选择性必修第三册模块检测(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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选择性必修第三册 模块检测
一、 单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.已知随机变量X的分布列如下表(其中a为常数),则P(1≤X≤3)等于(  )
X 0 1 2 3 4 5
P 0.2 0.2 a 0.1 0.2 0.1
A.0.4 B.0.5
C.0.6 D.0.7
2.为加强校企合作,促进大学毕业生就业,某企业欲从本市科技大学的农学院、外国语学院、管理学院这三个学院招录6名大学生,每个学院至少招录1名,则不同的名额分配方案有(  )
A.10种 B.20种
C.216种 D.729种
3.某校高三(5)班要从8名班干部(其中5名男生,3名女生)中选取3人参加学校优秀班干部评选,事件A=“男生甲被选中”,事件B=“有两名女生被选中”,则P(B|A)=(  )
A. B.
C. D.
4.已知由样本数据点集合,求得的经验回归方程为y=1.5x+0.5,且=3,现发现两个数据点(1.2,2.2)和(4.8,7.8)误差较大,去除后重新求得的回归直线l的斜率为1.2,则下列说法错误的是(  )
A.变量x与y具有正相关关系
B.去除后y的估计值增加速度变快
C.去除后l的方程为y=1.2x+1.4
D.去除后相应于样本点(2,3.75)的残差平方为0.002 5
5. (1-x+x2)2·(1+x)3的展开式中,x4的系数为(  )
A.1 B.2
C.4 D.5
6.设0<a<,随机变量X的分布列如下,则当a在内增大时(  )
X -1 0 1
P a -a
A.D(X)增大 B.D(X)减小
C.D(X)先增大后减小 D.D(X)先减小后增大
7.已知(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a8(x-1)8+a9(x-1)9,则a0+2a1+3a2+…+9a8+10a9=(  )
A.9 B.10
C.18 D.19
8. 已知变量x与y具有线性相关关系,在研究变量x与y之间的关系时,进行实验后得到了一组样本数据(x1,y1),(x2,y2),…,(x5,y5),(6,28),(0,28),利用此样本数据求得的经验回归方程为=x+.现发现数据(6,28)和(0,28)误差较大,剔除这两对数据后,求得的经验回归方程为=4x+m,且yi=140,则m等于(  )
A.8 B.12
C.16 D.20
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. 设函数f(x)=(4x-1)12=a0+a1x+a2x2+…+a12x12,则(  )
A.a3=43×
B.f(x)展开式中,二项式系数的最大值为
C.a1+a2+a3+…+a12=312
D.f(5)的个位数字是1
10.已知,分别为随机事件A,B的对立事件,则下列结论中正确的有(  )
A.P(A)+P()=1
B.若P(A)>0,P(B)>0,则P(A)+P(B)=P(A+B)
C.若P(A)=P(A),则A与B独立
D.P(A)P(B)+P(A)P()=P(A)
11.下列等式中正确的有(  )
A.=28 B.=
C.=1- D.)2=
三、 填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(2<X≤2.5)=0.36,则P(X>2.5)=____.
13.某学校高一、高二、高三年级的学生人数之比为5∶5∶6,这三个年级分别有20%,30%,20%的学生获得过奖学金,现随机选取一名学生,此学生恰好获得过奖学金,则该学生是高二年级学生的概率为____.
14.某国产杀毒软件的比赛规则为每个软件进行四轮考核,每轮考核中能够准确对病毒进行查杀的进入下一轮考核,否则被淘汰.已知某个软件在四轮考核中能够准确杀毒的概率依次是,,,,且各轮考核能否通过互不影响,则该软件通过考核的概率为____,该软件在此次比赛中平均考核了____轮.
四、 解答题(本题共5小题,共77分)
15.(13分)已知二项式(n∈N*)的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5.
(1) 求n的值;
(2) 求展开式中的系数;
(3) 计算:26+25+24+23+22+21+20的值.
16.(15分)某汽车公司拟对某款高端汽车发动机进行科技改造,根据市场调研与模拟,得到科技改造投入x(单位:亿元)与科技改造直接收益y(单位:亿元)的数据统计如下表:
x/亿元 2 3 4 6 8 10 13 21 22 23 24 25
y/亿元 13 22 31 42 50 56 58 68.5 68 67.5 66 68
当0<x≤16时,建立了y与x的两个回归模型:模型①:=4.1x+11.8.模型②:=21.3-14.4.当x>16时,确定y与x满足的经验回归方程为=-0.7x+a.
(1) 根据下列表格中的数据,比较当0<x≤16时模型①②的决定系数R2,并选择拟合精度更高、更可靠的模型,预测对这款汽车发动机科技改造的投入为16亿元时的直接收益;
回归模型 模型① 模型②
回归方程 =4.1x+11.8 =21.3-14.4
)2 182.4 79.2
(2) 为鼓励科技创新,当科技改造的投入不少于20亿元时,国家给予公司补贴收益10亿元,以回归方程为预测依据,比较科技改造投入16亿元与20亿元时公司实际收益的大小;
(3) 科技改造后,这款汽车发动机的热效率X大幅提高,X服从正态分布N(0.52,0.012),公司对科技改造团队的奖励方案如下:若发动机的热效率不超过50%,不予鼓励;若发动机的热效率超过50%但不超过53%,每台发动机奖励2万元;若发动机的热效率超过53%,每台发动机奖励4万元.求每台发动机获得奖励的分布列和数学期望.
附:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=0.682 7,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=0.954 5,R2=1-.
17.(15分)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.由于技术原因,每次传输信号的准确率为90%,即发送1时,收到1的概率为0.9,收到0的概率为0.1;发送0时,收到0的概率为0.9,收到1的概率为0.1.现进行多节点信号传输,由信号源发送信号至节点1,节点1把收到的信号重新发送至节点2,节点2再把收到的信号重新发送至节点3,以此类推,最终发送至节点n.
(1) 若信号源发出信号1,求节点2收到信号1的概率;
(2) 为确保信号传输的有效性,要求节点n收到信号的准确率不低于60%,求n的最大值.(参考数据:lg 2≈0.3010)
18.(17分)为了解某挑战赛中是否接受挑战与受邀者的性别是否有关系(假设每个人是否接受挑战互不影响,且受邀者男性与女性的比例为3∶2),某机构进行了随机抽样调查,得到如下调查数据(单位:人):
接受挑战 不接受挑战 合计
男性 40 20 60
女性 16 24 40
合计 56 44 100
(1) 根据表中数据,依据小概率值α=0.01的独立性检验分析比赛中是否接受挑战与受邀者的性别有关;
(2) 现从这100人中任选1人,A表示“受邀者接受挑战”,B表示“受邀者是男性”,记LR(B|A)=,则R=可表示受邀者接受挑战与受邀者的性别相关程度的一项度量指标,请利用样本数据求出R的值;
(3) 用频率估计概率,在所有受邀者中按“男性”和“女性”进行分层随机抽样,随机抽取5名受邀选手,若再从这5名选手中随机抽取2人进行访谈,求这2名被访谈的选手中接受挑战的男性的人数X的分布列和数学期望.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
α 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
xα 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
19. (17分)通过抛掷骰子产生随机数列{an},具体产生方式为:若第k(k=1,2,3,…,n)次抛掷得到的点数为i(i=1,2,3,4,5,6),则ak=i.记数列{an}的前n项和为Sn,记Sn除以4的余数为Xn.
(1) 若n=2,求P(S2=4)和P(X2=0).
(2) 甲、乙、丙、丁四人玩游戏:在一局中,由第五个人(裁判)投一个骰子2次,若X2为0,则甲在本局胜出;若X2为1,则乙在本局胜出;若X2为2,则丙在本局胜出;若X2为3,则丁在本局胜出.比赛开始前,4名选手自由两两组合,组成A小队,B小队,组队后进行比赛.比赛采用5局3胜制,每局比赛中只要小队内有成员胜出即该小队在此局中获胜,请问:甲和哪位选手组成A小队,使A小队在比赛中有最大概率获胜?并说明原因.
(3) 若n=20,设(x+x2+x3+x4+x5+x6)20=b0+b1x+b2x2+…+b120x120,试确定该展开式中各项系数与事件S20=j(j∈N*,j≤120)的联系,并求X20=0的概率.
选择性必修第三册 模块检测
一、 单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.已知随机变量X的分布列如下表(其中a为常数),则P(1≤X≤3)等于( B )
X 0 1 2 3 4 5
P 0.2 0.2 a 0.1 0.2 0.1
A.0.4 B.0.5
C.0.6 D.0.7
2.为加强校企合作,促进大学毕业生就业,某企业欲从本市科技大学的农学院、外国语学院、管理学院这三个学院招录6名大学生,每个学院至少招录1名,则不同的名额分配方案有( A )
A.10种 B.20种
C.216种 D.729种
3.某校高三(5)班要从8名班干部(其中5名男生,3名女生)中选取3人参加学校优秀班干部评选,事件A=“男生甲被选中”,事件B=“有两名女生被选中”,则P(B|A)=( B )
A. B.
C. D.
4.已知由样本数据点集合,求得的经验回归方程为y=1.5x+0.5,且=3,现发现两个数据点(1.2,2.2)和(4.8,7.8)误差较大,去除后重新求得的回归直线l的斜率为1.2,则下列说法错误的是( B )
A.变量x与y具有正相关关系
B.去除后y的估计值增加速度变快
C.去除后l的方程为y=1.2x+1.4
D.去除后相应于样本点(2,3.75)的残差平方为0.002 5
5. (1-x+x2)2·(1+x)3的展开式中,x4的系数为( B )
A.1 B.2
C.4 D.5
【解析】 依题意,(1-x+x2)2=1+x2+x4-2x+2x2-2x3=1-2x+3x2-2x3+x4,(1+x)3=1+3x+3x2+x3,所以(1-x+x2)2·(1+x)3的展开式中,x4的系数为-2×1+3×3-2×3+1×1=2.
6.设0<a<,随机变量X的分布列如下,则当a在内增大时( A )
X -1 0 1
P a -a
A.D(X)增大 B.D(X)减小
C.D(X)先增大后减小 D.D(X)先减小后增大
7.已知(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a8(x-1)8+a9(x-1)9,则a0+2a1+3a2+…+9a8+10a9=( D )
A.9 B.10
C.18 D.19
【解析】 由(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+…+a8(x-1)8+a9(x-1)9,得(x-1)(2x-3)9=a0(x-1)+a1(x-1)2+a2(x-1)3+…+a8(x-1)9+a9(x-1)10,分别对两边进行求导得(2x-3)9+18(x-1)·(2x-3)8=a0+2a1(x-1)+3a2(x-1)2+…+9a8(x-1)8+10a9(x-1)9.令x=2,得(2×2-3)9+18(2-1)×(2×2-3)8=a0+2a1+3a2+…+9a8+10a9,即a0+2a1+3a2+…+9a8+10a9=19.
8. 已知变量x与y具有线性相关关系,在研究变量x与y之间的关系时,进行实验后得到了一组样本数据(x1,y1),(x2,y2),…,(x5,y5),(6,28),(0,28),利用此样本数据求得的经验回归方程为=x+.现发现数据(6,28)和(0,28)误差较大,剔除这两对数据后,求得的经验回归方程为=4x+m,且yi=140,则m等于( C )
A.8 B.12
C.16 D.20
【解析】 设没剔除两对数据前的x,y的平均数分别为,,剔除两对数据后的x,y的平均数分别为',',因为yi=140,所以'=yi=28,则'==.因为两对数据为(6,28)和(0,28),所以=×(140+56)=28,所以=(7×-166)=3,所以'==3=,解得m=16.
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. 设函数f(x)=(4x-1)12=a0+a1x+a2x2+…+a12x12,则( BD )
A.a3=43×
B.f(x)展开式中,二项式系数的最大值为
C.a1+a2+a3+…+a12=312
D.f(5)的个位数字是1
【解析】 对于A,(4x-1)12的展开式的通项为Tr+1=(4x)12-r·(-1)r=(-1)r·412-r··x12-r,r=0,1,2,…,12,令r=9,可得T10=(-1)9·43··x3=-43×·x3,所以a3=-43×,故A错误.对于B,因为n=12为偶数,所以可知二项式系数的最大值为,故B正确.对于C,令x=0,可得a0=1.令x=1,可得a0+a1+a2+…+a12=312,所以a1+a2+a3+…+a12=312-1,故C错误.对于D,因为f(5)=(20-1)12,且(20-1)12的展开式的通项为Tk+1=·2012-k·(-1)k,k=0,1,2,…,12,可知当k=0,1,2,…,11时,Tk+1均为20的倍数,即个位数为0;当k=12时,T13=1,所以f(5)的个位数字是1,故D正确.
10.已知,分别为随机事件A,B的对立事件,则下列结论中正确的有( ACD )
A.P(A)+P()=1
B.若P(A)>0,P(B)>0,则P(A)+P(B)=P(A+B)
C.若P(A)=P(A),则A与B独立
D.P(A)P(B)+P(A)P()=P(A)
【解析】 对于A,由对立事件性质知P(A|B)+P(|B)=1,故A正确;对于B,若P(A)>0,P(B)>0,则P(A)+P(B)-P(AB)=P(A+B),故B错误;对于C,若P(A|B)=P(A),则P(A|B)==P(A),故P(AB)=P(A)P(B),A与B独立,故C正确;对于D,P(A|B)P(B)+P(A|)P()=P(AB)+P(A)=P(A),故D正确.
11.下列等式中正确的有( BCD )
A.=28 B.=
C.=1- D.)2=
【解析】 对于A,因为(1+x)8=+x+x2+…+x8,令x=1,得28=1+++…+=1+,则=28-1,故A错误;对于B,因为+=,所以=+++…+=+++…+=++…+=…=+=,故B正确;对于C,因为-===,所以==-+-+…+-=1-,故C正确;对于D,(1+x)16=(1+x)8(1+x)8,对于(1+x)16,其含有x8的项的系数为,对于(1+x)8(1+x)8,要得到含有x8的项的系数,须从第一个式子取出k(0≤k≤8,k∈N)个x,再从第二个式子取出8-k个x,它们对应的系数为=)2,所以)2=,故D正确.
三、 填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(2<X≤2.5)=0.36,则P(X>2.5)=__0.14__.
【解析】 因为X~N(2,σ2),所以P(X<2)=P(X>2)=0.5,因此P(X>2.5)=P(X>2)-P(2<X≤2.5)=0.5-0.36=0.14.
13.某学校高一、高二、高三年级的学生人数之比为5∶5∶6,这三个年级分别有20%,30%,20%的学生获得过奖学金,现随机选取一名学生,此学生恰好获得过奖学金,则该学生是高二年级学生的概率为____.
【解析】 设事件A为被选到的学生获得过奖学金,事件B为该学生是高二年级学生,P(AB)=×30%,P(A)=×20%+×30%+×20%,则P(B|A)===.
14.某国产杀毒软件的比赛规则为每个软件进行四轮考核,每轮考核中能够准确对病毒进行查杀的进入下一轮考核,否则被淘汰.已知某个软件在四轮考核中能够准确杀毒的概率依次是,,,,且各轮考核能否通过互不影响,则该软件通过考核的概率为____,该软件在此次比赛中平均考核了____轮.
【解析】 设事件Ai(i=1,2,3,4)表示“该软件能通过第i轮考核”,则P(A1)=,P(A2)=,P(A3)=,P(A4)=,故该软件通过考核的概率为P(A1A2A3A4)=P(A1)P(A2)P(A3)P(A4)==.该软件在第三轮考核被淘汰的概率为P(A1A2)=P(A1)·P(A2)P()==.设在此次比赛中,该软件考核了Y轮,所以Y的可能取值为1,2,3,4,P(Y=1)=P()=,P(Y=2)=P(A1)==,P(Y=3)=P(A1A2)=,P(Y=4)=P(A1A2A3)==,所以E(Y)=1×+2×+3×+4×=.
四、 解答题(本题共5小题,共77分)
15.(13分)已知二项式(n∈N*)的展开式中第2项与第3项的二项式系数之比是2∶5.
(1) 求n的值;
(2) 求展开式中的系数;
(3) 计算:26+25+24+23+22+21+20的值.
【解答】 (1) 由题意可得===,解得n=6.
(2) 的展开式通项为Tk+1=·(2x)6-k·=26-k·,令6-=-3,可得k=6,因此展开式中的系数为·20=1.
(3) 令x=1可得(2+1)6=729=26+25+24+23+22+21+20.
16.(15分)某汽车公司拟对某款高端汽车发动机进行科技改造,根据市场调研与模拟,得到科技改造投入x(单位:亿元)与科技改造直接收益y(单位:亿元)的数据统计如下表:
x/亿元 2 3 4 6 8 10 13 21 22 23 24 25
y/亿元 13 22 31 42 50 56 58 68.5 68 67.5 66 68
当0<x≤16时,建立了y与x的两个回归模型:模型①:=4.1x+11.8.模型②:=21.3-14.4.当x>16时,确定y与x满足的经验回归方程为=-0.7x+a.
(1) 根据下列表格中的数据,比较当0<x≤16时模型①②的决定系数R2,并选择拟合精度更高、更可靠的模型,预测对这款汽车发动机科技改造的投入为16亿元时的直接收益;
回归模型 模型① 模型②
回归方程 =4.1x+11.8 =21.3-14.4
)2 182.4 79.2
(2) 为鼓励科技创新,当科技改造的投入不少于20亿元时,国家给予公司补贴收益10亿元,以回归方程为预测依据,比较科技改造投入16亿元与20亿元时公司实际收益的大小;
(3) 科技改造后,这款汽车发动机的热效率X大幅提高,X服从正态分布N(0.52,0.012),公司对科技改造团队的奖励方案如下:若发动机的热效率不超过50%,不予鼓励;若发动机的热效率超过50%但不超过53%,每台发动机奖励2万元;若发动机的热效率超过53%,每台发动机奖励4万元.求每台发动机获得奖励的分布列和数学期望.
附:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=0.682 7,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=0.954 5,R2=1-.
【解答】 (1) 由表格中的数据,知182.4>79.2,即,所以模型①的决定系数小于模型②的决定系数,说明回归模型②刻画的拟合效果更好.所以当x=16亿元时,科技改造直接收益的预测值为=21.3×-14.4=70.8(亿元).
(2) 由已知可得-20==3,所以=23,-60==7.6,所以=67.6,所以=+0.7=67.6+0.7×23=83.7,所以当x>16亿元时,y与x满足的经验回归方程为=-0.7x+83.7.故当x=20亿元时,科技改造直接收益的预测值=-0.7×20+83.7=69.7,所以当x=20亿元时,实际收益的预测值为69.7+10=79.7亿元>70.8亿元,所以科技改造投入20亿元时,公司的实际收益更大.
(3) 因为P(0.52-0.02<X<0.52+0.02)=0.954 5,所以P(X>0.50)==0.977 25,则P(X≤0.5)=1-P(X>0.50)=0.022 75.因为P(0.52-0.1<X<0.52+0.1)=0.682 7,所以P(X>0.53)==0.158 65,所以P(0.50<X≤0.53)=0.977 25-0.158 65=0.818 6.设每台发动机获得的奖励为Y(万元),则Y的分布列为
Y 0 2 4
P 0.022 75 0.818 6 0.158 65
所以E(Y)=0×0.022 75+2×0.818 6+4×0.158 65=2.271 8(万元).
17.(15分)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.由于技术原因,每次传输信号的准确率为90%,即发送1时,收到1的概率为0.9,收到0的概率为0.1;发送0时,收到0的概率为0.9,收到1的概率为0.1.现进行多节点信号传输,由信号源发送信号至节点1,节点1把收到的信号重新发送至节点2,节点2再把收到的信号重新发送至节点3,以此类推,最终发送至节点n.
(1) 若信号源发出信号1,求节点2收到信号1的概率;
(2) 为确保信号传输的有效性,要求节点n收到信号的准确率不低于60%,求n的最大值.(参考数据:lg 2≈0.3010)
【解答】 (1) 记事件Ai=“节点i收到信号1”,事件=“节点i收到信号0”,i=1,2,…,n,则P(Ai)+P()=1,且P(Ai+1∣Ai)=0.9,P(∣Ai)=0.1,P(Ai+1∣)=0.1,P(∣)=0.9,则P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P()P(A2|)=0.9×0.9+0.1×0.1=0.82,所以节点2收到信号1的概率为0.82.
(2) 不妨计算信号源发出信号1,求节点n收到信号1的概率.记P(Ai)=pi,则P()=qi=1-pi,则P(Ai+1)=P(Ai)P(Ai+1|Ai)+P()P(Ai+1|),即pi+1=0.9pi+0.1(1-pi)=0.8pi+0.1.构造得pi+1-0.5=0.8(pi-0.5),又p1=0.9,所以pn-0.5=(p1-0.5)×0.8n-1,即节点n收到信号1的概率为pn=0.5+0.4×0.8n-1.由pn≥0.6,得0.8n-1≥0.25,两边取以10为底的对数,n-1≤=≈≈6.2,所以n≤7.2,即n的最大值为7.
18.(17分)为了解某挑战赛中是否接受挑战与受邀者的性别是否有关系(假设每个人是否接受挑战互不影响,且受邀者男性与女性的比例为3∶2),某机构进行了随机抽样调查,得到如下调查数据(单位:人):
接受挑战 不接受挑战 合计
男性 40 20 60
女性 16 24 40
合计 56 44 100
(1) 根据表中数据,依据小概率值α=0.01的独立性检验分析比赛中是否接受挑战与受邀者的性别有关;
(2) 现从这100人中任选1人,A表示“受邀者接受挑战”,B表示“受邀者是男性”,记LR(B|A)=,则R=可表示受邀者接受挑战与受邀者的性别相关程度的一项度量指标,请利用样本数据求出R的值;
(3) 用频率估计概率,在所有受邀者中按“男性”和“女性”进行分层随机抽样,随机抽取5名受邀选手,若再从这5名选手中随机抽取2人进行访谈,求这2名被访谈的选手中接受挑战的男性的人数X的分布列和数学期望.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
α 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
xα 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
【解答】 (1) 零假设H0:是否接受挑战与受邀者的性别无关.根据列联表中的数据得χ2== ≈6.93>6.635=x0.010,根据小概率值α=0.01的独立性检验,推断H0不成立,即认为是否接受挑战与受邀者的性别有关,此推断犯错误的概率不大于0.01.
(2) LR(B|A)======,同理LR(B|)==,所以R===3.
(3) 由分层抽样知,随机抽取的5名受邀选手中,男性有3人,女性有2人.根据频率估计概率知,男性选手接受挑战的概率为,不接受挑战的概率为.X可能的取值为0,1,2,3名被抽取的男性选手中,恰抽到k人被访谈记为事件Dk(k=0,1,2),则P(Dk)=(k=0,1,2),被访谈的2名选手中接受挑战的男性人数恰好为m人记为事件Em(m=0,1,2),则P(E0|D0)=1,P(E0|D1)=,P(E0|D2)==,P(E1|D1)=,P(E1|D2)==,P(E2|D2)==,所以P(X=0)=P(D0)·P(E0|D0)+P(D1)·P(E0|D1)+P(D2)·P(E0|D2)=×1++=,P(X=1)=P(D1)·P(E1|D1)+P(D2)·P(E1|D2)=+=,P(X=2)=P(D2)·P(E2|D2)==.故X的分布列为
X 0 1 2
P
E(X)=0×.
19. (17分)通过抛掷骰子产生随机数列{an},具体产生方式为:若第k(k=1,2,3,…,n)次抛掷得到的点数为i(i=1,2,3,4,5,6),则ak=i.记数列{an}的前n项和为Sn,记Sn除以4的余数为Xn.
(1) 若n=2,求P(S2=4)和P(X2=0).
(2) 甲、乙、丙、丁四人玩游戏:在一局中,由第五个人(裁判)投一个骰子2次,若X2为0,则甲在本局胜出;若X2为1,则乙在本局胜出;若X2为2,则丙在本局胜出;若X2为3,则丁在本局胜出.比赛开始前,4名选手自由两两组合,组成A小队,B小队,组队后进行比赛.比赛采用5局3胜制,每局比赛中只要小队内有成员胜出即该小队在此局中获胜,请问:甲和哪位选手组成A小队,使A小队在比赛中有最大概率获胜?并说明原因.
(3) 若n=20,设(x+x2+x3+x4+x5+x6)20=b0+b1x+b2x2+…+b120x120,试确定该展开式中各项系数与事件S20=j(j∈N*,j≤120)的联系,并求X20=0的概率.
【解答】 (1) 因为4=3+1=2+2=1+3,所以P(S2=4)=3×=,X2=0的情形有:4=1+3=2+2=3+1,8=2+6=3+5=4+4=5+3=6+2,12=6+6,共计9种,因此P(X2=0)==.
(2) 由(1)可知P(X2=0)=,X2=1的情形有5=1+4=2+3=3+2=4+1, 9=3+6=4+5=5+4=6+3,共计8种,因此P(X2=1)==;X2=2的情形有2=1+1,6=1+5=2+4=3+3=4+2=5+1, 10=4+6=5+5=6+4,共计9种,因此P(X2=2)=;X2=3的情形有3=1+2=2+1,7=1+6=2+5=3+4=4+3=5+2=6+1,11=5+6=6+5,共计10种,因此P(X2=3)==.设A小队每局获胜概率为p,比赛获胜概率为f(p)=p3+p2(1-p)p+p2(1-p)2p=6p5-15p4+10p3,所以f'(p)=30p2(p-1)2>0,故p越大f(p)越大.因为甲和丁组成A队在每局比赛中获胜的概率最大,且为,所以甲和丁组成的A小队在比赛中获胜概率最大.
(3) (x+x2+x3+x4+x5+x6)20=b0+b1x+b2x2+…+b120x120,xj的系数bj表示S20=j(j∈N*,j≤120)的情况数,其中P(S20=j)=(j=1,2,3,…,120),其中b0=b1=b2=…=b19=0.令x=1,得到620=b0+b1+b2+b3+…+b119+b120.令x=-1,得到0=b0-b1+b2-b3+…-b119+b120,因此×620=b0+b2+b4+b6+…+b118+b120.令x=i(i为虚数单位),得到(-1+i)20=(b0-b2+b4-…+b120)+(b1-b3+b5-b7+…+b117-b119)i,又(-1+i)20=(-2i)10=-210,所以-210=b0-b2+b4-…+b120,因此,b0+b4+b8+…+b120=×620-29,所以P(X20=0)==-

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