一个口袋中装有大小相同的n个红球(n≥5且n∈N)和5个白球,一次摸奖从中摸两个球,两个球的颜色不同则为中奖.
(1)记三次摸奖(每次摸奖后放回)恰有一次中奖的概率为P.试问当n等于多少时,P的值最大?
(2)在(1)的条件下,将5个白球全部取出后,对剩下的n个红球全部作如下标记:记上i号的有i个(i=1,2,3,4),其余的红球记上0号,现从袋中任取一球.ξ表示所取球的标号,求ξ的分布列,期望和方差.
(1)一次摸奖从n+5个球中任取两个,有Cn+52种方法.它们是等可能的,其中两个球的颜色不同的方法有Cn1C51种,
一次摸奖中奖的概率P== …(2分)
设每次摸奖中奖的概率为p(0<p<1),三次摸奖中(每次摸奖后放回)恰有一次中奖的概率,
P=×p×(1-p) 2=3p3-6p2+3p
∴P′=9p2-12p+3=3(p-1)(3p-1),
由此知P在(0,)上为增函数,P在(,1)上为减函数,…(4分)
∴当p=时P取得最大值,即p==,
解得n=20或n=1(舍去),则当n=20时,三次摸奖(每次摸奖后放回)恰有一次中奖的概率最大.…(6分)
(2)由(1)可知:记上0号的有10个红球,从中任取一球,有20种取法,它们是等可能的故ξ的分布列是
…(8分)
Eξ=0×+1×+2×+3×+4×= …(10分)
Dξ=(0-)2×+(1-)2×+(2-)2×+(3-)2×+(4-)2×= …(12分)