专题14 均值方差在决策中的应用”(解析版).docx
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1、14.均值方差在决策中的应用一.竞赛答题类型【例1】(2021年新高考I )某学校组织“一带一路”知识竞赛,有4 5两类问题,每位参加比赛的同 学先在两类问题中选择一类并从中随机抽取一个问题回答,若回答错误则该同学比赛结束;若回答正确则 从另一类问题中再随机抽取一个问题回答,无论回答正确与否,该同学比赛结束./类问题中的每个问题回 答正确得20分,否则得0分;6类问题中的每个问题回答正确得80分,否则得0分,己知小明能正确回 答4类问题的概率为0.8,能正确回答夕类问题的概率为0.6,且能正确回答问题的概率与回答次序无关.(1)若小明先回答/类问题,记X为小明的累计得分,求X的分布列;(2)为
2、使累计得分的期望最大,小明应选择先回答哪类问题?并说明理由.【解析】(1)由题可知,X的所有可能取值为。,20, 100.p(x=o) = l-0.8 = 0.2;P(X = 20)= 0.8(1-0.6)= 0.32 ;P(X= 100)= 0.8x0.6 = 0.48.所以X的分布列为X020100P0.20.320.48(2)由(1)知,E(X)= 0x0.2 + 20x0.32 + 100x0.48 = 54.4.若小明先回答3问题,记y为小明的累计得分,则y的所有可能取值为o, 80, 100.p(y = 0)= l0.6 = 0.4;P(Y = 80)= 0.6(1 -0.8)=
3、0.12 ;P(X= 100)= 0.8x0.6 = 0.48.所以 E(y) = 0x0.4+80x0.12 + 100x0.48 = 576因为54.4时,不应 误认为它们一样好,需要用来比较这两个随机变量的偏离程度,偏离程度小的更好.(2)若我们希望比较稳定时,应先考虑方差,再考虑均值是否相等或者接近.350 440 450 ,指导方案3:对甲企业进行综合指导、对乙企业进行精准指导总收入最高.7.(山东省大教育联盟学校2021-2022学年高三下学期收心考试)某公司全年圆满完成预定的生产任务, 为答谢各位员工一年来的锐意进取和辛勤努力,公司决定在联欢晚会后,拟通过摸球兑奖的方式对500位
4、 员工进行奖励,规定:每位员工从一个装有4种面值的奖券的箱子中,一次随机摸出2张奖券,奖券上所 标的面值之和就是该员工所获得的奖励额.(1)若箱子中所装的4种面值的奖券中有1张面值为80元,其余3张均为40元,试比较员工获得80元奖励额与获得120元奖励额的概率的大小;(2)公司对奖励总额的预算是6万元,预定箱子中所装的4种面值的奖券有两种方案:第一方案是2 张面值20元和2张面值100元;第二方案是2张面值40元和2张面值80元.为了使员工得到的奖励总 额尽可能地符合公司的预算且每位员工所获得的奖励额相对均衡,请问选择哪一种方案比较好?并说明理 由.【解析】(1)用X表示员工所获得的奖励额.
5、因为P(X=8O)系4 P(X = 120)=警=所以尸(X =80)= P(X = 120),故员工获得80元奖励额与获得120元奖励额的概率相等.(2)第一种方案为(20,20,100,100),设员工所获得的奖励额为则%的分布列为X40120200P62_61?1所以的数学期望为石(XJ = 40:+ 1207 + 2007=120, 6369 199 16400X1的方差为。(Xj =(40 120)、+ 020-120)-x +(200-120)一 x =6363第二种方案为(40,40,80,80),设员工所获得的奖励额为X?,则X?的分布列为乂280120160P2_62_6i2
6、1所以 X2的数学期望为 E(Xj = 80x + 120x + 160x = 120, 636X2 的方差为 D(X2) =(80-120)2 xl + (120-120)2 x- + (160-120)2 x- = -,6363又因为500石(Xj = 500(X2)= 60000 (元),所以两种方案奖励额的数学期望都符合要求,但第二种方案的方差比第一种方案的小,故应选择第二种方案.8.(广东省韶关市2022届高三上学期综合测试(一)在某校开展的知识竞赛活动中,共有A&C三道题,4 2 2答对A民C分别得2分、2分、4分,答错不得分.已知甲同学答对问题A&C的概率分别为三ay,乙同 w/
7、3学答对问题A&C的概率均为5,甲、乙两位同学都需问答这三道题,且各题回答正确与否相互独立.(1)求甲同学至少有一道题不能答对的概率;(2)运用你学过的统计学知识判断,谁的得分能力更强.【解析】(1)设甲同学三道题都答对的事件为A,则所以甲同学至少有一道题不能答对的概率为。=1尸=1登=郎(2)设甲同学本次竞赛中得分为X,则X的可能取值为0,2,4,6,8分,则尸(X = o) = g则尸(X = o) = gP(X=2)=4尸(X=4)= y4P(X=6)= - 尸(x =8)=、1 33x x=3 5 7513 12 3X X|X -X=3 5 5 3 52 3 112X X + X X=
8、3 5 5 3 512 12 2X X + X X =3 5 5 3 52 2 16X X=3 5 75所以X的概率分布列为:X02468P3751875267512751675所以y的概率分布列为:Y02468P812524125301253612527125所以(x) =所以(x) =鼠0 +竺 x2 +至 x4 + Cx6 + Hx8 = 75757575757568I?设乙同学本次竞赛中得分为y,由y的可能取值为0,2,4,6,8分p(y=。)迫8125p(y = 2)= C;24-125p“=4)= |2/ 3 x + x530 125p(y = 6) = c;-36125X“一厂八
9、八8八 24c 3036, T1o 24所以皆段,所以乙的得分能力更强. JLj/9.(江西省九江市2022届高三第一次高考模拟)非物质文化遗产是一个国家和民族历史文化成就的重要标志,是优秀传统文化的重要组成部分.瑞昌剪纸于2008年列入第二批国家级非物质文化遗产名录.由 于瑞昌地处南北交汇处,经过千年的南北文化相互浸润与渗透,瑞昌剪纸融入了南方的阴柔之丽、精巧秀 美和北方的阳刚之美、古朴豪放.为了弘扬中国优秀的传统文化,某校将举办一次剪纸比赛,共进行5轮 比赛,每轮比赛结果互不影响.比赛规则如下:每一轮比赛中,参赛者在30分钟内完成规定作品和创意 作品各2幅,若有不少于3幅作品入选,将获得“
10、巧手奖”.5轮比赛中,至少获得4次“巧手奖”的同学 将进入决赛.某同学经历多次模拟训练,指导老师从训练作品中随机抽取规定作品和创意作品各5幅,其 中有4幅规定作品和3幅创意作品符合入选标准.(1)从这10幅训练作品中,随机抽取规定作品和创意作品各2幅,试预测该同学在一轮比赛中获“巧手奖”的概率;(2)以上述两类作品各自入选的频率作为该同学参赛时每幅作品入选的概率.经指导老师对该同学 进行赛前强化训练,规定作品和创意作品入选的概率共提高了广,以获得“巧手奖”的次数期望为参考,试预测该同学能否进入决赛?【解析】(1)由题可知,所有可能的情况有:规定作品入选1幅,创意作品入选2幅的概率”会总,规定作
11、品入选2幅,规定作品入选2幅,创意作品入选1幅的概率5二冬2b =2G ,。525规定作品入选2幅,创意作品入选2幅的概率A =算为=2,G ,。5503 Q Q 33故所求的概率尸=石+天+而巡(2)设强化训练后,规定作品入选的概率为四,创意作品入选的概率为2,1.14 3 13则 Pi+,=_ + _ + 一 = 一,-5 5 10 2由已知可得,强化训练后该同学某一轮可获得“巧手奖”的概率为:P = Gp1 pJC;P;+C;P;,C;P2(l P2)+ C;P;,C;p;2= 2P|P2(P|+P2)-3(P/2)= 3PiP2-3(PP2)234334 337 Q.1+2=不,旦也即
12、彳 一 2 弓一 Pi N , R|J P2 P4 Q 37故可得:- p , -p2, X JJLP/P2 = P(/_P| J =P/P2 = P(/_P| J =H,1627 14.Pi P) ,, 50 25令P/2=,则,=-3*+3u-3| 一: +=在啜会 上单调递减,,P(r) P,P(r) P= -3x250,该同学在5轮比赛中获得“巧手奖”的次数X3(5,P),3 15E(X) = 5P5x- = M个易堵塞路段至少有一个被堵塞的概率;(2)若南干道被堵塞路段的个数为X,求X的分布列及数学期望E(X);(3)若按照“平均被堵塞路段少的路线是较好的高峰期出行路线”的标准,则从
13、城西开往城东较好 的高峰期出行路线是哪一条?请说明理由.【解析】(1)记北干道的N29 N39/四个易堵塞路段至少有一个被堵塞为事件416 6516 6581 81(1Y则 P(A)= 1- 1 3 J(2)由题意可知X的可能取值为0, 1, 2,(1 ) p(x=o)= 1XV 2)(1 ) p(x=o)= 1XV 2)61(P(X = l) = -xl 11(P(X = l) = -xl 12、2 1+ 1X =3j I 2) 3 2P(X = 2 = -x- = . 7 2 3 3随机变量X的分布列为:X012P162 3(X)= 0x+ 1x,+ 2xL 623(3)设北干道被堵塞路段
14、的个数为人 则丫14所以E(y) = 4. = Q.因为E(x) 140120m140根 120产品收益率P4P2P2(1)求。的值;(2)将频率分布直方图中的频率近似看作概率,用样本估计总体.从产品3中随机抽取3件,求其中一等品件数X的分布列及数学期望;在总投资额相同的情况下,若全部投资产品A或产品8,试分析投资哪种产品收益更大.【解析】(1)由题可得(0.005 + 0.010 + 0.015 + 0.040 + a)xl0 = l,解得。=O.O3O.331(2)由直方图知:产品B为一等品的概率是二等品概率是金,三等品概率是已, /JL vzJL V-/(3、由题知随机抽取3件是一等品的
15、件数X可能的取值是0, 1, 2, 3,且X 8 3,-,P(X = 2)= C;P(X = 2)= C;P(x = o) = c;8125丫(3丫54125(0、2 / &,P(X=1) = C;-/ 9 ,P(X=3)= C;-361253? 27125则X的分布列为:X0123P8 125361255412527125711由题可得,产品A为一等品的概率为历,二等品的概率为三等品的概率为三,331产品B为一等品的概率为二等品的概率为金,三等品的概率为6,产品A的收益:4=+ 342+枭2=豪2+,产品5的收益:用=| +得* 4P2=得2 +1”,.纥一片 $p2-/$P(5p-2),因
16、为!?, 54所以马耳 。,即当片,故投资产品A的收益更大.12.(河南省鹤壁高中2021-2022学年高三下学期第七次模拟)为深入贯彻党的十九大教育方针.中共中央 办公厅、国务院办公厅印发关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见.郑州某 中学数学建模小组随机抽查了我市2000名初二学生“双减”政策前后每天的运动时间,得到如下频数分 布表:表一:“双减”政策后时间(分钟)20,30(30,40(40,50(50,60(60,70(70,80(80,90人数1060210520730345125表二:“双减”政策前时间(分钟)20,30(30,40(40,50(50,60(60
17、,70(70,801(80,901人数4024556061040313012(1)用一个数字特征描述“双减”政策给学生的运动时间带来的变化(同一时间段的数据用该组区间中点值做代表);(2)为给参加运动的学生提供方便,学校在球场边安装直饮水设备.该设备需同时装配两个一级滤芯才能正常工作,且两个滤芯互不影响,一级滤芯有两个品牌4层/品牌售价5百元,使用寿命7个月或8个月(概率均为0.5); 3品牌售价2百元,寿命3个月或4个月(概率均为0.5).现有两种购置方案,方案甲:购置2个品牌方案乙:购置1个品牌4和2个品牌4试从性价比(设备正常运行时间与购置一级滤芯的成本之比)角度考虑,选择哪一种方案更实
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