某学校组织“一带一路”知识竞赛,有A,B两类问题,每位参加…——2021 高考数学第 18 题答案解析

2021_新课标I Paper

2021 National Question 18 Free-response Differentiating
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18.

某学校组织“一带一路”知识竞赛,有A,B两类问题,每位参加比赛的同学先在两类问题中选择一类并从中随机抽取一个问题回答,若回答错误则该同学比赛结束:若回答正确则从另一类问题中再随机抽取一个问题回答,无论回答正确与否,该同学比赛结束.A类问题中的每个问题回答正确得20分,否则得0分:B类问题中的每个问题回答正确得80分,否则得0分,己知小明能正确回答A类问题的概率为0.8,能正确回答B类问题的概率为0.6,且能正确回答问题的概率与回答次序无关.

(1)若小明先回答A类问题,记X为小明的累计得分,求X的分布列;

(2)为使累计得分的期望最大,小明应选择先回答哪类问题?并说明理由.

Answer key

(1) 见解析; (2) B类

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完整解析 · 逐步详解

(1)若小明先回答A类问题,记$X$为小明的累计得分。
根据规则,小明首先回答A类问题:
- 若回答错误(概率为$1-0.8=0.2$),比赛结束,得分为0分。即 $P(X=0) = 0.2$。
- 若回答正确(概率为$0.8$),得20分,并继续回答B类问题:
- 若B类问题回答错误(概率为$1-0.6=0.4$),比赛结束,总得分为$20+0=20$分。即 $P(X=20) = 0.8 \times 0.4 = 0.32$。
- 若B类问题回答正确(概率为$0.6$),比赛结束,总得分为$20+80=100$分。即 $P(X=100) = 0.8 \times 0.6 = 0.48$。

综上,$X$的所有可能取值为0,20,100。
$X$的分布列为:
$$ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline X & 0 & 20 & 100 \\ \hline P & 0.2 & 0.32 & 0.48 \\ \hline \end{array} $$

(2)由(1)可知,先回答A类问题时,得分期望为:
$$ E(X) = 0 \times 0.2 + 20 \times 0.32 + 100 \times 0.48 = 6.4 + 48 = 54.4 $$

若小明先回答B类问题,记$Y$为小明的累计得分。
根据规则,小明首先回答B类问题:
- 若回答错误(概率为$1-0.6=0.4$),比赛结束,得分为0分。即 $P(Y=0) = 0.4$。
- 若回答正确(概率为$0.6$),得80分,并继续回答A类问题:
- 若A类问题回答错误(概率为$1-0.8=0.2$),比赛结束,总得分为$80+0=80$分。即 $P(Y=80) = 0.6 \times 0.2 = 0.12$。
- 若A类问题回答正确(概率为$0.8$),比赛结束,总得分为$80+20=100$分。即 $P(Y=100) = 0.6 \times 0.8 = 0.48$。

$Y$的分布列为:
$$ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline Y & 0 & 80 & 100 \\ \hline P & 0.4 & 0.12 & 0.48 \\ \hline \end{array} $$

此时得分期望为:
$$ E(Y) = 0 \times 0.4 + 80 \times 0.12 + 100 \times 0.48 = 9.6 + 48 = 57.6 $$

因为 $E(Y) > E(X)$ (即 $57.6 > 54.4$),所以为使累计得分的期望最大,小明应选择先回答B类问题。

✅ 来源:2021年 · 全国 · 2021_新课标I卷 · 第 18 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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