题目
2 (10分) 将一枚硬币连抛3次,以X表示出现的正面次数,Y表示出现反面的次数,求X与Y的联合分布律,并求事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率。
2 (10分) 将一枚硬币连抛3次,以X表示出现的正面次数,Y表示出现反面的次数,求X与Y的联合分
布律,并求事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率。
题目解答
答案
为了求解X与Y的联合分布律以及事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率,我们按照以下步骤进行:
1. **确定X和Y的可能取值:**
- 由于硬币连抛3次,正面次数X可以取0, 1, 2, 3。
- 反面次数Y可以取0, 1, 2, 3。
- 但是,由于每次抛硬币的结果要么是正面要么是反面,所以X + Y = 3。因此,Y = 3 - X。
2. **列出X与Y的联合分布律:**
- 当X = 0时,Y = 3,表示3次都是反面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
- 当X = 1时,Y = 2,表示1次正面2次反面,概率为 $ \binom{3}{1} \left(\frac{1}{2}\right)^1 \left(\frac{1}{2}\right)^2 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 2时,Y = 1,表示2次正面1次反面,概率为 $ \binom{3}{2} \left(\frac{1}{2}\right)^2 \left(\frac{1}{2}\right)^1 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 3时,Y = 0,表示3次都是正面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
因此,X与Y的联合分布律为:
\[
\begin{array}{c|c|c|c|c}
X \backslash Y & 0 & 1 & 2 & 3 \\
\hline
0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{8} \\
\hline
1 & 0 & 0 & \frac{3}{8} & 0 \\
\hline
2 & 0 & \frac{3}{8} & 0 & 0 \\
\hline
3 & \frac{1}{8} & 0 & 0 & 0 \\
\end{array}
\]
3. **求事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率:**
- 事件“至少出现一次正面、一次反面”意味着X和Y都不为0,即X = 1, 2且Y = 1, 2。
- 从联合分布律中,我们可以看到,X = 1, Y = 2的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- X = 2, Y = 1的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- 因此,事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率为 $ \frac{3}{8} + \frac{3}{8} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} $。
最终答案为:
\[
\boxed{\frac{3}{4}}
\]
解析
步骤 1:确定X和Y的可能取值
- 由于硬币连抛3次,正面次数X可以取0, 1, 2, 3。
- 反面次数Y可以取0, 1, 2, 3。
- 但是,由于每次抛硬币的结果要么是正面要么是反面,所以X + Y = 3。因此,Y = 3 - X。
步骤 2:列出X与Y的联合分布律
- 当X = 0时,Y = 3,表示3次都是反面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
- 当X = 1时,Y = 2,表示1次正面2次反面,概率为 $ \binom{3}{1} \left(\frac{1}{2}\right)^1 \left(\frac{1}{2}\right)^2 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 2时,Y = 1,表示2次正面1次反面,概率为 $ \binom{3}{2} \left(\frac{1}{2}\right)^2 \left(\frac{1}{2}\right)^1 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 3时,Y = 0,表示3次都是正面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
步骤 3:求事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率
- 事件“至少出现一次正面、一次反面”意味着X和Y都不为0,即X = 1, 2且Y = 1, 2。
- 从联合分布律中,我们可以看到,X = 1, Y = 2的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- X = 2, Y = 1的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- 因此,事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率为 $ \frac{3}{8} + \frac{3}{8} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} $。
- 由于硬币连抛3次,正面次数X可以取0, 1, 2, 3。
- 反面次数Y可以取0, 1, 2, 3。
- 但是,由于每次抛硬币的结果要么是正面要么是反面,所以X + Y = 3。因此,Y = 3 - X。
步骤 2:列出X与Y的联合分布律
- 当X = 0时,Y = 3,表示3次都是反面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
- 当X = 1时,Y = 2,表示1次正面2次反面,概率为 $ \binom{3}{1} \left(\frac{1}{2}\right)^1 \left(\frac{1}{2}\right)^2 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 2时,Y = 1,表示2次正面1次反面,概率为 $ \binom{3}{2} \left(\frac{1}{2}\right)^2 \left(\frac{1}{2}\right)^1 = 3 \cdot \frac{1}{8} = \frac{3}{8} $。
- 当X = 3时,Y = 0,表示3次都是正面,概率为 $ \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8} $。
步骤 3:求事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率
- 事件“至少出现一次正面、一次反面”意味着X和Y都不为0,即X = 1, 2且Y = 1, 2。
- 从联合分布律中,我们可以看到,X = 1, Y = 2的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- X = 2, Y = 1的概率为 $ \frac{3}{8} $。
- 因此,事件“至少出现一次正面、一次反面”的概率为 $ \frac{3}{8} + \frac{3}{8} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} $。