| 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

为了研究性别与感冒的关系,某医学研究小组在$11$月感冒易发季节对某一社区男性和女性的感冒情况进行抽样调研,得到如下$2\times 2$列联表.

性别感冒情况合计
不感冒感冒
男性$30$$15$$45$
女性$45$$10$$55$
合计$75$$25$$100$

(1)请根据$2\times 2$列联表,并依据小概率值$\alpha =0.05$的独立性检验,分析能否认为性别与感冒情况具有相关性;

(2)利用分层随机抽样的方法从样本中不感冒的人群中随机抽取$5$人,再从这$5$人中选出$2$人分享发言,记分享发言中女性的人数为$X$,求随机变量$X$的分布列及数学期望.

附:${\chi }^{2}=\dfrac{n{(ad-bc)}^{2}}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}$,其中$n=a+b+c+d$

$\alpha$$0.1$$0.05$$0.01$$0.005$$0.001$
$x_{\alpha }$$2.706$$3.841$$6.635$$7.879$$10.828$

 

[["

(1)认为性别与感冒情况无关.

(2)分布列见解析,$\\dfrac{6}{5}$

"]]

(1)零假设为$H_{0}$:性别与感冒情况不具有相关性.

根据列联表中的数据,

计算$\chi ^{2}=\dfrac{100{\times (30\times 10-45\times 15)}^{2}}{75\times 25\times 45\times 55}=\dfrac{100}{33}\approx 3.030\lt 3.841=x_{0.05}$

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,

即认为性别与感冒情况无关.

(2)根据分层随机抽样原理知,男性有$5\times \dfrac{30}{75}=2$(人$)$,女性有$5-2=3$(人$)$

所以随机变量$X$的所有可能取值为:$0,1,2$

计算$P(X=0)=\dfrac{{\rm C}_{2}^{2}}{{\rm C}_{5}^{2}}=\dfrac{1}{10}$$P(X=1)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{1}\cdot {\rm C}_{2}^{1}}{{\rm C}_{5}^{2}}=\dfrac{3}{5}$$P(X=2)=\dfrac{{\rm C}_{3}^{2}}{{\rm C}_{5}^{2}}=\dfrac{3}{10}$

所以$X$的分布列为:

$X$$0$$1$$2$
$P$$\dfrac{1}{10}$$\dfrac{3}{5}$$\dfrac{3}{10}$

所以数学期望为$E(X)=0\times \dfrac{1}{10}+1\times \dfrac{3}{5}+2\times \dfrac{3}{10}=\dfrac{6}{5}$

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