확률과 통계확률분포수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

분산 구하는 과정 빈칸

문제

확률변수 XX의 확률분포를 표로 나타내면 다음과 같다.

XX0.1210.1210.2210.2210.3210.321합계
P(X=x)\mathrm{P} \left( \mathit{X} = x \right)aabb23\displaystyle \frac{2}{3}11

다음은 E(X)=0.271\mathrm{E} \left( \mathit{X} \right) = 0.271일 때, V(X)\mathrm{V} \left( \mathit{X} \right)를 구하는 과정이다.

Y=10X2.21Y = 10 X - 2.21이라 하자. 확률변수 YY의 확률분포를 표로 나타내면 다음과 같다.

Y\mathrm{Y}1- 10011합계
P(Y=y)\mathrm{P} \left( \mathit{Y} = y \right)aabb23\displaystyle \frac{2}{3}11

E(Y)=10E(X)2.21=0.5\mathrm{E} \left( \mathit{Y} \right) = \mathrm{10} E \left( \mathit{X} \right) - 2.21 = 0.5이므로 a=(),b=()a = {\square {\left( \text{가} \right)}} , b = {\square {\left( \text{나} \right)}} 이고 V(Y)=712\displaystyle \mathrm{V} \left( \mathit{Y} \right) = \frac{7}{12}이다. 한편, Y=10X2.21Y = 10 X - 2.21이므로 V(Y)=()×V(X)\mathrm{V} ( Y ) = {\square {\left( \text{다} \right)}} \times V ( X ) 이다. 따라서 V(X)=1()×712\displaystyle \mathrm{V} \left( \mathit{X} \right) = \frac{1}{{\square {\left( \text{다} \right)}}} \times \frac{7}{12}이다.

위의 (가), (나), (다)에 알맞은 수를 각각 pp, qq, rr라 할 때, pqrp q r의 값은? (단, aa, bb는 상수이다.) [4점] 139\displaystyle \frac{13}{9}169\displaystyle \frac{16}{9}199\displaystyle \frac{19}{9}229\displaystyle \frac{22}{9}259\displaystyle \frac{25}{9}

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해설

[출제의도] 이산확률변수의 평균을 구할 수 있고 평균, 분산, 표준편차의 성질을 이해하는가? Y=10X2.21Y = 10 X - 2.21이라 하자. 확률변수 YY의 확률분포를 표로 나타내면 다음과 같다.

YY1- 10011합계
P(Y=y){\mathrm{P}} \left( Y = y \right)aabb23\displaystyle \frac{2}{3}11

확률의 총합이 11이므로 a+b+23=1\displaystyle a + b + \frac{2}{3} = 1 a+b=13\displaystyle a + b = \frac{1}{3} \cdots \cdots ㉠ 또, E(Y)=10E(X)2.21=0.5{\mathrm{E}} ( Y ) = 10 {\mathrm{E}} ( X ) - 2.21 = 0.5이므로 E(Y)=(1)×a+0×b+1×23\displaystyle {\mathrm{E}} ( Y ) = ( - 1 ) \times a + 0 \times b + 1 \times \frac{2}{3}=a+23\displaystyle = - a + \frac{2}{3}=12\displaystyle = \frac{1}{2} \cdots \cdots ㉡ 그러므로 ㉠과 ㉡에서 a=16\displaystyle a = \square {\frac{1}{6}}, b=16\displaystyle b = \square {\frac{1}{6}} 이고 V(Y)=712\displaystyle {\mathrm{V}} ( Y ) = \frac{7}{12}이다. 한편, Y=10X2.21Y = 10 X - 2.21이므로 V(Y)=100×V(X){\mathrm{V}} ( Y ) = \square {100} \times {\mathrm{V}} ( X )이다. 따라서 V(X)=1100×712\displaystyle {\mathrm{V}} ( X ) = \frac{1}{\square {100}} \times \frac{7}{12} 이다. 그러므로 p=16,q=16,r=100\displaystyle p = \frac{1}{6} , q = \frac{1}{6} , r = 100이므로 pqr=16×16×100=259\displaystyle p q r = \frac{1}{6} \times \frac{1}{6} \times 100 = \frac{25}{9}

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