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2011年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷):理数第20题

(2011安徽卷计算题)

(本小题满分13分)

工作人员需进入核电站完成某项具有高辐射危险的任务,每次只派一个人进去,且每个人只派一次,工作时间不超过分钟,如果有一个人分钟内不能完成任务则撤出,再派下一个人。现在一共只有甲、乙、丙三个人可派,他们各自能完成任务的概率分别,假设互不相等,且假定各人能否完成任务的事件相互独立。 

(Ⅰ)如果按甲在先、乙次之、丙最后的顺序派人,求任务能被完成的概率。若改变三个人被派出的先后顺序,任务能被完成的概率是否发生变化?

(Ⅱ)若按某指定顺序派人,这三个人各自能完成任务的概率依次为,其中的一个排列,求所需派出人员数目的分布列和均值(数字期望)

(Ⅲ)假定,试分析以怎样的先后顺序派出人员,可使所需派出的人员数目的均值(数字期望)达到最小。

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷):理数第20题
【答案】

(Ⅰ)无论以怎样的顺序派出人员,任务不能被完成的概率都是,所以任务能被完成的概率与三个人派出的先后顺序无关,并等于

(Ⅱ)当一次派出的三个人各自完成任务的概率为时,随机变量的分布列为:

所需派出人员数目的均值(数学期望)

(Ⅲ)由(Ⅱ)的结论知,当以甲最先、乙次之、丙最后的顺序派人时, 。根据常理,优先派出完成任务概率大的人,可减少所派出人员数目的均值。下面证明:对于的任意排列都有

事实上:

 即成立。

【解析】

本题主要考查事件与概率。

(Ⅰ)考虑对立事件发生的概率,即任务不能完成的概率。根据条件可得无论以何种顺序派出人员,任务不能被完成的概率均相同,则完成的概率与顺序无关,为,然后用减去这个概率即得所求能完成任务的概率;

(Ⅱ)依次求出的概率,然后求出各值对应的概率即得出分布列,再根据分布列求出数学期望;

(Ⅲ) 优先派出完成任务概率大的人,可减少所派出人员数目的均值。再证明此时的期望最小,即对于任意排列都有:

【考点】
随机变量及其分布事件与概率
【标签】
综合与分析法
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