【題目】為篩查在人群中傳染的某種病毒,現(xiàn)有兩種檢測(cè)方法:

1)抗體檢測(cè)法:每個(gè)個(gè)體獨(dú)立檢測(cè),每一次檢測(cè)成本為80元,每個(gè)個(gè)體收取檢測(cè)費(fèi)為100元.

2)核酸檢測(cè)法:先合并個(gè)體,其操作方法是:當(dāng)個(gè)體不超過10個(gè)時(shí),把所有個(gè)體合并在一起進(jìn)行檢測(cè).

當(dāng)個(gè)體超過10個(gè)時(shí),每10個(gè)個(gè)體為一組進(jìn)行檢測(cè).若該組檢測(cè)結(jié)果為陰性(正常),則只需檢測(cè)一次;若該組檢測(cè)結(jié)果為陽性(不正常),則需再對(duì)每個(gè)個(gè)體按核酸檢測(cè)法重新獨(dú)立檢測(cè),共需檢測(cè)k+1次(k為該組個(gè)體數(shù),1≤k≤10,kN*).每一次檢測(cè)成本為160元.假設(shè)在接受檢測(cè)的個(gè)體中,每個(gè)個(gè)體的檢測(cè)結(jié)果是陽性還是陰性相互獨(dú)立,且每個(gè)個(gè)體是陽性結(jié)果的概率均為p0p1).

(Ⅰ)現(xiàn)有100個(gè)個(gè)體采取抗體檢測(cè)法,求其中恰有一個(gè)檢測(cè)出為陽性的概率;

(Ⅱ)因大多數(shù)人群篩查出現(xiàn)陽性的概率很低,且政府就核酸檢測(cè)法給子檢測(cè)機(jī)構(gòu)一定的補(bǔ)貼,故檢測(cè)機(jī)構(gòu)推出組團(tuán)選擇核酸檢測(cè)優(yōu)惠政策如下:無論是檢測(cè)一次還是k+1次,每組所有個(gè)體共收費(fèi)700元(少于10個(gè)個(gè)體的組收費(fèi)金額不變).已知某企業(yè)現(xiàn)有員工107人,準(zhǔn)備進(jìn)行全員檢測(cè),擬準(zhǔn)備9000元檢測(cè)費(fèi),由于時(shí)間和設(shè)備條件的限制,采用核酸檢測(cè)法合并個(gè)體的組數(shù)不得高于參加采用抗體檢測(cè)法人數(shù),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理的的檢測(cè)安排方案;

(Ⅲ)設(shè),現(xiàn)有nnN*2≤n≤10)個(gè)個(gè)體,若出于成本考慮,僅采用一種檢測(cè)方法,試問檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)采用哪種檢測(cè)方法?(ln3≈1.099ln4≈1.386,ln5≈1.609ln6≈1.792

【答案】(Ⅰ).(Ⅱ)見解析(Ⅲ)當(dāng)n2時(shí),采用抗體檢測(cè)法,當(dāng)3≤n≤10,nN*時(shí),采用核酸檢測(cè)法.

【解析】

)利用n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件A恰好發(fā)生k次概率計(jì)算公式能求出其中恰有一個(gè)檢測(cè)出為陽性的概率;()設(shè)安排x個(gè)個(gè)體采用抗體檢測(cè)法,y組個(gè)體采用核酸檢測(cè)法,根據(jù)已知條件列出不等式組,總檢測(cè)費(fèi)用為z100x+700y,利用線性規(guī)劃設(shè)計(jì)合理的安排方案;()分別求出兩種檢測(cè)法的成本期望,由EXEY推導(dǎo)出ln,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性從而求出n的取值范圍,即可確定檢測(cè)方法.

(Ⅰ)現(xiàn)有100個(gè)個(gè)體采取抗體檢測(cè)法,其中恰有一個(gè)檢測(cè)出為陽性的概率為:

P

(Ⅱ)設(shè)安排x個(gè)個(gè)體采用抗體檢測(cè)法,y組個(gè)體采用核酸檢測(cè)法,

則由條件知:,x,yN

總檢測(cè)費(fèi)用為

畫出可行域如圖,

,解得A),

則在可行域內(nèi)臨近A點(diǎn)的整點(diǎn)有(10,10),(17,9),此時(shí),Zmin8000,

即安排17人采取抗體檢測(cè)法,90人采用核酸檢測(cè)法,或者安排10人采取抗體檢測(cè)法,97人采用核酸檢測(cè)法,可使所有員工參加檢測(cè),且費(fèi)用偏低.

(Ⅲ)設(shè)采用抗體檢測(cè)法,檢測(cè)機(jī)構(gòu)成本期望為EX,則

采用核酸檢測(cè),檢測(cè)機(jī)構(gòu)成本期望為EY

設(shè)采用核酸檢測(cè)法檢測(cè)次數(shù)為η,則η的取值只有1n+1,

, ,

,

,

設(shè)EXEY,則,即,

,∴,

,即

設(shè),則,

,得,,得,

上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,

,

∴當(dāng)n≥3時(shí),EXEY

∴當(dāng)n2時(shí),采用抗體檢測(cè)法,當(dāng)3≤n≤10,時(shí),采用核酸檢測(cè)法.

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