稿件来源:高途
| 5.3.5 随机事件的独立性题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二
第五章 统计与概率
5.3 概率
5.3.5 随机事件的独立性
某投篮比赛分为两个阶段,每个参赛队由两名队员组成,比赛具体规则如下:第一阶段由参赛队中一名队员投篮$3$次,若$3$次都未投中,则该队被淘汰,比赛成绩为$0$分,若至少投中一次,则该队进入第二阶段,由该队的另一名队员投篮$3$次,每次投中得$5$分,未投中得$0$分,该队的比赛成绩为第二阶段的得分总和.某参赛队由甲,乙两名队员组成,设甲每次投中的概率为$p$,乙每次投中的概率为$q$,各次投中与否相互独立.
$(1)$若$p=0.4$,$q=0.5$,甲参加第一阶段比赛,求甲,乙所在队的比赛成绩不少于$5$分的概率;
$(2)$假设$0\lt p\lt q$,
$(\text{i})$为使得甲、乙所在队的比赛成绩为$15$分的概率最大,则该由谁参加第一阶段的比赛?
$(\text{ii})$为使得甲、乙所在队的比赛成绩的数学期望最大,应该由谁参加第一阶段的比赛?
$(1)$$0.686$;
$(2)$$(\\text{i})$甲;
$(\\text{ii})$甲
"]]$(1)$甲、乙所在队的比赛成绩不少于$5$分,则甲第一阶段至少投中$1$次,乙第二阶段也至少投中$1$次,
$∴$ 比赛成绩不少于$5$分的概率$P=(1-{{0.6}^{3}})(1-{{0.5}^{3}})=0.686$;
$(2)(i)$若甲先参加第一阶段比赛,则甲、乙所在队的比赛成绩为$15$分的概率为${{P}_{甲}}=[1-{{(1-p)}^{3}}]{{q}^{3}}$,
若乙先参加第一阶段比赛,则甲、乙所在队的比赛成绩为$15$分的概率为${{P}_{乙}}=[1-{{(1-q)}^{3}}]{{p}^{3}}$,
$\therefore {{P}_{甲}}-{{P}_{乙}}={{q}^{3}}-{{(q-pq)}^{3}}-{{p}^{3}}+{{(p-pq)}^{3}}$,
$=3pq(p-q)(pq-p-q)=3pq(p-q)[(1-p)(1-q)-1]\gt 0$,
$\therefore {{P}_{甲}}\gt {{P}_{乙}}$,
$\therefore $ 应该由甲参加第一阶段比赛;
$(ii)$若甲先参加第一阶段比赛,数学成绩$X$的所有可能取值为$0$,$5$,$10$,$15$,
$P(X=0)={{(1-p)}^{3}}+[1-{{(1-p)}^{3}}]\cdot {{(1-q)}^{3}}$,
$P(X=5)=[1-{{(1-p)}^{3}}]\cdot \text{\rm {C}}_{3}^{1}\cdot q\cdot {{(1-q)}^{2}}$,
$P(X=10)=[1-{{(1-p)}^{3}}]\cdot \text{\rm {C}}_{3}^{2}{{q}^{2}}(1-q)$,
$P(X=15)=[1-{{(1-p)}^{3}}]\cdot {{q}^{3}}$,
$\therefore E(X)=15[1-{{(1-p)}^{3}}]q=15({{p}^{3}}-3{{p}^{2}}+3p)\cdot q$,
若乙先参加第一阶段比赛,数学成绩$Y$的所有可能取值为$0$,$5$,$10$,$15$,
同理可得$E(Y)=15({{q}^{3}}-3{{q}^{2}}+3q)\cdot p$,
$\therefore E(X)-E(Y)=15[pq(p+q)(p-q)-3pq(p-q)]=15(p-q)pq(p+q-3)\gt 0$,
$\therefore E(X)\gt E(Y)$,
$\therefore $ 应该由甲参加第一阶段比赛.
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