本题导读
本题考查概率与统计的综合应用。第一问通过识别甲队的独立重复试验特征,利用二项分布模型直接求出分布列与期望;第二问属于复合事件的概率计算,考查将抽象事件集合转化为具体离散变量数值组合的分类能力。
📌【题干】
Question
(2008年山东卷(理)) 甲、乙两队参加奥运知识竞赛,每队 3 人,每人回答一个问题,答对者为本队赢得 1 分,答错得 0 分.假设甲队中每人答对的概率均为 ,乙队中 3 人答对的概率分别为 ,且各人正确与否相互之间没有影响.用 表示甲队的总得分.
(1)求随机变量 的分布列和数学期望;
(2)用 表示“甲、乙两个队总得分之和等于 3”这一事件,用 表示“甲队总得分大于乙队总得分”这一事件,求 .
🔍【思路分析】
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- 第一问:甲队 3 人回答问题且答对概率相同,说明总得分 服从二项分布 。利用公式计算各取值概率并求期望。
- 第二问:明确事件 发生的几何实质为:甲、乙两队总分之和为 3,且甲队得分大于乙队得分。由于得分为非负整数,枚举出满足条件的变量组合,利用独立事件乘法公式点算。
✅【答案】
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(1)甲队三人的答题结果相互独立且答对概率均为23,所以𝜉服从二项分布𝐵(3,23).因而𝑃(𝜉=0)=(1
✍【详细解析】
Abstract
解:(1)由题意可知,甲队 3 人回答问题相互独立,且答对的概率均为 , 因此随机变量 服从二项分布,即 。 的所有可能取值为 。 所以 的分布列为:
0 1 2 3 数学期望 。
(2)设乙队的总得分为 ,其可能取值亦为 。 先求乙队得分 的概率分布:
- (全错): ;
- (对 1 个): 。
事件 表示 且 。 由于 ,满足上述条件的互斥基本事件组合仅有以下两种: ① 且 ; ② 且 。 由于甲、乙两队答题正确与否相互独立,故事件 的概率为: 所以事件 的概率为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:独立重复试验的二项分布判定,多变量离散型组合事件的条件概率分解。
- 核心方法:模型公式法、分类枚举法。
- 避坑指南:
- 第一问必须严谨画出分布列表格,格式不规范会导致高考失分。
- 第二问计算乙队得分概率时不能套用二项分布公式,因为乙队 3 人的答对概率不全相等(分别为 ),必须采用独立事件乘法公式分拆点算。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题基于概率论中独立同分布(i.i.d.)与非同分布试验序列的混合对比,考查考生对二项分布适用边界的精确区分。
- 结论推广: 设随机变量 , 为 个独立非同分布的伯努利试验之和,则联合事件 的概率可通过对 分类离散化为 进行求解。
🔗【关联脉络】
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