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19概率与统计★★★☆☆
AA,BB 两个投资项目的利润率分别为随机变量 X1X_{1} 和 X2X_{2}. 根据市场分析,X1X_{1} 和 X2X_{2} 的分布列分别为
(1) 在 AA,BB 两个项目上各投资 100 万元100\text{ 万元},Y1Y_{1} 和 Y2Y_{2} 分别表示投资项目 AA 和 BB 所获得的利润,求方差 D(Y1)D(Y_1),D(Y2)D(Y_2); (2) 将 x 万元x\text{ 万元}(0⩽x⩽1000 \leqslant x \leqslant 100)投资 AA 项目,(100−x) 万元(100-x)\text{ 万元}投资 BB 项目,f(x)f(x) 表示投资 AA 项目所得利润的方差与投资 BB 项目所得利润的方差的和. 求 f(x)f(x) 的最小值,并指出 xx 为何值时,f(x)f(x) 取到最小值.(注:D(aX+b)=a2D(X)D(aX+b)=a^{2}D(X))
\begin{solution} \begin{enumerate} \item 将百分数按小数表示,则
E(X1)=0.05×0.8+0.10×0.2=0.06E(X_1)=0.05\times0.8+0.10\times0.2=0.06
D(X1)=0.8(0.05−0.06)2+0.2(0.10−0.06)2=0.0004D(X_1)=0.8\left(0.05-0.06\right)^2+0.2\left(0.10-0.06\right)^2=0.0004
由于 Y1=100X1Y_1=100X_1,所以
D(Y1)=1002D(X1)=4D(Y_1)=100^2D(X_1)=4
对第二个项目,
E(X2)=0.02×0.2+0.08×0.5+0.12×0.3=0.08E(X_2)=0.02\times0.2+0.08\times0.5+0.12\times0.3=0.08
D(X2)=0.2(0.02−0.08)2+0.5(0.08−0.08)2+0.3(0.12−0.08)2=0.0012D(X_2)=0.2\left(0.02-0.08\right)^2+0.5\left(0.08-0.08\right)^2+0.3\left(0.12-0.08\right)^2=0.0012
由于 Y2=100X2Y_2=100X_2,所以 D(Y2)=1002D(X2)=12D(Y_2)=100^2D(X_2)=12. \item 投资 AA 项目 xx 万元、投资 BB 项目 100−x100-x 万元时,两项投资所得利润的方差分别为 x2D(X1)x^2D(X_1) 与 (100−x)2D(X2)(100-x)^2D(X_2). 因而
f(x)=0.0004x2+0.0012(100−x)2=x2+3(100−x)22500f(x)=0.0004x^2+0.0012(100-x)^2 =\frac{x^2+3(100-x)^2}{2500}
整理得
f(x)=4(x−75)2+75002500=(x−75)2625+3f(x)=\frac{4(x-75)^2+7500}{2500}=\frac{(x-75)^2}{625}+3
在 0≤x≤1000\le x\le100 时,(x−75)2≥0(x-75)^2\ge0,所以 f(x)f(x) 的最小值为 33,且当 x=75x=75 时取得. \end{enumerate} \end{solution}

2008 · 全国 · 新课程卷 · 理 · 第 19 题 · 解答题

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