單元 5
1. ( )三角形ABC是一個邊長為3的正三角形,如圖所示。若在每一邊的兩個三等分點中,各 選取一點連成三角形,則下列哪些選項是正確的? (A)依此方法可能連成的三角形一共有8個 (B)這些可能連成的三角形中,恰有2個是 銳角三角形 (C)這些可能連成的三角形中,恰有3個是直角三角形 (D)這些可能連成 的三角形中,恰有3個是鈍角三角形 (E)這些可能連成的三角形中,恰有1個是正三角 形 解答 AB 解析 三角形共有 2 2 2 1 1 1 8 C C C 個,其中 直角三角形有2 3 6 個,如圖(i); 銳角(正)三角形有2個,如圖(ii)。 2. ( )選出正確的選項。 (A) 37 37 30 7 C C (B) 99 99 100 50 49 49 C C C (C) 50 49 49 25 25 24 C C C (D) 99 99 100 101 2 3 4 4 C C C C (E) 10 11 12 13 14 15 16 0 1 2 3 4 5 5 C C C C C C C 解答 ACDE 解析 利用性質: n n k n k C C 及 1 1 1 n n n k k k C C C ,得 (A)因為30 7 37 ,所以 37 37 30 7 C C (B)C5099C4999C10050 C49100 (C)因為 49 49 50 25 24 25 C C C ,所以 50 49 49 25 25 24 C C C (D)C299C399 C4100 C1003 C4100C1014 (E)因為 10 11 0 0 C C ,所以左式等於 11 11 12 13 14 15 12 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 C C C C C C C C C C C 13 13 14 15 2 3 4 5 C C C C 14 14 15 3 4 5 C C C 15 15 4 5 C C 16 5 C 3. ( )將
x2y
12 展開集項後,請選出正確的選項。 (A)x24的係數小於x y10 7的係數 (B) 12 6 x y 的係數小於x y10 7 的係數 (C)x y14 5 的係數小於x y10 7 的係數 (D)x y8 8 的係數小於 10 7 x y 的係數 解答 AD 解析 展開式中,每一項皆形如C12r
x2 12ryr C x12 24 2r ryr ,且 12 12 12 12 0 1 2 6 C C C C 。 (A) 24 x 的係數 12 0 C 小於x y10 7 的係數 12 12 7 5 C C (B)x y12 6的係數 12 6 C 大於x y10 7 的係數 12 12 7 5 C C (C)x y14 5的係數 12 5 C 等於x y10 7 的係數 12 12 7 5 C C (D)x y8 8的係數 12 12 8 4 C C 小於x y10 7 的係數 12 12 7 5 C C 4. ( )將10本不同的書分裝入數個相同的袋子,選出正確的選項。 (A)若依本數4,3,2, 1分裝入四袋,則有C C C C104 63 32 11種分法 (B)若依本數2,2,2,2,2分裝入五袋,則 有 10 8 6 4 2 2 2 2 2 2 5! C C C C C 種分法 (C)若依本數4,2,2,2分裝入四袋,則有 10 6 4 2 4 2 2 2 3! C C C C 種分 法 (D)若依本數3,3,2,2分裝入四袋,則有 103 73 42 22 2!2! C C C C 種分法 解答 ABCD 解析 (A)從 10 本中選 4 本,選法有 10 4 C 種;從其餘的 6 本選 3 本,選法有 6 3 C 種;再從其餘的 3 本選 2 本,選法有 3 2 C 種;剩下的 1 本,選法有 1 1 C 種。利用乘法原理,裝入袋子的方法 共有C104 C63C32C11種 (B)先假設袋子上依序作 A~E 的記號,則由(A)知有 10 8 6 4 2 2 2 2 2 2 C C C C C 種分法,但事實上袋子是相同的,因此每5!種只能算1種,故分配 方法共有 10 8 6 4 2 2 2 2 2 2 5! C C C C C 種 (C)仿照(B)的作法,分配方法共有 10 6 4 2 4 2 2 2 3! C C C C 種 (D)仿照(B)的作法,分配方法共有 10 7 4 2 3 3 2 2 2!2! C C C C 種 5. 有一個兩列三行的表格如圖。在六個空格中分別填入數字1、2、3、4、5、6(不得重複), 則1、2這兩個數字在同一行或同一列的方法有____________種。 解答 432 解析 分二類: (i)1,2在同一行:從3行中任選1行排入1,2,有C31 2! 6種方法; 其餘4個數字再排入剩下的4個空格中,有4! 24 種方法, 故方法有6 24 144 (種)。 (ii)1,2在同一列:從2列中任選1列,再選出兩個空格排入1,2,有C12C23 2! 12種方法; 其餘4個數字再排入剩下的4個空格中,有4! 24 種方法, 故方法有12 24 288 (種)。 故方法總共有144 288 432 (種)。 6. 求
3a2b
5 展開式中a b4 3的係數。 解答 90 解析 展開式中的每一項皆形如 5
3 2 5 r
r r C a b 。 當r3時,得a b4 3項為
2 3 5 2 4 3 4 3 3 3 10 9 90 C a b a b a b 。 故a b4 3 的係數為90。 7. 電腦可以將二張不同的人臉合成為一張新面孔。電視節目「最強大腦」選了 60 位藝人的臉,任意 將每二位不同的臉都用電腦合成並印出一張新面孔。問:總共印出幾張合成的新面孔? 解答 1770 張 解析 依題意,得合成的新面孔總共有 60 2 1770 C (張)。 8. 求下列各數: (1)C62。 (2)C74。 (3) 10 4 10 4 P C 。 解答 (1)15 (2)35 (3)24 解析 (1) 6 2 6! 15 2!4! C 。 (2) 74 7! 35 4!3! C 。 (3)因為 10 10 4 4 4! P C ,所以 10 4 10 4 4! 24 P C 。 9. 求滿足不等式200C1nCn2 Cnn300的正整數n。 解答 8 解析 因為 0 1 2 2 n n n n n n C C C C ,所以原式可改寫為 0 200 2 nCn300 ⇒200 2 n 1 300,即 201 2 n301。 又因為 7 2 128, 8 2 256, 9 2 512,所以n8。10. 將6人分配住進A,B,C三間房間,A房住3人,B房住2人,C房住1人共有多少種分配方案? 解答 60 種 解析 利用組合的方法 先從6人選出3人住A房,有C63種選法;剩下的3人選出2人住B房,有C32種選法; 剩下1人住C房,有 1 1 C 種選法。利用乘法原理,得選法共有 6 3 1 3 2 1 20 3 1 60 C C C (種)。 (另解)利用排列的方法 如下所示,先將6人的位置固定,再將3個A、2個B及1個C在底下任意排一列,使得 人與房間上下對應: 甲 乙 丙 丁 戊 己 A C A B A B 對到A的人住A房,對到B的人住B房,對到C的人住C房。因此,每一種排列方法, 就是一種分配方案。利用有相同物的排列公式,方案共有 6! 60 3!2! (種)。 11. 寫出
3x y
4的展開式。 解答 81x4108x y3 54x y2 212xy3y4 解析 將3x看成一項,
y 看成一項,利用二項式定理,得
4
4 3x y 3x y 4
4 4
3 1 4
2 2 0 3 1 3 2 3 C x C x y C x y 4
1 3 4
4 3 3 4 C x y C y 81x4108x y3 54x y2 212xy3y4。 12.求 5 3 2 1 2x x 展開式中的常數項。 解答 40 解析 展開式中的每一項皆形如
5 5 3 2 1 2 r r r C x x
5 5 15 3 2 1 2 r r r r r C x x 5 25 r
1 r 15 5r r C x , 當15 5 r0,即r3時,得常數項為C53 25 3
1 3 10 4
1 40 。 13. 從 7 人中選 3 人掃地,另選 2 人拖地,共有幾種選法? 解答 210 種 解析 先從 7 人中選出 3 人掃地,有 7 3 C 種選法; 剩下的 4 人選出 2 人拖地,有 4 2 C 種選法。 利用乘法原理,選法共有 7 4 3 2 210 C C 種。14. 求滿足不等式2000C1nCn2C3n Cnn3000的正整數n。 解答 11 解析 因為 0 1 2 3 2 n n n n n n n C C C C C ,所以 1n n2 3n n 2n 0n 2n 1 n C C C C C 。 因此,原式可改寫為2000 2 n 1 3000 ⇒2001 2 n3001 。 又因為2101024 ,2112048 ,212 4096 ,所以n11。 15. 因乾旱水源不足,自來水公司計畫在下週一至週日選擇兩天停止供水。若要求停水的兩天不相 連, 則自來水公司共有多少種選擇方式? 解答 15種 解析 選相連的兩天停水有一二,二三,,六日共6種選法,因此,所求為
任選兩天停水
選相連的兩天停水
7 2 6 21 6 15 C (種)。 16. 有6男4女共10名學生擔任本週值日生,若導師規定在本週5個上課日中,每天兩名值日生,且 至少須有1名男生,則本週安排值日生的方式共有多少種? 解答 43200種 解析 由題意得,五天中有一天為二男,四天為一男一女。 因此,先選一天安排二男,有 5 6 1 2 75 C C 種方法; 再將剩餘四男排入另四天,有 4 4 4! 24 C 種方法; 最後再將四女排入上述四天中,有 4 4 4! 24 C 種方法。 故安排值日生的方式共有75 24 24 43200 (種)。 17.從一列有10節車廂的電車中,選出3節車廂為自由座。 (1)共有多少種選法? (2)若第一節車廂或最後一節車廂至少有一節車廂為自由座,則共有多少種選法? 解答 (1)120 種 (2)64 種 解析 (1) 選法共有C103120(種)。 (2)分二類: (i)頭尾2節恰1節自由座:選法有C C12 82 2 28 56 (種)。 (ii)頭尾2節都是自由座:選法有C22C18 1 8 8(種)。 根據加法原理,得選法共有56 8 64 (種)。 18. 總經理要求宣傳部的 11 名員工,至少派出 2 人到電影街宣傳新產品,共有多少種選派方案? 解答 2036 種 解析 因為派出的人數可為 2, 3, 4,…或 11,所以選派方案共有
11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 2 3 4 11 0 1 2 11 0 1 C C C C C C C C C C 211 1 11 2036 (種)。19. 某高中免試就學區有 8 所高中,三兄弟恰好就讀其中 2 所高中。問:就讀的情形共有多少種? 解答 168 種 解析 分三步驟: 先將三兄弟分 2 人 1 人兩組,分法有 3 1 2 1 3 C C 種。 再將 2 人組選 1 所高中,選法有 8 1 8 C 種。 最後將 1 人組選另 1 所高中,選法有 7 1 7 C 種。 利用乘法原理,就讀的情形共有3 8 7 168 種。 20. 將 8 位同學依下列情形分組,方法各有多少種? (1)平分成兩組。 (2)分成三組,其中兩組各有 3 人,另一組有 2 人。 解答 (1)35 種 (2)280 種 解析 (1) 因為兩組的人數相等(都是 4 人),所以方法共有 48 44 35 2! C C 種。 (2)因為三組中有兩組的人數相等,所以方法共有 38 35 22 280 2! C C C 種。
單元
6
1. ( )同時丟一枚硬幣及一粒骰子,觀察硬幣的正反面及骰子的點數之出現情形,設樣本空間 為S,A表示硬幣出現正面的事件,B表示骰子出現偶數點的事件,C表示骰子出現質 數點的事件。選出正確的選項。 (A)n S
12 (B)n A
6 (C)n B
6 (D)n C
6 (E)n A B
n A C
解答 ABCDE 解析 假設
正,1
代表硬幣出現正面,骰子出現1點的情形。 (A)因為硬幣有正反面2種情形,骰子點數有6種情形, 所以n S
2 6 12 (B)因為事件A中,硬幣只有正面1種情形,骰子點數有6種情形, 所以n A
1 6 6 (C)因為事件B中,硬幣只有正反面2種情形,骰子點數有2,4,6共3種情形, 所以n B
2 3 6 (D)因為事件C中,硬幣只有正反面2種情形,骰子點數有2,3,5共3種情形, 所以n C
2 3 6 (E)因為事件A B 中,硬幣只有正面1種情形,骰子點數有2,4,6共3種情形, 所以n A B
1 3 3。 根據取捨原理,n A B
6 6 3 9。 因為事件A C 中,硬幣只有正面1種情形, 骰子點數有2,3,5共3種情形,所以n A C
1 3 3。 根據取捨原理,n A C
6 6 3 9。 因此,n A B
n A C
2. ( )桌面上有13張相同的卡牌,但各卡牌分別標示有不同的號碼1,2,,13。小花從中 任意取一張卡牌,若M表示取出的號碼是4的倍數之事件,N表示號碼小於6的事件, 選出正確的選項。 (A)M 與N為互斥事件 (B)發生事件M或N為
1,2,3,4,5
(C)事件 N的餘事件為
6,7,8,9,10,11,12,13
(D)事件M ,N同時發生為
4 (E)事件N發生但事 件M不發生為
1,2,3,4,5
解答 CD 解析 事件M
4,8,12
,事件N
1,2,3,4,5
(A)因為M N
4 ,所以M,N不為互斥事件 (B)發生事件M 或N為
1,2,3,4,5,8,12
M N (C)事件N的餘事件為N
6,7,8,9,10,11,12,13
(D)事件M,N同時發生為M N
4(E)事件N發生但事件M不發生為N M
1,2,3,5
3. 同時丟兩枚均勻硬幣,觀察其出現正面或反面的情形,求下列各事件的機率: (1)兩枚硬幣恰出現一正面與一反面。 (2)兩枚硬幣都出現同一面。 解答 (1)12 (2)12 解析 在「每一枚均勻硬幣出現正面或反面的機會均等」的原則下,將兩硬幣做記號來加以區 別, 樣本空間S 正 正 正 反 反 正 反 反
,
, ,
, ,
, ,
,n S
4。 (1)出現一正面一反面的事件A 正 反 反 正
,
, ,
,n A
2, 其機率P A
24 12。 (2)兩硬幣出現同一面的事件B 正 正 反 反
,
, ,
,n B
2, 其機率P B
24 12 。 4. 丟一枚硬幣二次,觀察每次出現的是正面或反面。設A表示恰好出現一次正面的事件,B表示出 現兩次正面的事件。 (1)寫出A不發生的事件。 (2)事件A與B是否為互斥事件? (3)事件A與A是否為互斥事件? 解答 (1)
正正反反,
, ,
(2)是 (3)是 解析 以
x y,
代表依次丟出的結果,其樣本空間
, , , , , , ,
S 正 正 正 反 反 正 反 反 , 恰好出現一次正面的事件A 正 反 反 正
,
, ,
, 出現兩次正面的事件B 正 正
,
。 (1)A不發生的事件A 正 正 反 反S A
,
, ,
。 (2)因為A B ,所以A與B為互斥事件。 (3)由(1),因為AA ,所以A與A為互斥事件。5. 擲一粒骰子一次,觀察所出現的點數。求下列各事件的機率: (1)出現質數點。 (2)出現的點數小於3。 解答 (1)12 (2)1 3 解析 擲一粒骰子一次,樣本空間S
1,2,3,4,5,6
,n S
6。 (1)設A表示出現質數點的事件,則A
2,3,5
,n A
3, 故P A
n An S
= =6 23 1。 (2)設B表示出現的點數小於3的事件,則B
1, 2 ,n B
2, 故P B
n Bn S
26 13。 6. 設A、B、C為某樣本空間中的三個事件,且P A
P B
P C
41,
1 6 P A B P B C ,
0 P A C 。求A、B、C三個事件中至少發生一個事件的機率。 解答 125 解析 A、B、C三個事件中至少發生一個事件的機率為
P A B C P A P B P C P A B P B C P A C P A B C 1 1 1 1 1 0 0 4 4 4 6 6 5 12 。 7. 擲一粒公正的骰子(每個面出現的機會均等),觀察所出現的點數,求下列各事件的機率: (1)擲出的點數是偶數點。 (2)擲出的點數大於4點。 解答 (1)12 (2)1 3 解析 擲一粒公正骰子的試驗中,樣本空間S
1,2,3,4,5,6
,n S
6。 (1)因為擲出的點數是偶數點的事件A
2,4,6
,n A
3, 所以此事件發生的機率P A
n A
36 12 n S 。(2)因為擲出的點數大於4點的事件B
5,6 ,n B
2, 所以此事件發生的機率P B
n Bn S
2 16 3。 8. 設A,B為樣本空間的兩個事件,且P A
13,
1 4 P A B ,
3 4 P A B 。求 (1)P B
。(2) P A
B
。 解答 (1)23 (2)125 解析 (1) 因為P A B
P A
P B
P A B
,所以43 1 3 P B
14, 解得P B
23。 (2)P A
B
P B
P A B
2 13 4 125 。 9. 從數字1到50中隨機任選一數,求下列各事件的機率: (1)選到的數字是3的倍數。 (2)選到的數字是質數。 解答 (1)258 (2)103 解析 從數字1到50中任選一數,n S
50。 (1)因為選到3的倍數之事件A
3,6,9, 48
,n A
16, 所以此事件發生的機率P A
n A
1650 258 n S 。 (2)因為選到質數的事件
2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47
B ,n B
15, 所以此事件發生的機率P B
n B
1550 103 n S 。 10. 連續丟一枚硬幣3次。 (1)觀察每次出現的是正面或反面,寫出其樣本空間與樣本點的個數。 (2)觀察出現正面的次數,寫出其樣本空間與樣本點的個數。 解答 (1)樣本空間 正 正 正 正 正 反 正 反 正
, ,
, , ,
, , ,
,
反 正 正 正 反 反 反 正 反, ,
, , ,
, , ,
,
反 反 正 反 反 反, ,
, , ,
,8 (2)樣本空間
0,1, 2,3
,4 解析 (1) 考慮正反面出現的次序,其樣本空間
, , , , , , , , , S 正 正 正 正 正 反 正 反 正
反 正 正 正 反 反 反 正 反, ,
, , ,
, , ,
,
反 反 正 反 反 反, ,
, , ,
, 其中序對裡面的位置,代表依次出現的結果。例如
正 正 反, ,
代表第一次出現正面、第 二次出現正面、第三次出現反面的結果。又樣本點的個數n S
8。 (2)考慮出現正面的次數,其樣本空間S
0,1,2,3
。 又樣本點的個數n S
4。 11. 一袋中裝有編號為1,2,3號大小都相同的球各一顆,從袋中取球二次,每次取一球且取出後均 再放回袋中,求兩次皆取到相同號碼球的機率。 解答 13 解析 取球二次,樣本空間
1,1 , 1,2 , 1,3 , 2,1 , 2,2 , 2,3 , 3,1 , S
3,2 , 3,3
,n S
9。 因為兩次皆取到相同號碼球的事件A
1,1 , 2,2 , 3,3
,n A
3, 所以P A
3 19 3。 12. 同時擲三粒公正骰子,觀察所出現的點數,則三粒中至少有兩粒骰子點數相同的機率為何? 解答 94 解析 將三粒骰子視為不同。因為每一粒骰子各有6種點數, 所以樣本空間S的樣本點的個數n S
6 6 6。 設A表示三粒骰子中至少有兩粒點數相同的事件,則其補集A表示三粒骰子出現的點 數皆不同的事件。此時n A
6 5 4且P A
6 5 46 6 6 59。 故
1
1 5 4 9 9 P A P A 。 13. 已知人按出生的日期可以查得所屬的星座,且星座共有12種,假設每種星座出現的機會均等,求 任3人中至少有2人屬於相同星座的機率。 解答 1772 解析 每人所屬的星座有12種,因此樣本空間S有12 12 12 種情形。 設A表示3人中至少有2人所屬的星座相同的事件,則A表示3人所屬的星座皆不同的 事件。 此時n A
12 11 10 且P A
12 12 1212 11 10 5572。 故
1
1 55 17 72 72 P A P A 。14. 同時擲三粒相同的骰子,觀察所出現的點數,求恰有一粒骰子出現 6 點的機率。 解答 2572 解析 每粒骰子出現各點數的機會相等,樣本空間 S 共有 3 6 216個元素。 因為恰有一粒骰子出現 6 點的事件有 3 2 1 5 C 種情形,所以機率為 3 2 1 3 5 25 6 72 C 。 15. 辯論社有實力相當的4位男生2位女生,老師隨機從此6人中指派3人參加校際辯論賽。此3人中 有男生也有女生的機率是多少? 解答 54 解析 從6名學生中,隨機指派3人,若其中指派的3人為2男1女的事件為A; 1男2女的事件為B,則
4 2 2 1 6 3 3 5 C C P A C ,
14 22 6 3 1 5 C C P B C , 因為事件A與事件B為互斥事件,所以3人中有男生也有女生的機率
3 1 4 5 5 5 P A B P A P B 。 16. 已知數學研究社共有 20 位同學參加,其中高一、高二、高三分別有 5 人、11 人、4 人參加。今從 該社團中任選兩人解題,求此兩人是不同年級學生的機率。 解答 119190 解析 因為從社團中任選兩人,所以樣本空間 S 的樣本點個數n S
C220190。 設 A 表示選出的兩人是不同年級的事件, 則其補集A表示此兩人是同年級的事件。 此時n A
C25C211C2410 55 6 71 。 故
1
1 71 119 190 190 P A P A 。 17. 袋中有 5 顆白球和 n 顆黑球。今從袋中同時取出兩球,已知此兩球同為白球的機率是212 ,求 n 的 值。 解答 10 解析 因為從n5顆球同時取出兩球,所以樣本空間 S 的樣本點個數
2 5 n n S C 。 又因為取出的兩球同為白球的機率是212 ,所以5 2 5 2 2 21 n C C
2 10 2 4 5 210 9 190 0 4 5 21 2 n n n n n n
n 19
n 10
0 n 10 或19(負不合), 故袋中有 10 顆黑球。18. 同時丟5枚均勻硬幣,觀察出現正面或反面的情形。求擲出3正面與2反面的機率。 解答 165 解析 將5枚硬幣視為不同,因為每一枚硬幣皆有正、反2種情形, 所以5枚硬幣共有2532 種情形,即樣本空間的樣本點有32個。 出現3正面2反面的情形即
正 正 正 反 反, , , ,
的排列數,共有3!2!5! =10種。 故所求機率為10= 5 32 16 。 19. 袋中有6顆白球和n顆黑球。今從袋中一次取兩顆球,已知此兩球為同色球的機率為47,求正整 數n。 解答 n2或 15 解析 依題意,得 6 2 2 6 2 4 7 n n C C C ,即
1 6 5 4 2 2 6 5 7 2 n n n n , 整理得n217n30 0 ,解得n15或n2。 20. 袋中有6顆紅球與若干顆白球,今從袋中一次取出2顆球。已知此二球為1紅球與1白球的機率為 8 15,求袋中白球的顆數。 解答 4 顆 解析 設白球有x顆,依題意知,
1 1
8 15 P 紅球 白球 ⇒ 61 1 6 2 8 15 x x C C C ⇒
66
5
158 2 x x x ⇒ 2 2x 23x60 0 ⇒x4或 15 2 (不合), 故袋中的白球有4顆。單元 7
1. ( )箱中有三顆紅球與三顆白球。一摸彩遊戲是從箱中隨機同時抽出兩顆球。如果抽出的兩 球顏色不同,則得獎金100元;如果兩球顏色相同,則無獎金。請問此遊戲獎金的期望 值為何﹖ (A)20元 (B)30元 (C)40元 (D)50元 (E)60元 解答 E 解析 期望值 3 3 1 1 6 2 100 C C 60 E C (元) 2. 一顆特別的骰子,其六個面中有兩面為2點、兩面為4點、其餘兩面為5點。假設投擲這顆骰子 每面出現的機率都相等。擲這顆骰子兩次,所得點數和的數學期望值為__________。(化為最簡 分數) 解答 223 解析 擲此特別骰子兩次,點數和如下圖: 2 4 5 2 4 6 7 4 6 8 9 5 7 9 10 因此,所得點數與其對應的機率如下: 4 6 7 8 9 10 1 2 2 1 2 1 9 9 9 9 9 9 點數和 機率 故所得點數和的期望值 4 1 6 2 7 2 8 1 9 2 10 1 9 9 9 9 9 9 E 22 3 。 3. 摸彩箱裝有若干編號為1,2,,10的彩球,其中各種編號的彩球數目可能不同。今從中隨機 摸取一球,依據所取球的號數給予若干報酬。現有甲、乙兩案: 甲案為當摸得彩球的號數為k時,其所獲報酬同為k, 乙案為當摸得彩球的號數為k時,其所獲報酬為11 k (k1,2,,10)。 已知依甲案每摸取一球的期望值為1467,則依乙案每摸取一球的期望值為____________(化成最 簡分數)。 解答 8714 解析 設pk為抽到k號球的機率。 則
1 2 10 67 1 2 10 14 E 甲 p p p ,E
甲 11 1
p1
11 2
p2
11 10
p10 11
p1p2 p10
1 p1 2 p2 10p10
67 87 11 14 14 。 4. 同時丟三枚均勻的硬幣。已知出現 3 個正面可得 30 元;出現 2 個正面可得 20 元;出現 1 個正面 可得 10 元。求丟一次所得金額的期望值為多少? 解答 15 元 解析 丟一次所得的金額共有「30 元、20 元、10 元」三種結果,其對應的機率如下: 正面數 3 2 1 金額 30 20 10 機率 18 38 38 根據期望值的定義,得期望值 30 1 20 3 10 3 120 15 8 8 8 8 E (元)。 5. 擲一粒公正骰子。已知擲出1,2點可得20元;擲出3,4或5點可得30元;擲出6點可得50元, 求擲骰子一次所得金額的期望值。 解答 30 元 解析 擲骰子一次所得的金額共有「20元,30元,50元」三種結果,其對應的機率如下: 金額 20 30 50 機率 26 36 16 根據期望值的定義,得期望值 20 2 30 3 50 1 180 30 6 6 6 6 E (元)。 6. 袋子裡有3顆大小相同的球,其中2顆球標示10元;1顆球標示50元。從袋中任取2顆球,即可得 到兩顆球所標示金額的總和,求取球一次所得金額的期望值。 解答 1403 元 解析 從袋中任取2顆球,所得的金額共有「20元,60元」兩種結果, 其對應的機率如下: 2 2 1 2 1 1 3 3 2 2 20 60 1 2 3 3 C C C C C 金額 機率 根據期望值的定義,得期望值 20 1 60 2 140 3 3 3 E (元)。7. 箱中裝有100元、200元、300元、400元的紅包袋各一個。今從箱中任抽取1個紅包袋,已知每個 紅包袋被抽中的機會都相等,求所取得紅包金額的期望值。 解答 250 元 解析 因為每一個紅包袋被取到的機率均為14,所以所得到金額的期望值為 1 1 1 1 100 200 300 400 250 4 4 4 4 (元)。 8. 袋中有大小形狀都相同的紅色代幣4枚、綠色代幣9枚與藍色代幣若干枚。每一枚紅色、綠色、 藍色代幣分別可兌換50元、20元與10元。現從袋中取出一枚代幣,已知取出代幣所兌換金額的 期望值為20元,問:藍色代幣有多少枚? 解答 12 枚 解析 設藍色代幣有n枚,兌換金額與其對應的機率如下﹕ 金額 50 20 10 機率 n413 n913 nn13 因為期望值為20元,所以50 4 20 9 10 20 13 13 13 n n n n ⇒200 180 10 n20
n13
,解得n12(枚)。 9. 有一抽獎遊戲,參加者自箱中抽出一球,確定顏色後放回。只有抽得紅色或紫色球者可得獎金, 抽得紅色球者可得獎金5000元,抽得紫色球者可得獎金2000元。箱中已置有2顆紅色球及5顆紫 色球。在抽出任一球之機率相等的條件下,若主辦單位希望參加者所得獎金的期望值為800元, 則主辦單位應於箱內再置入其他顏色的球幾顆? 解答 18顆 解析 設再加入其他顏色球x顆。 獎金期望值為5000 2 2000 5 800 7 7 x x , 整理得8x56 200 ,解得x18。 故再加入其他顏色球18顆。 10. 根據統計資料得知:一位25歲的人在一年內存活的機率為0.999。保險公司針對25歲的人推出以 下一年期的人壽保險:「投保人若在投保後一年內死亡,則可獲理賠金100萬元;否則不予理 賠。」 已知此一年期保險的保費為1200元,求保險公司對於每份保單的利潤期望值。 解答 200 元 解析 25歲的人一年內若平安度過,保險公司賺1200元,否則要賠
1000000 1200
元,利潤期 望值為
1200 0.999 1000000 1200 0.001
1200 0.999 0.001 1000000 0.001 1200 1000 200 (元)。 11. 袋中有編號1,2,3號卡片各2張。 (1)自袋中任取出1張卡片,求取出卡片數字的期望值。 (2)自袋中同時取出2張卡片,求取出卡片數字乘積的期望值。 解答 (1)2 (2)5815 解析 (1) 數字的期望值 1 2 2 2 3 2 2 6 6 6 E 。 (2)同時取出2張,2張數字相乘可能的值如下: 1 2 3 1 1 2 3 2 2 4 6 3 3 6 9 期望值 2 2 2 2 1 1 1 1 6 6 6 2 2 2 1 1 2 C C 3 C C E C C C 12 12 6 6 6 2 2 2 1 1 4 6 C C 9 C C C 15 15 15 15 15 15 151 8 12 4 24 9 58。 12. 袋中10張大小相同的卡片,分別標示數字1,2,3,,10。從袋中任取出1張卡片,求所取出 卡片標示數字的正因數個數之期望值。 解答 1027 解析 取得的數字與正因數個數列表如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 2 3 2 4 2 4 3 4 數字 正因數個數 所得的正因數個數與其所對應的機率如下: 1 2 3 4 1 4 2 3 10 10 10 10 正因數個數 機率 期望值 1 1 2 4 3 2 4 3 27 10 10 10 10 10 E 。 13. 投擲一粒不公正的骰子。設擲出k點,即可得到與點數相同金額。已知擲骰子一次所得的金額k 與其對應的機率如下: 金額 1 2 3 4 5 6 機率 x y y x y y 又知所得金額的期望值為3元,求x,y的值。 解答 x13, 1 12 y解析 依題意,列得 1 2 3 4 5 6 3 x y y x y y x y y x y y ,即 2 4 1 5 16 3 x y x y , 解得x13, 1 12 y 。 14. 有3顆不同的球,任意放入3個不同的箱子,每箱可以放入的球數不限,求空箱子個數的期望值。 解答 89個 解析 空箱個數與其對應的機率如下:
3 3 3 1 2 3 3 3 0 1 2 2 2 3! 2 6 1 1 = = 3 9 3 9 3 9 C C 空箱個數 機率 故空箱個數的期望值 0 2 1 6 2 1 8 9 9 9 9 E (個)。 15. 有一種遊戲,每次輸贏規則如下: 先從1,2,3,4,5,6中選定一個號碼n,再擲三粒骰子,若三粒骰子的點數都是n,則可贏 3元;恰有兩粒骰子的點數是n,則可贏2元;恰有一粒骰子的點數是n,則可贏1元;而沒有點 數為n,則輸1元。 求玩此遊戲一次所得金額的期望值。 解答 21617 元 解析 擲三粒骰子,所得的金額有「3 元,2 元,1 元,− 1 元」四種,其對應的機率如下: 3 3 2 3 2 1 3 3 3 3 3 2 1 1 1 1 5 15 5 75 5 125 6 216 6 216 6 216 6 216 n n n n C C 擲出點數 三個 兩個 一個 沒有 所得金額 機率 所得金額的期望值
1 15 75 125 3 2 1 1 216 216 216 216 E 17 216 (元)。單元 8
1. ( )根據一百多年來的氣象紀錄,美國費城年雨量平均值為41.0英吋,標準差為6.1英吋。 今欲將此項統計資料的單位由英制換為公制,請問該城市一百多年來年雨量的標準差最接近下列 的哪一個選項﹖(註:1英吋等於25.4毫米。) (A)0.240毫米 (B)1.61毫米 (C)6.10毫米 (D) 155毫米 (E)1041毫米 解答 D 解析 6.1英吋6.1 25.4 毫米154.94毫米155毫米 2. ( )下列各組數據,何者的標準差最大? (A)5, 5, 5, 5, 5 (B)1, 3, 5, 7, 9 (C)3, 4, 5, 6, 7 解答 B 解析 (A)數據全都相同,其標準差為 0 (B)與(C)的平均數都是 5,但(B)的分散程度較大,故 (B)的標準差最大 3. ( )附圖為臺灣某年 SARS 疫情病例累計趨勢統計圖(3 月 31 日到 5 月 31 日)﹕ 從 4 月 22 日到 5 月 14 日共 23 天的每日平均新增病例數,最接近下列哪一個值﹖ (A)11 (B)14 (C)17 (D)20 (E)23 解答 C 解析 由表中資料看出,4月22日與5月14日累計病例數約為100與500(略少),共增加約 400人。 因此每日平均增加病例數為400 17 23 4. ( )某班有學生40人,某次考試數學科平均成績55分,標準差為12分。今將最高分與最低 分去掉,重新計算其他38人的成績,平均得分及標準差 分,選出正確的選項。 (A)必大 於55;必小於12 (B)必小於55; 必大於12 (C)必小於55;必小於12 (D)無法確 定大於或小於55;必小於12 (E)無法確定大於或小於或等於55; 也無法確定大於或小於 或等於12 解答 E 解析 將最高分與最低分去掉,平均數與標準差仍無法判定。 例如:40人中43分的有20人,67分的有20人,則平均數為55分,標準差為12分, 去掉最高與最低分,平均數仍為55分,標準差仍為12分 5. ( )已知n筆數據資料x1,x2,,xn的算術平均數為10,標準差為3,中位數為12,眾數 為8。若yi 3xi4,則對新資料yi而言,選出正確的選項: (A)算術平均數為34 (B)標準差 為9 (C)中位數為32 (D)眾數為28 解答 BC 解析 因為新資料yi 3xi4,所以yi的 (A)算術平均數y 3x 4
3 10 4 26 (B)標準差y 3x 3 3 9 (C)新資料的中位數為
3 12 4 32 (D)新資料的眾數為
3 8 4 20 6. ( )流感期間,為了建立指標顯示疫情已控制,以便向國人宣示可以過正常生活,有位公共 衛生專家建議的指標是:「連續7天,每天新增的可能病例都不超過(小於或等於)5人」。根 據連續7天的新增病例計算,下列各選項,哪些必定符合此指標? (A)平均數3 (B)標準差 1 (C)平均數3且標準差2 (D)平均數3且全距2 (E)眾數1且全距4 解答 DE 解析 (A)若連續7天的新增病例數為1,1,1,1,2,2,6,平均數為2 3 ,但不符合指標 (B)若連續7天的新增病例數為6,6,6,6,6,6,6,標準差為0 1 ,但不符合指 標 (C)若連續7天的新增病例數為2,2,2,3,3,3,6,平均數為3 3 ,標準差 為 12 2 7 。但不符合指標 (D)因為平均數3,且全距2,所以新增病例數最大不會 超過5,符合指標 (E)因為眾數為1,所以新增病例數最小值1。又因為全距4,所 以新增病例數最大值 4 最小值5,符合指標7. ( )某次測驗試題共有25題,每題4分。今老師改完考卷後得全班平均成績44分,標準差8 分。若將計分方式改為每題答對可得5分,且一律加6分。關於調整前後的分數,選出正確的選 項。 (A)眾數不變 (B)算術平均數變成61分 (C)中位數變大 (D)標準差仍是8分 解答 BC 解析 設原分數與調整後的分數分別為xi與yi,則yi 45xi6。 調整之後yi的眾數及中位數會變為原來的54倍,再加6,因此會變大。 調整之後的算術平均數 5 44 6 61 4 y (分), 標準差 5 8 10 4 y (分) 8. ( )定義一組資料的第一十分位數w1為「至少有(含)101 的資料不大於w1,且至少有 (含)109 的資料不小於w1」,選出正確的選項。 (A)任一組資料都恰有一個第一十分位數 (B) 若將原資料每個數據分別乘以5,則原資料的第一十分位數乘以5也會是新資料的第一十分位數 (C)若將原資料每個數據分別加5,則原資料的第一十分位數加5也是此新資料的第一十分位數 (D)若有A,B兩組資料其第一十分位數分別為wA,wB,則wAwB也是此兩組資料合併成一組後 的第一十分位數 (E)任一組資料的第一十分位數必小於該組資料之算術平均數 解答 BC 解析 (A)╳:若資料相同,則不唯一 (B)○:因為不影響數據的大小關係,所以原資料的第一十分位數 乘以 5 也會是新資料的第一十分位數 (C)○:因為不影響數據的大小關係,所以原資料的第一 十分位數加上 5 也會是新資料的第一十分位數 (D)╳:例如 :1A , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2, 2 ,wA1.5; : 2B , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 ,wA2.5, A 與 B 合併成一組 為1 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 , 3 ,其第一十 分位數為 2 。但wAwB 不為其第一十分位數 (E)╳:若資料全都相同,則該組資料之第一4 十分位數與算術平均數就相等
9. 求下列各組數據算術平均數、變異數與標準差。 (1)61,63,65,67,69。 (2)1,2,2,5。 解答 (1)65,8,2 2 (2)52,94,32 解析 (1) 這五個數據的算術平均數 61 63 65 67 69 65 5 , 變異數: 2 1
61 65
2 63 65
2 5
2
2 65 65 67 65
69 65
2
8, 標準差: 8 2 2 。 (2)這四個數據的算術平均數1 2 2 5 4 52, 又四數的平方和為1222225234 , 故變異數: 2 2 34 5 9 4 2 4 , 標準差: 94 23。 10. 美聲歌唱比賽海選要連續通過三關才能進入最後決賽。已知第一、二、三關的通過率分別為36%、 24%與2%,求這三關的平均通過率。 解答 12% 解析 設這三關的平均通過率為x。 因為x3
36% 24% 2%
3 36 24 2 12 = = 100 100 100 100 , 所以 12 12% 100 x 。 11. 求以下四個數據的標準差。 5, 8, 9, 12。 解答 52解析 這四個數據的算術平均數5 8 9 12 17 4 2 , 又四數的平方和為528292122314 , 故標準差 2 314 17 5 4 2 2 。 12. 求數據1,2,3,4,7的算術平均數與標準差。 解答 算術平均數175 ,標準差 106 5 解析 這五個數據的算術平均數 1
1 2 3 4 7
17 5 5 。 又此五數的平方和為122232427279 , 因此,標準差 2 79 17 106 106 5 5 25 5 。 13. 已知十位同學的體重(公斤)如下:55, 56, 59, 59, 59, 60, 60, 63, 68, 71,求 (1)眾數。 (2)中位數。 (3)算術平均數。 解答 (1)59 公斤 (2)59.5 公斤 (3)61 公斤 解析 (1) 眾數為 59 公斤。 (2)中位數為59 60 59.5 2 (公斤)。 (3)算術平均數為 1
55 56 59 59 59 60 60 63 68 71
61 10 (公斤)。 14. 求下列各數據的算術平均數、變異數與標準差。 (1)1,3,6,10,10,12。 (2)51,52,53,54,55。 解答 (1)算術平均數:7,變異數:16,標準差:4 (2)算術平均數:53,變異數:2,標準差: 2解析 (1) 算術平均數: 1
1 3 6 10 10 12
7 6 。 變異數: 2 1
1 7
2 3 7
2 6 7
2 10 7
2 6
2
2
10 7 12 7 16。 標準差: 16 4 。 (2)算術平均數: 1
51 52 53 54 55
53 5 。 變異數: 2 1
51 53
2 52 53
2 53 53
2 5
2
2
54 53 55 53 2 。 標準差: 2。 15. 已知10個學生的數學成績的算術平均數為62分,標準差為10分。但因甲生違背考場規則,其成 績80分須由10個成績中剔除,求成績更改後,9個成績的算術平均數與標準差。 解答 算術平均數= 60,標準差8 103 解析 設甲生之外的9位學生之成績為x1,x2,,x9。 由原算術平均數可得
1 2 9
1 80 62 10 x x x ⇒x1x2 x9540, 因此,成績更改後,算術平均數為
1 2 9
1 1 540 60 9 x x x 9 (分)。 由原標準差可得
2 2 2 2
2 1 2 9 1 80 62 10 10 x x x ⇒x12x22 x9233040, 因此,成績更改後,標準差為單元 9
1. ( )兩變量x與y的數據如下表: x 1 2 3 4 y 2 4 6 8 則x與y的相關係數為 (A)0 (B)0.8 (C)1 (D)0.8 (E)1 解答 E 解析 因為x與y的散布圖皆落在直線y 2x上,所以x與y的相關係數為1 2. ( )兩組資料 A 與 B 的散布圖與相關係數如圖所示。 x y 0 A r=-0.7 x y 0 B r=-0.9 x y 0 C 下列哪一個選項最可能是資料 C 散布圖的相關係數? (A)−1.1 (B)−0.8 (C)−0.4 (D)0.2 (E)0.4 解答 C 解析 因為資料 C 為負相關,且其散布圖較資料 A 的散布圖分散,所以 C 的相關係數大於0.7 3. ( )關於散布圖的敘述,選出正確的選項。 (A)若各數據點全落在一直線上,表示兩變量 呈現完全正相關或完全負相關 (B)若以
x, y
當作原點,各數據點多半集中在第一、三象限, 表示兩變量呈現正相關 (C)若各數據點散布上、下、左、右均成對稱,表示兩變量為零相關 (D)若各數據點散布在一平行x軸的直線上,表示兩變量呈現完全正相關 (E)散布圖上各數據點 的迴歸直線,其斜率恰等於相關係數 解答 C 解析 (A)錯誤:若為鉛直線或水平線,則為零相關 (B)錯誤:反例: x 1 2 1 2 10 10 y 2 1 2 1 10 10 0 x y ,第一、三象限的數據點比第二、四象限的數據點多,但是兩變量呈現負相 關 (C)正確 (D)錯誤:若平行x軸,表示兩變量為零相關 (E)錯誤:當兩變量的標準 差相等時方有此性質4. ( )某飲料店根據過去的銷售紀錄,當每日最高氣溫在22 C 到39 C 時,該日飲料的銷售量 與當天的最高氣溫之相關係數為0.99,部分紀錄如下表: 最高氣溫C 25 27 29 31 33 35 銷售量(杯) 205 257 303 356 408 464 已知某日最高氣溫為38 C ,依據上述的資訊推測,試問該日飲料的銷售量應接近下列哪 個選項? (A)490杯 (B)520杯 (C)542杯 (D)616杯 解答 C 解析 若以最高氣溫當橫軸,銷售量當縱軸,作散布圖時,因為相關係數為0.99,所以散布圖 的所有點會相當靠近一條斜率為正的直線L。觀察紀錄表中銷售量的變化: 最高氣溫C 25 27 29 31 33 35 銷售量(杯) 205 257 303 356 408 464 52 46 53 52 56 得知:最高氣溫每增加2 C ,銷售量約增加52杯。 因此,直線L的斜率約為52 26 2 。 令38 C 時的銷售量為x杯。由直線斜率的定義,得 464 26 38 35 x , 解得x542 5. ( )下列5個散布圖中,x與y的相關係數由左至右依序分別為r1,r2,r3,r4,r5,選出正 確的選項。 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 (A)r4最小 (B)r5最大 (C)r4 r5 (D)r2r5 (E)r3r5 解答 ADE 解析 圖 1、圖 3 均為正相關;圖 2、圖 5 為零相關;圖 4 為負相關, ∴r3 r1 r2 r5 r4
6. ( )關於下列的敘述,選出正確的選項。 (A)相關係數r的變動範圍在1與1之間 (B)當 兩變量x與y的相關係數愈大時,代表x與y的相關程度愈強 (C)迴歸直線y mx k 中的斜率m 的變動範圍在1與1之間 (D)由兩變量x與y的數據所求得的迴歸直線之斜率m與相關係數r正 負號相同 (E)若兩變量x與y的數據皆滿足y ax b ,則x與y的相關係數r1 解答 AD 解析 (A)正確 (B)錯誤:例如相關係數1,表完全負相關 (C)錯誤:因為迴歸直線y mx k 中的斜率m與相關係數 r的關係為 y x m r ,所以 m的變動範圍未必在1與1之間 (D) 正確 (E)錯誤:r可能為1、1或0 7. ( )某校高一共有500位學生,數學科與英文科的第一次段考成績分別以x,y表示,且每 位學生的成績用0至100評分。已知這兩科成績的相關係數為0.03,選出正確的選項。 (A)x與 y的相關情形可以用散布圖表示 (B)這兩科成績適合用直線y ax b 表示x與y的相關情形(a, b為常數,a0) (C)x5與y5的相關係數仍為0.03 (D)5x與5y的相關係數仍為0.03 (E)若 x x x x , y y y y ,其中 x ,y分別為x,y的平均數,x,y分別為x,y的標準差,則 x與y的相關係數仍為0.03 解答 ACDE 解析 (A)○ (B)╳:相關係數太低,∴不適合 (C)○:rx5,y5 rx y, 0.03 (D)○:r5 ,5x y rx y, 0.03 (E)○ 8. 有甲乙…等6位學生,他們的期末考試數學成績與該學期數學課缺課數,對應資料如下表。 學生 甲 乙 丙 丁 戊 己 成績x(分) 90 80 70 100 80 60 缺課數y(堂) 2 3 3 1 1 5 繪出此數據的散布圖。 解答 見解析 解析 以x為橫軸,y為縱軸,數據的散布圖如圖。
9. 附圖是10筆數據
x y1, 1
,
x y2, 2
,,
x y10, 10
的散布圖。判斷兩變量x與y是正相關、負相關 或零相關。 解答 負相關 解析 觀察散布圖,可知兩變量是負相關。 10. 有5位學生的數學與英文競試成績,如下表。 學生代號 A B C D E 數學成績x(分) 2 3 4 5 6 英文成績y(分) 2 3 3 5 4 繪出此數據的散布圖。 解答 見解析 解析 以x為橫軸,y為縱軸,數據的散布圖如圖。 11. 設兩變量x與y的數據如下表。 x 3 4 5 6 y 4 6 a 6 已知y對x的迴歸直線為y25x165 ,求 a的值。 解答 4 解析 兩變量x與y的平均數分別為 3 4 5 6 9 4 2 x , 4 6 6 16 4 4 y a a 。 因為迴歸直線必過點
x, y
, 所以將x 92、 16 4 y a 代入 2 16 5 5 y x 得 16 2 9 16 4 5 2 5 a ,解得 4 a 。12. 兩變量x與y的數據如下表,求y對x的迴歸直線方程式。 x 2 1 4 5 3 y 1 3 7 6 3 解答 y65x25 解析 兩變量x與y的平均數分別為 2 1 4 5 3 3 5 x , 1 3 7 6 3 4 5 y 。 依公式需要整理如下表。 x x yy