问题 解答题

已知方程x2+ax+b=0,a,b为常数.

(Ⅰ)若a∈{0,1,2},b∈{0,1,2},求方程的解的个数ξ的期望;

(Ⅱ)若a,b在[0,2]内等可能取值,求此方程有实根的概率.

答案

(1)a取集合{0,1,2}中任一元素,b取集合{0,1,2,3}中任一元素,

∴a、b的取值情况有(0,0),(0,1),(0,2),(0,3),(1,0),(1,1),(1,2),(1,3),(2,0),(2,1),(2,2),(2,3),

其中第一个数表示a的取值,第二个数表示b的取值,基本事件总数为12.

当方程x2+ax+b=0没有解时,即△=a2-4b<0,此时a、b的取值情况有(0,1),(0,2),(0,3),(1,1),(1,2),(1,3),(2,2),(2,3),包含的基本事件数为8.

当方程x2+ax+b=0有一解时,即△=a2-4b=0,此时a、b的取值情况有(0,0),(2,1),包含的基本事件数为2.

当方程x2+ax+b=0有两解时,即△=a2-4b>0,此时a、b的取值情况有(1,0),(2,0),包含的基本事件数为2.

由题意知用随机变量ξ表示方程x2+ax+b=0实根的个数,所以得到ξ=0,1,2

所以P(ξ=0)=

8
12
=
2
3
P(ξ=1)=
2
12
=
1
6
P(ξ=2)=
2
12
=
1
6

∴ξ的分布列为:

                     ξ                       0                          1                        2
                     p                      
2
3
                          
1
6
                       
1
6
∴ξ的数学期望为Eξ=0×
2
3
+1×
1
6
+2×
1
6
=
1
2

(2)∵a从区间[0,2]中任取一个数,b从区间[0,2]中任取一个数

则试验的全部结果构成区域Ω={(a,b)|0≤a≤2,0≤b≤2}这是一个矩形区域,其面积SΩ=2×2=4,

设“方程x2+ax+b=0有实根”为事件A,

则事件A构成的区域为M={(a,b)|0≤a≤2,0≤b≤2,a2-4b≥0},由积分公式可得其面积SM=

2
3

由几何概型的概率计算公式可得:方程有实根的概率P(A)=

2
3
4
=
1
6

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