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

점 이동 확률 빈칸

문제

P\mathrm{P}가 수직선 위의 원점에 놓여 있다. 한 개의 주사위를 던져 나온 눈의 수가 66의 약수이면 점 P\mathrm{P}를 양의 방향으로 22만큼, 66의 약수가 아니면 음의 방향으로 11만큼 움직이는 시행을 반복한다. 점 P\mathrm{P}의 좌표가 99 이상 또는 4- 4 이하가 되거나 시행 횟수가 66회가 되면 위 시행을 멈춘다고 할 때, 점 P\mathrm{P}의 최종 위치의 좌표를 확률변수 XX라 하자. 다음은 확률변수 XX의 평균 E(X)\mathrm{E} ( \mathit{X} )를 구하는 과정이다.

위의 시행을 55회 이하로 하게 되는 경우는 66의 약수인 눈이 처음부터 연속으로 55회 나오거나 66의 약수가 아닌 눈이 처음부터 연속으로 44회 나오는 경우뿐이다. 확률변수 XX가 가질 수 있는 값의 최솟값은 4- 4이고 최댓값은 (){\square {( \text{가} ) _{} ^{}}}이다. P(X=4)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = \mathit{-} 4 ) =(13)4\displaystyle \left( \frac{1}{3} \right) ^{4} P(X=3)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = \mathit{-} 3 ) =(){\square {( \text{나} )}}×(23)1(13)5\displaystyle \times \left( \frac{2}{3} \right) ^{1} \left( \frac{1}{3} \right) ^{5} P(X=0)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = 0 ) =(6C21)(23)2(13)4\displaystyle \left( {} _{6} \mathrm{C} _{2} - 1 \right) \left( \frac{2}{3} \right) ^{2} \left( \frac{1}{3} \right) ^{4} P(X=3)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = 3 ) =6C3(23)3(13)3\displaystyle {} _{6} \mathrm{C} _{3} \left( \frac{2}{3} \right) ^{3} \left( \frac{1}{3} \right) ^{3} P(X=6)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = 6 ) =6C4(23)4(13)2\displaystyle {} _{6} \mathrm{C} _{4} \left( \frac{2}{3} \right) ^{4} \left( \frac{1}{3} \right) ^{2} P(X=9)=\mathrm{P} ( \mathit{X} = 9 ) =(){\square {( \text{다} )}}×(23)5(13)1\displaystyle \times \left( \frac{2}{3} \right) ^{5} \left( \frac{1}{3} \right) ^{1} P(X=\mathrm{P} ( \mathit{X} =(){\square {( \text{가} )}})=\mathrm{)} =(23)5\displaystyle \left( \frac{2}{3} \right) ^{5} 따라서 E(X)=1420243\displaystyle \mathrm{E} ( \mathit{X} ) = \frac{1420}{243}

위의 (가), (나), (다)에 알맞은 수를 각각 aa, bb, cc라 할 때, a+b+ca + b + c의 값은? [4점] 17171818191920202121

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해설

[출제의도] 확률변수의 평균을 구하는 과정을 추론한다. 주사위의 눈이 처음부터 66의 약수가 연속으로 55회 나오는 경우 확률변수 XX는 최댓값을 갖고 그 값은 1010이므로 a=10a = 10 66의 약수인 눈이 나오는 경우를 ○, 66의 약수가 아닌 눈이 나오는 경우를 ×라 하자. X=3X = \mathit{-} 3인 경우는 66의 약수인 눈이 11회, 66의 약수가 아닌 눈이 55회 나오는 경우의 6C1{} _{6} \mathrm{C} _{1}가지 중 ×××××○, ××××○× 인 경우를 제외한 6C12{} _{6} \mathrm{C} _{1} - 2가지이므로 b=4b = 4 X=9X = 9인 경우는 66의 약수인 눈이 55회, 66의 약수가 아닌 눈이 11회 나오는 경우의 6C1{} _{6} \mathrm{C} _{1}가지 중 ○○○○○×인 경우를 제외한 6C11{} _{6} \mathrm{C} _{1} - 1가지이므로 c=5c = 5 따라서 a+b+c=10+4+5=19a + b + c = 10 + 4 + 5 = 19

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