第七章 随机变量及其分布 检测试卷(练习,含解析)高中数学人教A版(2019)选择性必修 第三册

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第七章 随机变量及其分布 检测试卷(练习,含解析)高中数学人教A版(2019)选择性必修 第三册

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第七章检测试卷
一、 单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.若事件E与F相互独立,且P(E)=P(F)=,则P(EF)等于(  )
A.0 B.
C. D.
2.据长春气象台统计,7月15日净月区下雨的概率为,刮风的概率为,既刮风又下雨的概率为.设事件A为下雨,事件B为刮风,那么P(A|B)等于(  )
A. B.
C. D.
3.“保护环境,绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念,李明早上上学的时候,可以乘坐公共汽车,也可以骑单车.已知李明骑单车的概率为0.7,乘坐公共汽车的概率为0.3,而且骑单车与乘坐公共汽车时,李明准时到校的概率分别为0.9与0.8,则李明准时到校的概率是(  )
A.0.9 B.0.87
C.0.83 D.0.8
4.已知随机变量ξ~N(1,σ2),且P(ξ≤0)=P(ξ≥a),则+(0<x<a)的最小值为(  )
A.9 B.
C.4 D.6
5.同时抛掷5枚均匀的硬币80次,设5枚硬币正好出现2枚正面向上,3枚反面向上的次数为ξ,则ξ的数学期望是(  )
A.20 B.25
C.30 D.40
6.下列说法错误的是(  )
A.若数据x1,x2,x3,…,xn的标准差为s,则数据3x1,3x2,3x3,…,3xn的标准差为3s
B.若X~B(4,p),D(X)=,则P(X=2)=
C.若X~N(1,σ2),P(X>0)=0.75,则P(0<X<2)=0.5
D.若X为取有限个值的离散型随机变量,则≥E(X2)
7. 设随机变量X服从正态分布N(30,62),Y服从正态分布N(34,22),下列说法中错误的是(  )
A.P(24≤X≤36)=P(32≤Y≤36)
B.P(X≤34)>P(Y≤34)
C.P(X≤24)>P(Y≤24)
D.P(X≤38)>P(Y≤38)
8.甲、乙、丙三个地区分别有x%,y%,z%的人患了流感,且x,y,z构成以1为公差的等差数列.已知这三个地区的人口数的比为5∶3∶2,现从这三个地区中任意选取一人,在此人患了流感的条件下,此人来自甲地区的概率最大,则x的可能取值为(  )
A.1.21 B.1.34
C.1.49 D.1.51
二、 多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.部分选对得部分分,选错得0分)
9.若随机变量X服从两点分布,其中P(X=0)=,E(X),D(X)分别为随机变量X的均值和方差,则(  )
A.P(X=1)= B.E(X)=
C.D(X)= D.E(4X+1)=4
10. 某人从一座9层大楼的第1层进入电梯,在第m(2≤m≤9)层离开电梯,假设自第2层开始等可能地在每一层离开电梯,记事件A=“m为偶数”,事件B=“m≤5”,事件C=“m为质数”,则(  )
A.P(ABC)= B.P(A∪B)=
C.P(A|B)=P(A) D.P(A|C)+P(B|C)=1
11.某次数学考试,多选题计分标准如下:①每小题的四个选项中有两个或三个正确选项,全部选对得6分,有选错的得0分;②部分选对得部分分(若某小题正确选项为两个,漏选一个正确选项得3分;若某小题正确选项为三个,漏选一个正确选项得4分,漏选两个正确选项得2分).若每道多选题有两个或三个正确选项等可能,在完成某道多选题时,甲同学在选定了一个正确选项后又在余下的三个选项中随机选择1个选项,乙同学在排除了一个错误选项后又在余下的三个选项中随机选择2个选项,若甲、乙两位同学的得分分别记为X和Y,则(  )
A.P(X=0)>P(Y=0) B.P(X=6)>P(Y=6)
C.E(X)>E(Y) D.D(X)>D(Y)
三、 填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.设随机变量ξ服从正态分布N(2,1),若P(ξ>a+1)=P(ξ<a),则a=____.
13.某校中学生篮球队假期集训,集训前共有5个篮球,其中3个是新球(即没有用过的球),2个是旧球(即至少用过一次的球),每次训练都从中任意取出2个球,用完后放回.设第一次训练时取到的新球个数为ξ,则P(ξ=1)=____;第二次训练时恰好取到一个新球的概率为____.
14. 设随机变量X~B(n,p),若D(2X+1)=λD(X),则λ=___;若D(2X+1)=E(X2),则p的最大值为____.
四、 解答题(本题共4小题,共60分)
15.(13分)某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上的40件产品作为样本并称出它们的质量(单位:g),质量的分组区间为(490,495],(495,500],…,(510,515],由此得到样本的频率分布直方图如图所示.
(1) 根据频率分布直方图,求质量超过505 g的产品数量和样本平均值;
(2) 由样本估计总体,结合频率分布直方图,近似认为该产品的质量指标值ξ服从正态分布N(μ,1.252),其中μ近似为(1)中的样本平均值,计算该批产品质量指标值ξ≥499.25的概率;
(3) 从该流水线上任取2件产品,设Y为质量超过505 g的产品数量,求Y的分布列和数学期望.
附:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ≤u+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ<ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ<ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
16.(15分)某地准备建造一个以冰雪为主题的公园,在建园期间,甲、乙、丙三个工作队负责从冰冻的江中采出尺寸相同的冰块.在冰景制作过程中,需要对冰块进行雕刻,有时冰块会碎裂,假设冰块碎裂后整个冰块就不能再使用了.定义:冰块利用率=,假设甲、乙、丙工作队所采冰块分别占采冰总量的25%,35%,40%,各队采出的冰块利用率分别为0.8,0.6,0.75.
(1) 在采出的冰块中有放回地抽取三块,其中由甲工作队采出的冰块数记为ξ,求ξ的分布列及其数学期望;
(2) 在采出的冰块中任取一块,求它被利用的概率.
17.(15分)甲、乙两人参加某种选拔测试,在备选的10道题中,甲答对其中每道题的概率都是,乙能答对其中的8道题,规定每次考试都从备选的10道题中随机抽出4道题进行测试,只有选中的4个题目均答对才能入选.
(1) 求甲恰有2个题目答对的概率;
(2) 求乙答对的题目数X的分布列;
(3) 试比较甲、乙两人平均答对的题目数的大小,并说明理由.
18. (17分)甲、乙两人进行乒乓球比赛,规则如下:(一) 每局胜者得1分,负者得0分;(二) 若比赛进行到有一人比对方多2分或两人得分之和达到6分时停止比赛.设甲在每局中获胜的概率均为p,第二局比赛结束时比赛停止的概率为,且各局胜负相互独立.
(1) 求p;
(2) 记X表示比赛停止时已比赛的局数,求X的分布列及数学期望;
(3) 若不限定局数(即删去两人得分之和达到6分时停止比赛这一条件),设an为比赛进行n局后仍未停止比赛的概率,求数列{an}的通项公式.
 第七章检测试卷
一、 单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.若事件E与F相互独立,且P(E)=P(F)=,则P(EF)等于( B )
A.0 B.
C. D.
【解析】 P(EF)=P(E)×P(F)==.
2.据长春气象台统计,7月15日净月区下雨的概率为,刮风的概率为,既刮风又下雨的概率为.设事件A为下雨,事件B为刮风,那么P(A|B)等于( B )
A. B.
C. D.
【解析】 由题意,可知P(A)=,P(B)=,P(AB)=,所以P(A|B)===.
3.“保护环境,绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念,李明早上上学的时候,可以乘坐公共汽车,也可以骑单车.已知李明骑单车的概率为0.7,乘坐公共汽车的概率为0.3,而且骑单车与乘坐公共汽车时,李明准时到校的概率分别为0.9与0.8,则李明准时到校的概率是( B )
A.0.9 B.0.87
C.0.83 D.0.8
【解析】 李明上学骑单车准时到校的概率为0.7×0.9=0.63,乘坐公共汽车准时到校的概率为0.3×0.8=0.24,因此李明准时到校的概率为0.63+0.24=0.87.
4.已知随机变量ξ~N(1,σ2),且P(ξ≤0)=P(ξ≥a),则+(0<x<a)的最小值为( B )
A.9 B.
C.4 D.6
【解析】 因为随机变量ξ~N(1,σ2),且P(ξ≤0)=P(ξ≥a),则=1,可得a=2,+=+=[x+(2-x)]==,当且仅当x=时等号成立,所以+(0<x<a)的最小值为.
5.同时抛掷5枚均匀的硬币80次,设5枚硬币正好出现2枚正面向上,3枚反面向上的次数为ξ,则ξ的数学期望是( B )
A.20 B.25
C.30 D.40
【解析】 抛掷1次,正好出现2枚正面向上,3枚反面向上的概率为=,所以E(ξ)=80×=25.
6.下列说法错误的是( D )
A.若数据x1,x2,x3,…,xn的标准差为s,则数据3x1,3x2,3x3,…,3xn的标准差为3s
B.若X~B(4,p),D(X)=,则P(X=2)=
C.若X~N(1,σ2),P(X>0)=0.75,则P(0<X<2)=0.5
D.若X为取有限个值的离散型随机变量,则≥E(X2)
【解析】 若数据x1,x2,x3,…,xn的标准差为s,则数据3x1,3x2,3x3,…,3xn的标准差为=3s,故A正确;若X~B(4,p),D(X)=,则4p(1-p)=,得p(1-p)=,P(X=2)=p2(1-p)2=6[p(1-p)]2=6×=,故B正确;若X~N(1,σ2),P(X>0)=0.75,则P(0<X<2)=2P(0<X<1)=2[P(X>0)-P(X>1)]=2×(0.75-0.5)=0.5,故C正确;若X为取有限个值的离散型随机变量,则D(X)=E(X2)-[E(X)]2≥0,故D错误.
7. 设随机变量X服从正态分布N(30,62),Y服从正态分布N(34,22),下列说法中错误的是( D )
A.P(24≤X≤36)=P(32≤Y≤36)
B.P(X≤34)>P(Y≤34)
C.P(X≤24)>P(Y≤24)
D.P(X≤38)>P(Y≤38)
【解析】 根据题意,随机变量X服从正态分布N(30,62),μ=30,σ=6,Y服从正态分布N(34,22),μ'=34,σ'=2,对于A,P(24≤X≤36)=P(30-6≤X≤30+6)=P(μ-σ≤X≤μ+σ),P(32≤Y≤36)=P(34-2≤Y≤34+2)=P(μ'-σ'≤Y≤μ'+σ'),故P(24≤X≤36)=P(32≤Y≤36),故A正确;对于B,P(X≤34)=P(X≤30)+P(30<X≤34)>,P(Y≤34)=,所以P(X≤34)>P(Y≤34),故B正确;对于C,P(X≤24)=P(X≤30-6)=P(X≤μ-σ),P(Y≤24)=P(Y≤34-10)=P(Y≤μ'-5σ'),所以P(X≤24)>P(Y≤24),故C正确;对于D,P(X≤38)=P(X≤30+8)=P(X≤μ+σ+2),P(Y≤38)=P(Y≤34+4)=P(Y≤μ'+σ'+2),所以P(X≤38)<P(Y≤38),故D错误.
8.甲、乙、丙三个地区分别有x%,y%,z%的人患了流感,且x,y,z构成以1为公差的等差数列.已知这三个地区的人口数的比为5∶3∶2,现从这三个地区中任意选取一人,在此人患了流感的条件下,此人来自甲地区的概率最大,则x的可能取值为( D )
A.1.21 B.1.34
C.1.49 D.1.51
【解析】 设事件D1,D2,D3分别为“此人来自甲、乙、丙三个地区”,事件F1,F2,F3分别为“此人患了流感,且分别来自甲、乙、丙地区”,事件G为“此人患了流感”.由题知,P(F1)=,P(F2)==,P(F3)==,P(G)=P(F1)+P(F2)+P(F3)=.由条件概率公式可得P(D1|G)===,P(D2|G)===,P(D3|G)===.由题意可得即解得x≥.
二、 多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.部分选对得部分分,选错得0分)
9.若随机变量X服从两点分布,其中P(X=0)=,E(X),D(X)分别为随机变量X的均值和方差,则( ACD )
A.P(X=1)= B.E(X)=
C.D(X)= D.E(4X+1)=4
【解析】 由X服从两点分布,P(X=0)=,得P(X=1)=,故A正确;E(X)=0×+1×=,故B错误;D(X)=+=,故C正确;E(4X+1)=4E(X)+1=4,故D正确.
10. 某人从一座9层大楼的第1层进入电梯,在第m(2≤m≤9)层离开电梯,假设自第2层开始等可能地在每一层离开电梯,记事件A=“m为偶数”,事件B=“m≤5”,事件C=“m为质数”,则( BCD )
A.P(ABC)= B.P(A∪B)=
C.P(A|B)=P(A) D.P(A|C)+P(B|C)=1
【解析】 易知Ω={2,3,…,9},已知事件A包含的样本点为{2,4,6,8},则P(A)=,事件B包含的样本点为{2,3,4,5},则P(B)=,事件C包含的样本点为{2,3,5,7},P(C)=.对于A,事件ABC包含的样本点为{2},所以P(ABC)=,故A错误;对于B,事件A∪B包含的样本点为{2,3,4,5,6,8},所以P(A∪B)=,故B正确;对于C,事件AB包含的样本点为{2,4},P(AB)=,所以P(A|B)==,所以P(A|B)=P(A),故C正确;对于D,事件AC包含的样本点为{2},事件BC包含的样本点为{2,3,5},所以P(AC)=,P(BC)=,所以P(A|C)+P(B|C)=+=1,故D正确.
11.某次数学考试,多选题计分标准如下:①每小题的四个选项中有两个或三个正确选项,全部选对得6分,有选错的得0分;②部分选对得部分分(若某小题正确选项为两个,漏选一个正确选项得3分;若某小题正确选项为三个,漏选一个正确选项得4分,漏选两个正确选项得2分).若每道多选题有两个或三个正确选项等可能,在完成某道多选题时,甲同学在选定了一个正确选项后又在余下的三个选项中随机选择1个选项,乙同学在排除了一个错误选项后又在余下的三个选项中随机选择2个选项,若甲、乙两位同学的得分分别记为X和Y,则( AD )
A.P(X=0)>P(Y=0) B.P(X=6)>P(Y=6)
C.E(X)>E(Y) D.D(X)>D(Y)
【解析】 P(X=0)=+=,P(X=4)==,P(X=6)==,则X的分布列为
X 0 4 6
P
由此可得E(X)=0×+4×+6×=,D(X)=++=.P(Y=0)==,P(Y=4)==,P(Y=6)==,则Y的分布列为
Y 0 4 6
P
由此可得E(Y)=0×+4×+6×=3,D(Y)=(0-3)2×+(4-3)2×+(6-3)2×=5.故A,D正确,B,C错误.
三、 填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.设随机变量ξ服从正态分布N(2,1),若P(ξ>a+1)=P(ξ<a),则a=____.
【解析】 因为ξ~N(2,1)且P(ξ>a+1)=P(ξ<a),所以a+1+a=2×2,解得a=.
13.某校中学生篮球队假期集训,集训前共有5个篮球,其中3个是新球(即没有用过的球),2个是旧球(即至少用过一次的球),每次训练都从中任意取出2个球,用完后放回.设第一次训练时取到的新球个数为ξ,则P(ξ=1)=____;第二次训练时恰好取到一个新球的概率为____.
【解析】 由题意,ξ=0,1,2,P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==.设事件A为第二次恰好取到一个新球,当ξ=0时,P(A|ξ=0)==;当ξ=1时,P(A|ξ=1)==;当ξ=2时,P(A|ξ=2)==,所以P(A)=P(A|ξ=0)P(ξ=0)+P(A|ξ=1)·P(ξ=1)+P(A|ξ=2)P(ξ=2)=++=.
14. 设随机变量X~B(n,p),若D(2X+1)=λD(X),则λ=__4__;若D(2X+1)=E(X2),则p的最大值为____.
【解析】 由X~B(n,p),得D(X)=np(1-p),0<p<1,又λD(X)=D(2X+1)=4D(X),因此λ=4.又E(X)=np,D(X)=E(X2)-[E(X)]2,则4np(1-p)=np(1-p)+(np)2,解得p=,而n∈N*,所以当n=1时,pmax=.
四、 解答题(本题共4小题,共60分)
15.(13分)某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上的40件产品作为样本并称出它们的质量(单位:g),质量的分组区间为(490,495],(495,500],…,(510,515],由此得到样本的频率分布直方图如图所示.
(1) 根据频率分布直方图,求质量超过505 g的产品数量和样本平均值;
(2) 由样本估计总体,结合频率分布直方图,近似认为该产品的质量指标值ξ服从正态分布N(μ,1.252),其中μ近似为(1)中的样本平均值,计算该批产品质量指标值ξ≥499.25的概率;
(3) 从该流水线上任取2件产品,设Y为质量超过505 g的产品数量,求Y的分布列和数学期望.
附:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ≤u+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ<ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ<ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
【解答】 (1) 由频率分布直方图可知,质量超过505 g的产品的频率为5×0.05+5×0.01=0.3,所以质量超过505 g的产品数量为40×0.3=12(件).样本平均值=5×(492.5×0.03+497.5×0.04+502.5×0.07+507.5×0.05+512.5×0.01)=501.75.
(2) 由题意可得μ==501.75,σ=1.25,则P(μ-2σ<ξ≤μ+2σ)=P(499.25<ξ≤504.25)≈0.954 5,则P(ξ≥499.25)=1-=0.977 25.或者P(ξ≥499.25)=0.5+=0.977 25.
(3) 根据用样本估计总体的思想,从该流水线上任取一件产品,该产品的质量超过505 g的概率为.从流水线上任取2件产品互不影响,该问题可看成二项分布,故质量超过505 g的件数Y可能的取值为0,1,2,且Y~B,所以P(Y=0)==,P(Y=1)==,P(Y=2)==,所以Y的分布列为
Y 0 1 2
P
所以E(Y)=0×.
16.(15分)某地准备建造一个以冰雪为主题的公园,在建园期间,甲、乙、丙三个工作队负责从冰冻的江中采出尺寸相同的冰块.在冰景制作过程中,需要对冰块进行雕刻,有时冰块会碎裂,假设冰块碎裂后整个冰块就不能再使用了.定义:冰块利用率=,假设甲、乙、丙工作队所采冰块分别占采冰总量的25%,35%,40%,各队采出的冰块利用率分别为0.8,0.6,0.75.
(1) 在采出的冰块中有放回地抽取三块,其中由甲工作队采出的冰块数记为ξ,求ξ的分布列及其数学期望;
(2) 在采出的冰块中任取一块,求它被利用的概率.
【解答】 (1) 任取一块冰块是由甲工作队采出的冰块的概率是,依题意,ξ的取值为0,1,2,3,且ξ~B,P(ξ=k)=,k=0,1,2,3,P(ξ=0)=,P(ξ=1)=,P(ξ=2)=,P(ξ=3)=,所以ξ的分布列为
ξ 0 1 2 3
P
E(ξ)=3×.
(2) 设事件A1=“冰块由甲工作队打出”,事件A2=“冰块由乙工作队打出”,事件A3=“冰块由丙工作队打出”,事件B=“采出的冰块被利用”,则P(A1)=0.25,P(A2)=0.35,P(A3)=0.4,P(B|A1)=0.8,P(B|A2)=0.6,P(B|A3)=0.75,P(B)=P(BA1)+P(BA2)+P(BA3)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=0.25×0.8+0.35×0.6+0.4×0.75=0.71,所以采出的冰块被利用的概率是0.71.
17.(15分)甲、乙两人参加某种选拔测试,在备选的10道题中,甲答对其中每道题的概率都是,乙能答对其中的8道题,规定每次考试都从备选的10道题中随机抽出4道题进行测试,只有选中的4个题目均答对才能入选.
(1) 求甲恰有2个题目答对的概率;
(2) 求乙答对的题目数X的分布列;
(3) 试比较甲、乙两人平均答对的题目数的大小,并说明理由.
【解答】 (1) 因为甲在备选的10道题中,答对其中每道题的概率都是,所以选中的4个题目甲恰有2个题目答对的概率P==.
(2) 由题意知乙答对的题目数X的所有可能取值为2,3,4,P(X=2)===,P(X=3)===,P(X=4)===,故X的分布列为
X 2 3 4
P
(3) 因为乙平均答对的题目数E(X)=2×.因为E(X)>E(Y),所以甲平均答对的题目数小于乙平均答对的题目数.
18. (17分)甲、乙两人进行乒乓球比赛,规则如下:(一) 每局胜者得1分,负者得0分;(二) 若比赛进行到有一人比对方多2分或两人得分之和达到6分时停止比赛.设甲在每局中获胜的概率均为p,第二局比赛结束时比赛停止的概率为,且各局胜负相互独立.
(1) 求p;
(2) 记X表示比赛停止时已比赛的局数,求X的分布列及数学期望;
(3) 若不限定局数(即删去两人得分之和达到6分时停止比赛这一条件),设an为比赛进行n局后仍未停止比赛的概率,求数列{an}的通项公式.
【解答】 (1) 由p2+(1-p)2=,解得p=或p=,因为<p<1,所以p=.
(2) X的可能取值为2,4,6,由(1)知,当X=2时,P(X=2)=,P(X=4)=+=,P(X=6)=1-P(X=2)-P(X=4)=,所以X的分布列为
X 2 4 6
P
数学期望E(X)=2×.
(3) 由题可得a1=1,a3=a2=2×(n≥3),当n=1时,a1=1也满足.所以数列{an}的通项公式为an=

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