Question

8．已知5名发热感冒患者中，有1人被H7N9禽流感病毒感染，需要通过化验血液来确定谁是H7N9禽流感患者，血液化验结果呈阳性的即为普通感冒患者，呈阴性的即为禽流感患者，下面是两种化验方案：
方案甲：逐个化验，知道能确定禽流感患者为止；
方案乙：先任选3人，将他们的血液混在一起化验，若结果呈阴性，则表明禽流感患者在他们3人之中，然后再逐个化验，直到确定禽流感患者为止；若结果呈阳性，则在另外2人中任选1人化验．
（1）求依方案乙所需化验次数恰好为2的概率；
（2）试比较两种方案，哪种方案有利于尽快查找到禽流感患者．

Answer 1

分析 （1）分两类讨论①先化验3人，结果为阴性，②先化验3人，结果为阳性；
（2）分别求出方案甲和方案乙的分布列和均值，通过对比得出结论．

解答 解：（1）用方案乙，化验2次出结果，有两种可能：
①先化验3人，结果为阴性，再从这3人中逐个化验，
则恰好一次验中的概率为P₁=$\frac{{C}_{4}^{2}}{{C}_{5}^{3}}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{5}$，
②先化验3人，结果为阳性，再从其他2人中任选1人化验，
并且无论第二次是否验中均结束，其概率为P₂=$\frac{{C}_{4}^{3}}{{C}_{5}^{3}}$=$\frac{2}{5}$；
所以，用方案乙化验2次出结果的概率为P=P₁+P₂=$\frac{1}{5}$+$\frac{2}{5}$=$\frac{3}{5}$；
（2）设方案甲化验的次数为η，则根据题意，
η可取1，2，3，4，有四种情况，概率如下：
P（η=1）=$\frac{1}{5}$，P（η=2）=$\frac{{C}_{4}^{1}}{{C}_{5}^{1}{•C}_{4}^{1}}$=$\frac{1}{5}$，
P（η=3）=$\frac{{C}_{4}^{1}{•C}_{3}^{1}}{{C}_{5}^{1}{•C}_{4}^{1}{•C}_{3}^{1}}$=$\frac{1}{5}$，P（η=4）=$\frac{2}{5}$，
所以η的均值（期望）为Eη=$\frac{14}{3}$，
设用方案乙化验次数为ξ，ξ可取2或3，
且P（ξ=2）=$\frac{3}{5}$，P（ξ=3）=$\frac{2}{5}$，
所以ξ的均值（期望）为Eξ=$\frac{12}{5}$，
由于Eη＞Eξ，所以，用方案乙化验次数的均值较小，更有利于尽快查到禽流感患者．

点评 本题主要考查了随机事件概率的计算，以及离散型随机变量的分布列的均值与方差，属于中档题．