Question

（2012•海淀區(qū)一模）某學(xué)校隨機(jī)抽取部分新生調(diào)查其上學(xué)所需時(shí)間（單位：分鐘），并將所得數(shù)據(jù)繪制成頻率分布直方圖（如圖），其中，上學(xué)所需時(shí)間的范圍是[0，100]，樣本數(shù)據(jù)分組為[0，20），[20，40），[40，60），[60，80），[80，100]．
（Ⅰ）求直方圖中x的值；
（Ⅱ）如果上學(xué)所需時(shí)間不少于1小時(shí)的學(xué)生可申請(qǐng)?jiān)趯W(xué)校住宿，請(qǐng)估計(jì)學(xué)校600名新生中有多少名學(xué)生可以申請(qǐng)住宿；
（Ⅲ）從學(xué)校的新生中任選4名學(xué)生，這4名學(xué)生中上學(xué)所需時(shí)間少于20分鐘的人數(shù)記為X，求X的分布列和數(shù)學(xué)期望．（以直方圖中新生上學(xué)所需時(shí)間少于20分鐘的頻率作為每名學(xué)生上學(xué)所需時(shí)間少于20分鐘的概率）

Answer 1

分析：（I）由題意，可由直方圖中各個(gè)小矩形的面積和為1求出x值．
（II）再求出小矩形的面積即上學(xué)所需時(shí)間不少于1小時(shí)組人數(shù)在樣本中的頻率，再乘以樣本容量即可得到此組的人數(shù)即可．
（Ⅲ）求出隨機(jī)變量X可取得值，利用古典概型概率公式求出隨機(jī)變量取各值時(shí)的概率，列出分布列，利用隨機(jī)變量的期望公式求出期望．

解答：解：（Ⅰ）由直方圖可得：20×x+0.025×20+0.0065×20+0.003×2×20=1．
所以 x=0.0125．
（Ⅱ）新生上學(xué)所需時(shí)間不少于1小時(shí)的頻率為：0.003×2×20=0.12，
因?yàn)?00×0.12=72，
所以600名新生中有72名學(xué)生可以申請(qǐng)住宿．
（Ⅲ）X的可能取值為0，1，2，3，4．
由直方圖可知，每位學(xué)生上學(xué)所需時(shí)間少于20分鐘的概率為

1

4

，
P(X=0)=(

3

4

)4=

81

256

，
P(X=1)=

C

1 4

(

1

4

)(

3

4

)3=

27

64

，
P(X=2)=

C

2 4

(

1

4

)2(

3

4

)2=

27

128

，
P(X=3)=

C

3 4

(

1

4

)3(

3

4

)=

3

64

，
P(X=4)=(

1

4

)4=

1

256

．
所以X的分布列為：

X	0	1	2	3	4
P	81 256	27 64	27 128	3 64	1 256

…（12分）EX=0×

81

256

+1×

27

64

+2×

27

128

+3×

3

64

+4×

1

256

=1．（或EX=4×

1

4

=1）
所以X的數(shù)學(xué)期望為1．…（13分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查頻率分布直方圖，考查離散型隨機(jī)變量及其分布列、離散型隨機(jī)變量的期望等，解題的關(guān)鍵是理解直方圖中各個(gè)小矩形的面積的意義及各個(gè)小矩形的面積和為1，考查了識(shí)圖的能力．