10.8独立事件与二项分布及其应用
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二项分布及其应用
20130513
一、教材分析
互相独立事件、n次独立重复试验的概率及二项分布是高考重点考察的内容,在解答题中常和分布列的有关知识结合在一起考查,属中档题目.在此之前,学生已学习了互斥事件,对立事件,分布列,两点分布,超几何分布,条件概率等知识,因此要加强“二项分布”与前面知识的区别与联系,构建知识网络.
二、学情分析
在最近的一次月考中,曾出现了“二项分布”的考题,学生答题情况并不理想,曾经出现各种的错误.这说明学生对该“二项分布”的特点理解不深刻,换一个背景,学生就不知道考核什么知识点了,或者公式中缺少k
C,从而造成失分.因此,在复习过程中,应充分
n
调动学生的积极性,通过学生自身的探究学习、互相合作,还有教师的适当引导之下复习好本节知识.
三、教学目标
1、知识目标:了解两个事件互相独立的概念,理解n次独立重复试验的模型及二项分
布,并能解决一些简单的实际问题.
2、能力目标:在探究的过程中,培养学生使用概率知识分析和解决实际问题的能力,
体会分类讨论,转化等数学思想,增强数学的应用意识,提高学习数学的兴趣.
3、情感目标:通过学生的讨论探究,主动学习,培养他们勇于探索的治学精神.
四、重点难点
教学重点:理解n次独立重复试验及二项分布模型.
教学难点:利用互相独立事件和二项分布模型解决实际问题.
五、教学基本流程
六、教学设计
板书设计。
二项分布及其应用【知识要点】一、条件概率及其性质1、条件概率一般地,设A ,B 为两个事件,且0)(>A P ,称)()()(A P AB P A B P =为在事件A 发生的条件下,事件B 发生的条件概率。
2、性质(1)任何事件的条件概率都在0和1之间,即1)(0≤≤A B P .(2)如果B 和C 是两个互斥事件,则)()()(A C P A B P A C B P ==Y 。
【例题1—1】从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A 为“取到的2个数之和为偶数”,事件B 为“取到的2个数均为偶数”,则=)(A B P ( B ) A 、81 B 、41 C 、52 D 、21 【例题1—2】在一次考试的5道题中,有3道理科题和2道文科题,如果不放回地依次抽取2道题,则在第一次抽到理科题的条件下,第二次抽到理科题的概率为 21 。
【例题1—3】某地区空气质量监测表明,一天的空气质量为优良的概率是0.75,连续两天为优良的概率是0.6,已知某天的空气质量为优良,则随后一天的空气质量为优良的概率是( A )A 、0.8B 、0.75C 、0.6D 、0.45【例题1—4】从混有5张假钞的20张一百元钞票中任意抽取2张,将其中一张在验钞机上检验发现是假钞,则这两张都是假钞的概率为( A )A 、172B 、152C 、51D 、103 【例题1—5】把一枚硬币连续抛掷两次,事件A=“第一次出现正面”,事件B=“第二次出现正面”,则=)(A B P ( A )A 、21B 、41 C 、61 D 、81 【例题1—6】1号箱中有2个白球和4个红球,2号箱中有5个白球和3个红球,现随机地从1号箱中取出一球放入2号箱,然后从2号箱随机取出一球,则在从1号箱中取出的是红球的条件下,从2号箱取出红球的概率是94 。
二、相互独立事件及n 次独立重复事件1、相互独立事件同时发生的概率(1)相互独立事件的定义:如果事件A (或B )是否发生对事件B (A )发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件。
第五节 独立性、二项分布及其应用一.考点梳理1.条件概率及其性质(1)对于任何两个事件A 和B ,在已知事件B 发生的条件下事件A 发生的概率,称为事件B 发生的条件下事件A 的 ,用符号 来表示,其公式为P (A |B )= . 2.相互独立事件同时发生的概率 (1)对于两个事件A 、B .假如P (AB )= ,则称A ,B 相互独立.假如A ,B 相互独立.则A 与B ,A 与B ,A 与B 也相互 .(2)一般地,假如事件A 1,A 2,…,A n 相互独立,那么这n 个事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,即P (A 1A 2…A n )=3.独立重复试验与二项分布(1)n 次独立重复试验独立重复试验是指在相同条件下重复实行 次的,各次之间相互 的一种试验,在这种试验中每一次试验只有 结果,即要么A ,要么A ,且任何一次试验中发生的概率都是 的.(2)二项分布一般地,在n 次独立重复试验中,设事件A 发生的次数为X ,在每次试验中事件A 发生的概率为p ,那么在n 次独立重复试验中,事件A 恰好发生k 次的概率为P (x =k )= (k =0,1,2,…,n ).此时称随机变量X 服从二项分布,记作X ~ .二.自我检测1.(2011·广东卷改编)甲、乙两队实行排球决赛,现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军,乙队需要再赢两局才能得冠军.若两队胜每局的概率相同,则甲队获得冠军的概率为_____.2.设小王通过英语听力测试的概率是13,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是____.3.(2011·湖北卷)如图,用K 、A 1、A 2三类不同的元件连接成一个系统,当K 正常工作且A 1、A 2至少有一个正常工作时,系统正常工作,已知K 、A 1、A 2正常工作的概率依次为0.9,0.8,0.8,则系统正常工作的概率为________.4.把一枚硬币连续抛两次,记“第一次出现正面”为事件A ,“第二次出现正面”为事件B ,则P (B |A )等于________.三.例题分析考向一 条件概率【例1】 抛掷红、蓝两颗骰子,设事件A 为“蓝色骰子的点数为3或6”,事件B 为“两颗骰子的点数之和大于8”.(1)求P (A ),P (B ),P (AB );(2)当已知蓝色骰子的点数为3或6时,求两颗骰子的点数之和大于8的概率.【训练1】从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A =“取到的2个数之和为偶数”,事件B =“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)等于________考向二 相互独立事件的概率【例2】 甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同一位置投球,命中率分别为12与p ,且乙投球2次均未命中的概率为116. (1)求乙投球的命中率p ;(2)求甲投球2次,至少命中1次的概率;(3)若甲、乙两人各投球2次,求共命中2次的概率.【训练2】 某项选拔共有四轮考核,每轮设有一个问题,能准确回答下列问题者进入下一轮考核,否则即被淘汰.已知某选手能准确回答第一、二、三、四轮的问题的概率分别为45、35、25、15,且各轮问题能否准确回答互不影响. (1)求该选手进入第四轮才被淘汰的概率;(2)求该选手至多进入第三轮考核的概率.考向三 独立重复试验与二项分布【例3】 (2012·南京师大附中检测)为拉动经济增长,某市决定新建一批重点工程,分别为基础设施工程、民生工程和产业建设工程三类.这三类工程所含项目的个数分别占总数的12、13、16,现在3名工人独立地从中任选一个项目参与建设. (1)求他们选择的项目所属类别互不相同的概率;(2)记X 为3人中选择的项目属于基础设施工程或产业建设工程的人数,求X 的概率分布.【训练3】 (2010·江苏卷)某工厂生产甲、乙两种产品.甲产品的一等品率为80%,二等品率为20%;乙产品的一等品率为90%,二等品率为10%.生产1件甲产品,若是一等品则获得利润4万元,若是二等品则亏损1万元;生产1件乙产品,若是一等品则获得利润6万元,若是二等品则亏损2万元.设生产各件产品相互独立.(1)记X (单位:万元)为生产1件甲产品和1件乙产品可获得的总利润,求X 的概率分布;(2)求生产4件甲产品所获得的利润很多于10万元的概率.四.练习反馈1.(2010·辽宁卷)两个实习生每人加工一个零件.加工为一等品的概率分别为23和34,两个零件是否加工为一等品相互独立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为_____.2.甲、乙两人同时报考某一所大学,甲被录取的概率为0.6,乙被录取的概率为0.7,两人是否被录取互不影响,则其中至少有一人被录取的概率为________.3.在4次独立重复试验中,随机事件A 恰好发生1次的概率不大于其恰好发生两次的概率,则事件A 在一次试验中发生的概率p 的取值范围是________.4.(2010·江西卷)一位国王的铸币大臣在每箱100枚的硬币中各掺入了一枚劣币,国王怀疑大臣作弊,他用两种方法来检测.方法一:在10箱中各任意抽查一枚;方法二:在5箱中各任意抽查两枚.国王用方法一、二能发现至少一枚劣币的概率分别记为p 1和p 2.则p 1和p 2的大小关系是________.5.位于坐标原点的一个质点P 按下述规则移动:质点每次移动一个单位;移动的方向为向上或向右,并且向上、向右移动的概率都是12.质点P 移动五次后位于点(2,3)的概率是________.6.有一批种子的发芽率为0.9,出芽后的幼苗成活率为0.8,在这批种子中,随机抽取一粒,则这粒种子能成长为幼苗的概率为________.7.某次乒乓球比赛的决赛在甲、乙两名选手之间举行,比赛采用五局三胜制,按以往比赛经验,甲胜乙的概率为23. (1)求比赛三局甲获胜的概率;(2)求甲获胜的概率.8.某气象站天气预报的准确率为80%,计算(结果保留到小数点后面第2位):(1)5次预报中恰有2次准确的概率;(2)5次预报中至少有2次准确的概率;(3)5次预报中恰有2次准确,且其中第3次预报准确的概率.。
10.8 n 次独立重复试验与二项分布[知识梳理]1.条件概率及其性质(1)对于任何两个事件A 和B ,在已知事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率叫做条件概率,用符号P (B |A )来表示,其公式为P (B |A )=P (AB )P (A )(P (A )>0).在古典概型中,若用n (A )表示事件A 中基本事件的个数,则P (B |A )=n (AB )n (A )(n (AB )表示AB 共同发生的基本事件的个数).(2)条件概率具有的性质 ①0≤P (B |A )≤1;②如果B 和C 是两个互斥事件, 则P (B ∪C |A )=P (B |A )+P (C |A ). 2.相互独立事件(1)对于事件A 、B ,若A 的发生与B 的发生互不影响,则称A 、B 是相互独立事件.(2)若A 与B 相互独立,则P (B |A )=P (B ), P (AB )=P (B |A )P (A )=P (A )P (B ).(3)若A 与B 相互独立,则A 与B ,A 与B ,A 与B 也都相互独立.(4)若P (AB )=P (A )P (B ),则A 与B 相互独立. 3.独立重复试验与二项分布(1)独立重复试验在相同条件下重复做的n 次试验称为n 次独立重复试验.A i (i =1,2,…,n )表示第i 次试验结果,则P (A 1A 2A 3…A n )=P (A 1)P (A 2)…P (A n ).(2)二项分布在n 次独立重复试验中,用X 表示事件A 发生的次数,设每次试验中事件A 发生的概率是p ,此时称随机变量X 服从二项分布,记作X ~B (n ,p ),并称p 为成功概率.在n 次独立重复试验中,事件A恰好发生k 次的概率为P (X =k )=C k n p k (1-p )n -k (k =0,1,2,…,n ).[诊断自测] 1.概念思辨(1)相互独立事件就是互斥事件.( )(2)P (B |A )表示在事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率;P (BA )表示事件A ,B 同时发生的概率,一定有P (AB )=P (A )·P (B ).( )(3)二项分布是一个概率分布,其公式相当于(a +b )n 二项展开式的通项公式,其中a =p ,b =(1-p ).( )(4)二项分布是一个概率分布列,是一个用公式P (X =k )=C k n p k(1-p )n -k ,k =0,1,2,…,n 表示的概率分布列,它表示了n 次独立重复试验中事件A 发生的次数的概率分布.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.教材衍化(1)(选修A2-3P 55T 2(1))袋中有5个小球(3白2黑),现从袋中每次取一个球,不放回地抽取两次,则在第一次取到白球的条件下,第二次取到白球的概率是( )A.35B.34C.12D.310 答案 C解析 记事件A 为“第一次取到白球”,事件B 为“第二次取到白球”,则事件AB 为“两次都取到白球”,依题意知P (A )=35,P (AB )=35×24=310,所以P (B |A )=P (AB )P (A )=31035=12.故选C.(2)(选修A2-3P 58T 2)将一枚硬币连掷5次,如果出现k 次正面的概率等于出现k +1次正面的概率,则k =________.答案 2解析 依题意有C k 5×⎝ ⎛⎭⎪⎫12k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫125-k =C k +15×⎝ ⎛⎭⎪⎫12k +1×⎝ ⎛⎭⎪⎫125-(k +1),所以C k 5=C k +15,所以k =2.3.小题热身(1)两个实习生每人加工一个零件,加工为一等品的概率分别为23和34,两个零件是否加工为一等品相互独立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为( )A.12B.512C.14D.16 答案 B解析 设事件A :甲实习生加工的零件为一等品;事件B :乙实习生加工的零件为一等品,且A ,B 相互独立,则P (A )=23,P (B )=34,所以这两个零件中恰有一个一等品的概率为P (A B -)+P (A -B )=P (A )P (B -)+P (A -)P (B )=23×⎝⎛⎭⎪⎫1-34+⎝⎛⎭⎪⎫1-23×34=512.故选B.(2)(2015·全国卷Ⅰ)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.已知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为( )A .0.648B .0.432C .0.36D .0.312 答案 A解析 3次投篮投中2次的概率为P (k =2)=C 23×0.62×(1-0.6)=3×0.62×0.4,投中3次的概率为P (k =3)=0.63,所求事件的概率P =P (k =2)+P (k =3)=0.648.故选A.题型1 条件概率典例 从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A :“取到的2个数之和为偶数”,事件B :“取到的2个数均为偶数”,则P (B |A )=( )A.18B.14C.25D.12 答案 B解析 解法一:事件A 包括的基本事件:(1,3),(1,5),(3,5),(2,4)共4个.事件AB 发生的结果只有(2,4)一种情形,即n (AB )=1. 故由古典概型概率P (B |A )=n (AB )n (A )=14.故选B.解法二:P (A )=C 23+C 22C 25=410,P (AB )=C 22C 25=110.由条件概率计算公式,得P (B |A )=P (AB )P (A )=110410=14.故选B.[条件探究1] 若将本典例中的事件B 改为“取到的2个数均为奇数”,则结果如何?解 P (A )=C 23+C 22C 25=25,P (B )=C 23C 25=310.又B ⊆A ,则P (AB )=P (B )=310,所以P (B |A )=P (AB )P (A )=P (B )P (A )=34. [条件探究2] 本典例条件改为:从1,2,3,4,5中不放回地依次取2个数,事件A 为“第一次取到的是奇数”,事件B 为“第二次取到的是奇数”,求P (B |A )的值.解 从1,2,3,4,5中不放回地依次取2个数,有A 25种方法;其中第一次取到的是奇数,有A 13A 14种方法;第一次取到的是奇数且第二次取到的是奇数,有A 13A 12种方法.则P (A )=A 13A 14A 25=35,P (AB )=A 13A 12A 25=310,∴P (B |A )=P (AB )P (A )=31035=12.方法技巧条件概率的两种求解方法1.利用定义,分别求P (A )和P (AB ),得P (B |A )=P (AB )P (A ),这是求条件概率的通法.2.借助古典概型概率公式,先求事件A 包含的基本事件数n (A ),再求事件A 与事件B 的交事件中包含的基本事件数n (AB ),得P (B |A )=n (AB )n (A ).冲关针对训练(2017·唐山二模)已知甲在上班途中要经过两个路口,在第一个路口遇到红灯的概率为0.5,两个路口连续遇到红灯的概率为0.4,则甲在第一个路口遇到红灯的条件下,第二个路口遇到红灯的概率为( )A .0.6B .0.7C .0.8D .0.9 答案 C解析设“第一个路口遇到红灯”为事件A,“第二个路口遇到红灯”为事件B,则P(A)=0.5,P(AB)=0.4,则P(B|A)=P(AB)P(A)=0.8.故选C.题型2相互独立事件的概率典例(2014·陕西高考)在一块耕地上种植一种作物,每季种植成本为1000元,此作物的市场价格和这块地上的产量均具有随机性,且互不影响,其具体情况如下表:(1)设X表示在这块地上种植1季此作物的利润,求X的分布列;(2)若在这块地上连续3季种植此作物,求这3季中至少有2季的利润不少于2000元的概率.解(1)设A表示事件“作物产量为300 kg”,B表示事件“作物市场价格为6元/kg”,由题设知P(A)=0.5,P(B)=0.4,∵利润=产量×市场价格-成本,∴X所有可能的取值为500×10-1000=4000,500×6-1000=2000,300×10-1000=2000,300×6-1000=800.P(X=4000)=P(A)P(B)=(1-0.5)×(1-0.4)=0.3,P(X=2000)=P(A)P(B)+P(A)P(B)=(1-0.5)×0.4+0.5×(1-0.4)=0.5,P(X=800)=P(A)P(B)=0.5×0.4=0.2,所以X的分布列为(2)设C i表示事件“第i季利润不少于2000元”(i=1,2,3),由题意知C1,C2,C3相互独立,由(1)知P(C i)=P(X=4000)+P(X=2000)=0.3+0.5=0.8(i=1,2,3),3季的利润均不少于2000元的概率为P(C1C2C3)=P(C1)P(C2)P(C3)=0.83=0.512;3季中有2季利润不少于2000元的概率为P(C1C2C3)+P(C1C2C3)+P(C1C2C3)=3×0.82×0.2=0.384,所以,这3季中至少有2季的利润不少于2000元的概率为0.512+0.384=0.896.方法技巧利用相互独立事件求概率的思路1.求解该类问题在于正确分析所求事件的构成,将其转化为彼此互斥事件的和或相互独立事件的积,然后利用相关公式进行计算.2.求相互独立事件同时发生的概率的主要方法(1)利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解.(2)正面计算较繁(如求用“至少”表述的事件的概率)或难以入手时,可从其对立事件入手计算.冲关针对训练(2018·哈尔滨质检)某企业有甲、乙两个研发小组,他们研发新产品成功的概率分别为23和35.现安排甲组研发新产品A ,乙组研发新产品B .设甲、乙两组的研发相互独立.(1)求至少有一种新产品研发成功的概率;(2)若新产品A 研发成功,预计企业可获利润120万元;若新产品B 研发成功,预计企业可获利润100万元.求该企业可获利润的分布列.解 记E ={甲组研发新产品成功},F ={乙组研发新产品成功},由题设知P (E )=23,P (E -)=13,P (F )=35,P (F -)=25,且事件E 与F ,E 与F -,E -与F ,E -与F -都相互独立.(1)记H ={至少有一种新产品研发成功},则H -=E -F -, 于是P (H -)=P (E -)P (F -)=13×25=215, 故所求的概率为P (H )=1-P (H -)=1-215=1315.(2)设企业可获利润为X (万元),则X 的可能取值为0,100,120,220,因为P (X =0)=P (EF )=13×25=215,P (X =100)=P (E -F )=13×35=315=15,P (X =120)=P (E F -)=23×25=415,P (X =220)=P (EF )=23×35=615=25. 故所求的分布列为题型3 独立重复试验与二项分布典例 (2017·太原一模)近几年来,我国许多地区经常出现雾霾天气,某学校为了学生的健康,对课间操活动做了如下规定:课间操时间若有雾霾则停止组织集体活动,若无雾霾则组织集体活动.预报得知,这一地区在未来一周从周一到周五5天的课间操时间出现雾霾的概率是:前3天均为50%,后2天均为80%,且每一天出现雾霾与否是相互独立的.(1)求未来一周5天至少一天停止组织集体活动的概率; (2)求未来一周5天不需要停止组织集体活动的天数X 的分布列; (3)用η表示该校未来一周5天停止组织集体活动的天数,记“函数f (x )=x 2-ηx -1在(3,5)上有且只有一个零点”为事件A ,求事件A 发生的概率.解 (1)未来一周5天都组织集体活动的概率是P =⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152=1200, 则至少有一天停止组织集体活动的概率是1-P =199200. (2)X 的取值是0,1,2,3,4,5,则P (X =0)=225,P (X =1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×45×15+C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫452=56200=725,P (X =2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫452+C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×15×45+⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152=73200, P (X =3)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152+C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×15×45+⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫452=43200,P (X =4)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152+⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×15×45=11200,P (X =5)=⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152=1200,所以不需要停止组织集体活动的天数X 分布列是(3)函数f (x )=x 2-ηx -1在(3,5)上有且只有一个零点,且0≤η≤5,则f (3)f (5)<0,83<η<245,故η=3或4, 故所求概率为 P (A )=[C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫452+C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×15×45+⎝ ⎛⎭⎪⎫123⎝ ⎛⎭⎪⎫152 ]+[ ⎝ ⎛⎭⎪⎫123×C 12×45×15+C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫123·⎝ ⎛⎭⎪⎫452]=73200+725=129200.方法技巧1.独立重复试验的实质及应用独立重复试验的实质是相互独立事件的特例,应用独立重复试验公式可以简化求概率的过程.2.判断某概率模型是否服从二项分布P n (X =k )=C k np k (1-p )n -k 的三个条件(1)在一次试验中某事件A 发生的概率是一个常数p .(2)n 次试验不仅是在完全相同的情况下进行的重复试验,而且每次试验的结果是相互独立的.(3)该公式表示n 次试验中事件A 恰好发生了k 次的概率. 提醒:在实际应用中,往往出现数量“较大”“很大”“非常大”等字眼,这表明试验可视为独立重复试验,进而判定是否服从二项分布.冲关针对训练(2018·洛阳统考)雾霾天气对人体健康有伤害,应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM 2.5,要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措,聚焦重点领域,严格指标考核.某省环保部门为加强环境执法监管,派遣四个不同的专家组对A 、B 、C 三个城市进行治霾落实情况抽查.(1)若每个专家组随机选取一个城市,四个专家组选取的城市可以相同,也可以不同,求恰有一个城市没有专家组选取的概率;(2)每一个城市都要由四个专家组分别对抽查情况进行评价,并对所选取的城市进行评价,每个专家组给检查到的城市评价为优的概率为12,若四个专家组均评价为优则检查通过不用复检,否则需进行复检.设需进行复检的城市的个数为X ,求X 的分布列和期望.解 (1)随机选取,共有34=81种不同方法,恰有一个城市没有专家组选取的有C 13(C 14A 22+C 24)=42种不同方法,故恰有一个城市没有专家组选取的概率为4281=1427.(2)设事件A :“一个城市需复检”,则P (A )=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫124=1516,X 的所有可能取值为0,1,2,3,P (X =0)=C 03·⎝⎛⎭⎪⎫1163=14096,P (X =1)=C 13·⎝⎛⎭⎪⎫1162·1516=454096,P (X =2)=C 23·116·⎝ ⎛⎭⎪⎫15162=6754096, P (X =3)=C 33·⎝⎛⎭⎪⎫15163=33754096. 所以X 的分布列为!X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,1516,E (X )=3×1516=4516.1.(2014·全国卷Ⅱ)某地区空气质量监测资料表明,一天的空气质量为优良的概率是0.75,连续两天为优良的概率是0.6,已知某天的空气质量为优良,则随后一天的空气质量为优良的概率是( )A .0.8B .0.75C .0.6D .0.45 答案 A解析 由条件概率公式可得所求概率为0.60.75=0.8,故选A. 2.(2017·河北“五个一名校联盟”二模)某个电路开关闭合后会出现红灯或绿灯闪烁,已知开关第一次闭合后出现红灯的概率为12,两次闭合后都出现红灯的概率为15,则在第一次闭合后出现红灯的条件下第二次闭合后出现红灯的概率为( )A.110B.15C.25D.12 答案 C解析 设“开关第一次闭合后出现红灯”为事件A ,“第二次闭合后出现红灯”为事件B ,则由题意可得P (A )=12,P (AB )=15,则在第一次闭合后出现红灯的条件下第二次闭合出现红灯的概率是P (B |A )=P (AB )P (A )=1512=25.故选C. 3.(2016·四川高考)同时抛掷两枚质地均匀的硬币,当至少有一枚硬币正面向上时,就说这次试验成功,则在2次试验中成功次数X 的均值是________.答案 32解析 同时抛掷两枚质地均匀的硬币,至少有一枚硬币正面向上的概率为1-⎝ ⎛⎭⎪⎫122=34,且X ~B ⎝⎛⎭⎪⎫2,34,∴均值是2×34=32.4.(2018·长沙模拟)某中学高三年级共有学生1000人,将某次模拟考试的数学成绩(满分150分,所有成绩均不低于70分)按[70,80),[80,90),…,[140,150]分成8组,并制成如图所示的频率分布直方图.(1)求x 的值;(2)试估计本次模拟考试数学成绩在[130,150]内的学生人数; (3)为了研究低分学生的失分情况,3位教师分别在自己电脑上从成绩在[80,100)内的试卷中随机抽取1份进行分析,每人抽到的试卷是相互独立的,ξ为抽到的成绩在[90,100)内的试卷数,写出ξ的分布列,并求数学期望.解 (1)由(0.002+0.005+0.008+2x +2×0.02+0.025)×10=1,得x =0.01.(2)由(1)得成绩在[130,150]内的频率为(0.01+0.008)×10=0.18,估计本次模拟考试数学成绩在[130,150]内的学生人数为1000×0.18=180.(3)由图得成绩在[80,100)内的试卷数为1000×(0.01+0.005)×10=150,其中成绩在[80,90)内的试卷数为50,成绩在[90,100)内的试卷数为100,从中任取1份试卷,则成绩在[80,90)内的概率为50150=13,成绩在[90,100)内的概率为100150=23.由题意知ξ的所有可能取值为0,1,2,3,故P (ξ=0)=C 03×⎝ ⎛⎭⎪⎫230×⎝ ⎛⎭⎪⎫133=127, P (ξ=1)=C 13×23×⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29,P (ξ=2)=C 23×⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=49,P (ξ=3)=C 33×⎝ ⎛⎭⎪⎫233×⎝ ⎛⎭⎪⎫130=827.所以ξ的分布列为由于ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,所以E (ξ)=3×23=2.[重点保分 两级优选练]A 级一、选择题1.(2018·广西柳州模拟)把一枚硬币任意抛掷三次,事件A =“至少有一次出现反面”,事件B =“恰有一次出现正面”,则P (B |A )=( )A.37B.38C.78D.18 答案 A解析 依题意得P (A )=1-123=78,P (AB )=323=38,因此P (B |A )=P (AB )P (A )=37,故选A. 2.(2018·厦门模拟)甲、乙两人进行乒乓球比赛,比赛采取五局三胜制,无论哪一方先胜三局则比赛结束,假定甲每局比赛获胜的概率均为23,则甲以3∶1的比分获胜的概率为( )A.827B.6481C.49D.89 答案 A解析 第四局甲第三次获胜,并且前三局甲获胜两次,所以所求的概率为P =C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13×23=827.故选A.3.(2017·山西一模)甲乙二人争夺一场围棋比赛的冠军,若比赛为“三局两胜”制,甲在每局比赛中获胜的概率均为23,且各局比赛结果相互独立,则在甲获得冠军的情况下,比赛进行了三局的概率为( )A.13B.25C.23D.45 答案 B解析 由题意,甲获得冠军的概率为23×23+23×13×23+13×23×23=2027,其中比赛进行了3局的概率为23×13×23+13×23×23=827, ∴所求概率为827÷2027=25,故选B.4.口袋里放有大小相同的两个红球和一个白球,有放回地每次摸取一个球,定义数列{a n }:a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,第n 次摸取红球,1,第n 次摸取白球.如果S n为数列{a n }的前n 项和,那么S 7=3的概率为( )A .C 57⎝ ⎛⎭⎪⎫132·⎝ ⎛⎭⎪⎫235B .C 27⎝ ⎛⎭⎪⎫232·⎝ ⎛⎭⎪⎫135C .C 47⎝ ⎛⎭⎪⎫232·⎝ ⎛⎭⎪⎫135D .C 37⎝ ⎛⎭⎪⎫132·⎝ ⎛⎭⎪⎫135答案 B解析 S 7=3说明摸取2个红球,5个白球,故S 7=3的概率为C 27⎝ ⎛⎭⎪⎫232·⎝ ⎛⎭⎪⎫135,故选B.5.(2017·天津模拟)一袋中有5个白球,3个红球,现从袋中往外取球,每次任取一个记下颜色后放回,直到红球出现10次时停止,设停止时共取了X 次球,则P (X =12)等于( )A .C 1012⎝ ⎛⎭⎪⎫3810⎝ ⎛⎭⎪⎫582B .C 912⎝ ⎛⎭⎪⎫3810⎝ ⎛⎭⎪⎫582C .C 911⎝ ⎛⎭⎪⎫582⎝ ⎛⎭⎪⎫382D .C 911⎝ ⎛⎭⎪⎫3810⎝ ⎛⎭⎪⎫582答案 D解析 “X =12”表示第12次取到红球,且前11次有9次取到红球,2次取到白球,因此P (X =12)=C 911⎝ ⎛⎭⎪⎫389×⎝ ⎛⎭⎪⎫582×38=C 911⎝ ⎛⎭⎪⎫3810⎝ ⎛⎭⎪⎫582.故选D.6.如果ξ~B ⎝⎛⎭⎪⎫15,14,那么使P (ξ=k )取最大值的k 值为( )A .3B .4C .5D .3或4 答案 D解析 采取特殊值法.∵P (ξ=3)=C 315⎝ ⎛⎭⎪⎫143⎝ ⎛⎭⎪⎫3412,P (ξ=4)=C 415⎝ ⎛⎭⎪⎫144⎝ ⎛⎭⎪⎫3411,P (ξ=5)=C 515⎝ ⎛⎭⎪⎫145⎝ ⎛⎭⎪⎫3410,从而易知P (ξ=3)=P (ξ=4)>P (ξ=5).故选D.7.如图所示,在两个圆盘中,指针落在本圆盘每个数所在区域的机会均等,那么两个指针同时落在奇数所在区域的概率是( )A.49B.29C.23D.13 答案 A解析 设A 表示“第一个圆盘的指针落在奇数所在的区域”,则P (A )=23,B 表示“第二个圆盘的指针落在奇数所在的区域”,则P (B )=23.则P (AB )=P (A )P (B )=23×23=49.故选A.8.设随机变量X ~B (2,p ),Y ~B (4,p ),若P (X ≥1)=59,则P (Y ≥2)的值为( )A.3281B.1127C.6581D.1681答案 B 解析P (X ≥1)=P (X =1)+P (X =2)=C 12p (1-p )+C 22p 2=59,解得p =13.⎝⎛⎭⎪⎫0≤p ≤1,故p =53舍去.故P (Y ≥2)=1-P (Y =0)-P (Y =1)=1-C 04×⎝ ⎛⎭⎪⎫234-C 14×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫233=1127.故选B.9.某种种子每粒发芽的概率都为0.9,现播种了1000粒,对于没有发芽的种子,每粒需再补种2粒,补种的种子数记为X ,则X 的数学期望为( )A .100B .200C .300D .400 答案 B解析 1000粒种子每粒不发芽的概率为0.1,∴不发芽的种子数ξ~B (1000,0.1).∴1000粒种子中不发芽的种子数的期望E (ξ)=1000×0.1=100粒.又每粒不发芽的种子需补种2粒,∴需补种的种子数的期望E (X )=2×100=200粒.故选B.10.位于坐标原点的一个质点M 按下述规则移动:质点每次移动一个单位,移动的方向为向上或向右,并且向上、向右移动的概率都是12,质点M 移动五次后位于点(2,3)的概率是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫125 B .C 25×⎝ ⎛⎭⎪⎫125C .C 35×⎝ ⎛⎭⎪⎫123 D .C 25×C 35×⎝ ⎛⎭⎪⎫125 答案 B解析 如图,由题可知质点M 必须向右移动2次,向上移动3次才能位于点(2,3),问题相当于5次重复试验中向右恰好发生2次的概率.所求概率为P =C 25×⎝ ⎛⎭⎪⎫122×⎝ ⎛⎭⎪⎫123=C 25×⎝ ⎛⎭⎪⎫125.故选B.二、填空题11.(2017·眉山期末)已知X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫8,12,当P (X =k )(k ∈N,0≤k ≤8)取得最大值时,k 的值是________.答案 4解析 ∵X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫8,12,∴P (X =k )=C k 8⎝ ⎛⎭⎪⎫12k ⎝ ⎛⎭⎪⎫128-k =C k 8⎝ ⎛⎭⎪⎫128,∴当P (X =k )(k ∈N,0≤k ≤8)取得最大值时只有C k 8是一个变量, ∴根据组合数的性质得到当k =4时,概率取得最大值. 12.(2017·安顺期末)甲、乙二人参加一项抽奖活动,每人抽奖中奖的概率均为0.6,两人都中奖的概率为0.4,则已知甲中奖的前提下乙也中奖的概率为________.答案 23解析 每人抽奖中奖的概率均为0.6,两人都中奖的概率为0.4, 设甲中奖概率为P (A ),乙中奖的概率为P (B ),两人都中奖的概率为P (AB ),则P (A )=0.6,P (B )=0.6,两人都中奖的概率为P (AB )=0.4,则已知甲中奖的前提下乙也中奖的概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=0.40.6=23.13.(2017·南昌期末)位于数轴原点的一只电子兔沿着数轴按下列规则移动:电子兔每次移动一个单位,移动的方向向左或向右,并且向左移动的概率为23,向右移动的概率为13,则电子兔移动五次后位于点(-1,0)的概率是________.答案 80243解析 根据题意,质点P 移动五次后位于点(-1,0),其中向左移动3次,向右移动2次;其中向左平移的3次有C 35种情况,剩下的2次向右平移;则其概率为C 35×⎝ ⎛⎭⎪⎫132×⎝ ⎛⎭⎪⎫233=80243.14.先后掷两次骰子(骰子的六个面上分别是1,2,3,4,5,6点),落在水平桌面后,记正面朝上的点数分别为x ,y ,记事件A 为“x +y 为偶数”,事件B 为“x ,y 中有偶数且x ≠y ”,则概率P (B |A )=________.答案 13解析 根据题意,事件A 为“x +y 为偶数”,则x ,y 两个数均为奇数或偶数,共有2×3×3=18个基本事件.∴事件A 发生的概率为P (A )=2×3×36×6=12,而A ,B 同时发生,基本事件有“2+4”“2+6”“4+2”“4+6”“6+2”“6+4”,一共有6个基本事件,∴事件A ,B 同时发生的概率为P (AB )=66×6=16,∴P (B |A )=P (AB )P (A )=1612=13.B 级三、解答题15.(2017·河北“五个一名校联盟”二模)空气质量指数(Air Quality Index ,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,空气质量按照AQI 大小分为六级:0~50为优;51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~300为重度污染;300以上为严重污染.一环保人士记录去年某地六月10天的AQI 的茎叶图如图. (1)利用该样本估计该地六月空气质量为优良(AQI ≤100)的天数; (2)将频率视为概率,从六月中随机抽取3天,记三天中空气质量为优良的天数为ξ,求ξ的分布列和数学期望.解 (1)从茎叶图中可以发现样本中空气质量为优的天数为2,空气质量为良的天数为4,∴该样本中空气质量为优良的频率为610=35,从而估计该地六月空气质量为优良的天数为30×35=18.(2)由(1)估计某天空气质量为优良的概率为35,ξ的所有可能取值为0,1,2,3,且ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,35.∴P (ξ=0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫253=8125,P (ξ=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫35⎝ ⎛⎭⎪⎫252=36125,P (ξ=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫352⎝ ⎛⎭⎪⎫25=54125,P (ξ=3)=⎝ ⎛⎭⎪⎫353=27125,ξ的分布列为E (ξ)=3×35=1.8.16.党的十九大报告提出:要提高人民健康水平,改革和完善食品、药品安全监管体制.为加大监督力度,某市工商部门对本市的甲、乙两家小型食品加工厂进行了突击抽查,从两个厂家生产的产品中分别随机抽取10件样品,测量该产品中某种微量元素的含量(单位:毫克),所得测量数据如图.食品安全法规定:优等品中的此种微量元素含量不小于15毫克. (1)从甲食品加工厂抽出的上述10件样品中随机抽取4件,求抽到的4件产品优等品的件数ξ的分布列;(2)若从甲、乙两个食品加工厂的10件样品中分别任意抽取3件,求甲、乙食品加工厂抽到的优等品的件数恰好相同的概率.解 (1)由茎叶图,从甲食品加工厂抽出的10件样品中,优等品有8件,非优等品有2件,故抽取的4件样品中至少有2件优等品,ξ的可能取值为2,3,4.P(ξ=2)=C28C22C410=215,P(ξ=3)=C38C12C410=815,P(ξ=4)=C48C02C410=13.ξ的分布列为4错(2)甲食品加工厂抽取的样品中优等品有8件,乙食品加工厂抽取的样品中优等品有7件.故从甲、乙两个食品加工厂的10件样品中分别任意抽取3件,则优等品的件数相同时,可能为1件、2件或3件.优等品同为3件的概率P1=C38C02C310×C37C03C310=49360;优等品同为2件时的概率P2=C28C12C310×C27C13C310=49200;优等品同为1件时的概率P3=C18C22C310×C17C23C310=7600.故所求事件的概率为P=P1+P2+P3=49360+49200+7600=7071800.17.(2018·郑州质检)2017年3月15日下午,谷歌围棋人工智能AlphaGo与韩国棋手李世石进行最后一轮较量,AlphaGo获得本场比赛胜利,最终人机大战总比分定格在1∶4.人机大战也引发全民对围棋的关注,某学校社团为调查学生学习围棋的情况,随机抽取了100名学生进行调查.根据调查结果绘制的学生日均学习围棋时间的频率分布直方图如图所示,将日均学习围棋时间不低于40分钟的学生称为“围棋迷”.(1)根据已知条件完成下面的列联表,并据此资料判断是否有95%的把握认为“围棋迷”与性别有关?(2)将上述调查所得到的频率视为概率.现在从该地区大量学生中,采用随机抽样方法每次抽取1名学生,抽取3次,记被抽取的3名学生中的“围棋迷”人数为X .若每次抽取的结果是相互独立的,求X 的分布列,期望E (X )和方差D (X ).附:K 2=n (ad -bc )2(a +b )(c +d)(a +c )(b +d ),其中n =a +b +c +d .解 (1)由频率分布直方图可知,在抽取的100人中,“围棋迷”有25人,从而2×2列联表如下:将2×2列联表中的数据代入公式计算,得K 2=n (ad -bc )2(a +b )(c +d )(a +c )(b +d )=100×(30×10-15×45)245×55×75×25=10033≈3.030,因为3.030<3.841,所以没有95%的把握认为“围棋迷”与性别有关.(2)由频率分布直方图知抽到“围棋迷”的频率为0.25,将频率视为概率,即从该地区学生中抽取一名“围棋迷”的概率为14.由题意知,X ~B ⎝⎛⎭⎪⎫3,14,从而X 的分布列为E (X )=3×14=34,D (X )=3×14×34=916.18.(2018·湖南十三校联考)某联欢晚会举行抽奖活动,举办方设置了甲、乙两种抽奖方案,方案甲的中奖率为23,中奖可以获得2分;方案乙的中奖率为P 0(0<P 0<1),中奖可以获得3分;未中奖则不得分.每人有且只有一次抽奖机会,每次抽奖中奖与否互不影响,晚会结束后凭分数兑换奖品.(1)张三选择方案甲抽奖,李四选择方案乙抽奖,记他们的得分和为X ,若X ≤3的概率为79,求P 0;(2)若张三、李四两人都选择方案甲或都选择方案乙进行抽奖,问:他们选择何种方案抽奖,得分和的数学期望较大?解 (1)由已知得张三中奖的概率为23,李四中奖的概率为P 0,且两人中奖与否互不影响.记“这2人的得分和X ≤3”为事件A ,则事件A 的对立事件为“X =5”.因为P (X =5)=23×P 0,所以P (A )=1-P (X =5)=1-23×P 0=79,所以P 0=13.(2)设张三、李四都选择方案甲抽奖的中奖次数为X 1,都选择方案乙抽奖的中奖次数为X 2,则这两人选择方案甲抽奖得分和的数学期望为E (2X 1), 选择方案乙抽奖得分和的数学期望为E (3X 2), 由已知可得X 1~B ⎝⎛⎭⎪⎫2,23,X 2~B (2,P 0),所以E (X 1)=2×23=43,E (X 2)=2P 0,从而E (2X 1)=2E (X 1)=83,E (3X 2)=3E (X 2)=6P 0. 若E (2X 1)>E (3X 2),则83>6P 0⇒0<P 0<49; 若E (2X 1)<E (3X 2),则83<6P 0⇒49<P 0<1; 若E (2X 1)=E (3X 2),则83=6P 0⇒P 0=49.综上所述,当0<P 0<49时,他们都选择方案甲进行抽奖时,得分和的数学期望较大;当49<P 0<1时,他们都选择方案乙进行抽奖时,得分和的数学期望较大;当P 0=49时,他们都选择方案甲或都选择方案乙进行抽奖时,得分和的数学期望相等.。
二项分布及其应用◊条件概率◊一、条件概率的定义与性质如果事件A发生与否,会影响到事件B的发生,在知道事件A发生的条件下去研究事件B时,基本事件空间发生了变化,从而B发生的概率也随之改变,这就条件概率要研究的问题。
1. ___________________________________________________________ 定义:一般地,设A、B为两个事件,且P(A) > 0,称RB|A)= _________________________________________________________ 为在事件A发生的条件下,事件B发生的条件概率,一般把R B A)读作A发生的条件下B的概率.2•性质:(1)条件概率具有概率的性质,任何事件的条件概率都在0和1之间,即_____________ .(2)__________________________________________________ 如果B和C是两个互斥事件,则RB U C| A) =二、典型例题1、利用定义求条件概率例1:抛掷两颗均匀的骰子,问(1)至少有一颗是6点的概率是多少?(2)在已知两颗骰子点数不同的条件下,至少有一颗是6点的概率是多少?例2:抛掷红蓝两颗骰子,设事件A为“蓝色骰子的点数为3或6”,事件B为“两颗骰子的点数之和大于8”。
(1) 求P(A),P(B),P(AB);(2) 在已知蓝色骰子的点数为3或6时,求两颗骰子的点数之和大于8的概率。
2、利用缩小基本事件空间的方法求条件概率例1 :一个口袋内装有4个白球和2个黑球,若不放回地抽取3次,每次抽一个小球,求(1)第一次摸出一个白球的情况下,第二次与第三次均是白球的概率。
(2)第一次和第二次均是白球的情况下,第三次是白球的概率。
例2:设10件产品中有4件次品,从中任取2件,那么(1)在所取得产品中发现是一件次品,求另一件也是次品的概率。