(12分)(2008•四川)一条生产线上生产的产品按质量情…——2008 高考数学第 18 题答案解析

2008_省自主命题(四川)

2008 Sichuan Question 18 Free-response Differentiating
2008_省自主命题(四川)

18.(12分)(2008•四川)一条生产线上生产的产品按质量情况分为三类:A类、B类、C类.检验员定时从该生产线上任取2件产品进行一次抽检,若发现其中含有C类产品或2件都是B 类产品,就需要调整设备,否则不需要调整.已知该生产线上生产的每件产品为A类品,B 类品和C类品的概率分别为0.9,0.05和0.05,且各件产品的质量情况互不影响(Ⅰ)求在一次抽检后,设备不需要调整的概率;

(Ⅱ)若检验员一天抽检3次,以ξ表示一天中需要调整设备的次数,求ξ的分布列和数学期望

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(Ⅰ)设事件 $A_i$ 表示“第 $i$ 件产品为 A 类”,$B_i$ 表示“第 $i$ 件产品为 B 类”,$C_i$ 表示“第 $i$ 件产品为 C 类”($i=1,2$)。
由题意知,各件产品质量互不影响,且 $P(A_i)=0.9$,$P(B_i)=0.05$,$P(C_i)=0.05$。

设备不需要调整的条件是:抽检的 2 件产品中不含 C 类产品,且不全是 B 类产品。
即满足以下三种互斥情况之一:
1. 两件均为 A 类:$A_1 A_2$
2. 第一件为 A 类,第二件为 B 类:$A_1 B_2$
3. 第一件为 B 类,第二件为 A 类:$B_1 A_2$

记“设备不需要调整”为事件 $M$,则:
$$ \begin{aligned} P(M) &= P(A_1 A_2) + P(A_1 B_2) + P(B_1 A_2) \\ &= P(A_1)P(A_2) + P(A_1)P(B_2) + P(B_1)P(A_2) \\ &= 0.9 \times 0.9 + 0.9 \times 0.05 + 0.05 \times 0.9 \\ &= 0.81 + 0.045 + 0.045 \\ &= 0.9 \end{aligned} $$
故在一次抽检后,设备不需要调整的概率为 $0.9$。

(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,一次抽检后设备需要调整的概率为 $p = 1 - P(M) = 1 - 0.9 = 0.1$。
一天抽检 3 次,每次抽检相互独立,$\xi$ 表示需要调整设备的次数,则 $\xi$ 服从二项分布,即 $\xi \sim B(3, 0.1)$。
$\xi$ 的可能取值为 $0, 1, 2, 3$。

各取值的概率计算如下:
$$ \begin{aligned} P(\xi=0) &= C_3^0 (0.1)^0 (0.9)^3 = 1 \times 1 \times 0.729 = 0.729 \\ P(\xi=1) &= C_3^1 (0.1)^1 (0.9)^2 = 3 \times 0.1 \times 0.81 = 0.243 \\ P(\xi=2) &= C_3^2 (0.1)^2 (0.9)^1 = 3 \times 0.01 \times 0.9 = 0.027 \\ P(\xi=3) &= C_3^3 (0.1)^3 (0.9)^0 = 1 \times 0.001 \times 1 = 0.001 \end{aligned} $$

$\xi$ 的分布列为:

$\xi$0123
$P$0.7290.2430.0270.001

数学期望为:
$$ E\xi = np = 3 \times 0.1 = 0.3 $$

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