题目
(12)一批零件中有9个合格品和3个次品,从这批零件中任取一个,如果每次取出-|||-的次品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的次品数的期望、方差和标准差.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查不放回抽样下的概率分布,涉及期望、方差和标准差的计算。关键在于理解随机变量的定义及正确计算各取值对应的概率。
解题思路:
- 确定随机变量:设X为在取得合格品前已取出的次品数,X的可能取值为0,1,2,3。
- 计算概率:对于每个k(0≤k≤3),计算前k次抽到次品且第k+1次抽到合格品的概率,注意每次抽取后不放回。
- 期望与方差:利用概率分布计算期望E(X)和方差Var(X),标准差为方差的平方根。
破题关键:正确列出各k值对应的概率,尤其注意分母随抽取次数递减。
随机变量X的可能取值及概率计算
X=0(第一次抽到合格品)
概率:
$P(X=0) = \frac{9}{12} = \frac{3}{4}$
X=1(第一次次品,第二次合格)
概率:
$P(X=1) = \frac{3}{12} \times \frac{9}{11} = \frac{9}{44}$
X=2(前两次次品,第三次合格)
概率:
$P(X=2) = \frac{3}{12} \times \frac{2}{11} \times \frac{9}{10} = \frac{9}{220}$
X=3(前三抽次品,第四次合格)
概率:
$P(X=3) = \frac{3}{12} \times \frac{2}{11} \times \frac{1}{10} \times 1 = \frac{1}{220}$
期望计算
$E(X) = 0 \times \frac{3}{4} + 1 \times \frac{9}{44} + 2 \times \frac{9}{220} + 3 \times \frac{1}{220} = \frac{66}{220} = 0.3$
方差计算
- 计算$E(X^2)$:
$E(X^2) = 0^2 \times \frac{3}{4} + 1^2 \times \frac{9}{44} + 2^2 \times \frac{9}{220} + 3^2 \times \frac{1}{220} = \frac{90}{220} = \frac{9}{22}$ - 方差:
$\text{Var}(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = \frac{9}{22} - \left(\frac{3}{10}\right)^2 = \frac{351}{1100} \approx 0.319$
标准差计算
$\text{标准差} = \sqrt{\text{Var}(X)} \approx \sqrt{0.319} \approx 0.565$