题目内容

20.一个盒子中装有大量形状大小一样但重量不尽相同的小球,从中随机抽取50个作为样本,称出它们的重量(单位:克),重量分组区间为[5,15],(15,25],(25,35],(35,45],由此得到样本的重量频率分布直方图(如图).
(1)求a的值,并根据样本数据,试估计盒子中小球重量的众数与平均值;
(2)从盒子中随机抽取3个小球,其中重量在[5,15]内的小球个数为X,求X的分布列和数学期望.(以直方图中的频率作为概率)

分析 (1)求解得a=0.03,由最高矩形中点的横坐标为20,可估计盒子中小球重量的众数约为20
根据平均数值公式求解即可.
(2)X~B(3,$\frac{1}{5}$),根据二项分布求解P(X=0),P(X=1),P(X=2)=${C}_{3}^{2}$,P(X=3),列出分布列,求解数学期望即可.

解答 解:(1)由题意得,(0.02+0.032+a+0.018)×10=1
解得a=0.03;
又由最高矩形中点的横坐标为20,
可估计盒子中小球重量的众数约为20,
而50个样本小球重量的平均值为:
$\overline{X}$=0.2×10+0.32×20+0.3×30+0.18×40=24.6(克)
故估计盒子中小球重量的平均值约为24.6克.
(2)利用样本估计总体,该盒子中小球的重量在[5,15]内的0.2;
则X~B(3,$\frac{1}{5}$),
X=0,1,2,3;
P(X=0)=${C}_{3}^{0}$×($\frac{4}{5}$)3=$\frac{64}{125}$;
P(X=1)=${C}_{3}^{1}$×($\frac{4}{5}$)2×$\frac{1}{5}$=$\frac{48}{125}$;
P(X=2)=${C}_{3}^{2}$×($\frac{4}{5}$)×($\frac{1}{5}$)2=$\frac{12}{125}$;
P(X=3)=${C}_{3}^{3}$×($\frac{1}{5}$)3=$\frac{1}{125}$,
∴X的分布列为:

X0123
P$\frac{64}{125}$$\frac{48}{125}$$\frac{12}{125}$$\frac{1}{125}$
即E(X)=0×$\frac{64}{125}$$+1×\frac{48}{125}$$+2×\frac{12}{125}$$+3×\frac{1}{125}$=$\frac{3}{5}$.

点评 本题考查了离散型的随机变量及概率分布列,数学期望的求解,注意阅读题意,得出随机变量的数值,准确求解概率,难度不大,需要很好的计算能力

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