Question

【題目】一款擊鼓小游戲的規(guī)則如下：每盤游戲都需擊鼓三次，每次擊鼓后要么出現(xiàn)一次音樂，要么不出現(xiàn)音樂；每盤游戲擊鼓三次后，出現(xiàn)三次音樂獲得150分，出現(xiàn)兩次音樂獲得100分，出現(xiàn)一次音樂獲得50分，沒有出現(xiàn)音樂則獲得-300分.設(shè)每次擊鼓出現(xiàn)音樂的概率為，且各次擊鼓出現(xiàn)音樂相互獨立.

（1）若一盤游戲中僅出現(xiàn)一次音樂的概率為，求的最大值點；

（2）以（1）中確定的作為的值，玩3盤游戲，出現(xiàn)音樂的盤數(shù)為隨機(jī)變量，求每盤游戲出現(xiàn)音樂的概率，及隨機(jī)變量的期望；

（3）玩過這款游戲的許多人都發(fā)現(xiàn)，若干盤游戲后，與最初的分?jǐn)?shù)相比，分?jǐn)?shù)沒有增加反而減少了.請運用概率統(tǒng)計的相關(guān)知識分析分?jǐn)?shù)減少的原因.

Answer 1

【答案】（1）；（2），；（3）見解析.

【解析】

（1）根據(jù)獨立重復(fù)試驗中概率計算,可得僅出現(xiàn)一次音樂的概率.然后求得導(dǎo)函數(shù),并令求得極值點.再根據(jù)的單調(diào)情況,求得的最大值.

（2）由（1）可知,.先求得不出現(xiàn)音樂的概率, 由對立事件概率性質(zhì)即可求得出現(xiàn)音樂的概率.結(jié)合二項分布的期望求法,即可得隨機(jī)變量的期望;

（3）求得每個得分的概率,根據(jù)公式即可求得得分的數(shù)學(xué)期望.構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)即可證明數(shù)學(xué)期望為負(fù)數(shù),即可說明分?jǐn)?shù)變少.

（1）由題可知,一盤游戲中僅出現(xiàn)一次音樂的概率為：

,

由得或（舍）

當(dāng)時,；

當(dāng)時,,

∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,

∴當(dāng)時,有最大值,即的最大值點；

（2）由（1）可知,

則每盤游戲出現(xiàn)音樂的概率為

由題可知

∴；

（3）由題可設(shè)每盤游戲的得分為隨機(jī)變量,則的可能值為-300,50,100,150；

∴；

；

；

；

∴

；

令,則；

所以在單調(diào)遞增；

∴；

即有；

這說明每盤游戲平均得分是負(fù)分,由概率統(tǒng)計的相關(guān)知識可知：經(jīng)過若干盤游戲后,與最初的分?jǐn)?shù)相比,分?jǐn)?shù)沒有增加反而會減少.