本题导读
本题考查利用管道分叉路径分析事件发生的概率、求离散型随机变量的分布列与数学期望,以及二项分布概率公式的应用。
📌【题干】
Question
(2010年浙江卷(理)) 19. 如图,一个小球从 处投入,通过管道自上而下落到 或 或 . 已知小球从每个叉口落入左右两个管道的可能性是相等的. 某商家按上述投球方式进行促销活动,若投入的小球落到 ,则分别设为 等奖.
(1) 已知获得 等奖的折扣率分别为 . 记随机变量 为获得 等奖的折扣率,求随机变量 的分布列及期望 ;
(2) 若有 人次(投入 球为 人次)参加促销活动,记随机变量 为获得 等奖或 等奖的人次,求 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析小球落入 的概率: 小球从 点向下落,共经过 3 层叉口,每次下落选择左、右管道的概率均为 。
- 落入 (最左侧):需要连续 3 次选择左边,概率为 。
- 落入 (最右侧):需要连续 3 次选择右边,概率为 。
- 落入 (中间):除了落入 和 外的所有路径均落入 ,概率为 (或按路径计数,共 6 条路径落入 ,)。
- 第 (1) 问: 的可能取值为 (对应落入 ),列出概率分布列并求 。
- 第 (2) 问: 单人参加活动获得 1 等奖或 2 等奖(即落入 或 )的概率为 。 3 人参加属于 3 重伯努利试验,,利用二项分布公式求 。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
第一步:求小球落到 各出口的概率
由题意,小球在管道自上而下经过 层分叉,每次向左或向右下落的概率均为 。
小球落入 出口(3 等奖):需要连续 次选择左管道,概率为:
小球落入 出口(2 等奖):需要连续 次选择右管道,概率为:
小球落入 出口(1 等奖):落入中间 的概率为:
(1) 求随机变量 的分布列及期望
随机变量 的可能取值为 .
对应概率分别如下:
- ;
- ;
- .
故 的分布列为:
计算数学期望 :
答: 的分布列如上表,期望 .
(2) 求
设单人次参加活动获得 等奖或 等奖的概率为 :
有 人次参加活动,每人次活动互相独立,故随机变量 服从二项分布 .
由二项分布概率计算公式:
答:.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:概率树图分叉路径计算、离散型随机变量分布列与期望、二项分布公式 。
- 核心方法:
- 先通过全概率公式确定 基础概率;
- 将多次独立试验转化为二项分布直接代入公式求解。
- 避坑指南:第 (2) 问“获得 1 等奖或 2 等奖”是互斥事件求和(),切勿只计算获得 1 等奖的概率。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:经典的杨辉三角/高尔顿板管道分球概率模型。
- 结论推广:对 层分支的高尔顿板,落入第 个出口的概率为 。
🔗【关联脉络】
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