| 4.2.3 二项分布与超几何分布 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选择性必修二

第四章 概率与统计

4.2 随机变量

4.2.3 二项分布与超几何分布

“每天锻炼一小时,健康工作五十年,幸福生活一辈子.”一科研单位为了解员工爱好运动是否与性别有关,从单位随机抽取$30$名员工进行了问卷调查,得到了如下列联表:

男性女性合计
爱好$10$
不爱好$8$
合计$30$

已知在这$30$人中随机抽取$1$人抽到爱好运动的员工的概率是$\dfrac{8}{15}$

参考公式:$\chi ^{2}=\dfrac{n{(ad-bc)}^{2}}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}$$n=a+b+c+d$

附表:

$\alpha$$0.100$$0.050$$0.010$$0.005$$0.001$
$x_{\alpha }$$2.706$$3.841$$6.635$$7.879$$10.828$

$(1)$请将上面的列联表补充完整,根据小概率值$\alpha =0.05$的独立性检验,分析爱好运动与否与性别是否有关?

$(2)$若从这$30$人中的女性员工中随机抽取$2$人参加一活动,记爱好运动的人数为$X$,求$X$的分布列、数学期望.

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$(1)$$2\\times 2$列联表见解析;爱好运动与否与性别没有关系;

$(2)$$X$的分布列为:

$X$$0$$1$$2$
$P$$\\dfrac{4}{13}$$\\dfrac{48}{91}$$\\dfrac{15}{91}$

$E(X)=\\dfrac{6}{7}$

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$(1)$由题意得,爱好运动的员工共有$30\times \dfrac{8}{15}=16$人,由表中男爱好运动的员工为$10$人,可得女爱好运动的员工有$6$人,

故可得如下$2\times 2$列联表:

男性女性合计
爱好$10$$6$$16$
不爱好$6$$8$$14$
合计$16$$14$$30$

零假设为$H_{0}$:爱好运动与否与性别没有关系,

$\chi 2=\dfrac{30\times (10\times 8-6\times 6)^{2}}{16\times 14\times 16\times 14}\approx 1.158\lt 3.841={x}_{0.05}$

根据小概率值$\alpha =0.05$的独立性检验,没有充分证据推断$H_{0}$不成立,即接受$H_{0}$,即认为爱好运动与否与性别没有关系.

$(2)$$X$的可能取值为$0$$1$$2$

$P(X=0)=\dfrac{{\rm {C}}_{8}^{2}}{{\rm {C}}_{14}^{2}}=\dfrac{4}{13}$

$P(X=1)=\dfrac{{\rm {C}}_{8}^{1}{\rm {C}}_{6}^{1}}{{\rm {C}}_{14}^{2}}=\dfrac{48}{91}$

$P(X=2)=\dfrac{{\rm {C}}_{6}^{2}}{{\rm {C}}_{14}^{2}}=\dfrac{15}{91}$

$\therefore X$的分布列为:

$X$$0$$1$$2$
$P$$\dfrac{4}{13}$$\dfrac{48}{91}$$\dfrac{15}{91}$

$X$的数学期望为:

$E(X)=0\times \dfrac{4}{13}+1\times \dfrac{48}{91}+2\times \dfrac{15}{91}=\dfrac{6}{7}$

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