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CalcGospel 國際數學圖譜
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IAL 2025 Oct S2 Q3

A Level / Edexcel / S2

IAL 2025 Oct Paper · Question 3

题目

Problem

(a) Explain what you understand by the sampling distribution of a statistic.

(1)

A bag contains a large number of £1 coins and a large number of £2 coins only.

A random sample of 3 coins is taken from the bag.

(b) List all the possible combinations of the 3 coins that might be selected.

(2)

The probability of selecting a £1 coin from the bag is pp and the probability of selecting a £2 coin from the bag is qq.

Let Xˉ\bar{X} represent the mean value of the 3 coins selected.

The sampling distribution of Xˉ\bar{X} is given below.

xˉ\bar{x}143\dfrac{4}{3}aa2
P(Xˉ=xˉ)P(\bar{X} = \bar{x})27125\dfrac{27}{125}bbccdd

where aa, bb, cc and dd are constants.

(c) State the value of aa.

(1)

(d) Find the value of bb, the value of cc and the value of dd.

(6)

Let MM represent the modal value of the 3 coins selected.

(e) Find the sampling distribution of MM.

(3)

(Total for Question 3 is 13 marks)

题目中文翻译

(a) 解释你对统计量的抽样分布的理解。

一个袋子中只装有大量 £1 硬币和大量 £2 硬币。

从袋子中随机抽取 3 枚硬币。

(b) 列出可能被选中的 3 枚硬币的所有可能组合。

从袋子中选中 £1 硬币的概率为 pp,选中 £2 硬币的概率为 qq

Xˉ\bar{X} 表示所选 3 枚硬币的平均值。

Xˉ\bar{X} 的抽样分布如下所示。

xˉ\bar{x}143\dfrac{4}{3}aa2
P(Xˉ=xˉ)P(\bar{X} = \bar{x})27125\dfrac{27}{125}bbccdd

其中 aabbccdd 为常数。

(c) 写出 aa 的值。

(d) 求 bb 的值、cc 的值和 dd 的值。

MM 表示所选 3 枚硬币的众数值。

(e) 求 MM 的抽样分布。

(第 3 题共 13 分)

解答

(a)

解法一

思路

展开

抽样分布描述的是:从总体中取出所有可能的同样大小的样本时,某一统计量可能取得哪些值,以及每个值对应的概率。

答题过程

展开

The sampling distribution of a statistic is the probability distribution of that statistic over all possible samples of a fixed size from the population.

(b)

解法一

思路

展开

只考虑硬币面值的组合而不区分抽取次序。三枚硬币中 £2 硬币的枚数可以是 0,1,2,30,1,2,3,因此共有四种组合。

答题过程

展开

The possible combinations are

(1,1,1), (1,1,2), (1,2,2), (2,2,2).\boxed{(1,1,1),\ (1,1,2),\ (1,2,2),\ (2,2,2)}.

The two mixed combinations each have three possible orders.

(c)

解法一

思路

展开

aa 对应一枚 £1 硬币和两枚 £2 硬币的平均面值,因此把三个面值相加后除以 33

答题过程

展开

For the combination (1,2,2)(1,2,2),

a=1+2+23=53.a=\frac{1+2+2}{3}=\boxed{\frac53}.

(d)

解法一

思路

展开

平均值为 11 只可能来自三枚 £1 硬币,所以由已知概率先求 pp,再由 p+q=1p+q=1qq。之后用二项形式分别计算一枚、两枚和三枚 £2 硬币的概率。

答题过程

展开

Since P(Xˉ=1)=27/125P(\bar X=1)=27/125,

p3=27125p=35.\begin{align*} p^3=&\,\frac{27}{125}\\ p=&\,\frac35. \end{align*}

Hence,

q=1p=25.q=1-p=\frac25.

For a mean of 4/34/3, two £1 coins and one £2 coin are required, so

b=3p2q=3(35)2(25)=54125.\begin{align*} b =&\,3p^2q\\ =&\,3\left(\frac35\right)^2\left(\frac25\right)\\ =&\,\boxed{\frac{54}{125}}. \end{align*}

For a mean of 5/35/3, one £1 coin and two £2 coins are required, so

c=3pq2=3(35)(25)2=36125.\begin{align*} c =&\,3pq^2\\ =&\,3\left(\frac35\right)\left(\frac25\right)^2\\ =&\,\boxed{\frac{36}{125}}. \end{align*}

Finally,

d=q3=(25)3=8125.\begin{align*} d =&\,q^3\\ =&\,\left(\frac25\right)^3\\ =&\,\boxed{\frac8{125}}. \end{align*}

(e)

解法一

思路

展开

三枚硬币的样本量为奇数,因此众数一定是出现至少两次的面值。M=1M=1 对应三枚或两枚 £1 硬币;M=2M=2 对应两枚或三枚 £2 硬币。把 (d) 中相应组合的概率合并。

答题过程

展开

The modal value is 1 for the combinations (1,1,1)(1,1,1) and (1,1,2)(1,1,2). Thus,

P(M=1)=27125+54125=81125.P(M=1)=\frac{27}{125}+\frac{54}{125} =\frac{81}{125}.

The modal value is 2 for the combinations (1,2,2)(1,2,2) and (2,2,2)(2,2,2). Thus,

P(M=2)=36125+8125=44125.P(M=2)=\frac{36}{125}+\frac8{125} =\frac{44}{125}.

Therefore, the sampling distribution of MM is

m12P(M=m)8112544125\begin{array}{c|cc} m&1&2\\ \hline P(M=m)&\dfrac{81}{125}&\dfrac{44}{125} \end{array}