近年来,某市为促进生活垃圾的分类处理,将生活垃圾分为厨余垃圾,可回收物和其他垃圾三类,并分别设置了相应的垃圾箱. 为调查居民生活垃圾分类投放情况,现随机抽取了该市三类垃圾箱中总计
1000 吨 生活垃圾,数据统计如下(单位:吨):
| “厨余垃圾”箱 | “可回收物”箱 | “其他垃圾”箱 |
|---|
| 可回收物 | 30 | 240 | 30 |
| 其他垃圾 | 20 | 20 | 60 |
(1) 试估计厨余垃圾投放正确的概率;
(2) 试估计生活垃圾投放错误的概率;
(3) 假设厨余垃圾在“厨余垃圾”箱,“可回收物”箱,“其他垃圾”箱的投放量分别为
a,
b,
c,其中
a>0,
a+b+c=600. 当数据
a,
b,
c 的方差
s2 最大时,写出
a,
b,
c 的值(结论不要求证明),并求此时
s2 的值.
(注:
s2=n1[(x1−x)2+(x2−x)2+⋯+(xn−x)2],其中
x 为
x1,
x2,
⋯,
xn 的平均数)
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 三类厨余垃圾共
400+100+100=600 吨,其中正确投放到“厨余垃圾”箱的有
400 吨,所以估计正确投放的概率为
600400=32.
\item 投放错误的垃圾量是所有非对角线数据之和,即
100+100+30+30+20+20=300 吨. 因而估计生活垃圾投放错误的概率为
1000300=103.
\item 由于
a,
b,
c 是投放量,
b,
c⩾0. 它们的平均数为
xˉ=3a+b+c=200,所以
s2=31[(a−200)2+(b−200)2+(c−200)2]=3a2+b2+c2−120000
在
a,
b,
c⩾0 且
a+b+c=600 时,
a2+b2+c2⩽(a+b+c)2=360000,等号当且仅当其中两个数为零. 结合
a>0,方差最大时
a=600,
b=c=0,并且
s2=3360000−120000=80000.
\end{enumerate}
\end{solution}