10/11 文件题(分值7.0分,难度:易)【题目说明】计算题,必须要写过程,无过程不得分。【要求】写在纸上,【手写签名+学号后两位】后拍照上传(每张照片都必须有手写签名),没有签名不得分。10件商品中有3件次品,现从中随机选取3件商品,记X=(抽到的次品数)。求:(1)随机变量X的取值;(2)X的概率分布列;(3)P(X≤2);(4)E(X+K).【备注】K为学号后两位(用具体数字计算)。
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们将按照以下步骤进行:
- 确定随机变量 $X$ 的取值。
- 计算 $X$ 的概率分布列。
- 计算 $P(X \leq 2)$。
- 计算 $E(X + K)$。
步骤1:确定随机变量 $X$ 的取值
随机变量 $X$ 表示从10件商品中随机选取3件时抽到的次品数。由于10件商品中有3件次品,$X$ 的可能取值为0,1,2和3。
步骤2:计算 $X$ 的概率分布列
从10件商品中选择3件的总方法数由组合公式 $\binom{10}{3}$ 给出:
$\binom{10}{3} = \frac{10!}{3!7!} = 120$
现在,我们计算 $X$ 的每个取值的概率:
-
$P(X = 0)$ :这是抽到0件次品的概率。我们需要从7件非次品中选择所有3件商品。
$P(X = 0) = \frac{\binom{7}{3}}{\binom{10}{3}} = \frac{\frac{7!}{3!4!}}{120} = \frac{35}{120} = \frac{7}{24}$ -
$P(X = 1)$ :这是抽到1件次品的概率。我们需要从3件次品中选择1件,从7件非次品中选择2件。
$P(X = 1) = \frac{\binom{3}{1} \binom{7}{2}}{\binom{10}{3}} = \frac{3 \cdot \frac{7!}{2!5!}}{120} = \frac{3 \cdot 21}{120} = \frac{63}{120} = \frac{21}{40}$ -
$P(X = 2)$ :这是抽到2件次品的概率。我们需要从3件次品中选择2件,从7件非次品中选择1件。
$P(X = 2) = \frac{\binom{3}{2} \binom{7}{1}}{\binom{10}{3}} = \frac{3 \cdot 7}{120} = \frac{21}{120} = \frac{7}{40}$ -
$P(X = 3)$ :这是抽到3件次品的概率。我们需要从3件次品中选择所有3件。
$P(X = 3) = \frac{\binom{3}{3}}{\binom{10}{3}} = \frac{1}{120}$
$X$ 的概率分布列为:
$\begin{array}{c|c}X & P(X) \\\hline0 & \frac{7}{24} \\1 & \frac{21}{40} \\2 & \frac{7}{40} \\3 & \frac{1}{120} \\\end{array}$
步骤3:计算 $P(X \leq 2)$
$P(X \leq 2) = P(X = 0) + P(X = 1) + P(X = 2) = \frac{7}{24} + \frac{21}{40} + \frac{7}{40} = \frac{7}{24} + \frac{28}{40} = \frac{7}{24} + \frac{7}{10} = \frac{35}{120} + \frac{84}{120} = \frac{119}{120}$
步骤4:计算 $E(X + K)$
首先,我们计算 $X$ 的期望值 $E(X)$:
$E(X) = 0 \cdot \frac{7}{24} + 1 \cdot \frac{21}{40} + 2 \cdot \frac{7}{40} + 3 \cdot \frac{1}{120} = 0 + \frac{21}{40} + \frac{14}{40} + \frac{3}{120} = \frac{35}{40} + \frac{1}{40} = \frac{9}{10}$
设 $K$ 为学号的后两位。由于 $K$ 是一个常数,$X + K$ 的期望值为:
$E(X + K) = E(X) + K = \frac{9}{10} + K$
如果学号的后两位是12,那么 $K = 12$:
$E(X + 12) = \frac{9}{10} + 12 = \frac{9}{10} + \frac{120}{10} = \frac{129}{10} = 12.9$
因此,最终答案是:
$\boxed{12.9}$
解析
本题考查超几何分布的应用,涉及随机变量的取值、概率分布列、概率计算及期望值的求解。解题核心思路如下:
- 确定随机变量取值:根据次品总数和抽取数量,确定可能的取值范围。
- 计算概率分布列:利用组合数公式,分别计算每个取值对应的概率。
- 概率求和:通过加法计算累积概率。
- 期望值计算:利用期望的线性性质,结合超几何分布的期望公式简化计算。
第(1)题:随机变量 $X$ 的取值
从10件商品(含3件次品)中抽取3件,最多抽到3件次品,最少抽到0件次品,因此 $X$ 的取值为 $0,1,2,3$。
第(2)题:概率分布列
总抽取方法数为 $\binom{10}{3} = 120$。各取值概率计算如下:
- $P(X=0)$:从7件非次品中选3件,方法数为 $\binom{7}{3}=35$,概率为 $\frac{35}{120} = \frac{7}{24}$。
- $P(X=1)$:从3件次品中选1件,7件非次品中选2件,方法数为 $\binom{3}{1}\binom{7}{2}=3 \times 21=63$,概率为 $\frac{63}{120} = \frac{21}{40}$。
- $P(X=2)$:从3件次品中选2件,7件非次品中选1件,方法数为 $\binom{3}{2}\binom{7}{1}=3 \times 7=21$,概率为 $\frac{21}{120} = \frac{7}{40}$。
- $P(X=3)$:从3件次品中选3件,方法数为 $\binom{3}{3}=1$,概率为 $\frac{1}{120}$。
概率分布列如下:
$\begin{array}{c|c}X & P(X) \\\hline0 & \frac{7}{24} \\1 & \frac{21}{40} \\2 & \frac{7}{40} \\3 & \frac{1}{120} \\\end{array}$
第(3)题:$P(X \leq 2)$
将 $X=0,1,2$ 的概率相加:
$P(X \leq 2) = \frac{7}{24} + \frac{21}{40} + \frac{7}{40} = \frac{35}{120} + \frac{63}{120} + \frac{21}{120} = \frac{119}{120}.$
第(4)题:$E(X + K)$
- 计算 $E(X)$:
$E(X) = 0 \cdot \frac{7}{24} + 1 \cdot \frac{21}{40} + 2 \cdot \frac{7}{40} + 3 \cdot \frac{1}{120} = \frac{21}{40} + \frac{14}{40} + \frac{3}{120} = \frac{9}{10}.$ - 利用期望的线性性质:
$E(X + K) = E(X) + K = \frac{9}{10} + K.$
假设学号后两位为12(即 $K=12$),则:
$E(X + 12) = \frac{9}{10} + 12 = 12.9.$