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【冲刺985/211名校之2023届新高考题型模拟训练】
专题06 随机变量分布列及期望方差(单选+多选+填空)
(新高考通用)
一、单选题
1.(2023秋·浙江金华·高三浙江省义乌中学校考阶段练习)若离散型随机变量X的分
布列如下,若 ,则 =( )
X -1 0 1 2
P a b c
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分布列所有概率之和为1,且 可得 的值,再根据
和事件概率的加法公式即可得出结果.
【详解】由题意知, ;
由 ,即 ,
得 ;
由 ,即
整理得
联立①②③解得 ;
又因为
所以 .
故选:D.
2.(2023秋·浙江杭州·高三浙江省桐庐中学期末)给出下列命题,其中不正确的命题为( )
①若样本数据 的方差为3,则数据 的方差为6;
②回归方程为 时,变量x与y具有负的线性相关关系;
③随机变量X服从正态分布 ,则 ;
④甲同学所在的某校高三共有5003人,先剔除3人,再按简单随机抽样的方法抽取容
量为200的一个样本,则甲被抽到的概率为 .
A.①③④ B.③④ C.①②③ D.①②③④
【答案】A
【分析】根据方差的性质可判断①;根据变量x,y的线性回归方程的系数 ,判断
变量x,y是负相关关系可判断②;利用正态分布的对称性,计算求得结果可判断③;
根据简单随机抽样概率均等,计算出每人被抽取的概率可判断④.
【详解】对于①,若 ,则 ,故①错误;
对于②,回归方程为 ,可知 ,则变量x与y具有负的线性相
关关系,故②正确;
对于③,∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴ ,故③错误;
对于④,根据简单随机抽样概率均等可知,甲被抽到的概率为 ,故
④错误.
故选:A.
3.(2023春·浙江温州·高三统考开学考试)某医院对10名入院人员进行新冠病毒感
染筛查,若采用单管检验需检验10次;若采用10合一混管检验,检验结果为阴性则
只要检验1次,如果检验结果为阳性,就要再全部进行单管检验.记10合一混管检验
次数为 ,当 时,10名人员均为阴性的概率为( )
A.0.01 B.0.02 C.0.1 D.0.2
【答案】C【分析】依据题意写出随机变量 的的分布列,利用期望的公式即可求解.
【详解】设10人全部为阴性的概率为 ,混有阳性的概率为 ,
若全部为阴性,需要检测1次,若混有阳性,需要检测11次,
则随机变量 的分布列
,解得 ,
故选:C.
4.(2022秋·广东佛山·高三顺德一中校考阶段练习)我们将服从二项分布的随机变量
称为二项随机变量,服从正态分布的随机变量称为正态随机变量.概率论中有一个重要
的结论:若随机变量 ,当 充分大时,二项随机变量 可以由正态随机变
量 来近似地替代,且正态随机变量 的期望和方差与二项随机变量 的期望和方差
相同.法国数学家棣莫弗 在1733年证明了 时这个结论是成立的,法
国数学家、物理学家拉普拉斯 在1812年证明了这个结论对任意的实数
都成立,因此,人们把这个结论称为棣莫弗一拉普拉斯极限定理.现拋掷一枚
质地均匀的硬币900次,利用正态分布估算硬币正面向上次数不少于420次的概率为
( ) 附:若 ,则
,
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件,结合二项分布的期望与方差公式,求出,再结合正态分布的对称性,即可求解
【详解】抛掷一枚质地均匀的硬币900次,设硬币正面向上次数为 ,则
,由
题意, ,且 ,因为
,即 ,所以利用
正态分布估算硬币正面向上次数不少于420次的概率为
.
故选:A.
5.(2023·湖北·宜昌市一中校联考模拟预测)设随机变量 ,当正整数n很
大,p很小, 不大时,X的分布接近泊松分布,即 .现需
100个正品元件,该元件的次品率为0.01,若要有 以上的概率购得100个正品,则
至少需购买的元件个数为(已知 …)( )
A.100 B.101 C.102 D.103
【答案】D
【分析】结合题意记随机变量X为购买a个元件后的次品数. ,
记 ,分别计算 ,求解即可得出答案.
【详解】记随机变量X为购买a个元件后的次品数.
由题意,此时X可看成泊松分布.则 ,记 ,
则 .由于t很小,故大致有 .
分别计算 ,左边约等于0.37,0.74,0.91,0.98,故 ,
即 .
故选:D.
6.(2023秋·湖北·高三校联考阶段练习)给出下列命题,其中正确命题的个数为(
)
①若样本数据 , ,…, 的方差为3,则数据 , ,…, 的方
差为6;②回归方程为 时,变量 与 具有负的线性相关关系;③随机
变量 服从正态分布 , ,则 ;④甲同学所
在的某校高三共有5003人,先剔除3人,再按简单随机抽样的方法抽取容量为200的
一个样本,则甲被抽到的概率为 .
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】根据方差的性质可判断①;根据变量x,y的线性回归方程的系数 ,判断
变量x,y是负相关关系可判断②;利用正态分布的对称性,计算求得结果可判断③;
根据简单随机抽样概率均等,计算出每人被抽取的概率可判断④.
【详解】对于①,若样本数据 , ,…, 的方差为3,则数据 , ,
…, 的方差为 ,故①错误;
对于②,回归方程为 ,可知 ,则变量x与y具有负的线性相
关关系,故②正确;
对于③,随机变量X服从正态分布 , ,根据正态分布的对称性
,所以 ,故③错误;
对于④,根据简单随机抽样概率均等可知,某校高三共有5003人,抽取容量为200的一个样本,则甲被抽到的概率为 ,故④错误.
故选:A.
7.(2022秋·湖北·高三校联考阶段练习)已知随机变量 ,且
,则 的最小值为( )
A.9 B.8 C. D.6
【答案】B
【分析】由正态曲线的对称轴得出 ,再由基本不等式得出最小值.
【详解】由随机变量 ,则正态分布的曲线的对称轴为 ,
又因为 ,所以 ,所以 .
当 时,
,
当且仅当 ,即 时等号成立,故最小值为 .
故选:B
8.(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)设随机变量 ,且
,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题知 , ,进而根据正态分布的对称性求解即可.
【详解】解:因为随机变量 ,
所以,
因为 ,所以 ,
所以,根据正态分布的对称性, .
故选:A
9.(2023秋·山东滨州·高三统考期末)已知等差数列 的公差为 ,随机变量 满
足 , ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等差数列的通项公式和随机变量分布列的概率之和等于1即可求解.
【详解】因为随机变量 满足 ,
所以 ,
也即 ,又因为 是公差为 的等差数列,
所以 ,则有 , , ,
所以 ,则 ,
, ,
因为 ,所以 ,解得 ,
故选: .
10.(2021·山东·高三专题练习)设 , ,这两个正态分布
密度曲线如图所示.下列结论中正确的是( )A.
B.
C.对任意正数 ,
D.对任意正数 ,
【答案】C
【分析】根据正态分布的密度曲线的性质及意义判断即可
【详解】解:由正态密度曲线的性质可知,
、 的密度曲线分别关于 、 对称,
因此结合所给图像可得 ,
;
又 的密度曲线较 的密度曲线“瘦高”,
所以 ,
;
故A、B错误.
由密度曲线与横轴所围成的图形的面积的意义可知:对任意正数 ,
.
故C正确,D错误.
故选:C.
11.(2022·辽宁鞍山·统考二模)2020年8月11日,国家主席习近平同志对制止餐饮
浪费行为作出重要指示,他指出,餐饮浪费现象,触目惊心,令人痛心!“谁知盘中餐,粒粒皆辛苦”,某中学制订了“光盘计划”,面向该校师生开展了一次问卷调查,目
的是了解师生们对这一倡议的关注度和支持度,得到参与问卷调查中的2000人的得分
数据.据统计此次问卷调查的得分 (满分:100分)服从正态分布 ,则
( )
若随机变量 ,则 ,
A.0.34135 B.0.8186 C.0.6827 D.0.47725
【答案】B
【分析】根据正态分布的对称性与 原则求解即可.
【详解】解:因为得分 (满分:100分)服从正态分布 ,
所以 ,
所以
故选:B
12.(2022·辽宁鞍山·鞍山一中校考模拟预测)正态分布是最重要的一种概率分布,它
是由德国的数学家、天文学家Moivre于1733年提出,但由于德国数学家Gauss率先应
用于天文学研究,故正态分布又称为高斯分布,记作 .当 ,
的正态分布称为标准正态分布,如果令 ,则可以证明 ,即任意的
正态分布可以通过变换转化为标准正态分布.如果 那么对任意的a,通常
记 ,也就是说, 表示 对应的正态曲线与x轴在区间内所围的面积.某校高三年级800名学生,期中考试数学成绩近似服从正态分
布,高三年级数学成绩平均分100,方差为36, ,那么成绩落在
的人数大约为( )
A.756 B.748 C.782 D.764
【答案】D
【分析】根据已知条件得 即求 ,由正态曲线的对
称性可得答案.
【详解】因为高三年级数学成绩平均分100,方差为36,所以 ,
所以 ,即 ,即求 ,
由 ,得 ,
所以 ,
那么成绩落在 的人数大约为 .
故选:D.
二、多选题
13.(2022·浙江·模拟预测)已知 ,则 .某次数学考试满
分150分,甲、乙两校各有1000人参加考试,其中甲校成绩 ,乙校成
绩 ,则( )
A.甲校成绩在80分及以下的人数多于乙校
B.乙校成绩在110分及以上的人数少于甲校
C.甲、乙两校成绩在90~95分的人数占比相同
D.甲校成绩在85~95分与乙校成绩在90~100分的人数占比相同
【答案】AB【分析】根据所给正态分布及 ,逐项分析比较即可得解.
【详解】当 时, ,当 时, ,
由标准正态分布可知 ,故A正确;
当 时, ,当 时, ,
所以 ,故B正确;
由于甲乙学校成绩在90~95分的转化为标准正态分布对应概率分别为 ,
,由正态分布对称性知, ,甲、乙两校成绩
在90~95分的人数占比不同,故C错误;
由于甲校方差大于乙校,所以在均值附近左右两侧取相同宽度的取值区间时,转化为
标准正态分布,甲校对应概率小于乙校对应概率,故D错误.
故选:AB
14.(2023春·浙江·高三开学考试)下列结论中,正确的有( )
A.数据4,1,6,2,9,5,8的第60百分位数为5
B.若随机变量 ,则
C.已知经验回归方程为 ,且 ,则
D.根据分类变量X与Y的成对样本数据,计算得到 ,依据小概率值
的 独立性检验 ,可判断X与Y有关联,此推断犯错误的概
率不大于0.001
【答案】BC
【分析】第60百分位数为第五位数据6,所以选项A错误:
,所以选项B正确; ,所以选项C
正确;此推断犯错误的概率大于0.001,所以选项D错误.
【详解】解:数据4,1,6,2,9,5,8整理为1,2,4,5,6,8,9,
,则数据4,1,6,2,9,5,8的第60百分位数为第五位数据6,所以选项A错误:随机变量 ,则 ,所以选项B
正确;
经验回归方程为 ,且 ,则 ,所以选项C正
确;
根据分类变量X与Y的成对样本数据,计算得到 ,依据小概率值
的 独立性检验 ,可判断X与Y有关联,此推断犯错误的概率大于
0.001,所以选项D错误.
故选:BC.
15.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)下列命题正确的是( )
A.若甲、乙两组数据的相关系数分别为0.66和 ,则乙组数据的线性相关性更强;
B.在检验A与B是否有关的过程中,根据数据算得 ,已知
, ,则有99%的把握认为A与B有关;
C.已知随机变量X服从正态分布 ,若 ,则 ;
D.在回归分析中,残差平方和与决定系数 都可以用来刻画回归的效果,它们的值
越小,则模型的拟合效果越好.
【答案】AC
【分析】A比较相关系数的绝对值大小即可判断;B由独立检验基本思想,先判断
与 大小关系,进而确定相关性的把握程度;C由正态分布的对称性求概率;
D根据残差平方和与决定系数 的意义判断.
【详解】A:由 知:乙组数据的线性相关性更强,正确;
B:由 ,即 ,则有97.5%的把握认为A
与B有关,错误;C:由已知:随机变量X的分布曲线关于 对称,故 ,
正确;
D:残差平方和越小,模型的拟合效果越好,但决定系数 越大,模型的拟合效果越
好,错误.
故选:AC
16.(2022秋·广东广州·高三广东广雅中学校考阶段练习)已知随机变量 的取值为
不大于 ( )的非负整数,它的概率分布列为:
0 1 2 3 …
…
其中 ( )满足 , . 为随机变量 的期望.定
义由 生成的函数 , 为函数 的导函数.现
有一枚质地均匀的正四面体型骰子,四个面分别标有1,2,3,4个点数,这枚骰子连
续抛掷两次,向下点数之和为 ,此时由生成的函数为 ,则( )A.
B. C. D.
【答案】ACD
【分析】由题意得出 的分布列、生成的函数为 及导函数 ,然后逐项对选
项判断即可.
【详解】解:四个面分别标有1,2,3,4个点数的正四面体型骰子,连续抛掷两次,
向下点数之和为 的取值为 ,
, ,
, ,
, ,,
则 的分布列为:
2 3 4 5 6 7 8
由题知 , ,且生成的函数 ,
,
,
对于A, ,故A正确;
对于B, ,故B不正确;
对于C, ,故C正
确;
对于D, ,
,故D正确.
故选:ACD
17.(2023·湖南·模拟预测)已知某批零件的质量指标 单位:毫米 服从正态分布
,且 ,现从该批零件中随机取 件,用 表示这 件产
品的质量指标值 不位于区间 的产品件数,则( )
A.P(25.35< <25.45)=0.8 B.E(X)=2.4
C.D(X)=0.48 D.
【答案】ACD
【分析】根据正态分布的对称性、概率公式,结合二项分布的公式,可得答案.【详解】由正态分布的性质得P(25.35< <25.45)= 1-2 P( 24.45)=1-2 0.1=0.8,故A
正确;
则1件产品的质量指标值 不位于区间(25.35,25.45)的概率为P=0.2,
所以 ,故E(X)=3 0.2=0.6,故B错误;
D(X)=3 0.2 0.8=0.48,故C正确;
,故D正确.
故选:ACD.
18.(2023春·湖南株洲·高三株洲二中校考阶段练习)2022年冬奥会在北京举办,为
了弘扬奥林匹克精神,上饶市多所中小学开展了冬奥会项目科普活动.为了调查学生对
冬奥会项目的了解情况,在本市中小学中随机抽取了10所学校中的部分同学,10所学
校中了解冬奥会项目的人数如图所示:
若从这10所学校中随机选取3所学校进行冬奥会项目的宣讲活动,记 为被选中的学
校中了解冬奥会项目的人数在30以上的学校所数,则下列说法中正确的是( )
A. 的可能取值为0,1,2,3 B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题意分析 服从参数为10,4,3的超几何分布,根据超几何分布的性质
运算即可对选项一一验证得出答案.
【详解】由题意可得 的可能取值为0,1,2,3,故A正确;
分析可得 服从参数为10,4,3的超几何分布,
其分布列为 ,则 ,故B错误;
,故C正确;
,故D正
确;
故选:ACD.
19.(2023春·湖北·高三统考阶段练习)下列命题中,真命题的是( )
A.中位数就是第50百分位数
B.已知随机变量 ,若 ,则
C.已知随机变量 ,且函数 为偶函数,则
D.已知采用分层抽样得到的高三年级男生、女生各100名学生的身高情况为:男生样
本平均数172,方差为120,女生样本平均数165,方差为120,则总体样本方差为
120.
【答案】ABC
【分析】利用中位数的概念即可判断A正确;对于选项B,利用二项分布的方差公式
及方差性质求解;对选项C,利用正态分布的对称性即可求解,对选项D,利用平均
数和方差公式计算即可
【详解】对于选项A,中位数就是第50百分位数,选项A正确;
对选项B, ,则 ,故B正确;
对选项C, ,函数 为偶函数,
则 ,
区间 与 关于 对称,
故 ,选项C正确;
对选项D,分层抽样的平均数 ,
按分成抽样样本方差的计算公式,选项D错误.
故选:ABC
20.(2023春·湖北荆州·高三沙市中学校考阶段练习)通过长期调查知,人类汗液中
指标的值 服从正态分布 .则( )
参考数据:若 ,则 ;
.
A.估计 人中汗液 指标的值超过 的人数约为
B.估计 人中汗液 指标的值超过 的人数约为
C.估计 人中汗液 指标的值不超过 的人数约为
D.随机抽检 人中汗液 指标的值恰有 人超过 的概率为
【答案】ABD
【分析】根据正态分布的性质,进行ABC选项的判断;结合正态分布的性质以及二项
分布的概率计算公式即可判断选项D.
【详解】由 ,可得汗液 指标的值超过 的
概率为 .所以 人中汗液 指标的值
超过 的人数约为 ,故A对;
同理,D选项中,随机抽检 人中汗液 指标的值恰有
人超过 的概率为: ,故D对;
由 ,所以 人中汗液 指标的值
超过 的人数约为
= ,B对;由 , 人中汗液 指标的值
不超过 的人数约为
,故C错.
故选:ABD
21.(2023秋·山东滨州·高三统考期末)已知两种不同型号的电子元件的使用寿命
(分别记为 , )均服从正态分布, , ,这两个正态
分布密度曲线如图所示,则下列选项正确的是( )
参考数据: 若 , 则
,
A.
B.对于任意的正数 ,有
C.
D.
【答案】ABD
【分析】根据正态分布密度曲线关于 对称,且 越小图像越靠 轴, 越小图像
越瘦长,以及 原则即可逐一分析四个选项得出结论.【详解】对于 A, ,故A选项
正确;
对于 B, 对于任意的正数 , 由图象知 表示正态密度曲线与 轴围成的面积
始终大于 表示正态密度曲线与 轴围成的面积, 所以 ; 故
B选项正确;
对于 C, 由正态分布密度曲线,可知 ,由图象知 表示的面积始终大于
表示的面积,所以 , 故C选项错误;
对于 D, 由正态分布密度曲线,可知 ,由图象知 表示的面积始终大
于 表示的面积,所以 ,选项D正确.
故选:ABD.
22.(2023春·福建南平·高三校联考阶段练习)下列说法正确的是( )
A.已知随机变量X,Y,满足 ,且X服从正态分布 ,则
B.已知随机变量X服从二项分布 ,则
C.已知随机变量X服从正态分布 ,且 ,则
D.已知一组数据 的方差是3,则数据的标准差是12
【答案】AC
【分析】根据离随机变量的正态分布、二项分布的性质,以及方差和标准差的概念,
逐项分析判断即可得解.
【详解】对于A,因为X服从正态分布 ,所以 ,
因为 ,则 ,
所以 ,故A正确;
对于B,因为X服从二项分布 ,
所以 ,故B错误;
对于C,因为 服从正态分布 ,则其正态分布曲线的对称轴为 ,
所以 ,
所以 ,故C正确;
对于D,令 的平均数为 ,方差 ,
所以 的方差为
,
故所求标准差 ,故D错误.
故选:AC.
23.(2023春·福建泉州·高三校联考阶段练习)已知某地区有20000名同学参加某次
模拟考试(满分150分),其中数学考试成绩X近似服从正态分布 ,
则下列说法正确的是( )
(参考数据:① ;② ;③ )
A.根据以上数据无法计算本次数学考试的平均分
B. 的值越大,成绩不低于100分的人数越多
C.若 ,则这次考试分数高于120分的约有46人
D.从参加考试的同学中任取3人,至少有2人的分数超过90分的概率为
【答案】BD
【分析】根据正态分布中 的意义判断AB选项,根据 计算对应的概率求出
人数判断C,由独立重复试验计算至少有2人的分数超过90分的概率判断D.
【详解】对A,根据正态分布知,数学考试成绩X的平均值为 ,故A错误;
对B,根据 中标准差的意义, 的值越大则高于90分低于100分的人
数变小,所以成绩不低于100分的人数增多,故B正确;
对于C, 时, ,
故这次考试分数高于120分的约有 人,故C错误;
对D,由数学考试成绩X近似服从正态分布 知 ,
由n次独立重复试验可知,从参加考试的同学中任取3人,至少有2人的分数超过90
分的概率为 ,故D正确.
故选:BD
24.(2023·江苏南通·校联考模拟预测)下列命题中,正确的命题是( )
A.若事件 , 满足 , ,则
B.设随机变量 服从正态分布 ,若 ,则
C.若事件 , 满足 , , ,则 与
独立
D.某小组调查5名男生和5名女生的成绩,其中男生平均数为9,方差为11;女生的
平均数为7,方差为8,则该10人成绩的方差为9.5
【答案】AC
【分析】根据条件概率公式判断A,根据正态分布的对称性判断B,根据相互独立事
件的定义判断C,根据方差公式判断D.【详解】对于A:因为 ,∴ ,故A正确.
对于B:因为 , ,则 , ,
故B错误.
对于C:若 ,则 与 独立,则 与 独立,故C
正确.
对于D:男生成绩设为 ,∴ ,
,
∴ .
女生成绩设为 ,∴ ,
,
∴ .
所以 ,
则 ,故D错误.
故选:AC
三、填空题
25.(2022春·浙江·高三湖州中学校联考阶段练习)盒中有 个球,其中 个红球,
个黄球, 个蓝球,从盒中随机取球,每次取 个,取后不放回,直到蓝球全部被取出
为止,在这一过程中取球次数为 ,则 的方差 ___________.
【答案】【分析】分析可知随机变量 的可能取值有 、 、 ,计算出随机变量 在不同取值
下的概率,可得出随机变量 的分布列,利用方差的定义可求得 的值.
【详解】由题意可知,随机变量 的可能取值有 、 、 ,
, , ,
所以,随机变量 的分布列如下表所示:
所以, ,
因此, .
故答案为: .
26.(2022·广东中山·中山纪念中学校考模拟预测)为了监控某种食品的生产包装过程,
检验员每天从生产线上随机抽取 包食品,并测量其质量(单位:g).根据长期
的生产经验,这条生产线正常状态下每包食品质量服从正态分布 .假设生产状
态正常,记 表示每天抽取的k包食品中其质量在 之外的包数,若 的
数学期望 ,则k的最小值为________.
附:若随机变量X服从正态分布 ,则 .
【答案】19
【分析】根据正态分布的对称性,求得概率,根据二项分布的均值计算,可得答案.
【详解】依题意 ,所以在 之外的概率,则 ,则 ,因为 ,所
以 ,解得 ,因为 ,所以 的最小值为 .
故答案为:19.
27.(2022秋·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)已知随机变量X服从正态分布
, , ,则 的最小值为____________.
【答案】25
【分析】由正态分布曲线的对称性求出 ,再由基本不等式求最值.
【详解】解: 随机变量 服从正态分布 , ,
由 ,得 ,
又 ,
,且 , ,
则 .
当且仅当 ,即 , 时等号成立.
的最小值为25.
故答案为:25.
28.(2022·湖南长沙·长郡中学模拟预测)已知随机变量 ,若
最大,则 ______.
【答案】24
【分析】先根据 解出 ,再根据二项分布的方差公式求出
,再计算 即可.
【详解】由题意知: ,要使 最大,有,
化简得 ,解得 ,故 ,又 ,
故 .
故答案为:24.
29.(2022春·湖北·高三宜城市第一中学校联考阶段练习)若随机变量 等可能的在
, , 中取值,其中 ,则 的最小值为______.
【答案】
【分析】根据题意,求得 的表达式,并设为 ,利用导数求得 的单调性和最
值,分析即可得答案.
【详解】随机变量 等可能的在 , , 中取值,故 取每个值的概率均为 ,
于是 ,
设 , ,
则 ,
设 , ,则 ,故 在 上单调递增,
结合 ,
于是当 时, ,从而 ,故 在 上单调递减,
当 时, ,从而 ,故 在 上单调递增,
故 .即 的最小值为 .
故答案为:30.(2022春·浙江·高三校联考阶段练习)一个袋中共有5个大小形状完全相同的红
球、白球和黑球,其中红球有1个.每次从袋中拿一个小球,不放回,拿出红球即停.记
拿出的黑球个数为 ,且 ,则随机变量 的数学期望 ______.
【答案】 ##1.5##
【分析】先通过 求出黑球的个数,进而求出 的可能取值及相应的概率,求
出数学期望.
【详解】设白球n个,显然
若 ,则 符合:
若 ,则 ,
∴ ,∴黑球有3个
,因为 ,所以
,
∴
故答案为: