选修2-3随机变量及其分布知识点总结典型例题
- 格式:docx
- 大小:64.62 KB
- 文档页数:12
2-3随机变量及其分布离散型随机变量及其分布列(1)随机变量:在随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示.在这个对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化.像这种随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量.通常用字母X ,Y ,ξ,η等表示.(2)离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量称为离散型随机变量.(3)离散型随机变量的分布列:要点归纳一、1.一般地,若离散型随机变量X 可能取的不同值为x 1,x 2…,x i ,…x n ,X 取每一个值x i (i =1,2,…,n )的概率P (X =x i )=p i ,以表格的形式表示如下:X x 1x 2…x i …x n Pp 1p 2…p i…p n我们将上表称为离散型随机变量X 的概率分布列,简称为X 的分布列.有时为了简单起见,也用等式P (X =x i )=p i ,i =1,2,…,n 表示X 的分布列.(4)离散型随机变量的分布列的性质:①p i ≥0,i =1,2,…,n ;② i =1np i =1.(5)常见的分布列:两点分布:如果随机变量X 的分布列具有下表的形式,则称X 服从两点分布,并称p =P (X =1)为成功概率.X 01P1-pp两点分布又称0-1分布,伯努利分布.超几何分布:一般地,在含有M 件次品的N 件产品中,任取n 件,其中恰有X 件次品,则事件{X =k }发生的概率为P (X =k )=C k M C n -kN -M C n N,k =0,1,2,…,m ,即X 01…mP…C 0M C n -N -MC n NC 1M C n -1N -MC n NC m M C n -mN -MC nN其中m =min{M ,n },且n ≤N ,M ≤N ,n ,M ,N ∈N *.如果随机变量X 的分布列具有上表的形式,则称随机变量X服从超几何分布.二项分布及其应用2.(1)条件概率:一般地,设A 和B 是两个事件,且P (A )>0,称P (B |A )=P (AB )P (A )为在事件A 发生的条件下,事件B 发生的条件概率.P (B |A )读作A 发生的条件下B 发生的概率.(2)条件概率的性质:①0≤P (B |A )≤1;②必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为0;(4)独立重复试验:一般地,在相同条件下重复做的n 次试验称为n 次独立重复试验.(5)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③如果B 和C 是两个互斥事件,则P (B ∪C |A )=P (B |A )+P (C |A ).(3)事件的相互独立性:设A ,B 为两个事件,如果P (AB )=P (A )P (B ),则称事件A 与事件B 相互独立.如果事件A 与B 相互独立,那么A 与B -,A -与B ,A -与B -也都相互独立.P (X =k )=C p k (1-p )n -k ,k =0,1,2,…,n .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.两点分布是当n =1时的二项分布,二项分布可以看成是两点分布的一般形式.离散型随机变量的均值与方差(1)均值、方差:一般地,若离散型随机变量X 的分布列为3.Xx 1x 2…x i…x nPp 1p 2…p i…p n则称E (X )=x 1p 1+x 2p 2+…+x i p i +…+x n p n 为随机变量X 的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平.(2)均值与方差的性质:若Y =aX +b ,其中a ,b 是常数,X是随机变量,则Y 也是随机变量,且E (aX +b )=aE (X )+b ,D (aX +b )=a 2D (X ).(3)常见分布的均值和方差公式:①两点分布:若随机变量X 服从参数为p 的两点分布,则均值E (X )=p ,方差D (X )=p (1-p ).②二项分布:若随机变量X ~B (n ,p ),则均值E (X )=np ,方差D (X )=np (1-p ).称D (X )= i =1n(x i -E (X ))2p i 为随机变量X 的方差,D (X )为随机变量X 的标准差.④曲线与x 轴之间的面积为1.(3)μ和σ对正态曲线的影响:①当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿x轴平移;②当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;σ越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散.(2)正态曲线的特点:①曲线位于x 轴上方,与x 轴不相交; ②曲线是单峰的,它关于直线x =μ对称; ③曲线在x =μ处达到峰值1σ2π; (4)正态分布的3σ原则:若随机变量X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X ≤μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X ≤μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<X ≤μ+3σ)=0.997 4.在实际应用中,通常认为服从于正态分布N (μ,σ2)的随机变量X 只取(μ-3σ,μ+3σ)之间的值,并简称之为3σ原则.专题一条件概率1.条件概率的求法(1)利用定义,分别求出P (A )和P (AB ),解得P (B |A )= P (AB )P (A ).(2)借助古典概型公式,先求事件A 包含的基本事件数 n (A ),再在事件A 发生的条件下求事件B 包含的基本事 件数n (AB ),得P (B |A )=n (AB )n (A ).解决概率问题要注意“三个步骤,一个结合”(1)求概率的步骤是:第一步,确定事件性质;第二步,判断事件的运算;第三步,运用公式.(2)概率问题常常与排列、组合知识相结合.2.在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,求:(1)第1次抽到理科题的概率;(2)第1次和第2次都抽到理科题的概率;(3)在第1次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率.解设“第1次抽到理科题”为事件A ,“第2次抽到理科题”为事件B ,则“第1次和第2次都抽到理科题”为事件AB .【例1】(1)从5道题中不放回地依次抽取2道题的事件数为n (Ω)=A 25=20.根据分步乘法计数原理,n (A )=A 13×A 14=12.于是P (A )=n (A )n (Ω)=1220=35.求相互独立事件一般与互斥事件、对立事件结合在一起进行考查,解答此类问题时应分清事件间的内部联系,在些基础上用基本事件之间的交、并、补运算表示出有关事件,并运用相应公式求解.特别注意以下两公式的使用前提(1)若A ,B 互斥,则P (A ∪B )=P (A )+P (B ),反之不成立.(2)若A ,B 相互独立,则P (AB )=P (A )P (B ),反之成立.专题二相互独立事件的概率1.2.【例2】甲、乙、丙三台机床各自独立加工同一种零件,甲机床加工的零件是一等品而乙机床加工的零件不是一等品的概率为14,乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件不是一等品的概率为112,甲丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为29.(1)分别求出甲、乙、丙三台机床各自独立加工的零件是一等品的概率;(2)从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,求至少有一个一等品的概率.离散型随机变量的分布列在高中阶段主要学习两种:超几何分布与二项分布,由于这两种分布列在生活中应用较为广泛,故在高考中对该知识点的考查相对较灵活,常与期望、方差融合在一起,横向考查.对于分布列的求法,其难点在于每个随机变量取值时相关概率的求法,计算时可能会用到等可能事件、互斥事件、相互独立事件的概率公式等.均值与方差都是随机变量重要的数字特征,方差是建立在均值这一概念之上的,它表明了随机变量所取的值相对于它的均值的集中与离散程度,二者联系密切,在现实生产生活中特别是风险决策中有着重要意义,因此在当前的高考中是一个热点问题.专题三离散型随机变量的分布列、均值与方差1.2.3.(1)求该学生考上大学的概率;(2)如果考上大学或参加完5次测试就结束,记该生参加测试的次数为X ,求X 的分布列及X 的数学期望.【例3】 某地区试行高考考试改革:在高三学年中举行5次统一测试,学生如果通过其中2次测试即可获得足够学分升上大学继续学习,不用参加其余的测试,而每个学生最多也只能参加5次测试.假设某学生每次通过测试的概率都是13,每次测试时间间隔恰当.每次测试通过与否互相独立.X 2345PP (X =5)=C 14·13·⎝ ⎛⎭⎪⎫233+⎝ ⎛⎭⎪⎫234=1627. 故X 的分布列为:E (X )=2×19+3×427+4×427+5×1627=389.194274271627(1)写出ξ的概率分布列(不要求计算过程),并求出E (ξ),E (η);(2)求D (ξ),D (η).请你根据得到的数据,建议该单位派哪个选手参加竞赛?【例4】 (2012·枣庄检测)某单位为了参加上级组织的普及消防知识竞赛,需要从两名选手中选出一人参加.为此,设计了一个挑选方案:选手从6道备选题中一次性随机抽取3题.通过考查得知:6道备选题中选手甲有4道题能够答对,2道题答错;选手乙答对每题的概率都是23,且各题答对与否互不影响.设选手甲、选手乙答对的题数分别为ξ,η.解(1)ξ的概率分布列为ξ123P15 35 15所以E (ξ)=1×15+2×35+3×15=2.由题意,η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,E (η)=3×23=2,或者P (η=0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫133=127; P (η=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29; P (η=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫13=49;P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,专题四 正态分布某市去年高考考生成绩服从正态分布N (500,502),现有25 000名考生,试确定考生成绩在550~600分的人数.【例5】解 ∵考生成绩X ~N (500,502), ∴μ=500,σ=50, ∴P =(550<X ≤600)=12[P (500-2×50<X ≤500+2×50)-P (500-50<X ≤500+50)]=12(0.954 4-0.682 6)=0.135 9. 故考生成绩在550~600分的人数约为25 000×0.135 9 ≈3 398(人).。
第二章随机变量及其分布A卷(课堂针对训练一)离散型随机变量双基再现1.★随机变量和函数都是一种映射,随机变量把随机试验的结果映为 .试验结果的范围相当于函数的,随机变量的取值范围相当于函数的 .2.★从标有1~10的10支竹签中任取2支,设所得2支竹签上的数字之和为X,那么随机变量X可能的取值有()A.17个B.18个C.19个D.20个3.★下列叙述中,是随机变量的有()①某工厂加工的零件,实际尺寸与规定尺寸之差;②标准状态下,水沸腾的温度;③某大桥一天经过的车辆数;④向平面上投掷一点,此点坐标.A.②③B.①②C.①③④D.①③4.★★下列叙述中,是离散型随机变量的为()A.某人早晨在车站等出租车的时间B.将一颗均匀硬币掷十次,出现正面或反面的次数C.连续不断的射击,首次命中目标所需要的次数D.袋中有2个黑球6个红球,任取2个,取得一个红球的可能性5.★★抛掷两枚骰子一次,记第一枚骰子掷出的点数与第二枚骰子掷出的点数之差为X,则“X>4”表示的实验结果是()A. 第一枚6点,第二枚2点B. 第一枚5点,第二枚1点C. 第一枚1点,第二枚6点D. 第一枚6点,第二枚1点6.★★随机变量ξ的所有等可能取值为1,2…,n,若()40.3Pξ<=,则()A.n=3B.n=4C.n=5D.不能确定变式活学7.★(教材2.1.152P练习1的变式)掷一枚硬币两次,可能出现几种结果?你能否用数量来表示这些结果?三次呢?8.★★★(教材2.1.152P练习1的变式)袋中有大小相同的5个小球,分别标有1、2、3、4、5五个号码,现在在有放回的条件下取球两次,设两次小球号码之和为Y,则Y 所有可能值的个数?{Y=4}的概率是多少?实践演练9.★长江南京下关高潮水位是一个随机变量,但取值可能是任何一个非负实数,不是离散型随机变量。
如果水位超过8.5米的警戒线,南京防汛全面进入实战状态.假设我们只关心水位是否超过警戒线,可以怎样定义一个离散型随机变量,方便我们研究?10.★★★某城市出租汽车的起步价为10元,行驶路程不超出4km,则按10元的标准收租车费若行驶路程超出4km,则按每超出lkm加收2元计费(超出不足1km的部分按lkm计).从这个城市的民航机场到某宾馆的路程为15km.某司机常驾车在机场与此宾馆之间接送旅客,由于行车路线的不同以及途中停车时间要转换成行车路程(这个城市规定,每停车5分钟按lkm路程计费),这个司机一次接送旅客的行车路程ξ是一个随机变量,(1)他收旅客的租车费η是否也是一个随机变量?如果是,找出租车费η与行车路程ξ的关系式;(2)已知某旅客实付租车费38元,而出租汽车实际行驶了15km,问出租车在途中因故停车累计最多几分钟?这种情况下,停车累计时间是否也是一个随机变量?A卷(课堂针对训练二)离散型随机变量的分布列双基再现1.★★如果X是一个离散型随机变量,那么下列命题中假命题是()A.X取每一个可能值的概率是非负实数B.X取所有可能值的概率和为1C.X取某两个可能值的概率等于取其中每个值的概率之和D.X在某一范围内取值的概率大于它取这个范围内各个值的概率之和2.★★下列表中能成为随机变量ξ的分布列的是A.B .C.D.3.★★已知随机变量X的分布列为,,2,1,21)(===kkXPk则=≤<)42(XP()A.163B.41C.161D.1654.★★设某项试验的成功率是失败率的2倍,用随机变量Y 描述1次试验的成功次数,则P(Y=0)=( )A.0B.21 C.31 D.325.★★设随机变量ξ只能取5,6,7,…,16这12个值,且取每个值的概率相同,则)8(>ξP = .6.★★★设随机变量ξ的概率分布如表求:(1) P(ξ<1),P(ξ≤1); (2)F(x)=P(ξ≤x),x ∈R .变式活学7.★★(教材2.1.257P 习题5的变式) 设随机变量ξ的分布列为P(ξ=k)=(1)ck k +,k=1,2, 3,…,c 为常数,则P (21<ξ<25)= . 8.★★★(教材2.1.256P 习题4引例的变式)已知随机变量ξ只能取三个值:x 1,x 2,x 3,其概率依次成等差数列,求公差d 的取值范围.实践演练9.★★己知随机变量ξ的分布列如下表所示12布列.10.★★★从1~10十个整数中一次取出4个数,并由小到大排列,以ξ表示这4个数中的第二个,求ξ的分布列.A 卷(课堂针对训练三) 离散型随机变量的分布列双基再现1.★★袋中有大小相同的5个号牌,分别标有1,2,3,4,5五个号码,现在在有放回的抽取条件下依次取出两个球,设两球号码之和为随机变量X ,则X 所有可能取值的个数是( )A.5B.9C.10D.25 2.★★一个盒子里装有相同大小的黑球10个,红球12个,白球4个。
2-3随机变量及其分布离散型随机变量及其分布列(1)随机变量:在随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示.在这个对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化.像这种随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量.通常用字母X ,Y ,ξ,η等表示.(2)离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量称为离散型随机变量.(3)离散型随机变量的分布列:要点归纳一、1.一般地,若离散型随机变量X 可能取的不同值为x 1,x 2…,x i ,…x n ,X 取每一个值x i (i =1,2,…,n )的概率P (X =x i )=p i ,以表格的形式表示如下:X x 1x 2…x i …x n Pp 1p 2…p i…p n我们将上表称为离散型随机变量X 的概率分布列,简称为X 的分布列.有时为了简单起见,也用等式P (X =x i )=p i ,i =1,2,…,n 表示X 的分布列.(4)离散型随机变量的分布列的性质:①p i ≥0,i =1,2,…,n ;② i =1np i =1.(5)常见的分布列:两点分布:如果随机变量X 的分布列具有下表的形式,则称X 服从两点分布,并称p =P (X =1)为成功概率.X 01P1-pp两点分布又称0-1分布,伯努利分布.超几何分布:一般地,在含有M 件次品的N 件产品中,任取n 件,其中恰有X 件次品,则事件{X =k }发生的概率为P (X =k )=C k M C n -kN -M C n N,k =0,1,2,…,m ,即X 01…mP…C 0M C n -N -MC n NC 1M C n -1N -MC n NC m M C n -mN -MC nN其中m =min{M ,n },且n ≤N ,M ≤N ,n ,M ,N ∈N *.如果随机变量X 的分布列具有上表的形式,则称随机变量X服从超几何分布.二项分布及其应用2.(1)条件概率:一般地,设A 和B 是两个事件,且P (A )>0,称P (B |A )=P (AB )P (A )为在事件A 发生的条件下,事件B 发生的条件概率.P (B |A )读作A 发生的条件下B 发生的概率.(2)条件概率的性质:①0≤P (B |A )≤1;②必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为0;(4)独立重复试验:一般地,在相同条件下重复做的n 次试验称为n 次独立重复试验.(5)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③如果B 和C 是两个互斥事件,则P (B ∪C |A )=P (B |A )+P (C |A ).(3)事件的相互独立性:设A ,B 为两个事件,如果P (AB )=P (A )P (B ),则称事件A 与事件B 相互独立.如果事件A 与B 相互独立,那么A 与B -,A -与B ,A -与B -也都相互独立.P (X =k )=C p k (1-p )n -k ,k =0,1,2,…,n .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.两点分布是当n =1时的二项分布,二项分布可以看成是两点分布的一般形式.离散型随机变量的均值与方差(1)均值、方差:一般地,若离散型随机变量X 的分布列为3.Xx 1x 2…x i…x nPp 1p 2…p i…p n则称E (X )=x 1p 1+x 2p 2+…+x i p i +…+x n p n 为随机变量X 的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平.(2)均值与方差的性质:若Y =aX +b ,其中a ,b 是常数,X是随机变量,则Y 也是随机变量,且E (aX +b )=aE (X )+b ,D (aX +b )=a 2D (X ).(3)常见分布的均值和方差公式:①两点分布:若随机变量X 服从参数为p 的两点分布,则均值E (X )=p ,方差D (X )=p (1-p ).②二项分布:若随机变量X ~B (n ,p ),则均值E (X )=np ,方差D (X )=np (1-p ).称D (X )= i =1n(x i -E (X ))2p i 为随机变量X 的方差,D (X )为随机变量X 的标准差.④曲线与x 轴之间的面积为1.(3)μ和σ对正态曲线的影响:①当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿x轴平移;②当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;σ越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散.(2)正态曲线的特点:①曲线位于x 轴上方,与x 轴不相交; ②曲线是单峰的,它关于直线x =μ对称; ③曲线在x =μ处达到峰值1σ2π;(4)正态分布的3σ原则:若随机变量X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X ≤μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X ≤μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<X ≤μ+3σ)=0.997 4.在实际应用中,通常认为服从于正态分布N (μ,σ2)的随机变量X 只取(μ-3σ,μ+3σ)之间的值,并简称之为3σ原则.专题一条件概率1.条件概率的求法(1)利用定义,分别求出P (A )和P (AB ),解得P (B |A )= P (AB )P (A ).(2)借助古典概型公式,先求事件A 包含的基本事件数 n (A ),再在事件A 发生的条件下求事件B 包含的基本事 件数n (AB ),得P (B |A )=n (AB )n (A ).解决概率问题要注意“三个步骤,一个结合”(1)求概率的步骤是:第一步,确定事件性质;第二步,判断事件的运算;第三步,运用公式.(2)概率问题常常与排列、组合知识相结合.2.在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,求:(1)第1次抽到理科题的概率;(2)第1次和第2次都抽到理科题的概率;(3)在第1次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率.解设“第1次抽到理科题”为事件A ,“第2次抽到理科题”为事件B ,则“第1次和第2次都抽到理科题”为事件AB .【例1】(1)从5道题中不放回地依次抽取2道题的事件数为n (Ω)=A 25=20.根据分步乘法计数原理,n (A )=A 13×A 14=12.于是P (A )=n (A )n (Ω)=1220=35.求相互独立事件一般与互斥事件、对立事件结合在一起进行考查,解答此类问题时应分清事件间的内部联系,在些基础上用基本事件之间的交、并、补运算表示出有关事件,并运用相应公式求解.特别注意以下两公式的使用前提(1)若A ,B 互斥,则P (A ∪B )=P (A )+P (B ),反之不成立.(2)若A ,B 相互独立,则P (AB )=P (A )P (B ),反之成立.专题二相互独立事件的概率1.2.【例2】甲、乙、丙三台机床各自独立加工同一种零件,甲机床加工的零件是一等品而乙机床加工的零件不是一等品的概率为14,乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件不是一等品的概率为112,甲丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为29.(1)分别求出甲、乙、丙三台机床各自独立加工的零件是一等品的概率;(2)从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,求至少有一个一等品的概率.离散型随机变量的分布列在高中阶段主要学习两种:超几何分布与二项分布,由于这两种分布列在生活中应用较为广泛,故在高考中对该知识点的考查相对较灵活,常与期望、方差融合在一起,横向考查.对于分布列的求法,其难点在于每个随机变量取值时相关概率的求法,计算时可能会用到等可能事件、互斥事件、相互独立事件的概率公式等.均值与方差都是随机变量重要的数字特征,方差是建立在均值这一概念之上的,它表明了随机变量所取的值相对于它的均值的集中与离散程度,二者联系密切,在现实生产生活中特别是风险决策中有着重要意义,因此在当前的高考中是一个热点问题.专题三离散型随机变量的分布列、均值与方差1.2.3.(1)求该学生考上大学的概率;(2)如果考上大学或参加完5次测试就结束,记该生参加测试的次数为X ,求X 的分布列及X 的数学期望.【例3】 某地区试行高考考试改革:在高三学年中举行5次统一测试,学生如果通过其中2次测试即可获得足够学分升上大学继续学习,不用参加其余的测试,而每个学生最多也只能参加5次测试.假设某学生每次通过测试的概率都是13,每次测试时间间隔恰当.每次测试通过与否互相独立.X 2345PP (X =5)=C 14·13·⎝ ⎛⎭⎪⎫233+⎝ ⎛⎭⎪⎫234=1627. 故X 的分布列为:E (X )=2×19+3×427+4×427+5×1627=389.194274271627(1)写出ξ的概率分布列(不要求计算过程),并求出E (ξ),E (η);(2)求D (ξ),D (η).请你根据得到的数据,建议该单位派哪个选手参加竞赛?【例4】 (2012·枣庄检测)某单位为了参加上级组织的普及消防知识竞赛,需要从两名选手中选出一人参加.为此,设计了一个挑选方案:选手从6道备选题中一次性随机抽取3题.通过考查得知:6道备选题中选手甲有4道题能够答对,2道题答错;选手乙答对每题的概率都是23,且各题答对与否互不影响.设选手甲、选手乙答对的题数分别为ξ,η.解(1)ξ的概率分布列为ξ123P15 35 15所以E (ξ)=1×15+2×35+3×15=2.由题意,η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,E (η)=3×23=2,或者P (η=0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫133=127; P (η=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29; P (η=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫13=49;P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,专题四 正态分布某市去年高考考生成绩服从正态分布N (500,502),现有25 000名考生,试确定考生成绩在550~600分的人数.【例5】解 ∵考生成绩X ~N (500,502), ∴μ=500,σ=50, ∴P =(550<X ≤600)=12[P (500-2×50<X ≤500+2×50)-P (500-50<X ≤500+50)]=12(0.954 4-0.682 6)=0.135 9. 故考生成绩在550~600分的人数约为25 000×0.135 9 ≈3 398(人).。
绵阳市开元中学高2013级高二(下)数学期末复习选修2—3 第二章 随机变量及其分布题卷设计:绵阳市开元中学 王小凤老师 学生姓名一.知识归纳1.离散型随机变量的相关概念(1)随机变量:如果随机试验的结果可以用一个变量来表示,那么这样的变量叫做随机变量随机变量常用字母X 、Y 、ξ、η等表示;》(2)离散型随机变量:对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量。
若ξ是随机变量,a b ηξ=+(a 、b 是常数),则η也是随机变量。
(3)离散型随机变量的分布列:设离散型随机变量X 可能取的值为12i x x x ⋅⋅⋅⋅⋅⋅、,X 取每一个值()1,2,i x i =⋅⋅⋅的概率为()i i p x X P ==,则称表为随机变量X 的概率分布,简称X 的分布列。
》(4)离散型随机变量的分布列都具有下面两个性质:(1) 01,2,i p i ≥=⋅⋅⋅,; 12(2) 1P P ++=2.两点分布:若随机变量X 的分布列为:()1==X P p 为则称随机变量X 服从两点分布. 而称成功概率.3.超几何分布:一般地,在含有M 件次品的N 件产品中,任取n 件,其中恰有X 件次品,则 &().P X k N =≤即$若随机变量X 的分布列如上表,则称随机变量X 服从超几何分布.4.条件概率:对任意事件A 和事件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。
记作()A B P ,读作A 发生的条件下B 发生的概率. 条件概率计算公式()()()()()A P AB P A n AB n A B P ==性质:(1)()10≤≤A B P (2)若B 与C 为互斥事件,则()()()A C P AB P AC B P +=5.相互独立事件定义:事件A (或B )是否发生对事件B (或A )发生的概率没有影响,这样的两个事件^叫做相互独立事件注:(1)判断两事件A 、B 是否为相互独立事件,关键是看A (或B )发生与否对 B (或A )发生的概率是否影响,若两种状况下概率不变,则为相互独立.(2)互斥事件是指不可能同时发生的两个事件;相互独立事件是指一事件的发生与否对另一事件发生的概率没影响.(3)如果A 、B 是相互独立事件,则A 与B 、A 与B 、A 与B 也都相互独立.(4)两个相互独立事件A 、B 同时发生的概率()()()B P A P AB P =(此公式可推广到多个相互独立事件)6.独立重复试验及二项分布 (定义:在同等条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n 次独立重复试验中这个事件发生的次数X 是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是p ,那么在n 次独立重复试验中这个事件恰好发生k 次的概率是()k k n kn P X k C p q -==,(0,1,2,,1)k q p ==-由于k k n kn C p q -恰好是二项式展开式:00111()n n n k k n kn n n n n n p q C p q Cp q C p q C p q --+=+++++中的各项的值,所以称这样的随机变量X 服从二项分布,记作(,)X B n p .7.期望数学期望: 则称=ξE +11p x +22p x …++n n p x … 为X 的数学期望,简称期望数学期望的意义:数学期望离散型随机变量的一个特征数,它反映了离散型随机变量取值的平均水平。
第五讲 离散型随机变量及其分布列【教材扫描】1.随机变量(1)定义:在一个对应关系下,随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量. (2)表示:随机变量常用字母X ,Y ,ξ,η等表示. 2.离散型随机变量如果随机变量X 的所有可能的取值都能一一列举出来,则称X 为离散型随机变量. 3.随机变量和函数的关系随机变量和函数都是一种映射,随机变量把随机试验的结果映射为实数,函数把实数映射为实数.在这两种映射之间,试验结果的范围相当于函数的定义域,随机变量的取值范围相当于函数的值域. 4.离散型随机变量的分布列(1)一般地,若离散型随机变量X 可能取的不同值为x 1,x 2,…,x i ,…,x n, X 取每一个值x i (i =1,2,…,n )的概率P (X =x i )=p i ,则称表:为离散型随机变量X 的概率分布列, 简称为X 的分布列.用等式可表示为P (X =x i )=p i ,i =1,2,…,n, 也可以用图象来表示X 的分布列. (2)根据概率的性质,离散型随机变量的分布列具有如下性质: (1)0i p ≥,1,2,,i n =;(2)1nii p==∑1.5.两个特殊分布 (1)两点分布随机变量X 的分布列是:则称离散型随机变量X 服从两点分布,称p =P (X =1)为成功概率. (2)超几何分布一般地,在含有M 件次品的N 件产品中,任取n 件,其中恰有X 件次品,则事件{X =k }发生的概率P (X =k )=C k M C n -kN -M C n N,k =0,1,2,…,m ,其中m =min{M ,n },且n ≤N ,M ≤N ,n ,M ,N ∈N *, 称分布列服从超几何分布.[点睛] (1)超几何分布的模型是不放回抽样.(2)超几何分布中的参数是M,N,n.(3)超几何分布可解决产品中的正品和次品、盒中的白球和黑球、同学中的男和女等问题,往往由差异明显的两部分组成.【知识运用】题型一随机变量的理解【例1】(1)抛掷一枚均匀硬币一次,随机变量为( )A.抛掷硬币的次数B.出现正面的次数C.出现正面或反面的次数D.出现正面和反面的次数之和(2)6件产品中有2件次品,4件正品,从中任取1件,则可以作为随机变量的是( )A.取到的产品个数B.取到的正品个数C.取到正品的概率 D.取到次品的概率[解] (1)抛掷一枚硬币一次,可能出现的结果是正面向上或反面向上.以某一个为标准,如正面向上的次数来描述这一随机试验,那么正面向上的次数就是随机变量ξ,ξ的取值是0,1,故选B.而A项中抛掷次数就是1,不是随机变量;C项中标准不明;D项中,出现正面和反面的次数之和为必然事件,试验前便知是必然出现的结果,也不是随机变量.(2)由随机变量的定义知,随机变量是随机试验的结果,排除C、D项,又取到的产品个数是一个确定值,排除A项.故选B项.[答案] (1)B (2)B【变式】指出下列哪些是随机变量,哪些不是随机变量,并说明理由:(1)某人射击一次命中的环数;(2)掷一枚质地均匀的骰子,出现的点数;(3)某个人的属相随年龄的变化.(4)北京国际机场候机厅中2013年5月1日的旅客数量;(5)2013年5月1日到10月1日期间所查酒驾的人数;(6)2013年6月1日济南到北京的某次动车到北京站的时间;(7体积为1 000 cm3的球的半径长.解:(1)某人射击一次,可能命中的所有环数是0,1,…,10,而且出现哪一个结果是随机的,因此命中的环数是随机变量.(2)掷一枚骰子,出现的结果是1点,2点,3点,4点,5点,6点中的一个且出现哪一个结果是随机的,因此出现的点数是随机变量.(3)一个人的属相在他出生时就确定了,不随年龄的变化而变化,因此属相不是随机变量.(4)旅客人数可能是0,1,2,…,出现哪一个结果是随机的,因此是随机变量.(5)所查酒驾的人数可能是0,1,2,…,出现哪一个结果是随机的,因此是随机变量.(6)动车到达的时间可在某一区间内任取一值,是随机的,因此是随机变量.(7)球的体积为1 000 cm3时,球的半径为定值,不是随机变量.题型二离散型随机变量的判定【例2】指出下列随机变量是否是离散型随机变量,并说明理由.(1)某座大桥一天经过的车辆数X;(2)某加工厂加工的一批某种钢管的外径与规定的外径尺寸之差ξ;(3)江西九江市长江水位监测站所测水位在(0,29]这一范围内变化,该水位站所测水位ξ.【变式】判断下列变量是否为离散型随机变量:(1)下节课外语老师提问学生的次数η;(2)同时掷两枚硬币得到硬币反面向上的个数X;(3)汽车的使用寿命Y;(4)小麦的单位面积产量X.【解】(1)(2)中的随机变量的取值均能一一列出,故为离散型随机变量.(3)(4)中的随机变量取值不能一一列出,故不是离散型随机变量.题型三:用随机变量表示试验的结果【例3】写出下列随机变量可能取的值,并说明这些值所表示的随机试验的结果.(1)袋中有大小相同的红球10个,白球5个,从袋中每次任取1个球,取后不放回,直到取出的球是白球为止,所需要的取球次数.(2)从标有数字1,2,3,4,5,6的6张卡片中任取2张,所取卡片上的数字之和.[解] (1)设所需的取球次数为X, 则X=1,2,3,4,...,10,11,X=i表示前(i-1)次取到的均是红球,第i 次取到白球,这里i=1,2,3,4, (11)(2)设所取卡片上的数字之和为X, 则X=3,4,5, (11)X=3, 表示“取出标有1,2的两张卡片”;X=4, 表示“取出标有1,3的两张卡片”;X=5, 表示“取出标有2,3或1,4的两张卡片”;X=6, 表示“取出标有2,4或1,5的两张卡片”;X=7, 表示“取出标有3,4或2,5或1,6的两张卡片”;X=8, 表示“取出标有2,6或3,5的两张卡片”;X=9, 表示“取出标有3,6或4,5的两张卡片”;X=10, 表示“取出标有4,6的两张卡片”;X=11, 表示“取出标有5,6的两张卡片”.[一题多变]1.[变条件]若本例(2)中条件不变,所取卡片上的数字之差的绝对值为随机变量ξ,请问ξ有哪些取值?其中ξ=4表示什么含义?解:ξ的所有可能取值有:1,2,3,4,5.ξ=4表示“取出标有1,5或2,6的两张卡片”.2.[变条件,变问法]甲、乙两队员进行乒乓球单打比赛,规定采用“七局四胜制”,用X表示需要比赛的局数,写出X所有可能的取值,并写出表示的试验结果.解:根据题意可知X的可能取值为4,5,6,7.X=4表示共打了4局,甲、乙两人有1人连胜4局.X=5表示在前4局中有1人输了一局,最后一局此人胜出.X=6表示在前5局中有1人输了2局,最后一局此人胜出.X=7表示在前6局中,两人打平,后一局有1人胜出.题型四求离散型随机变量的分布列【例4】(1)同时掷两枚质地均匀的骰子,观察朝上一面出现的点数,求两枚骰子中出现的点数之差的绝对值X 的分布列;(2)袋中装有编号分别为1,2,3,4,5,6的同样大小的6个白球,现从袋中随机取3个球,设η表示取出的3个球中的最小号码,求η的分布列.【解析】(1)易知掷两枚质地均匀的骰子朝上一面出现的点数有36种等可能的情况,X的可能取值为0,1,2,3,4,5,如下表①1η=,最小号码为1,其他2个球在2,3,4,5,6中任取,所以2536C 1(1)C 2P η===;②2η=,最小号码为2,其他2个球在3,4,5,6中任取,所以2436C 3(2)C 10P η===; ③3η=,最小号码为3,其他2个球在4,5,6中任取,所以2336C 3(3)C 20P η===;④4η=,最小号码为4,其他2个球只能取编号为5,6的2个球,所以2236C 1(1)C 20P η===. 所以,随机变量η的分布列为η1 2 3 4P12 310 320 120码,写出随机变量ξ的分布列.[解] 随机变量ξ的可能取值为3,4,5.当ξ=3时,即取出的三只球中最大号码为3,则其他两只球的编号只能是1,2,故有P (ξ=3)=C 22C 35=110;当ξ=4时,即取出的三只球中最大号码为4,则其他两只球只能在编号为1,2,3的3只球中取2只, 故有P (ξ=4)=C 23C 35=310;当ξ=5时,即取出的三只球中最大号码为5,则其他两只球只能在编号为1,2,3,4的4只球中取2只,故有P (ξ=5)=C 24C 35=610=35.因此,ξ的分布列为ξ3 4 5 P110310352某班有学生45人,其中O 型血的有10人,A 型血的有12人,B 型血的有8人,AB 型血的有15人.现从中抽1人,其血型为随机变量X ,求X 的分布列.解:将O ,A ,B ,AB 四种血型分别编号为1,2,3,4,则X 的可能取值为1,2,3,4. P (X =1)=C 110C 145=29, P (X =2)=C 112C 145=415,P (X =3)=C 18C 145=845, P (X =4)=C 115C 145=13.故其分布列为题型五 离散型随机变量分布列性质的应用【例5】(1)设随机变量ξ的分布列为()6k P mk ξ==,1,2,3,4,5,6k =,求常数m 及1()2P ξ≥; (2)已知X 是离散型随机变量,其分布列如下,求n 的值及(0)P X >.【变式】已知随机变量X 的分布列如下表:则x 的值为________,P (23<X <92)=________.【解析】 根据分布列的性质 115+215+x +415+13=1,解得,x =15. 当23<X <92时,X =1,2,3,4.∴P (23<X <92)=1-P (X =5)=1-13=23. 【答案】 15 23题型六 两点分布的应用【例6】(1)不透明的袋中装有大小、形状完全相同的5个白球和4个红球,从中随机摸出两个球,记X =0,1,⎧⎨⎩两球颜色相同两球颜色不同,求随机变量X 的分布列; (2)已知一批200件的待出厂产品中有1件次品,现从中任意抽取2件进行检查,若用随机变量Y 表示抽取的2件产品中的次品数,求Y 的分布列.【变式】袋内有10个白球,5个红球,从中摸出2个球,记X =⎩⎪⎨⎪⎧0,两球全红;1,两球非全红.求X 的分布列.【自主解答】 由题设可知X 服从两点分布 P (X =0)=C 25C 215=221,P (X =1)=1-P (X =0)=1921.∴X 的分布列为题型七:超几何分布的应用【例7】生产方提供的某批产品共50箱,其中有2箱不合格品,采购方接收该批产品的准则是:从该批产品中任取5箱产品进行检测,若至多有1箱不合格品,便接收该批产品.问该批产品被接收的概率是多少?【变式】袋中有8个球,其中5个黑球,3个红球,从袋中任取3个球,求取出的红球数X 的分布列,并求至少有一个红球的概率.【自主解答】 X =0,1,2,3,X =0表示取出的3个球全是黑球,P (X =0)=C 35C 38=1056=528,同理P (X =1)=C 13·C 25C 8=3056=1528,P (X =2)=C 23·C 15C 8=1556,P (X =3)=C 33C 38=156.∴X 的分布列为至少有一个红球的概率为:P (X ≥1)=1-28=28.【强化练习】1.袋中有大小相同的5个球,分别标有1,2,3,4,5五个号码,现在在有放回抽取的条件下依次取出两个球,设两个球号码之和为随机变量ξ,则ξ的所有可能取值的个数是 A .5B .9C .10D .25B 【解析】号码之和可能为2,3,4,5,6,7,8,9,10,共9个.故选B .2.已知随机变量X 的分布列为()15k P X k ==,1,2,3,4,5k =A .215B .25C .115D .15D 511521)2()1(=+==+=x P x P,故选D .3.已知X 是一个离散型随机变量,其分布列为则常数q 等于A .1B CD C C .4.一盒子中有12个乒乓球,其中9个新的、3个旧的,从盒中任取3个球来用,用完后装回盒中,此时盒中旧球个数X 是一个随机变量,则(4)P X ==A .2201B .5527 C .22027D .2521 C 【解析】从盒中任取3个球来用,用完后装回盒中,当盒中旧球的个数为4X =时,相当于旧球的个数在原来3个的基础上增加了一个,所以取出的3个球中只有一个新球,即取出的3个球中有2个旧球、1个新球,所以C .5如图所示,A ,B 两点由5条连线并联,它们在单位时间内能通过的最大信息量依次为2,3,4,3,2.现记从中任取三条线且在单位时间内都通过的最大信息总量为ξ,则P (ξ≥8)=____.【答案】【解析】解法一(直接法):由已知得,ξ的可能取值为7,8,9,10,∵P (ξ=7)=,P (ξ=8)=,P (ξ=9)=,P (ξ=10)=,∴ξ的概率分布列为:∴P (ξ≥8)=P (ξ=8)+P (ξ=9)+P (ξ=10)=++=.解法二(间接法):由已知得,ξ的可能取值为7,8,9,10,故P (ξ≥8)与P (ξ=7)是对立事件,所以P (ξ≥8)=1-P (ξ=7)=1-=.故答案为:.3.已知随机变量ξ的分布列如下:则P(2≤ξ<4)____________. 【答案】0.6【解析】()()()24230.20.40.6P P P ξξξ≤<==+==+=,故答案为0.6.6.设随机变量ξ只能取5,6,7,…,14这10个值,且取每一个值的概率均相等,则P (ξ≥10)=______;P (6<ξ≤14)=________.【答案】25 45【解析】由题意P (ξ=k )=(k =5,6,…,14),P (ξ≥10)=4×=.P (6<ξ≤14)=8×=.故填,.7.在考试中,需回答三个问题,考试规则规定:每题回答正确得100分,回答不正确得-100分,则这名同学回答这三个问题的总得分ξ的所有可能取值是_____.【答案】-300,-100,100,300【解析】若答对0个问题得分300-;若答对1个问题得分100-;若答对2个问题得分100;若问题全答对得分300.故答案为300-, 100-, 100, 300.点睛:本题考查的是离散型随机变量及其分布列,要理解题中ξ的含义.8.已知随机变量ξ和η,其中η=4ξ-2,且E (η)=7,若ξ的分布列如下表,则n 的值为__.【答案】3【解析】42ηξ=-, ()()9427,4E E E ηξξ=-==,所以()11912344124E m n ξ=⨯+++⨯=,且概率和111412m n +++=,解得13n =. 9.设离散型随机变量X 可能的取值为1,2,3,P (X =k )=ak +b (k =1,2,3).又X 的均值E (X )=3,则a +b =________.【答案】-16【解析】依题意得()()()122333EX a b a b a b =⋅++⋅++⋅+=,且概率和()()()231a b a b a b +++++=,解得121,,236a b a b ==-+=-. 10.数学老师从6道习题中随机抽3道让同学检测,规定至少要解答正确2道题才能及格。
描述:例题:高中数学选修2-3(人教B版)知识点总结含同步练习题及答案第二章 随机变量及其分布 2.2 条件概率与事件的独立性一、学习任务1. 了解条件概率的定义及计算公式,并会利用条件概率解决一些简单的实际问题.2. 能通过实例理解相互独立事件的定义及概率乘法公式,并能综合利用互斥事件的概率加法公式及独立事件的概率乘法公式.3. 理解独立重复试验的概率及意义,理解事件在 次独立重复试验中恰好发生 次的概率公式,并能利用 次独立重复试验的模型模拟 次独立重复试验.二、知识清单事件的独立性与条件概率独立重复试验与二项分布三、知识讲解1.事件的独立性与条件概率条件概率的概念一般地,设 ,为两个事件,且 ,称为在事件 发生的条件下,事件 发生的条件概率(conditional probability).读作 发生的条件下 发生的概率.条件概率的性质①条件概率具有概率的性质,任何事件的条件概率都在 和 之间,即.②如果 和 是两个互斥事件,则相互独立事件的概念设 ,为两个事件,若 ,则称事件 与事件 相互独立(mutually independent).相互独立事件同时发生的概率:如果事件 ,,, 相互独立,那么这 个事件同时发生的概率等于每个事件发生概率的积,即n k n n A B P (A )>0P (B |A )=P (AB )P (A )A B P (B |A )A B 0 1 0≤P (B|A)≤1 B CP (B ∪C |A )=P (B |A )+P (C |A ).A B P (AB )=P (A )P (B )A B A 1A 2⋯A n n P (⋯)=P ()P ()⋯P ().A 1A 2A n A 1A 2A n 甲、乙两地都位于长江下游,根据一百多年气象记录,知道甲、乙两地一年中雨天占的比例分别20%18%12%为 和 ,两地同时下雨的比例为 ,问:(1)乙地为雨天时甲地也为雨天的概率是多少?(2)甲地为雨天时乙地也为雨天的概率是多少?解:设“甲地为雨天”, “ 乙地为雨天”,则根据题意有(1)乙地为雨天时甲地也为雨天的概率(2)甲地为雨天时乙地也为雨天的概率是20%18%12%A =B =P (A )=0.20,P (B )=0.18,P (AB )=0.12.P (A |B )==≈0.67.P (AB )P (B )0.120.18P (B |A )===0.60.P (AB )P (A )0.120.20如图,四边形 是以 为圆心,半径 的圆内接正方形,将一颗豆子随机地扔到该圆内,用 表示事件“豆子落在正方形 内”, 表示事件“豆子落在扇形 (阴影部分)内”,则(1)______;(2)______.解:;圆 的面积是,正方形 的面积是 ,扇形 的面积是 ,由几何概型概率公式得 ,由条件概率公式得EFGH O 1A EFGH B OHE P (A )=P (B |A )=2π14O πEF GH 2OHE π4P (A )=2πP (B |A)===.P (AB )P (A)12π2π14掷一枚正方体骰子一次,设事件 :“出现偶数点”,事件 :“出现 点或 点”,则事件 , 的关系是( )A.互斥但不相互独立 B.相互独立但不互斥 C.互斥且相互独立 D.既不相互独立也不互斥解:B事件 ,事件 ,事件 ,基本事件空间 .所以,,,即 ,因此,事件 与 相互独立.当“出现 点”,事件 , 同时发生,所以 , 不是互斥事件.A B 36A B A ={2,4,6}B ={3,6}AB ={6}Ω={1,2,3,4,5,6}P (A )==3612P (B )==2613P (AB )==×161213P (AB )=P (A )P (B )A B 6A B A B 甲、乙两人在罚球线投球命中的概率分别为与 .(1)甲、乙两人在罚球线各投球一次,求恰好命中一次的概率;(2)甲、乙两人在罚球线各投球二次,求这四次投球均不命中的概率.解:记“甲投一次命中”为事件 ,“乙投一次命中”为事件 ,则 ,1225A B P (A )=12213,,.(1)恰好命中一次的概率为(2)设事件“甲、乙两人在罚球线各投球二次均不命中”的概率为 ,则2P (B )=25P ()=A ¯¯¯12P ()=B ¯¯¯35P =P (A ⋅)+P (⋅B )B ¯¯¯A ¯¯¯=P (A )⋅P ()+P ()⋅P (B )B ¯¯¯A ¯¯¯=×+×12351225=.12P 1P 1=P (∩∩∩)A ¯¯¯A ¯¯¯B ¯¯¯B ¯¯¯=P ()⋅P ()⋅P ()⋅P ()A ¯¯¯A ¯¯¯B ¯¯¯B ¯¯¯=(1−(1−12)225)2=9100在一个选拔项目中,每个选手都需要进行 轮考核,每轮设有一个问题,能正确回答者进入下一轮考核,否则被淘汰.已知某选手能正确回答第一、二、三、四轮问题的概率分别为,,,,且各轮问题能否正确回答互不影响.(1)求该选手进入第三轮才被淘汰的概率;(2)求该选手至多进入第三轮考核的概率;解:设事件 ( ,,, )表示“该选手能正确回答第 轮问题”,由已知得,,,.(1)设事件 表示“该选手进入第三轮才被淘汰”,则(2)设事件 表示“该选手至多进入第三轮考核”,则456453413A i i =1234i P ()=A 156P ()=A 245P ()=A 334P ()=A 413B P (B )=P ()A 1A 2A ¯¯¯3=P ()P ()P ()A 1A 2A ¯¯¯3=××(1−)564534=.16C P (C )=P (++)A ¯¯¯1A 1A ¯¯¯2A 1A 2A ¯¯¯3=P ()+P ()+P ()A ¯¯¯1A 1A ¯¯¯2A 1A 2A ¯¯¯3=+×+××(1−)165615564534=.12描述:例题:2.独立重复试验与二项分布独立重复试验一般地,在相同条件下重复做的 次试验,称为次独立重复试验(independent andrepeated trials).二项分布一般地,在 次独立重复试验中,用表示事件发生的次数,设每次试验中事件发生的概率为,则此时称随机变量服从二项分布(binnomial distribution),记作 ),并称为成功概率.n n n X A A p P (X =k )=(1−p ,k=0,1,2,⋯,n .C kn pk )n −k X X ∼B (n ,p ) p 下列随机变量 的分布列不属于二项分布的是( )A.投掷一枚均匀的骰子 次, 表示点数 出现的次数B.某射手射中目标的概率为 ,设每次射击是相互独立的, 为从开始射击到击中目标所需要的射击次数C.实力相等的甲、乙两选手举行了 局乒乓球比赛, 表示甲获胜的次数D.某星期内,每次下载某网站数据后被病毒感染的概率为 , 表示下载 次数据后电脑被病毒感染的次数解:B选项 A,试验出现的结果只有两个:点数为 和点数不为 ,且点数为 的概率在每一次试验都为 ,每一次试验都是独立的,故随机变量 服从二项分布;选项 B,,故随机变量 不服从二项分布;选项 C,甲、乙的获胜率都相等,举行 次比赛,相当于进行了 次独立重复试验,故 服从二项分布;选项 D,由二项分布的定义可知,被感染次数 .X 5X 6p X 5X 0.3X n 66616X P (X =1)=p ,P (X =2)=(1−p )p ,P (X =k )=(1−p p )(k −1)X 55X X ∼B (n ,0.3)口袋中有 个白色乒乓球, 个黄色乒乓球,从中选取 次,每次取 个后又放回,则 次中恰有 次取到白球的概率是( )A. B. C. D . 解:D任意取球 次,取得白球 次的概率是5551531235C 35C 510⋅C 350.5553P (X =3)=(1−0.5=⋅C 350.53)5−3C 350.55甲、乙两名同学进行三分球投篮比赛,甲每次投中的概率为 ,乙每次投中的概率为 ,每人分别进行三次投篮.(1)设甲投中的次数为 ,求 的分布列;(2)求乙至多投中 次的概率;(3)求乙恰好比甲多投中 次的概率.1312ξξ221四、课后作业 (查看更多本章节同步练习题,请到快乐学)解:(1), 的可能取值为 ,,,. 的分布列为:(2)设“乙至多投中 次”为事件 ,则(3)设“乙比甲多投中 次”为事件 ,“乙恰投中 次且甲恰投中 次”为事件,“乙恰投中 次且甲恰投中 次”为事件 ,则 ,, 为互斥事件,则所以乙恰好比甲多投中 次的概率为.ξ∼B (3,)13ξ0123P(ξ=0)=(=,C 0323)3827P (ξ=1)=()(=,C 131323)249P (ξ=2)=(()=,C 2313)22329P (ξ=3)=(=.C 3313)3127ξξP082714922931272A P (A )=1−(=.C 3312)3782A 120B 131B 2=∪A 1B 1B 2B 1B 2P (A )=P ()+P ()=×+×=.B 1B 282738491816216答案:解析:1. 某一批花生种子,如果每 粒发芽的概率为 ,那么播下 粒种子恰有 粒发芽的概率是 A .B .C .D .B 概率为 .14542()1662596625192625256625=C 24()452(1−)45296625答案:2. 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 ,连续两天为优良的概率是,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 .B .C .D .A0.750.6()0.80.750.60.453. 某厂生产电子元件,其产品的次品率为 ,现从一批产品中任意地连续取出 件,其中次品数 的5%2ξ高考不提分,赔付1万元,关注快乐学了解详情。
2-3随机变量及其分布-- HW)T数字特征11 ….--- L-W Array「(两点分布〕5店殊分布列)--憊几何分祠-(二项分利十[并件相互独立性)一価立重复试劇5J ~(条件概率)”、r<正态分布密度曲绚f正态分布)一要点归纳一、离散型随机变量及其分布列1.⑴随机变量:在随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示•在这个对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化.像这种随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量•通常用字母X, Y, E, n等表示.(2) 离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量称为离散型随机变量.(3) 离散型随机变量的分布列:一般地,若离散型随机变量 X可能取的不同值为X i,X2…,X i,…X n,X取每一个值X i(i = 1,2,…,n)的概率P(X= X)= p i,以表格的形式表示如下:X的分布列.有时为了简单起见,也用等式P(X = X i) = p i,i = 1,2,…,n表示X的分布列.(4)离散型随机变量的分布列的性质:①P i>0,i = 1,2,…,n;n②P i = 1.i = 1(5)常见的分布列:两点分布:如果随机变量X 的分布列具有下表的形式,则 称X 服从两点分布,并称p = P(X = 1)为成功概率.两点分布又称 0- 1分布,伯努利分布. 超几何分布:一般地,在含有M 件次品的N 件产品中,任取X 件次品,则事件{X = k }发生的概率为 P(X =其中 m= min { M , n },且 n W N , M < N , n , M , N € N *.如 果随机变量X 的分布列具有上表的形式,则称随机变量 X服从超几何分布. 2 .二项分布及其应用(1)条件概率:一般地,设 A 和B 是两个事件,且 P(A)>0,p / AB)称P(BA) = P ((A )为在事件A 发生的条件下,事件B 发生 的条件概率.P(B|A)读作A 发生的条件下B 发生的概率.⑵条件概率的性质: ① 0 < P(BA)< 1;② 必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为0; ③ 如果 B 和C 是两个互斥事件,则P(B U C|A)= P(B|A) +P(C|A).(3) 事件的相互独立性:设 A, B 为两个事件,如果 P(AB)= P(A)P(B),则称事件 A 与事件B 相互独立•如果事件 A 与B 相互独立,那么 A 与-,-与B ,-与-也都相互独立.(4) 独立重复试验:一般地,在相同条件下重复做的n 次试验称为n 次独立重复试验.c M c N-/ic Nk = 0, 1, 2,,m,即n 件,其中恰有 k)=(5) 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) = Cp k(1 — p)n-k, k= 0, 1, 2,…,n.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.两点分布是当n = 1时的二项分布,二项分布可以看成是两点分布的一般形式.3.离散型随机变量的均值与方差(1)则称 E(X) = X i p i + X2P2+ •" + X i p i + …+ X n P n为随机变量 X 的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平.n称D(X)= (X i — E(X))2p i为随机变量 X的方差, D ( X)为i = 1随机变量X的标准差.(2) 均值与方差的性质:若Y= aX+ b,其中a, b是常数,X 是随机变量,则Y也是随机变量,且E(aX + b) = aE(X) +b,D(aX + b)= a2D(X).(3) 常见分布的均值和方差公式:①两点分布:若随机变量X服从参数为p的两点分布,贝吐匀值E(X) = p,方差D(X) = p(1 —p).②二项分布:若随机变量X〜B(n, p),则均值E(X) = np, 方差D(X)= np(1—p).4.止态分布⑴正态曲线与正杰分布;①正态曲线:我n把函数烈.©= £. 厂(歸),戈亡(一8, +-o(其中川是样本均值,疔是样本标准差〉的團象称为正态分布密度曲线,简称正态曲线,正态曲线呈钟形, 即中间高・两边低.②止态分布;一般地,如果对于任何实敷附蚱rVQ),随机变量A譎足I\u<X^b)“曲..心)归,则称廈机变量A服a从正态分布.正态分布完全由参数知亦确定,因此正态分布常记作N^h </)・(2)正态曲线的特点:①曲线位于x轴上方,与x轴不相交;②曲线是单峰的,它关于直线 x= 口对称;1③曲线在x = 口处达到峰值2n;④曲线与x轴之间的面积为1.⑶丽0对正态曲线的影响:①当(一定时,曲线的位置由砸定,曲线随着曲勺变化而沿x轴平移;②当「定时,曲线的形状由(确定,o越小,曲线越瘦高” 表示总体的分布越集中;(越大,曲线越矮胖”表示总体的分布越分散.⑷正态分布的3(原则:若随机变量X〜N(仏0),则P(卩—(r< X w 卩+ o)= 0.682 6, P(卩一2 oV X w 卩+ 2 o)—0.954 4, Pg—3oV X w + 30 —0.997 4.在实际应用中,通常认为服从于正态分布N(y, 0)的随机变量X只取(卩―3 o,叶3 0之间的值,并简称之为3 o原则.专题一 条件概率1 •条件概率的求法⑴利用定义,分别求出 P(A)和P(AB),解得P(BA) =P (AB) P( A).(2)借助古典概型公式,先求事件A 包含的基本事件数n(A),再在事件 A 发生的条件下求事件 B 包含的基本事件数 n(AB),得 P(BA) =n (AB).n (A)2.解决概率问题要注意 三个步骤,一个结合 ”(1) 求概率的步骤是: 第一步,确定事件性质; 第二步,判断事件的运算; 第三步,运用公式.(2) 概率问题常常与排列、组合知识相结合.【例1】在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,求:(1)第1次抽到理科题的概率;⑵第1次和第2次都抽到理科题的概率;⑶在第1次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率. 解 设 第1次抽到理科题”为事件A ,第2次抽到理科题”为 事件B ,则 第1次和第2次都抽到理科题”为事件AB.(1)从5道题中不放回地依次抽取 2道题的事件数为n(Q ) = A 5= 20.根据分步乘法计数原理,n(A)= A;x 12.于是P(A) =n (A)n ( Q) 12— 3 20= 5.(2)因为所以化⑹弋:骼墙=赤⑶法一由⑴{2}可得,在第1次抽到埋科题的条件下,第2 次抽到厘科题的概牢法二因为 rt(JB)=6f nC4)=12f ”,n(仙)所以诃戸;C4)专题二相互独立事件的概率1 .求相互独立事件一般与互斥事件、对立事件结合在一起进 行考查,解答此类问题时应分清事件间的内部联系,在些基础上用基本事件之间的交、并、补运算表示出有关事 件,并运用相应公式求解.2.特别注意以下两公式的使用前提(1) 若A, B 互斥,则P(A U B) = P(A) + P(B),反之不成立. (2) 若A ,B 相互独立,则P(AB)= P(A)P(B),反之成立.【例2】甲、乙、丙三台机床各自独立加工同一种零件, 甲机床加工的零件是一等品而乙机床加工的零件不是一等品的概率为 乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件不是一等品的(1)分别求出甲、乙、丙三台机床各自独立加工的零件是一等品 的概率; (2)从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,求至少有一个一 等品的概率.概率为 丄 12,甲丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为2 9.P 3)P (.4)解a J. B. C 分别为甲r 厶內三台机床各自独立加工同 一种零件是一尊品的事件.依题意得p (』爭)-£ p (歩⑺一迈, P (.40 =|,得r?[HC )F —创科G+腔=仇 解得珂。
=扌或HG=#{舍)- 5旳弓砂=审刊°=彳即甲.乙.丙三台机床各口独立加工的零件是一等甜的概率ill分别为亍尹r⑴记D 为从甲.乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有 一—等品的事件.2尸(〃)=1 —尺心)=1 —(1—只』))-(1 —/VJ ))p —= h —寸X即从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有一个一等品的槪率为Ip U)即」P ⑻P <-4)• (1-P ⑻)-% ■ (1—p (c) > —轄P <c) =$专题三离散型随机变量的分布列、均值与方差1.离散型随机变量的分布列在高中阶段主要学习两种:超几何分布与二项分布,由于这两种分布列在生活中应用较为广泛,故在高考中对该知识点的考查相对较灵活,常与期望、方差融合在一起,横向考查.2 •对于分布列的求法,其难点在于每个随机变量取值时相关概率的求法,计算时可能会用到等可能事件、互斥事件、相互独立事件的概率公式等.3 •均值与方差都是随机变量重要的数字特征,方差是建立在均值这一概念之上的,它表明了随机变量所取的值相对于它的均值的集中与离散程度,二者联系密切,在现实生产生活中特别是风险决策中有着重要意义,因此在当前的咼考中是一个热点问题.【例3】某地区试行高考考试改革:在高三学年中举行5次统一测试,学生如果通过其中2次测试即可获得足够学分升上大学继续学习,不用参加其余的测试,而每个学生最多也只能参加1 5次测试.假设某学生每次通过测试的概率都是 3,每次测试时间间隔恰当.每次测试通过与否互相独立.(1) 求该学生考上大学的概率;(2) 如果考上大学或参加完5次测试就结束,记该生参加测试的次数为X,求X的分布列及X的数学期望.解该牛考上大学”为事件乩其对立事件为则血円鮒+舒.g)=l-【幺餵陋)5]磊.⑴参加测试次敎K的可熊取值为2・3, 4. 5, flS 1P(X=2)=^f=-,呻_3)_生卜討—务p(m.;.gy•捋,P(x=5)= CA :• 2 3+ 3 仁;6故X的分布列为:1 c 4 , 4 厂 16 38E(x)二 2X 9+ 3X 27+4X 27+ 5X 26= 38-【例4】(2012枣庄检测)某单位为了参加上级组织的普及消防知识竞赛,需要从两名选手中选出一人参加•为此,设计了一个挑选方案:选手从6道备选题中一次性随机抽取3题.通过考查得知:6道备选题中选手甲有4道题能够答对,2道题答错;2选手乙答对每题的概率都是3,且各题答对与否互不影响.设选手甲、选手乙答对的题数分别为 E n(1) 写出曲勺概率分布列(不要求计算过程),并求出E( E ,E(n ;(2) 求D( E,D( n.请你根据得到的数据,建议该单位派哪个选手参加竞赛?1 3 1所以E(8= 1 X _ + 2 X _ + 3 X _ = 2.5 5 52 2 由题意,n 〜B 3, 3,E(n = 3X 3= 2,或者P( n= 0)= C3 3 3= £;P(n= 1)=良3132= 9;p(n=2)=C2323=9;P(n= 3)=c3t3=27,12 O所以,£(I/)=OX—+1X-+2X-+3X —-2.1 3 1 1(2)Z)(i)=(l-2)2X- +(2-2/X-+(3-2)I X-=-!可见E(©=E(>/),因此建议该单位派甲参加竞赛.专题四正态分布【例5】某市去年高考考生成绩服从正态分布N(500, 502),现有25 000名考生,试确定考生成绩在 550〜600分的人数.解•••考生成绩X〜N(500, 502),卩=500, o= 50,••• P = (550 v X< 600)1=2[P(500 - 2X 50v X W 500 + 2X 50)—P(500- 50v X< 500 +50)]1=2(0.954 4-0.682 6)= 0.135 9.故考生成绩在550〜600分的人数约为25 000 X 0.135 9〜3 398(人).解(1)的概率分布列为123P131555。