本题导读
本题考查独立重复试验。核心在于分步计算法、互斥事件加法公式的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年新课标I卷(理)) 一批产品需要进行质量检验,检验方案是:先从这批产品中任取 4 件作检验,这 4 件产品中优质品的件数记为 .如果 ,再从这批产品中任取 4 件作检验,若都为优质品,则这批产品通过检验;如果 ,再从这批产品中任取 1 件作检验,若为优质品,则这批产品通过检验;其他情况下,这批产品都不能通过检验.假设这批产品的优质品率为 ,即取出的产品是优质品的概率都为 ,且各件产品是否为优质品相互独立.
(1)求这批产品通过检验的概率;
(2)已知每件产品检验费用为 100 元,凡抽取的每件产品都需要检验,对这批产品作质量检验所需的费用记为 (单位:元),求 的分布列及数学期望.
🔍【思路分析】
破题导航
- 分析检验通过路径:
- 路径一:第一批 4 件中恰有 3 件优质品 (),且第二批 4 件全为优质品。
- 路径二:第一批 4 件中全为优质品 (),且第二批 1 件全为优质品。
- 计算概率:利用独立重复试验的概率公式(二项分布 )分别计算各路径概率并相加。
- 确定费用分布:
- 若 ,只检验第一批,费用为 。
- 若 ,检验两批共 件,费用为 。
- 若 ,检验两批共 件,费用为 。
- 求期望:列出分布列,利用公式 计算。
✅【答案】
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;506.25
✍【详细解析】
Abstract
(Ⅰ)解: 设第一次抽取的 4 件中优质品件数为 ,则 。 ; 。
通过检验的事件 分为两种互斥情况:
- 对应 :。
- 对应 :。
故 。 所以这批产品通过检验的概率为 。
(Ⅱ)解: 由题意可知, 的可能取值为 。
- 当 时,需检验 件,费用 ,其概率 ;
- 当 时,需检验 件,费用 ,其概率 ;
- 当 时,只检验第一批 4 件,费用 ,其概率 。
的分布列如下:
400 500 800 数学期望: 。 所以 的数学期望为 506.25 元。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:独立重复试验概率计算;离散型随机变量及其分布列、期望。
核心方法:分类讨论法。将复杂的检验过程拆解为不同的费用等级,确保不重不漏。
避坑指南:- 第一问中,注意通过检验的概率是“条件概率之和”,不要漏乘第一阶段的概率。 - 第二问中,只要进入第二阶段检验,无论结果如何费用都已经产生。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:条件概率、全概率公式。
结论推广:此类题目反映了实际生产中的“抽样检验方案”设计。
方法推广:在计算期望时,若变量服从特殊分布(如二项分布、超几何分布),可直接套用公式。
🔗【关联脉络】
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