Giải chuyên đề Toán 12 CD Bài 1: Biến ngẫu nhiên rời rạc. Các số đặc trưng của biến ngẫu nhiên rời rạc có đáp án
33 câu hỏi
Trong một trò chơi quay số trúng thưởng. Người ta dùng một lồng đựng 100 quả bóng có cùng kích thước và khối lượng, mỗi quả bóng khác nhau được viết một số nguyên dương khác nhau từ 1 đến 100. Mỗi lần quay lồng, ta nhận được ngẫu nhiên 1 quả bóng. Ghi lại số xuất hiện trên quả bóng và bỏ quả bóng đó trở lại vào lồng. Gọi X là số lần xuất hiện số 10 khi quay lồng 30 lần. Đại lượng X nói trên trong toán học được gọi là gì?
Đại lượng X nói trên là biến ngẫu nhiên rời rạc nhận giá trị thuộc tập {0; 1; 2; …; 30}.
Xét phép thử T: “Tung một đồng xu cân đối và đồng chất hai lần liên tiếp”.Viết không gian mẫu W gồm các kết quả có thể xảy ra đối với mặt xuất hiện của đồng xu.
W = {SS, SN, NS, NN}.
Xét phép thử T: “Tung một đồng xu cân đối và đồng chất hai lần liên tiếp”.Kí hiệu X là số lần xuất hiện mặt ngửa. Hãy nêu các giá trị của X.
Giá trị của X thuộc tập {0; 1; 2}.
Xét phép thử T: “Tung một đồng xu cân đối và đồng chất hai lần liên tiếp”.Giá trị của X có dự đoán trước được không?
Giá trị của X không dự đoán trước được.
Chứng tỏ rằng trong bài toán ở phần mở đầu, X là biến ngẫu nhiên rời rạc nhận giá trị thuộc tập hợp {0; 1; 2; …; 30}.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc vì số lần xuất hiện số 10 khi quay lồng 30 lần ta không dự đoán trước được và X nhận giá trị thuộc tập hợp {0; 1; 2; …; 30}.
Xét phép thử T: “Tung một đồng xu cân đối và đồng chất hai lần liên tiếp”. Xét biến ngẫu nhiên rời rạc X là số lần xuất hiện mặt ngửa.
Xét các biến cố:
X = 0: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 0”;
X = 1: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 1”;
X = 2: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 2”.
Tính P(X = 0), P(X = 1), P(X = 2).
Không gian mẫu W = {SS, SN, NS, NN}. Suy ra n(W) = 4.
Biến cố X = 0: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 0”.
Suy ra n(X = 0) = 1.
Do đó 
.
Biến cố X = 1: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 1”.
Suy ra n(X = 1) = 2.
Do đó 
.
Biến cố X = 2: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 2”.
Suy ra n(X = 2) = 1.
Do đó 
.
Xét phép thử T: “Tung một đồng xu cân đối và đồng chất hai lần liên tiếp”. Xét biến ngẫu nhiên rời rạc X là số lần xuất hiện mặt ngửa.
Xét các biến cố:
X = 0: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 0”;
X = 1: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 1”;
X = 2: “Số lần xuất hiện mặt ngửa sau hai lần tung bằng 2”.
Tìm số thích hợp cho ? trong Bảng 1.
X | 0 | 1 | 2 |
P |
|
|
|
Một nhóm có 10 học sinh, trong đó có 3 học sinh kết quả học tập Tốt, 4 học sinh kết quả học tập Khá, còn lại là học sinh kết quả học tập Đạt. Từ nhóm đó chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 học sinh. Gọi X là số học sinh kết quả học tập Tốt được chọn.Lập bảng phân bố xác suất của X.
X là một biến ngẫu nhiên rời rạc nhận các giá trị thuộc tập {0; 1; 2; 3}.
Ta có 
.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Không có học sinh kết quả học tập Tốt được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Trong 3 học sinh được chọn có 1 học sinh kết quả học tập Tốt”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Trong 3 học sinh được chọn có 2 học sinh kết quả học tập Tốt”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 3 là biến cố: “Cả 3 học sinh được chọn có kết quả học tập Tốt”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
Bảng phân bố xác suất của X
X | 0 | 1 | 2 | 3 |
P |
|
|
|
|
Một nhóm có 10 học sinh, trong đó có 3 học sinh kết quả học tập Tốt, 4 học sinh kết quả học tập Khá, còn lại là học sinh kết quả học tập Đạt. Từ nhóm đó chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 học sinh. Gọi X là số học sinh kết quả học tập Tốt được chọn.Tính xác suất để trong số 3 học sinh được chọn ra có ít nhất 1 học sinh kết quả học tập Tốt.
Gọi A là biến cố: “Trong số 3 học sinh được chọn ra có ít nhất 1 học sinh kết quả học tập Tốt”.
Khi đó 
.
Một hộp đựng 10 quả cầu có cùng kích thước và màu sắc nhưng khác nhau về khối lượng: 5 quả cầu nặng 1 kg, 2 quả cầu nặng 2 kg, 3 quả cầu nặng 3 kg. Chọn ngẫu nhiên 1 quả cầu từ chiếc hộp.Tính khối lượng trung bình của 10 quả cầu trên.
Khối lượng trung bình của 10 quả cầu là:
(kg).
Một hộp đựng 10 quả cầu có cùng kích thước và màu sắc nhưng khác nhau về khối lượng: 5 quả cầu nặng 1 kg, 2 quả cầu nặng 2 kg, 3 quả cầu nặng 3 kg. Chọn ngẫu nhiên 1 quả cầu từ chiếc hộp.Gọi X (kg) là khối lượng của quả cầu được chọn. Tính xác suất p1 = P(X = 1), p2 = P(X = 2), p3 = P(X = 3) và giá trị của biểu thức E(X) = 1p1 + 2p2 + 3p3.
Có 
.
; 
; 
.
Có E(X) = 1p1 + 2p2 + 3p3 
.
Một hộp đựng 10 quả cầu có cùng kích thước và màu sắc nhưng khác nhau về khối lượng: 5 quả cầu nặng 1 kg, 2 quả cầu nặng 2 kg, 3 quả cầu nặng 3 kg. Chọn ngẫu nhiên 1 quả cầu từ chiếc hộp.So sánh khối lượng trung bình của 10 quả cầu và giá trị của E(X).
Ta thấy khối lượng trung bình của 10 quả cầu bằng giá trị của E(X).
Trong hộp có 12 sản phẩm, trong đó có 8 sản phẩm loại I và 4 sản phẩm loại II. Chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 sản phẩm trong hộp. Gọi X là số sản phẩm loại I trong 3 sản phẩm được chọn ra. Tính kì vọng của biến ngẫu nhiên rời rạc X.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc nhận giá trị thuộc tập {0; 1; 2; 3}.
Ta có 
.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Không có sản phẩm loại I nào được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Có 1 sản phẩm loại I trong 3 sản phẩm được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Có 2 sản phẩm loại I trong 3 sản phẩm được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 3 là biến cố: “Cả 3 sản phẩm được chọn đều là sản phẩm loại I”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
Do đó 
.
Trong Ví dụ 2, đặt E(X) = μ.
Tính giá trị của biểu thức:
.
Ta có 
.
.
Trong Ví dụ 2, đặt E(X) = μ.
Tính 
.
Tính độ lệch chuẩn của biến ngẫu nhiên rời rạc X trong luyện tập 3.
Ta có 
.
Khi đó 
.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào ta nhận được X là biến ngẫu nhiên rời rạc? Nếu X là biến ngẫu nhiên rời rạc, tìm tập giá trị của X.Tung một đồng xu cân đối và đồng chất bốn lần. Gọi X là số lần mặt ngửa xuất hiện;
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và nhận giá trị trong tập {0; 1; 2; 3; 4}.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào ta nhận được X là biến ngẫu nhiên rời rạc? Nếu X là biến ngẫu nhiên rời rạc, tìm tập giá trị của X.Gieo một con xúc xắc cân đối và đồng chất ba lần. Gọi X là số lần xuất hiện mặt 6 chấm.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và nhận giá trị trong tập {0; 1; 2; 3}.
Một cuộc điều tra được tiến hành ở một trường trung học phổ thông như sau: Chọn ngẫu nhiên một bạn học sinh trong trường và hỏi gia đình bạn đó có bao nhiêu người. Gọi X là số người trong gia đình bạn đó. Hỏi X có phải là biến ngẫu nhiên rời rạc không? Vì sao?
X là biến ngẫu nhiên rời rạc vì số người trong một gia đình là một giá trị cụ thể có thể là 1, 2, 3 và còn nhiều giá trị khác nữa nhưng vẫn là một tập hữu hạn hoặc đếm được và các giá trị đó ta không đoán trước được.
Chọn ngẫu nhiên một gia đình trong số các gia đình có hai con. Gọi X là số con gái trong gia đình đó. Hãy lập bảng phân bố xác suất của X, biết rằng xác suất sinh con gái là 0,5 và hai lần sinh là độc lập.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và giá trị của X thuộc tập {0; 1; 2}.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Cả hai con đều là con trai”.
Khi đó P(X = 0) = 0,5.0,5 = 0,25.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Gia đình có 1 trai và 1 gái”.
Xác suất để sinh con gái đầu tiên và con trai thứ hai là: 0,5.0,5 = 0,25.
Xác suất để sinh con trai đầu tiên và con gái thứ hai là: 0,5.0,5 = 0,25.
Do đó P(X = 1) = 0,25 + 0,25 = 0,5.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Gia đình có 2 con gái”.
Khi đó P(X = 2) = 0,5.0,5 = 0,25.
Bảng phân bố xác suất của X là:
X | 0 | 1 | 2 |
P | 0,25 | 0,5 | 0,25 |
Chọn ngẫu nhiên một ngày thứ Bảy trong các ngày thứ Bảy của năm 2022 mà một cửa hàng kinh doanh ô tô có mở cửa hàng. Gọi X là số ô tô mà cửa hàng bán ra trong ngày thứ Bảy đó. Biết rằng bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X là:
Tính xác suất để trong ngày thứ Bảy đó cửa hàng bán được:
Đúng 2 chiếc ô tô;
Xác suất để trong ngày thứ Bảy cửa hàng bán được đúng 2 chiếc ô tô là:
P(X = 2) = 0,39.
Chọn ngẫu nhiên một ngày thứ Bảy trong các ngày thứ Bảy của năm 2022 mà một cửa hàng kinh doanh ô tô có mở cửa hàng. Gọi X là số ô tô mà cửa hàng bán ra trong ngày thứ Bảy đó. Biết rằng bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X là:
Tính xác suất để trong ngày thứ Bảy đó cửa hàng bán được:
Không quá 4 chiếc ô tô
Xác suất để trong ngày thứ Bảy cửa hàng bán được không quá 4 chiếc ô tô là
P = P(X = 1) + P(X = 2) + P(X = 3) + P(X = 4) = 0,18 + 0,39 + 0,24 + 0,14 = 0,95.
Chọn ngẫu nhiên một ngày thứ Bảy trong các ngày thứ Bảy của năm 2022 mà một cửa hàng kinh doanh ô tô có mở cửa hàng. Gọi X là số ô tô mà cửa hàng bán ra trong ngày thứ Bảy đó. Biết rằng bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X là:
Tính xác suất để trong ngày thứ Bảy đó cửa hàng bán được:
Nhiều hơn 4 chiếc ô tô.
Xác suất để trong ngày thứ Bảy cửa hàng bán được nhiều hơn 4 chiếc ô tô là
P = P(X = 5) + P(X = 6) = 0,04 + 0,01 = 0,05.
Học sinh khối 12 của một trường trung học phổ thông được chia thành các nhóm học tập. Chọn ngẫu nhiên một nhóm trong số các nhóm học tập đó. Gọi X là số học sinh trong nhóm được chọn ra. Biết rằng bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X là:
Tính kì vọng, phương sai và độ lệch chuẩn của X.
E(X) = 1.0,15 + 2.0,2 + 3.0,3 + 4.0,2 + 5.0,1 + 6.0,05 = 3,05.
V(X) = 12.0,15 + 22.0,2 + 32.0,3 + 42.0,2 + 52.0,1 + 62.0,05 – 3,052 = 1,8475.
.
Trong lô hàng 10 chiếc máy tính mới nhập về có 3 chiếc bị lỗi, 7 chiếc đạt chuẩn. Chọn ngẫu nhiên đồng thời 4 chiếc máy tính trong lô hàng đó. Gọi X là số máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn ra.Lập bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và có giá trị thuộc tập {0; 1; 2; 3}.
Ta có 
.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Không có máy tính nào bị lỗi”.
Suy ra 
.
Khi đó 
.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Có 1 chiếc máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn”.
Suy ra 
.
Khi đó 
.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Có 2 chiếc máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn”.
Suy ra 
.
Khi đó 
.
+) Biến cố X = 3 là biến cố: “Có 3 chiếc máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn”.
Suy ra 
.
Khi đó 
.
Bảng phân bố xác suất của X là
X | 0 | 1 | 2 | 3 |
P |
|
|
|
|
Trong lô hàng 10 chiếc máy tính mới nhập về có 3 chiếc bị lỗi, 7 chiếc đạt chuẩn. Chọn ngẫu nhiên đồng thời 4 chiếc máy tính trong lô hàng đó. Gọi X là số máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn ra.Khi chọn ra 4 chiếc máy tính thì tình huống mấy chiếc bị lỗi có khả năng xảy ra cao nhất?
Khi chọn ra 4 chiếc máy tính thì tình huống 1 chiếc bị lỗi có khả năng xảy ra cao nhất.
Trong lô hàng 10 chiếc máy tính mới nhập về có 3 chiếc bị lỗi, 7 chiếc đạt chuẩn. Chọn ngẫu nhiên đồng thời 4 chiếc máy tính trong lô hàng đó. Gọi X là số máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn ra.Tính xác suất để trong 4 chiếc máy tính được chọn ra có ít nhất 1 chiếc bị lỗi.
Gọi A là biến cố: “Trong 4 chiếc máy tính được chọn ra không có chiếc nào bị lỗi”.
Khi đó P(A) = P(X = 0) = 
.
Do đó xác suất để trong 4 chiếc máy tính được chọn ra có ít nhất 1 chiếc bị lỗi là:
.
Trong lô hàng 10 chiếc máy tính mới nhập về có 3 chiếc bị lỗi, 7 chiếc đạt chuẩn. Chọn ngẫu nhiên đồng thời 4 chiếc máy tính trong lô hàng đó. Gọi X là số máy tính bị lỗi trong 4 chiếc được chọn ra.Tính kì vọng, phương sai và độ lệch chuẩn của X.
Có 
.
.
.
Một nhóm học sinh lớp 12 của một trường trung học phổ thông có 10 người, trong đó có 3 học sinh lớp 12A, 4 học sinh lớp 12B, 3 học sinh từ các lớp 12 còn lại của nhà trường. Từ nhóm học sinh đó, chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 học sinh. Gọi X là số học sinh lớp 12A trong số 3 học sinh được chọn ra.Lập bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và nhận giá trị trong tập {0; 1; 2; 3}.
Ta có 
.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Không có học sinh nào lớp 12A được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Có 1 học sinh lớp 12A trong số 3 học sinh được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Có 2 học sinh lớp 12A trong số 3 học sinh được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 3 là biến cố: “Cả 3 học sinh lớp 12A được chọn”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
Bảng phân bố xác suất của X là
X | 0 | 1 | 2 | 3 |
P |
|
|
|
|
Một nhóm học sinh lớp 12 của một trường trung học phổ thông có 10 người, trong đó có 3 học sinh lớp 12A, 4 học sinh lớp 12B, 3 học sinh từ các lớp 12 còn lại của nhà trường. Từ nhóm học sinh đó, chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 học sinh. Gọi X là số học sinh lớp 12A trong số 3 học sinh được chọn ra.Tính kì vọng, phương sai của X
Có 
.
Có 
.
Một nhóm học sinh lớp 12 của một trường trung học phổ thông có 10 người, trong đó có 3 học sinh lớp 12A, 4 học sinh lớp 12B, 3 học sinh từ các lớp 12 còn lại của nhà trường. Từ nhóm học sinh đó, chọn ngẫu nhiên đồng thời 3 học sinh. Gọi X là số học sinh lớp 12A trong số 3 học sinh được chọn ra.Tính xác suất để trong số 3 học sinh được chọn ra có ít nhất 1 học sinh lớp 12A.
Xác suất để trong số 3 học sinh được chọn ra có ít nhất 1 học sinh lớp 12A là:
.
Có hai nhóm học sinh. Nhóm thứ nhất có 5 nam và 6 nữ. Nhóm thứ hai có 5 nam và 7 nữ. Từ mỗi nhóm học sinh, ta chọn ngẫu nhiên 1 học sinh. Gọi X là số học sinh nữ trong số 2 học sinh được chọn ra.
Lập bảng phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên rời rạc X.
X là biến ngẫu nhiên rời rạc và nhận các giá trị trong tập {0; 1; 2}.
Ta có: 
.
+) Biến cố X = 0 là biến cố: “Không có học sinh nữ được chọn”.
Khi đó 
.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 1 là biến cố: “Có 1 học sinh nữ trong số 2 học sinh được chọn”.
TH1: Nhóm 1 chọn được học sinh nữ, nhóm 2 chọn được học sinh nam.
Suy ra có 
cách chọn.
TH2: Nhóm 1 chọn được học sinh nam, nhóm 2 chọn được học sinh nữ.
Suy ra có 
cách chọn.
Do đó 
.
+) Biến cố X = 2 là biến cố: “Chọn được 2 học sinh nữ”.
Suy ra 
.
Do đó 
.
Bảng phân bố xác suất của X là:
X | 0 | 1 | 2 |
P |
|
|
|
Có hai nhóm học sinh. Nhóm thứ nhất có 5 nam và 6 nữ. Nhóm thứ hai có 5 nam và 7 nữ. Từ mỗi nhóm học sinh, ta chọn ngẫu nhiên 1 học sinh. Gọi X là số học sinh nữ trong số 2 học sinh được chọn ra.Tính kì vọng, phương sai của X
.
.
