수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 (오후) 3번

문제

【(1)~(4)】 크기와 모양이 같은 카드 뒷면에 12\displaystyle 12의 약수가 하나씩 적힌 6\displaystyle 6장의 카드에서 임의로 2\displaystyle 2장을 동시에 뽑으려고 한다. 뽑은 2\displaystyle 2장의 카드 중에 짝수가 적힌 카드의 개수를 확률변수 X\displaystyle X라 할 때, 다음 물음에 답하시오.(단, 하위문항의 최종 계산 결과는 기약분수로 나타내시오.) (20점)

(1) 확률변수 X\displaystyle X의 확률질량함수를 구하시오. (5점)

(2) 아래 표는 확률변수 X\displaystyle X의 확률분포를 나타낸 것이다. 다음 빈칸을 채우시오. (5점)

X\displaystyle X0\displaystyle 01\displaystyle 12\displaystyle 2합계
P(X=x)\displaystyle P(X=x)1\displaystyle 1

(3) 확률변수 X\displaystyle X의 평균을 구하시오. (5점)

(4) 확률변수 X\displaystyle X의 표준편차를 구하시오. (5점)

해설강의 준비중
+5점 · 확률질량함수 P(X=x)=4Cx×2C2x6C2\displaystyle P(X=x)=\frac{{}_4\mathrm{C}_x\times{}_2\mathrm{C}_{2-x}}{{}_6\mathrm{C}_2} (x=0,1,2\displaystyle x=0,1,2)를 구할 수 있다.

(1) 12\displaystyle 12의 약수, 1\displaystyle 1, 2\displaystyle 2, 3\displaystyle 3, 4\displaystyle 4, 6\displaystyle 6, 12\displaystyle 12 중에 짝수가 적힌 카드의 개수는 4\displaystyle 4개, 홀수가 적힌 카드의 개수는 2\displaystyle 2개다. 따라서 확률변수 X\displaystyle X가 가질 수 있는 값은 0\displaystyle 0, 1\displaystyle 1, 2\displaystyle 2이고, 확률변수 X\displaystyle X의 확률질량함수는 다음과 같다.P(X=x)=4Cx×2C2x6C2(x=0,1,2)\displaystyle P(X=x)=\frac{{}_4\mathrm{C}_x\times{}_2\mathrm{C}_{2-x}}{{}_6\mathrm{C}_2}\quad(x=0,1,2)

+5점 · 다음의 확률분포를 나타내는 표를 완성할 수 있다.

(2) 확률변수 X\displaystyle X의 확률분포를 표로 나타내면 다음과 같다.

X\displaystyle X0\displaystyle 01\displaystyle 12\displaystyle 2합계
P(X=x)\displaystyle P(X=x)115\displaystyle \frac1{15}815\displaystyle \frac8{15}25\displaystyle \frac251\displaystyle 1

+5점 · 확률변수 X\displaystyle X의 평균 43\displaystyle \frac43를 구할 수 있다.

(3) 확률변수 X\displaystyle X의 평균을 구하면 다음과 같다.E(X)=0×115+1×815+2×25=43\displaystyle E(X)=0\times\frac1{15}+1\times\frac8{15}+2\times\frac25=\frac43

+3점 · 확률변수 X\displaystyle X의 분산 1645\displaystyle \frac{16}{45}를 구할 수 있다. +2점 · 확률변수 X\displaystyle X의 표준편차 435\displaystyle \frac4{3\sqrt5} 또는 4515\displaystyle \frac{4\sqrt5}{15}를 구할 수 있다.

(4) 확률변수 X2\displaystyle X^2의 평균을 구하면 다음과 같다.E(X2)=02×115+12×815+22×25=3215\displaystyle E(X^2)=0^2\times\frac1{15}+1^2\times\frac8{15}+2^2\times\frac25=\frac{32}{15}또한 확률변수 X\displaystyle X의 분산은V(X)=E(X2){E(X)}2=3215(43)2=1645\displaystyle V(X)=E(X^2)-\{E(X)\}^2=\frac{32}{15}-\left(\frac43\right)^2=\frac{16}{45}이다. 따라서 확률변수 X\displaystyle X의 표준편차는 σ(X)=435=4515\displaystyle \sigma(X)=\frac4{3\sqrt5}=\frac{4\sqrt5}{15}이다.

※ 유의사항 : 확률질량함수를 나타낼 때 수식 4Cx×2C2x6C2\displaystyle \frac{{}_4\mathrm{C}_x\times{}_2\mathrm{C}_{2-x}}{{}_6\mathrm{C}_2}의 표현이 일치해야 정답으로 인정한다.

※ 유의사항 : 표준편차를 구할 때 분모의 유리화를 하지 않아도 정답으로 인정한다.

공통: 기술된 내용이 없거나 명확하게 기술된 내용이 없음 (0점)

※ 유의사항 : 3-(2) 문항부터 상위 소문항의 답안이 틀린 경우 하위 소문항의 정답이 맞았을지라도 점수를 부여하지 않는다. 단, 3-(1) 문항만이 독립적으로 점수를 부여한다.

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