独立重复试验与二项分布一详解演示文稿
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第8讲n次独立重复试验与二项分布基础知识整合1.条件概率及其性质2.事件的相互独立(1)设A,B为两个事件,如果P(AB)=□05P(A)·P(B),那么称事件A与事件B相互独立.(2)如果事件A与B相互独立,那么□06A与□07B,□08A与□09B,□10 A与□11B也都相互独立.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,即若用A i(i=1,2,…,n)表示第i次试验结果,则P(A1A2A3…A n)=□12P(A1)P(A2)P(A3)…P(A n).(2)二项分布在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)=□13C k n 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.1.A ,B 中至少有一个发生的事件为A ∪B . 2.A ,B 都发生的事件为AB . 3.A ,B 都不发生的事件为A -B -.4.A ,B 恰有一个发生的事件为(A B -)∪(A -B ).5.A ,B 至多一个发生的事件为(A B )∪(A B )∪(A B ).1.甲射击命中目标的概率为0.75,乙射击命中目标的概率为23,当两人同时射击同一目标时,该目标被击中的概率为( )A.12 B .1 C.1112 D.56 答案 C解析 1-13×14=1112,选C.2.由0,1组成的三位编号中,若用A 表示“第二位数字为0的事件”,用B 表示“第一位数字为0的事件”,则P (A |B )=( )A.12B.14C.16D.18 答案 A解析 因为第一位数字可为0或1,所以第一位数字为0的概率P (B )=12,第一位数字为0且第二位数字也是0,即事件A ,B 同时发生的概率P (AB )=12×12=14,所以P (A |B )=P (AB )P (B )=1412=12.3.(2019·吉林通化模拟)若ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫10,12,则P (ξ≥2)等于( )A.10131024B.111024C.501512D.507512 答案 A 解析P (ξ≥2)=1-P (ξ=0)-P (ξ=1)=1-C 010⎝ ⎛⎭⎪⎫1210-C 110⎝ ⎛⎭⎪⎫1210=10131024.4.(2019·广东汕头模拟)甲、乙两人参加“社会主义价值观”知识竞赛,甲、乙两人能荣获一等奖的概率分别为23和34,甲、乙两人是否获得一等奖相互独立,则这两个人中恰有一人获得一等奖的概率为( )A.34B.23C.57D.512 答案 D解析 根据题意,恰有一人获得一等奖就是甲获奖乙没获奖或甲没获奖乙获奖,则所求概率是23×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34+34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=512.故选D.5.(2019·福建厦门模拟)袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,则3次中恰有2次抽到黄球的概率是( )A.25B.35C.18125D.54125 答案 D解析 袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,每次取到黄球的概率P 1=35,∴3次中恰有2次抽到黄球的概率是P =C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫352⎝ ⎛⎭⎪⎫1-35=54125.6.袋中有红、黄、蓝球各1个,从中有放回地每次任取1个,直到取到红球为止,则第4次首次取到红球的概率为( )A.980B.881C.382D.827 答案 B解析 前3次都取不到红球的概率为⎝ ⎛⎭⎪⎫233,第4次首次取到红球的概率为13,4个独立事件同时发生的概率为⎝ ⎛⎭⎪⎫233×13=881.核心考向突破考向一 条件概率例1 (1)(2019·大庆模拟)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P(A)=C23+C22C25=25,P(B)=C22C25=110,又A⊇B,则P(AB)=P(B)=110,所以P(B|A)=P(AB)P(A)=P(B)P(A)=14.(2)(2019·江西南昌模拟)口袋中装有大小、形状相同的红球2个,白球3个,黄球1个,甲从中不放回地逐一取球,已知第一次取得红球,则第二次取得白球的概率为________.答案3 5解析口袋中装有大小形状相同的红球2个,白球3个,黄球1个,甲从中不放回地逐一取球,设事件A表示“第一次取得红球”,事件B表示“第二次取得白球”,则P(A)=26=13,P(AB)=26×35=15,∴第一次取得红球后,第二次取得白球的概率为P(B|A)=P(AB)P(A)=1513=35.触类旁通条件概率的求法(1)定义法:先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=P(AB)P(A)求P(B|A).即时训练 1.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.110 B.15 C.25 D.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.2.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________.答案 0.72解析 设种子发芽为事件A ,种子成长为幼苗为事件AB (发芽,又成活为幼苗),出芽后的幼苗成活率为P (B |A )=0.8,P (A )=0.9, 由P (B |A )=P (AB )P (A ),得P (AB )=P (B |A )·P (A )=0.9×0.8=0.72. 故这粒种子成长为幼苗的概率为0.72. 考向二 相互独立事件的概率例2 (2017·天津高考)从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相互独立,且在各路口遇到红灯的概率分别为12,13,14.(1)记X 表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X 的分布列和数学期望;(2)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率. 解 (1)随机变量X 的所有可能取值为0,1,2,3. P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=14,P (X =1)=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13×14=1124,P (X =2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12×13×14+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13×14+12×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=14,P (X =3)=12×13×14=124.所以随机变量X 的分布列为随机变量X的数学期望E(X)=0×14+1×1124+2×14+3×124=1312.(2)设Y表示第一辆车遇到红灯的个数,Z表示第二辆车遇到红灯的个数,则所求事件的概率为P(Y+Z=1)=P(Y=0,Z=1)+P(Y=1,Z=0)=P(Y=0)P(Z=1)+P(Y=1)P(Z=0)=14×1124+1124×14=1148.所以这2辆车共遇到1个红灯的概率为11 48.触类旁通求相互独立事件同时发生的概率的方法(1)相互独立事件同时发生的概率等于他们各自发生的概率之积;(2)当正面计算较复杂或难以入手时,可从其对立事件入手计算.即时训练 3.某乒乓球俱乐部派甲、乙、丙三名运动员参加某运动会的单打资格选拔赛,本次选拔赛只有出线和未出线两种情况.规定一名运动员出线记1分,未出线记0分.假设甲、乙、丙出线的概率分别为23,34,35,他们出线与未出线是相互独立的.(1)求在这次选拔赛中,这三名运动员至少有一名出线的概率;(2)记在这次选拔赛中,甲、乙、丙三名运动员的得分之和为随机变量ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望E(ξ).解(1)记“甲出线”为事件A,“乙出线”为事件B,“丙出线”为事件C,“甲、乙、丙至少有一名出线”为事件D,则P(D)=1-P(A-B-C-)=1-13×14×25=2930.(2)由题意可得,ξ的所有可能取值为0,1,2,3,则P(ξ=0)=P(A-B-C-)=13×14×25=130;P(ξ=1)=P(A B-C-)+P(A-B C-)+P(A-B-C)=23×14×25+13×34×25+13×14×35=13 60;P(ξ=2)=P(AB C-)+P(A B-C)+P(A-BC)=23×34×25+23×14×35+13×34×35=920;P(ξ=3)=P(ABC)=23×34×35=310.所以ξ的分布列为E(ξ)=0×130+1×1360+2×920+3×310=12160.考向三独立重复实验与二项分布例3(2019·重庆模拟)为了应对新疆暴力恐怖活动,重庆市警方从武警训练基地挑选反恐警察,从体能、射击、反应三项指标进行检测,如果这三项中至少有两项通过即可入选.假定某基地有4名武警战士(分别记为A,B,C,D)拟参加挑选,且每人能通过体能、射击、反应的概率分别为23,23,12.这三项测试能否通过相互之间没有影响.(1)求A能够入选的概率;(2)规定:按入选人数得训练经费,每入选1人,则相应的训练基地得到5000元的训练经费,求该基地得到训练经费的分布列与数学期望(期望精确到个位).解(1)设A通过体能、射击、反应分别记为事件M,N,P,则A能够入选包含以下几个互斥事件:MN P-,M N-P,M-NP,MNP,∴P(A)=P(MN P-)+P(M N-P)+P(M-NP)+P(MNP)=23×23×12+23×13×12+13×23×12+23×23×12=1218=23.(2)记ξ表示该训练基地入选人数,则得到的训练经费为η=5000ξ,又ξ的可能取值为0,1,2,3,4,∴P (ξ=0)=C 04⎝ ⎛⎭⎪⎫230⎝ ⎛⎭⎪⎫134=181, P (ξ=1)=C 14⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫133=881, P (ξ=2)=C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫132=2481=827, P (ξ=3)=C 34⎝ ⎛⎭⎪⎫233⎝ ⎛⎭⎪⎫131=3281,P (ξ=4)=C 44⎝ ⎛⎭⎪⎫234⎝ ⎛⎭⎪⎫130=1681. ∴ξ的分布列为触类旁通求解独立重复试验概率时应注意的问题(1)概率模型是否满足公式P n (k )=C k n p 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 ;②n 次试验不仅是在完全相同的情况下进行的重复试验,而且各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.(2)独立重复试验是相互独立事件的特例(概率公式也是如此),就像对立事件是互斥事件的特例一样,只要有“恰好”字样的题用独立重复试验的概率公式计算更简单,就像有“至少”或“至多”等字样的题用对立事件的概率公式计算更简单一样.即时训练 4.某学校为了丰富学生的课余生活,以班级为单位组织学生开展古诗词背诵比赛,随机抽取一首,背诵正确加10分,背诵错误减10分,且背诵结果只有“正确”和“错误”两种.其中某班级学生背诵正确的概率p =23,记该班级完成n 首背诵后的总得分为S n .(1)求S 6=20且S i ≥0(i =1,2,3)的概率; (2)记ξ=|S 5|,求ξ的分布列及数学期望.解 (1)当S 6=20时,即背诵6首后,正确的有4首,错误的有2首. 由S i ≥0(i =1,2,3)可知,若第一首和第二首背诵正确,则其余4首可任意背诵正确2首;若第一首背诵正确,第二首背诵错误,第三首背诵正确,则其余3首可任意背诵正确2首.则所求的概率P =⎝ ⎛⎭⎪⎫232×C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫132+23×13×23×C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=1681. (2)由题意知ξ=|S 5|的所有可能的取值为10,30,50,又p =23, ∴P (ξ=10)=C 35⎝ ⎛⎭⎪⎫233×⎝ ⎛⎭⎪⎫132+C 25⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫133=4081, P (ξ=30)=C 45⎝ ⎛⎭⎪⎫234×⎝ ⎛⎭⎪⎫131+C 15⎝ ⎛⎭⎪⎫231×⎝ ⎛⎭⎪⎫134=3081, P (ξ=50)=C 55⎝ ⎛⎭⎪⎫235×⎝ ⎛⎭⎪⎫130+C 05⎝ ⎛⎭⎪⎫230×⎝ ⎛⎭⎪⎫135=1181, ∴ξ的分布列为∴E (ξ)=10×4081+30×3081+50×1181=185081.。
独立重复试验与二项分布独立重复试验与二项分布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。
二项分布前提:在n次独立重复试验中,事件A发生的次数X。
符号含义:p:每次试验中事件A发生的概率。
k:在n次独立重复试验中事件A发生的次数。
公式:$C_k^n p^k(1-p)^{n-k}$结论: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。
明确该公式中各量表示的意义:n为重复试验的次数;p 为在一次试验中某事件A发生的概率;k是在n次独立重复试验中事件A发生的次数。
判断正误1) n次独立重复试验的每次试验结果可以有多种。
×2) n次独立重复试验的每次试验的条件可以略有不同。
×3) 二项分布与超几何分布是同一种分布。
×4) 两点分布是二项分布的特殊情形。
√已知随机变量X服从二项分布,X~B(6,3),则P(X=2)等于$\frac{15}{64}$。
任意抛掷三枚均匀硬币,恰有2枚正面朝上的概率为$\frac{3}{8}$。
设随机变量X~B(2,p),若P(X≥1)=$\frac{3}{4}$,则$p=\frac{1}{3}$。
探究点1:独立重复试验的概率甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别是$\frac{2}{3}$和$\frac{3}{4}$,假设每次射击是否击中目标,相互之间没有影响。
1) 求甲射击3次,至少1次未击中目标的概率。
记“甲射击3次至少有1次未击中目标”为事件A,由题意,射击3次,相当于3次独立重复试验,故$P(A_1)=1-P(A_0)=1-(\frac{2}{3})^3=\frac{19}{27}$。
2) 求两人各射击2次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标1次的概率。
记“甲射击2次,恰有2次击中目标”为事件A。
“乙射击2次,恰有1次击中目标”为事件B,则$P(A_2)=C_2^2(\frac{2}{3})^2(\frac{1}{3})^0=\frac{4}{9}$,$P(B_1)=C_2^1(\frac{3}{4})^1(\frac{1}{4})^1=\frac{3}{8}$。
知识讲解独立重复试验与二项分布(理)(提高)(共12页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--独立重复试验与二项分布【学习目标】1.理解n 次独立重复试验模型及二项分布.2.能利用n 次独立重复试验及二项分布解决一些简单的实际问题. 【要点梳理】要点一、n 次独立重复试验每次试验只考虑两种可能结果A 与A ,并且事件A 发生的概率相同。
在相同的条件下重复地做n 次试验,各次试验的结果相互独立,称为n 次独立重复试验。
要点诠释:在n 次独立重复试验中,一定要抓住四点: ①每次试验在同样的条件下进行;②每次试验只有两种结果A 与A ,即某事件要么发生,要么不发生; ③每次试验中,某事件发生的概率是相同的; ④各次试验之间相互独立。
总之,独立重复试验,是在同样的条件下重复的,各次之间相互独立地进行的一种试验,在这种试验中,每一次的试验结果只有两种,即某事件要么发生,要么不发生,并且任何一次试验中发生的概率都是一样的。
要点二、独立重复试验的概率公式1.定义如果事件A 在一次试验中发生的概率为P ,那么n 次独立重复试验中,事件A 恰好发生k 次的概率为:()(1)k k n kn n P k C p p -=-(k=0,1,2,…,n ). 令0k =得,在n 次独立重复试验中,事件A 没有发生的.....概率为...00(0)(1)(1)n nn n P C p p p =-=-令k n =得,在n 次独立重复试验中,事件A 全部发生的概率为........0()(1)n n n n n P n C p p p =-=。
要点诠释:1. 在公式中,n 是独立重复试验的次数,p 是一次试验中某事件A 发生的概率,k 是在n 次独立重复试验中事件A 恰好发生的次数,只有弄清公式中n ,p ,k 的意义,才能正确地运用公式.2. 独立重复试验是相互独立事件的特例,就像对立事件是互斥事件的特例一样,只是有“恰好”字样的用独立重复试验的概率公式计算更方便.要点三、n 次独立重复试验常见实例:1.反复抛掷一枚均匀硬币2.已知产品率的抽样3.有放回的抽样4.射手射击目标命中率已知的若干次射击 要点诠释:抽样问题中的独立重复试验模型:①从产品中有放回地抽样是独立事件,可按独立重复试验来处理; ②从小数量的产品中无放回地抽样不是独立事件,只能用等可能事件计算;③从大批量的产品中无放回地抽样,每次得到某种事件的概率是不一样的,但由于差别太小,相当于是独立事件,所以一般情况下仍按独立重复试验来处理。
《第八讲n次独立重复试验与二项分布》教学设计(初稿)C .15D .120做题方法: 条件概率的求法(1)利用定义,分别求P (A )和P (AB ),得P (B |A )=P (AB )P (A ).这是通用的求条件概率的方法.(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 ),再在事件A 发生的条件下求事件B 包含的基本事件数,即n (AB ),得P (B |A )=n (AB )n (A ).考点二 相互独立事件——多维探究 角度1 相互独立事件同时发生的概率例2 (1)(2022·石家庄质检)甲、乙独立地解决同一数学问题,甲解决这个问题的概率是0.8,乙解决这个问题的概率是0.6,那么其中至少有1人解决这个问题的概率是( )A .0.48B .0.52C .0.8D .0.92(2)(2019·全国)甲、乙两队进行篮球决赛,采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时,该队获胜,决赛结束).根据前期比赛成绩,甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”,设甲队主场取胜的概率为0.6,客场取胜的概率为0.5,且各场比赛结果相互独立,则甲队以41获胜的概率是___.(3)(2019·课标Ⅱ)11分制乒乓球比赛,每赢一球得1分,当某局打成1010平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜,该局比赛结束.甲、乙两位同学进行单打比赛,假设甲发球时甲得分的概率为0.5,乙发球时甲得分的概率为0.4,各球的结果相互独立.在某局双方1010平后,甲先发球,两人又打了X个球该局比赛结束.①求P(X=2);②求事件“X=4且甲获胜”的概率.角度2与相互独立事件相关的数学期望例3(2022·内蒙古包头调研)一台设备由三个部件构成,假设在一天的运转中,部件甲、乙、丙需要调整的概率分别为0.1,0.3,0.4,各部件的状态相互独立.(1)求设备在一天的运转中,部件甲、乙中至少有1个需要调整的概率;(2)记设备在一天的运转中需要调整的部件个数为X,求X的分布列及数学期望.做题方法: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)正面计算较繁琐(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.考点三独立重复试验的概率与二项分布——师生共研例4(1)(2022·“四省八校”联考)已知随机变量ξ服从二项分布B(n,p),若E(ξ)=12,D(ξ)=3,则n=____.(2)(2021·山东枣庄期末)2020年是不平凡的一年,世界经济都不同程度地受到疫情的影响.某公司为了促进产品销售,计划从2020年11月起到2021年2月底,利用四个月的时间,开展产品宣传促销活动,为了激励员工,拟制定如下激励措施:从2020年11月1日开始,全部销售员工的销售业绩等级定为0级,每月考核一次,若员工A .4B .5C .6D .73.(2022·甘肃嘉峪关一中模拟)袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,则3次中恰有2次抽到黄球的概率是( )A .25B .35C .18125D .541254.(2022·山东日照联考)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56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 .13C .512D .165.箱子里有5个黑球,4个白球,每次随机取出一个球,若取出黑球,则放回箱子,重新取球;若取出白球,则停止取球,那么第4次取球之后停止的概率为( )A .C 35C 14C 45B .⎝⎛⎭⎫593×49C .35×14D .C 14×⎝⎛⎭⎫593×496.(2022·江苏镇江八校期中联考)甲、乙两人进行羽毛球比赛,比赛采取五局三胜制,无论哪方先胜三局比赛都结束,假定甲每局比赛获胜的概率均为23,则甲以31的比分获胜的概率为( )A .827B .6481C .49D .897.(2022·重庆市诊断)某班组织由甲、乙、丙等5名同学参加的演讲比赛,现采用抽签法决定演讲顺序,在“学生甲不是第一个出场,学生乙不是最后一个出场”的前提下,学生丙第一个出场的概率为( )A .313B .413C .14D .158.(2021·河南新乡市二模)某同学上学的路上有4个红绿灯路口,假如他走到每个红绿灯路口遇到绿灯的概率为23,则该同学在上学的路上至少遇到2次绿灯的概率为( )各局比赛结果相互独立,则甲队以32获胜的概率是 .三、解答题14.(2022·云南大理统测)三人参加篮球投篮比赛,规定每人只能投一次.假设甲投进的概率是12,乙、丙两人同时投进的概率是320,甲、丙两人同时投不进的概率是15,且三人各自能否投进相互独立.(1)求乙、丙两人各自投进的概率;(2)设ξ表示三人中最终投进的人数,求ξ的分布列和数学期望.15.(2022·陕西汉中质检)清华大学自主招生考试题中要求考生从A ,B ,C 三道题中任选一题作答,考试结束后,统计数据显示共有600名学生参加测试,选择A ,B ,C 三题答卷如下表:题 A B C 答卷数180300120(1)负责招生的教授为了解参加测试的学生答卷情况,现用分层抽样的方法从600份答案中抽出若干份答卷,其中从选择A 题作答的答卷中抽出了3份,则应分别从选择B ,C 题作答的答卷中各抽出的多少份?(2)测试后的统计数据显示,A 题的答卷得优的有60份,若以频率作为概率,在(1)问中被抽出的选择A 题作答的答卷中,记其中得优的份数为X ,求X 的分布列及其数学期望E (X ).B 组能力提升(选做题)1.如图是某个闭合电路的一部分,每个元件正常导电的概率均为23,则从A 到B 这部分电源能通电的概率为 .2.(2020·天津和平区期末)某中学组织高三学生进行一项能力测试,测试内容包括A 、B 、C 三个类型问题,这三个类型所含题目的个数分别占总数的12,13,16,现有3名同学独立地从中任取一个题目作答,则他们选择的题目所属类型互不相同的概率为( )A .136B .112C .16D .133.(2021·黑龙江哈尔滨六中考前押题)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( )。