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文档简介
高二数学期望试题及答案姓名:____________________
一、选择题(每题5分,共20分)
1.下列概率中,表示事件A发生的概率最小的是()
A.P(A)=0.3
B.P(A)=0.5
C.P(A)=0.7
D.P(A)=0.9
2.若随机变量X的期望值E(X)=3,方差D(X)=4,则随机变量X的方差D(X)等于()
A.1
B.2
C.3
D.4
3.抛掷一枚均匀的六面骰子,设随机变量X表示出现的点数,则E(X)等于()
A.3.5
B.4
C.5
D.6
4.下列关于期望的说法,正确的是()
A.期望总是存在的
B.期望是概率的加权平均
C.期望是方差的平方根
D.期望是方差的平方
5.设随机变量X服从二项分布B(n,p),其中n=10,p=0.3,则E(X)等于()
A.3
B.4
C.5
D.6
二、填空题(每题5分,共20分)
1.抛掷一枚均匀的硬币,设随机变量X表示出现正面的次数,则E(X)等于______。
2.设随机变量X服从正态分布N(μ,σ^2),其中μ=5,σ=2,则E(X)等于______。
3.设随机变量X服从二项分布B(n,p),其中n=15,p=0.4,则E(X)等于______。
4.设随机变量X服从均匀分布U(a,b),其中a=1,b=3,则E(X)等于______。
5.设随机变量X服从泊松分布P(λ),其中λ=3,则E(X)等于______。
三、解答题(每题10分,共30分)
1.抛掷一枚均匀的六面骰子,设随机变量X表示出现的点数,求E(X)和D(X)。
2.设随机变量X服从正态分布N(μ,σ^2),其中μ=10,σ=3,求P(X≤12)。
3.设随机变量X服从二项分布B(n,p),其中n=20,p=0.5,求P(X≥15)。
4.设随机变量X服从均匀分布U(a,b),其中a=2,b=5,求P(X≤3)。
四、解答题(每题10分,共30分)
4.设随机变量X服从指数分布E(λ),其中λ=1/2,求P(X≥2)。
解:根据指数分布的概率密度函数,我们有
\(f(x)=\lambdae^{-\lambdax}\)对于\(x\geq0\)。
因此,\(P(X\geq2)=1-P(X<2)=1-\int_0^2\frac{1}{2}e^{-\frac{1}{2}x}dx\)。
计算这个积分,我们得到
\(P(X\geq2)=1-\left[-2e^{-\frac{1}{2}x}\right]_0^2=1-(0-2e^{-1})=1+2e^{-1}\)。
5.设随机变量X和Y独立同分布,且X服从参数为p的伯努利分布,即P(X=1)=p,P(X=0)=1-p。求随机变量Z=XY的期望值E(Z)。
解:由于X和Y独立同分布,我们有
\(E(Z)=E(XY)=E(X)E(Y)\)。
因为X服从伯努利分布,所以\(E(X)=p\)。
同理,因为Y也服从伯努利分布,所以\(E(Y)=p\)。
因此,\(E(Z)=p\cdotp=p^2\)。
6.设随机变量X和Y相互独立,且X服从参数为λ的泊松分布,Y服从参数为μ的泊松分布。求随机变量Z=X+Y的分布类型及其参数。
解:由于X和Y相互独立,Z的分布可以通过泊松分布的卷积得到。泊松分布的卷积公式为
\(P(Z=k)=\sum_{i=0}^kP(X=i)P(Y=k-i)\)。
对于泊松分布,我们有
\(P(X=i)=\frac{e^{-\lambda}\lambda^i}{i!}\)和\(P(Y=k-i)=\frac{e^{-\mu}\mu^{k-i}}{(k-i)!}\)。
因此,
\(P(Z=k)=\sum_{i=0}^k\frac{e^{-\lambda}\lambda^i}{i!}\cdot\frac{e^{-\mu}\mu^{k-i}}{(k-i)!}=e^{-(\lambda+\mu)}\frac{(\lambda+\mu)^k}{k!}\)。
这表明Z服从参数为\(\lambda+\mu\)的泊松分布。
试卷答案如下:
一、选择题答案及解析:
1.B
解析:事件A发生的概率最小,即P(A)最接近0,选项B的P(A)=0.5是最小的。
2.C
解析:方差的定义是D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2,已知E(X)=3,D(X)=4,解得E(X^2)=19,所以E(X)=√19。
3.A
解析:期望值E(X)是所有可能点数的加权平均,每个点数出现的概率相等,因此E(X)=(1+2+3+4+5+6)/6=3.5。
4.B
解析:期望是概率的加权平均,即E(X)=Σ[πi*xi],其中πi是第i个事件发生的概率,xi是第i个事件的值。
5.A
解析:二项分布的期望值E(X)=np,其中n是试验次数,p是每次试验成功的概率,所以E(X)=10*0.3=3。
二、填空题答案及解析:
1.E(X)=0.5
解析:抛掷硬币,正面和反面出现的概率都是0.5,期望值E(X)=0.5*1+0.5*0=0.5。
2.E(X)=5
解析:正态分布的期望值等于均值μ,所以E(X)=μ=5。
3.E(X)=6
解析:二项分布的期望值E(X)=np,其中n=20,p=0.4,所以E(X)=20*0.4=8。
4.E(X)=3.5
解析:均匀分布的期望值E(X)=(a+b)/2,其中a是分布的下限,b是分布的上限,所以E(X)=(1+3)/2=2。
5.E(X)=3
解析:泊松分布的期望值等于参数λ,所以E(X)=λ=3。
三、解答题答案及解析:
1.E(X)=3.5,D(X)=2.9167
解析:期望值E(X)=(1+2+3+4+5+6)/6=3.5,方差D(X)=[(1-3.5)^2+(2-3.5)^2+...+(6-3.5)^2]/6=2.9167。
2.P(X≤12)=0.8187
解析:正态分布的累积分布函数可以查表得到,P(X≤12)=Φ((12-10)/3)=Φ(0.3333)≈0.8187。
3.P(X≥15)=0.0013
解析:二项分布的累积分布函数可以查表得到,P(X≥15)=1-P(X<15)=1-(P(X=0)+P(X=1)+...+P(X=14))≈0.0013。
4.P(X≤3)=0.125
解析:均匀分布的累积分布函数可以查表得到,P(X≤3)=Φ((3-2)/3)=Φ(1/3)≈0.125。
四、解答题答案及解析:
4.P(X≥2)=1+2e^{-1}
解析:指数分布的概率密度函数为f(x)=λe^{-λx},计算P(X≥2)=1-P(X<2)=1-∫[0,2]
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