某大學(xué)共有A、B、C三個學(xué)生食堂,一個宿舍共有四名學(xué)生,在一段時間內(nèi),他們每天中午都在學(xué)生食堂用餐,且每個學(xué)生到這三個食堂中的任一食堂用餐的可能性都相等.用X表示這個宿舍每天中午在A食堂用餐的人數(shù).根據(jù)這一時間段該宿舍學(xué)生的就餐情況解決下列問題:
(1)求每天中午每個學(xué)生食堂中至少有這個宿舍一名學(xué)生用餐的概率;
(2)求隨機變量X的數(shù)學(xué)期望和方差.
解:(1)每天中午每個學(xué)生食堂中至少有這個宿舍一名學(xué)生用餐的情況有
種,
四名學(xué)生到食堂用餐的情況共有3
4種,
∴每天中午每個學(xué)生食堂中至少有這個宿舍一名學(xué)生用餐的概率P=
=
.
(2)由題設(shè)知X的可能取值為0,1,2,3,4,
P(X=0)=
=
,
P(X=1)=
=
,
P(X=2)=
=
,
P(X=3)=
=
,
P(X=4)=
=
,
∴X的分布列為:
∴EX=
+
=
.
DX=(0-
)
2×
+(1-
)
2×
+(2-
)
2×
+(3-
)
2×
+(4-
)
2×
=
.
分析:(1)每天中午每個學(xué)生食堂中至少有這個宿舍一名學(xué)生用餐的情況有
種,四名學(xué)生到食堂用餐的情況共有3
4種,由此能求出每天中午每個學(xué)生食堂中至少有這個宿舍一名學(xué)生用餐的概率.
(2)由題設(shè)知X的可能取值為0,1,2,3,4,分別求出P(X=0),P(X=1),P(X=2),P(X=3),P(X=4),由此能求出X的數(shù)學(xué)期望和方差.
點評:本題考查概率的求法,考查離散型隨機變量的數(shù)學(xué)期望和方差,是歷年高考的必考題型,解題時要認(rèn)真審題,仔細(xì)解答,注意合理地進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化.