(本小题满分14分)
随机将,,,这个连续正整数分成,两组,每组个数,组最小数为,最大数为,组最小数为,最大数为,记,。
(1)当时,求的分布列和数学期望;
(2)令表示事件“与的取值恰好相等”,求事件发生的概率;
(3)对(2)中的事件,表示的对立事件,判断和的大小关系,并说明理由。
(1)当时,的所有可能取值为:,,,。将个正整数平均分成,两组,不同的分组方法共有种,所以的分布列为:
。
(2)和恰好相等的所有可能取值为:,,,,。又和恰好相等且等于时,不同的分组方法有种;和恰好相等且等于时,不同的分组方法有种;和恰好相等且等于时,不同的分组方法有种;所以当时,,当时,。
(3)由(2)当时,,因此。而当时,,理由如下:等价于①用数学归纳法来证明:
当时,①式左边,①式右边,所以①式成立。
假设时①式成立,即成立,那么,当时,左边右边,即当时①式也成立。
综合,得:对于的所有正整数,都有成立。
本题主要考查概率及分布列。
(1)写出变量的可能取值及对应的概率值,即可列出分布列,从而求得数学期望;
(2)求出总基本事件个数及满足条件的事件个数,即可求解;
(3)写出两个概率,用数学归纳法求解即可。