本题导读
本题考查古典概型与样本空间,以及离散型随机变量的分布列。
📌【题干】
Question
(2004年湖南卷(理)) 同时抛掷两枚相同的均匀硬币,随机变量 表示结果中有正面向点, 表示结果中没有正面向点,则 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一步逻辑(建立样本空间):同时抛掷两枚均匀硬币,所有可能出现的基元结果构成样本空间。设正面为“正”,反面为“反”,则共有 4 种等可能的基本事件:(正, 正)、(正, 反)、(反, 正)、(反, 反)。
- 第二步逻辑(求解 的概率):根据题意, 对应“结果中没有正面向点”,即两枚硬币全为反面,基本事件只有 (反, 反) 这 1 种。因此 。
- 第三步逻辑(求解 的概率): 对应“结果中有正面向点”,即至少有一枚为正面,基本事件包括 (正, 正)、(正, 反)、(反, 正) 共 3 种。因此 。
- 第四步逻辑(计算期望值):利用离散型随机变量的数学期望公式 计算结果。
✅【答案】
Success
✍【详细解析】
Abstract
穷举基本事件样本空间: 同时抛掷两枚相同的均匀硬币,其所有可能发生的基本事件集合(样本空间 )为: 基本事件总数为:
确定随机变量 的概率分布列: 根据题意,随机变量 只能取 和 两个离散状态值。
当 时,表示“结果中没有正面向点”,即两枚硬币均为反面: 满足条件的基本事件仅有 共 1 种。
当 时,表示“结果中有正面向点”,即包含一个或两个正面: 满足条件的基本事件有 共 3 种。
可列出随机变量 的概率分布列表:
0 1 运用数学期望公式求值: 根据离散型随机变量数学期望的代数定义,将变量取值与其对应发生概率顺次乘积求和: 将(式2)与(式3)的概率值代入:
填空题最终答案为: (或 0.75)。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:古典概型中相异基元事件的计数;两点分布(伯努利分布变体)的期望计算公式。
- 核心方法:样本空间穷举法。
- 避坑指南:
- 错把“两枚相同的硬币”误解为无序组合导致样本空间计数错误:部分学生认为同时抛掷两枚相同的硬币时,(正,反)和(反,正)是同一种情况,从而将基本事件总数算作 3 种[(正,正)、(正,反)、(反,反)],导致概率算错。请牢记概率学铁律:无论物理上这两个硬币多么完全相同、无论是否同时抛掷,在计算古典概型概率时,必须无条件将其视为“非全同的两个独立个体”(即必须区分一号硬币和二号硬币),因此样本空间基数恒锁定为 ,绝非 3 种。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题出自高中数学教材中“概率与统计”章节关于离散型随机变量期望值计算的基础练习题,是高考考查概率基本功的必考母题。
- 结论推广: 若随机变量 服从两点分布(取值 或 ),则 。
🔗【关联脉络】
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