求解能力，属基础题.3．A 【解析】【分析】本题主要考查利用两个计数原理与排列组合计算古典概型问题，渗透了传统文化、数学计算等数学素养，“重卦”中每一爻有两种情况，基本事件计算是住店问题，该重卦恰有3个阳爻是相同元素的排列问题，利用直接法即可计算．【详解】由题知，每一爻有2种情况，一重卦的6爻有62情况，其中6爻中恰有3个阳爻情况有36C ，所以该重卦恰有3个阳爻的概率为3662C =516，故选A ．【点睛】对利用排列组合计算古典概型问题，首先要分析元素是否可重复，其次要分析是排列问题还是组合问题．本题是重复元素的排列问题，所以基本事件的计算是“住店”问题，满足条件事件的计算是相同元素的排列问题即为组合问题．4．B 【解析】【分析】根据题意，分三类，第1类，男生甲入选，女生乙不入选，第2类，男生甲不入选，女生乙入选，第3类，男生甲入选，女生乙入选，分别求得其方法数，然后利用分类计数原理求解.【详解】由题意，可分三类：第1类，男生甲入选，女生乙不入选，则方法种数为122133434331C C C C C ++=；第2类，男生甲不入选，女生乙入选，则方法种数为122134343434C C C C C ++=；第3类，男生甲入选，女生乙入选，则方法种数为2112343421C C C C ++=．所以男生甲与女生乙至少有1人入选的方法种数为31＋34＋21＝86．故选：B 5．A 【解析】【分析】先求出ξ的可能取值及取各个可能取值时的概率，再利用1122i i E p p p ξξξξ=+++ +可求得数学期望.【详解】ξ的可能取值为2,3,4.2ξ=表示从甲口袋中取出一个红球，从乙口袋中取出一个白球，故()33925525P ξ==⨯=.3ξ=表示从甲、乙口袋中各取出一个红球，或从甲、乙口袋中各取出一个白球，故()3223123555525P ξ==⨯+=.4ξ=表示从甲口袋中取出一个白球，从乙口袋中取出一个红球，故()22445525P ξ==⨯=.所以9124142342525255E ξ=⨯+⨯+⨯=.故选A.【点睛】求离散型随机变量期望的一般方法是先求分布列，再求期望.如果离散型随机变量服从二项分布(),B n p ，也可以直接利用公式E np ξ=求期望.6．C 【解析】【分析】计算得出1000台仪器中该部件的使用寿命超过10000小时的台数服从二项分布31000,8B ⎛⎫ ⎪⎝⎭，利用二项分布的期望公式可求得结果.【详解】由题意可知，该部件每个元件正常工作超过10000小时的概率均为12，则该部件正常工作超过10000小时的概率为21131228⎡⎤⎛⎫-⨯=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦，所以1000台仪器中该部件的使用寿命超过10000小时的台数服从二项分布31000,8B ⎛⎫ ⎪⎝⎭，故所求均值为310003758⨯=.故选：C.7．C 【解析】利用间接法求解，首先计算出所有的安排方法，减掉A 照顾老人甲的情况和B 照顾老人乙的情况，再加回来多减一次的A 照顾老人甲的同时B 照顾老人乙的情况，从而得到结果.【详解】6名义工照顾三位老人，每两位义工照顾一位老人共有：2264C C 90=种安排方法其中A 照顾老人甲的情况有：1254C C 30=种B 照顾老人乙的情况有：1254C C 30=种A 照顾老人甲，同时B 照顾老人乙的情况有：1143C C 12=种∴符合题意的安排方法有：9030301242--+=种本题正确选项：C 【点睛】本题考查利用排列组合解决实际问题，对于限制条件较多的问题，通常采用间接法来进行求解.8．C 【解析】分析题意，得到有一个固定点放着两个垃圾桶，先选出两个垃圾桶，之后相当于三个元素分配到三个地方，最后利用分步乘法计数原理，求得结果.【详解】根据题意，有四个垃圾桶放到三个固定角落，其中有一个角落放两个垃圾桶，先选出两个垃圾桶，有246C =种选法，之后与另两个垃圾桶分别放在三个不同的地方有33A 种放法；所以不同的摆放方法共有23436636C A ⋅=⨯=种，故选：C.【点睛】思路点睛：该题考查的是有关排列组合综合题，解题方法如下：（1）首先根据题意，分析出有两个垃圾桶分到同一个地方，有246C =种选法；（2）之后就相当于三个元素的一个全排；（3）利用分步乘法计数原理求得结果.9．12【解析】根据二项分布的期望和方差公式可得出关于n 、p 的方程组，即可求得n 的值.【详解】()~,B n p ξ ，由二项分布的期望和方差公式得()613E np D np p ξξ==⎧⎨=-=⎩，解得1212n p =⎧⎪⎨=⎪⎩.故答案为：12.【点睛】本题考查利用二项分布的期望和方差公式求参数，解答的关键就是得出关于n 和p 的方程组，考查运算求解能力，属于基础题.10．90【解析】【分析】从10个点中任取3个点有310C 种情况，然后减去三点共线的情况即可得答案【详解】先不考虑共线点的问题，从10个点中任取3个点有310C 种情况.其中从边OM 上的6个点（含O 点）中任取3个点为顶点，不能得到三角形，有36C 种情况；从边ON 上的5个点（含O 点）中任取3个点为顶点，也不能得到三角形，有35C 种情况.所以共可以得到3331065C C C 12020--=--1090=个三角形.故答案为：9011．2400种【解析】【分析】分三步，第一步：根据题意从第一个位置和最后一个位置选一个位置安排生物，第二步：将数学和英语捆绑排列，第三步：将剩下的5节课全排列，最后利用分步乘法计数原理求解.【详解】分步排列，第一步：因为由题意知生物只能出现在第一节或最后一节，所以从第一个位置和最后一个位置选一个位置安排生物，有122A =（种）编排方法；第二步：因为数学和英语在安排时必须相邻，注意数学和英语之间还有一个排列，所以有225A 10=（种）编排方法；第三步：剩下的5节课安排5科课程，有55A 120=（种）编排方法．根据分步乘法计数原理知共有2101202400⨯⨯=（种）编排方法．故答案为：2400种12．59【解析】【分析】令A ={第1只是好的}，B ={第2只是好的}，在A 发生的条件下，盒中仅剩9只晶体管，其中5只是好的，由()1519C C P B A =可求得答案.【详解】解：令A ={第1只是好的}，B ={第2只是好的}，因为事件A 已发生，所以我们只研究事件B 即可，在A 发生的条件下，盒中仅剩9只晶体管，其中5只是好的，所以()1519C 5C 9P B A ==．故答案为：59.13．（1）152；（2）96096.【解析】【分析】（1）先由21(2n x x+的展开式一共有16项得15n =，即可求得展开式中二项式系数之和；（2）根据展开式的通项153031152r rr r T C x --+=⋅⋅，令3030r -=，即可求出常数项.【详解】（1）由21(2)n x x+的展开式一共有16项得15n =，∴2151(2)x x +得展开式中二项式系数之和为：152；（2）由2151(2x x+得展开式的通项为：()152********15122rrr r r r r T C x C x x ---+⎛⎫=⋅=⋅⋅ ⎪⎝⎭，令3030r -=，得10r =，∴展开式中的常数项为10151015230033296096C -⋅=⨯=.【点睛】本题考查二项式定理及其应用，其中()na b +的展开式通项1C r n rr r n T a b -+=的熟练运用是关键，是基础题.14．（1）310；（2）310；（3）13【解析】【分析】（1）设“甲中奖”为事件A ，根据古典概型的概率公式计算可得；（2）设“乙中奖”为事件B ，则()()()()P B P AB AB P AB P AB =+=+，再求出()P AB ，()P AB ，即可得解；（3）根据条件事件的概率公式计算可得；【详解】解：（1）设“甲中奖”为事件A ，则()310P A =（2）设“乙中奖”为事件B ，则()()()()P B P AB AB P AB P AB=+=+又()32110915P AB =⨯=，()73710930P AB =⨯=所以()()()179315303010P B P AB P AB =+=+==（3）因为()710P A =，()730P AB =所以()()()7130|7310P AB P B A P A ===【点睛】本题考查古典概型的概率公式，条件概率的概率公式的应用，属于基础题.15．(1)3人，2人，2人；(2)①答案见解析；②67．【解析】【详解】（1）由已知，甲、乙、丙三个部门的员工人数之比为3∶2∶2，由于采用分层抽样的方法从中抽取7人，因此应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取3人，2人，2人．（2）①随机变量X 的所有可能取值为0，1，2，3．P （X =k ）=34337C C C k k -⋅（k =0，1，2，3）．所以，随机变量X 的分布列为X0123P 13512351835435②设事件B 为“抽取的3人中，睡眠充足的员工有1人，睡眠不足的员工有2人”；事件C 为“抽取的3人中，睡眠充足的员工有2人，睡眠不足的员工有1人”，则A=B∪C，且B与C互斥，由（i）知，P(B)=P(X=2)，P(C)=P(X=1)，故P(A)=P(B∪C)=P(X=2)+P(X=1)=67．所以，事件A发生的概率为67．16．（1）答案见解析；（2）2000千克．【解析】【分析】（1）由题意知X的可能取值为1000，2000，3000，分别求出相应的概率，由此能求出X的分布列．（2）设一天的进货量为n千克，则1000≤n≤3000，当100≤n＜2000时，求出E（Y）＝5.2n+2800＜13200；当2000≤n≤3000时，求出EY＝14000﹣0.4n≤13200，由此能求出当一天的进货量为2000千克时，E（Y）取到最大值．【详解】（1）由题意知X的可能取值为1000，2000，3000，P（X＝1000）＝（0.0089+0.0311）×5＝0.2，P（X＝2000）＝0.0800×5＝0.4，P（X＝3000）＝（0.0467+0.0333）×5＝0.4，∴X的分布列为：X100020003000P0.20.40.4（2）设一天的进货量为n千克，则1000≤n≤3000，①当1000≤n＜2000时，若最高气温不低于25，则Y＝8n，若最高气温低于25，则Y＝1000×8﹣（n﹣1000）×6＝14000﹣6n，此时E（Y）＝0.8×8n+0.2×（14000﹣6n）＝5.2n+2800＜13200．②当2000≤n≤3000时，若最高气温不低于30，则Y＝8n，若最高气温位于[25，30）内，则Y＝2000×8﹣（n﹣2000）×6＝28000﹣6n，若最高气温低于25，则Y＝1000×8﹣（n﹣1000）×6＝14000﹣6n，此时，EY ＝0.4×8n +0.4×（28000﹣6n ）+0.2×（14000﹣6n ）＝14000﹣0.4n ≤13200，当且仅当n ＝2000时，取等号，综上，当一天的进货量为2000千克时，E （Y ）取到最大值．17．16800(种)【解析】【分析】先将7本不同的书分成5组，每组有1、1、1、1、3本或1、1、1、2、2两种情况，再把这五组分配给5人，运用分步乘法原理可得结果.【详解】解:第一步，先把7本不同的书分成5组，每组有1、1、1、1、3本或1、1、1、2、2两种情况，有31111221117432175321423423140C C C C C C C C C C A A A +=⋅(种)方法.第二步，再把这五组分配给5人有55120A =(种)方法.故共有14012016800⨯=(种)不同的分法.18．（1）35；（2）分布列见解析.【解析】【分析】（1）利用古典概型概率公式即求；（2）由题知X 的取值范围为{}0,1,2，分别求概率，即得.【详解】（1）从袋子里连续抽取3次，每次取1个球，设事件A 为“取出1个黄色足球、2个白色足球”，则()122335C C 3C 5P A ==．（连续抽取3次，每次取1个球，求取出1个黄色足球、2个白色足球的概率问题可转化为从5个足球中选出3个足球，其中有1个黄色足球、2个白色足球的概率问题）（2）X 的取值范围为{}0,1,2，则()33351010===A P X A ，()11232335315C A A P X A ===，()221323353210===C A A P X A ．所以总得分X的分布列为：X012P 11035310。
离散型随机变量的期望和方差
离散型随机变量的期望和方差
离散型随机变量期望和方差是统计学中一个重要的知识点，也是概率论的基础知识。
期望和方差是离散随机变量可以推断出的一些重要数学性质，它们反映了离散随机变量的变化趋势。
在数学表述上，离散型随机变量的期望是指，取值不同的概率乘以该值的积分的平均值，用记号μ (mu)表示。
期望是离散型随机变量的基本特征，它描述了离散型随机变量中最有可能出现的值的程度，它的大小也反映了随机变量的中心位置。
离散型随机变量的方差是指期望和均值之差的平均平方值，用记号σ2 (sigma squared)表示，其中σ (sigma)是标准差。
方差反映了离散型随机变量取值之间的方差，它比较了每一个取值与离散型随机变量在期望上的偏差，表示了离散型随机变量取值分布情况。
运用离散型随机变量的期望和方差可以推断出更多的信息，即对离散随机变量要有更深入的了解，以便于更准确的预测。
可以利用期望和方差的知识来分析一个离散随机变量的发展趋势，以及在分析工具使用中的投资组合。
总之，离散型随机变量的期望和方差是随机变量分析的基础，也是揭示离散随机变量分布情况的重要工具，在众多领域都有重要的应用价值，如统计分析、投资组合设计等等。
以上就是关于离散型随机变量期望和方差的主要内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开锁次数的数学期望和方差
例 有n 把看上去样子相同的钥匙，其中只有一把能把大门上的锁打开．用它们去试开门上的锁．设抽取钥匙是相互独立且等可能的．每把钥匙试开后不能放回．求试开次数ξ的数学期望和方差．
分析：求)(k P =ξ时，由题知前1-k 次没打开，恰第k 次打开．不过，一般我们应从简单的地方入手，如3,2,1=ξ，发现规律后，推广到一般．
解：ξ的可能取值为1，2，3，…，n ．
;12112121)111()11()3(;111111)11()2(,1)1(n
n n n n n n n n P n
n n n n n P n
P =-⋅--⋅-=-⋅--⋅-===-⋅-=-⋅-====ξξξ n
k n k n k n n n n n n n k n k n n n n k P 111212312111)211()211()111()11()(=+-⋅+-+---⋅--⋅-=+-⋅+----⋅--⋅-== ξ；所以ξ的分布列为：
2
31211=⋅++⋅+⋅+⋅=n n n n n E ξ； n n n n n k n n n n n n D 1)21(1)21(1)213(1)212(1)211(22222⋅+-++⋅+-++⋅+-+⋅+-+⋅+-
= ξ ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⋅+++++++-++++=n n n n n n 22222)21()321)(1()321(1 1214)1(2)1()12)(1(611222-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++-++=n n n n n n n n n 说明：复杂问题的简化处理，即从个数较小的看起，找出规律所在，进而推广到一般，方差的公式正确使用后，涉及一个数列求和问题，合理拆项，转化成熟悉的公式，是解决的关键．
次品个数的期望
例 某批数量较大的商品的次品率是5％，从中任意地连续取出10件，ξ为所含次品
的个数，求ξE ．
分析：数量较大，意味着每次抽取时出现次品的概率都是0.05，ξ可能取值是：0，1，2，…，10．10次抽取看成10次独立重复试验，所以抽到次品数ξ服从二项分布，由公式np E =ξ可得解．
解：由题，()05.0,10~B ξ，所以5.005.010=⨯=ξE ．
说明：随机变量ξ的概率分布，是求其数学期望的关键．因此，入手时，决定ξ取哪些
值及其相应的概率，是重要的突破点．此题k k k C k P --⋅==1010)05.01()05.0()(ξ，应觉察
到这是()05.0,10~B ξ．
根据分布列求期望和方差
例 设ξ 是一个离散型随机变量，其分布列如下表，求q 值，并求ξ ξ D E 、．
分析：根据分布列的两个性质，先确定q 的值，当分布列确定时，ξ ξ D E 、只须按定义代公式即可．
解： 离散型随机变量的分布满足
（1）,,3,2,1,0
=≥i P i （2）.1321=+++
P P P 所以有⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧≤≤-≤=+-+.1,1210,1212122q q q q 解得 .211-=q 故ξ 的分布列为
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⨯+-⨯+⨯-=∴2231)12(021)1(ξ E .2122
321 -=-+-= ⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⨯--+-⨯-+⨯---=223)]21(1[)12()21(21)]21(1[ 222ξ D ⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+-+⨯-=2232)12(21)22( 32 .12223123622223 -=-+-+-+-=
小结：解题时不能忽视条件i i p k P ==)(ξ时，10≤≤i p ，⋅⋅⋅=,2,1i 否则取了1>q 的值后，辛辛苦苦计算得到的是两个毫无用处的计算．
产品中次品数分布列与期望值
例 一批产品共100件，其中有10件是次品，为了检验其质量，从中以随机的方式选取5件，求在抽取的这5件产品中次品数分布列与期望值，并说明5件中有3件以上（包括3件）为次品的概率．（精确到0．001）
分析：根据题意确定随机变量及其取值，对于次品在3件以上的概率是3，4，5三种情况的和．
解：抽取的次品数是一个随机变量，设为ξ ，显然ξ 可以取从0到5的6个整数． 抽样中，如果恰巧有k 个（5,4,3,2,1,0=k ）次品，则其概率为
5
100590
10)(C C C k P k k -⋅==ξ
按照这个公式计算，并要求精确到0．001，则有
.
0)5( ,0)4( ,07.0)3( ,070.0)2( ,340.0)1( ,583.0)0(============ξ ξ ξ ξ ξ ξ P P P P P P 故ξ 的分布列为
.501.00504007.03070.02340.01583.00=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=ξ E
由分布列可知，
.
007.0)3( ,00007.0)3( =≥∴++=≥ξ ξ P P
这就是说，所抽取的5件品中3件以上为次品的可能性很小，只有7％．
评定两保护区的管理水平
例 甲、乙两个野生动物保护区有相同的自然环境，且野生动物的种类和数量也大致相等．而两个保护区内每个季度发现违反保护条例的事件次数的分布列分别为：
甲保护区：
乙保护区：
分析：一是要比较一下甲、乙两个保护区内每季度发生的违规事件的次数的均值，即数学期望；二是要看发生违规事件次数的波动情况，即方差值的大小．（当然，亦可计算其标准差，同样说明道理．）
解：甲保护区的违规次数1ξ的数学期望和方差为：
;3.12.032.023.013.001=⨯+⨯+⨯+⨯=ξE
;21.12.0)3.13(2.0)3.12(3.0)3.11(3.0)3.10(22221=⨯-+⨯-+⨯-+⨯-=ξD 乙保护区的违规次数2ξ的数学期望和方差为：
;3.14.025.011.002=⨯+⨯+⨯=ξE
41.04.0)3.12(5.0)3.11(1.0)3.10(2222=⨯-+⨯-+⨯-=ξD ；
因为2121,ξξξξD D E E >=，所以两个保护区内每季度发生的违规平均次数是相同的，但乙保护区内的违规事件次数更集中和稳定，而甲保护区的违规事件次数相对分散和波动．
（标准差64.0,1.12211≈===
ξσξξσξD D 这两个值在科学计算器上容易获得，
显然，σξσξ>1）
说明：数学期望仅体现了随机变量取值的平均大小，但有时仅知道均值大小还是不够的，比如：两个随机变量的均值相等了（即数学期望值相等），这就还需要知道随机变量的取值如何在均值周期变化，即计算其方差（或是标准差）．方差大说明随机变量取值分散性大；方差小说明取值分散性小或者说取值比较集中、稳定．
射击练习中耗用子弹数的分布列、期望及方差
例 某射手进行射击练习，每射击5发子弹算一组，一旦命中就停止射击，并进入下一组的练习，否则一直打完5发子弹后才能进入下一组练习，若该射手在某组练习中射击命中
一次，并且已知他射击一次的命中率为0.8，求在这一组练习中耗用子弹数ξ 的分布列，并求出ξ 的期望ξ E 与方差ξ D （保留两位小数）
． 分析：根据随机变量不同的取值确定对应的概率，在利用期望和方差的定义求解． 解： 该组练习耗用的子弹数ξ 为随机变量，ξ 可以取值为1，2，3，4，5．
ξ ＝1，表示一发即中，故概率为
;8.0)1(==ξ P
ξ ＝2，表示第一发未中，第二发命中，故
;16.08.02.08.0)8.01()2(=⨯=⨯-==ξ P
ξ ＝3，表示第一、二发未中，第三发命中，故
;032.08.02.08.0)8.01()3(22=⨯=⨯-==ξ P
ξ ＝4，表示第一、二、三发未中，第四发命中，故
0064.08.02.08.0)8.01()4(33=⨯=⨯-==ξ P
ξ ＝5，表示第五发命中，故
.0016.02.01)8.01()5(44==⋅-==ξ P
因此，ξ 的分布列为
0016.050064.04032.0316.028.01⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=ξ E
,25.1008.00256.0096.032.08.0 =++++=
0016.0)25.15(0064.0)25.14(032.0)25.13(16.0)25.12(8.0)25.11(22222⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯-=ξ D .31.00225.00484.0098.009.005.0 =++++=
说明：解决这类问题首先要确定随机变量的所有可能取值，然后再根据概率的知识求解对应的概率．
准备礼品的个数
例 某寻呼台共有客户3000人，若寻呼台准备了100份小礼品，邀请客户在指定时间来领取．假设任一客户去领奖的概率为4％．问：寻呼台能否向每一位顾客都发出奖邀请？
若能使每一位领奖人都得到礼品，寻呼台至少应准备多少礼品？
分析：可能来多少人，是一个随机变量ξ．而ξ显然是服从二项分布的，用数学期望来反映平均来领奖人数，即能说明是否可行．
解：设来领奖的人数)3000,,2,1,0(, ==k k ξ，所以
k k k C k P --⋅==300003000)04.01()04.0()(ξ，可见()04.0,30000~B ξ，所以，
12004.03000=⨯=ξE （人）100>（人）
． 答：不能，寻呼台至少应准备120份礼品．
说明：“能”与“不能”是实际问题转到数学中来，即用数字来说明问题．数字期望反映了随机变量取值的平均水平．用它来刻画、比较和描述取值的平均情况，在一些实际问题中有重要的价值．因此，要想到用期望来解决这一问题．。