【配套K12】高中数学第二章随机变量及其分布2.2二项分布及其应用第3课时课堂探究学案

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教案试题 2.2 二项分布及其应用 3

课堂探究

探究一 独立重复试验概率的求法

n次独立重复试验的特征:

①每次试验的条件都完全相同,有关事件的概率保持不变;②每次试验的结果互不影响,即各次试验相互独立;③每次试验只有两种结果,这两种可能的结果是对立的.

【典型例题1】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.

思路分析:由于5次预报是相互独立的,且结果只有两种(准确或不准确),符合独立重复试验模型.

解:(1)记预报一次准确为事件A,则P(A)=0.8.

5次预报相当于5次独立重复试验,

2次准确的概率为

p=C25×0.82×0.23=0.051 2≈0.05,

因此5次预报中恰有2次准确的概率为0.05.

(2)“5次预报中至少有2次准确”的对立事件为“5次预报全部不准确或只有1次准确”,

其概率为p=C05×(0.2)5+C15×0.8×0.24=0.006 72.

∴所求概率为1-p=1-0.006 72=0.993 28≈0.99.

(3)说明第1,2,4,5次中恰有1次准确.

∴概率为p=C14×0.8×0.23×0.8=0.020 48≈0.02.

∴恰有2次准确,且其中第3次预报准确的概率约为0.02.

规律总结 独立重复试验概率求解的关注点:

(1)运用独立重复试验的概率公式求概率时,要判断问题中涉及的试验是否为n次独立重复试验,判断时可依据n次独立重复试验的特征.

(2)解此类题常用到互斥事件概率加法公式,相互独立事件概率乘法公式及对立事件的概率公式.

探究二 二项分布

利用二项分布来解决实际问题的关键是在实际问题中建立二项分布的模型,也就是看它是否是n次独立重复试验,随机变量是否为在这n次独立重复试验中某事件发生的次数,满最新K12教育

教案试题 足这两点的随机变量才服从二项分布,否则就不服从二项分布.

【典型例题2】在一次数学考试中,第14题和第15题为选做题.规定每位考生必须且只需在其中选做一题.设4名考生选做这两题的可能性均为12.

(1)求其中甲、乙2名考生选做同一道题的概率;

(2)设这4名考生中选做第15题的考生数为ξ个,求ξ的分布列.

思路分析:(1)设出事件,利用独立事件求概率.(2)按照求分布列的步骤写出分布列即可.

解:(1)设事件A表示“甲选做14题”,事件B表示“乙选做14题”,则甲、乙2名考生选做同一道题的事件为“(AB)∪(A B)”,且事件A,B相互独立.

所以P((AB)∪(A B))=P(A)P(B)+P(A)P(B)

=12×12+1-12×1-12=12.

(2)随机变量ξ的可能取值为0,1,2,3,4.且ξ~B4,12.

所以P(ξ=k)=Ck412k1-124-k=Ck4124(k=0,1,2,3,4).

所以变量ξ的分布列为

ξ 0 1 2 3

4

P 116 14 38 14 116

规律总结 本题考查互斥事件至少有一个发生的概率,相互独立事件的概率以及二项分布的有关知识.解答此题目关键在于分清各知识点的内在区别与联系.

探究三 独立重复试验

在解含有相互独立事件的概率时,首先把所求的随机事件分拆成若干个互斥事件的和,其次要将分拆后的每个事件分拆为若干个相互独立事件的乘积.

【典型例题3】某学生在上学路上要经过4个路口,假设在各路口是否遇到红灯是相互独立的,遇到红灯的概率都是13,遇到红灯时停留的时间都是2 min.

(1)求这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯的概率;

(2)求这名学生在上学路上因遇到红灯停留的总时间至多是4 min的概率.

思路分析:(1)第三个路口首次遇到红灯,表示前2个路口是绿灯,第3个路口是红灯.

(2)中事件指这名学生在上学路上最多遇到2个红灯.

解:(1)设“这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯”为事件A.因为事件A等价于事件“这名学生在第一和第二个路口没有遇到红灯,在第三个路口遇到红灯”,所以最新K12教育

教案试题 事件A的概率为P(A)=1-13×1-13×13=427.

(2)设“这名学生在上学路上因遇到红灯停留的总时间至多是4 min”为事件B,“这名学生在上学路上遇到k次红灯”为事件Bk(k=0,1,2,3,4).

由题意得P(B0)=234=1681,

P(B1)=C14×131×233=3281,

P(B2)=C24×132×232=2481.

所以事件B的概率为P(B)=P(B0)+P(B1)+P(B2)=89.

规律总结 本题考查运用概率知识解决实际问题的能力.

探究四 易错辨析

易错点 审题不清致误

【典型例题4】9粒种子分种在3个坑内,每坑放3粒,每粒种子发芽的概率为0.5,若一个坑内至少有1粒种子发芽,则这个坑不需要补种,若一个坑内的种子都没发芽,则这个坑需要补种.假定每个坑至多补种一次,求需要补种坑数的分布列.

错解:设需要补种的坑数为X,则X取值为0,1,2,3.

由独立重复试验知P(X=0)=C03×123=18,

P(X=1)=C13×12×122=38,

P(X=2)=C23×122×12=38,

P(X=3)=C33×123=18.

则所求分布列为

X 0 1 2

3

P 18 38 38 18

错因分析:错把每粒种子发芽的概率当成每坑不需要补种的概率.

正解:因为单个坑内的3粒种子都不发芽的概率为(1-0.5)3=18,所以单个坑不需补种的概率为1-18=78.

设需要补种的坑数为X,则X取值为0,1,2,3. 最新K12教育

教案试题 P(X=0)=C03×180×783=343512;P(X=1)=C13×181×782=147512;P(X=2)=C23×182×781=21512;P(X=3)=C33×183×780=1512.

所以需要补种坑数的分布列为

X 0 1 2 3

P 343512 147512 21512 1512