题目内容

20.某校设计了一个实验学科的实验考查方案:考生从6道备选题中一次性随机抽取3题,按照题目要求独立完成全部实验操作.规定:至少正确完成其中2题获得学分2分,便可通过考察.已知6道备选题中考生甲有4题能正确完成:考生乙每题正确完成的概率都是$\frac{2}{3}$,且每题正确完成与否互不影响.求:
(Ⅰ)分别写出甲、乙两考生正确完成题数的概率分布列,并计算数学期望;
(Ⅱ)请你判断两考生的实验操作学科能力,比较他们能通过本次考查的可能性大小.

分析 (Ⅰ)由已知得甲正确完成题数X的可能取值为1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出甲考生正确完成题数X的概率分布列和数学期望;乙正确完成题数Y的可能取值为0,1,2,3,且Y~B(3,$\frac{2}{3}$),由此能求出乙考生正确完成题数Y的概率分布列和数学期望.
(Ⅱ)E(X)=E(Y)=2,求出D(X)和D(Y),得到D(X)<D(Y),再求出P(X≥2)和P(Y≥2),得到P(ξ≥2)>P(η≥2),由此判断甲的实验操作能力强.

解答 解:(Ⅰ)由已知得甲正确完成题数X的可能取值为1,2,3,
P(X=1)=$\frac{{C}_{4}^{1}{C}_{2}^{2}}{{C}_{6}^{3}}$=$\frac{1}{5}$,
P(X=2)=$\frac{{C}_{4}^{2}{C}_{2}^{1}}{{C}_{6}^{3}}$=$\frac{3}{5}$,
P(X=3)=$\frac{{C}_{4}^{3}}{{C}_{6}^{3}}$=$\frac{1}{5}$,
∴甲考生正确完成题数X的概率分布列为:

 X 1 2 3
 P $\frac{1}{5}$ $\frac{3}{5}$ $\frac{1}{5}$
EX=$1×\frac{1}{5}+2×\frac{3}{5}+3×\frac{1}{5}$=2.
乙正确完成题数Y的可能取值为0,1,2,3,且Y~B(3,$\frac{2}{3}$),
P(Y=0)=${C}_{3}^{0}(\frac{1}{3})^{3}$=$\frac{1}{27}$,
P(Y=1)=${C}_{3}^{1}(\frac{2}{3})(\frac{1}{3})^{2}$=$\frac{6}{27}$,
P(Y=2)=${C}_{3}^{2}(\frac{2}{3})^{2}(\frac{1}{3})$=$\frac{12}{27}$,
P(Y=3)=${C}_{3}^{3}(\frac{2}{3})^{3}$=$\frac{8}{27}$,
∴甲考生正确完成题数Y的概率分布列为:
 Y 0 1 2 3
 P $\frac{1}{27}$ $\frac{6}{27}$ $\frac{12}{27}$ $\frac{8}{27}$
E(Y)=$0×\frac{1}{27}+1×\frac{6}{27}+2×\frac{12}{27}+3×\frac{8}{27}$=2.
(Ⅱ)∵E(X)=E(Y)=2,
D(X)=(1-2)2×$\frac{1}{5}$+(2-2)2×$\frac{3}{5}$+(3-2)2×$\frac{1}{5}$=$\frac{2}{5}$,
D(Y)=$3×\frac{2}{3}×\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$,
D(X)<D(Y),
∵P(X≥2)=$\frac{3}{5}+\frac{1}{5}$=$\frac{4}{5}$,
P(Y≥2)=$\frac{12}{27}+\frac{8}{27}$=$\frac{20}{27}$,
∴P(ξ≥2)>P(η≥2)
①从做对题数的数学期望考查,两人水平相当;从做对题数的方差考查,甲较稳定;
②从至少完成2题的概率考查,甲获得通过的可能性大,
因此,可以判断甲的实验操作能力强.

点评 本题考查概率的求法,考查离散型随机变量的分布列和数学期望的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意二项分布的性质的合理运用.

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