本题导读

本题考查离散型随机变量的分布列性质,以及随机变量概率之和为 1。

📌【题干】

Question

(2011年上海卷(理)) 马老师从课本上抄录一个随机变量 的概率分布列如下表:

123
?!?

请小牛同学计算 的数学期望,尽管“!”处无法完全看清,且两个“?”处字迹模糊,但能肯定这两个“?”处的数值相同. 据此,小牛给出了正确答案 .

🔍【思路分析】

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  1. 设两个“?”处的概率均为 ,“!”处的概率为 。
  2. 由概率分布列的性质得 。
  3. 套用数学期望公式 。
  4. 代入化简,发现参数 恰好相互抵消,计算出常数结果;或直接利用分布列关于 对称直接得出 。

✅【答案】

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2

✍【详细解析】

Abstract

方法一(定义化简法): 设两个“?”处的概率均为 ,“!”处的概率为 。 根据离散型随机变量分布列的性质,所有可能取值的概率和为 1,即: 由离散型随机变量数学期望的计算公式,得: 将 代入上式,得:

方法二(对称性分析法): 因为随机变量 的取值 关于中心值 2 对称, 且对应的概率分布中 ,即概率关于 对称分布。 由随机变量数学期望的几何意义与对称性可知,其数学期望必等于对称中心: 故答案为:2。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:分布列全概率和 、数学期望计算公式 。
  • 核心方法:
  • 设元消元法:设未知概率后代入期望式消去未知数;
  • 对称性法:若离散型随机变量的取值和概率同时关于某数值对称,则期望直接等于对称轴处的值。
  • 避坑指南:切勿受未知符号“?”和“!”干扰,严格按照期望定义展开即可观察到参数完全对消。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 试题探源:人教版/沪教版高二概率统计中数学期望性质与分布列规范性的逆向设计题。
  • 结论推广:若随机变量 的取值为等差数列 ,且两侧对称位置概率相等,则其数学期望恒有 。

🔗【关联脉络】

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