2014届高考(理)总复习资料:第10章 第8讲 n次独立重复实验与二项分布
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第七节n 次独立重复试验及二项分布1.条件概率及其性质(1)条件概率的定义: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).(2)条件概率的性质 ①非负性:0≤P (B |A )≤1;②可加性: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 ,若事件A 的发生与事件B 的发生互不影响,则称事件A ,B 是相互独立事件.(2)若P (AB )=P (A )P (B ),则A 与B 相互独立.(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A 与B 相互独立,则P (B |A )=P (B ), P (AB )=P (B |A )P (A )=P (A )P (B ).(5)一般地,如果事件A 1,A 2,…,A n (n >2,n ∈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 )=P (A 1)P (A 2)·…·P (A n ).互斥事件与相互独立事件的相同点与不同点(1)相同点:二者都是描述两个事件间的关系;(2)不同点:互斥事件强调两事件不可能同时发生,即P (AB )=0,相互独立事件则强调一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响.3.独立重复试验与二项分布(1)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. 独立重复试验的条件:①每次试验在相同条件下可重复进行;②各次试验是相互独立的;③每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生.(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 ,则事件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 ,则称随机变量X 服从二项分布,记作X ~B (n ,p ),并称p 为成功概率.判断一个随机变量是否服从二项分布,要看两点:,(1)是否为n 次独立重复试验;,(2)随机变量是否为某事件在这n 次独立重复试验中发生的次数.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)P (B |A )表示在事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率,P (AB )表示事件A ,B 同时发生的概率,一定有P (AB )=P (A )P (B ).( )(2)相互独立事件就是互斥事件.( )(3)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)√ 二、选填题1.打靶时甲每打10次,可中靶8次;乙每打10次,可中靶7次.若两人同时射击一个目标,则它们都中靶的概率是( )A.35 B.34 C.1225D.1425解析:选D 由题意知甲中靶的概率为45,乙中靶的概率为710,两人打靶相互独立,同时中靶的概率P =45×710=1425.2.设随机变量X ~B ⎝⎛⎭⎫6,12,则P (X =3)=( ) A.516 B.316 C.58D.38解析:选A 因为X ~B ⎝⎛⎭⎫6,12,由二项分布可得, P (X =3)=C 36⎝⎛⎭⎫123·⎝⎛⎭⎫1-123=516.3.根据历年气象统计资料,宜都三月份吹东风的概率为310,下雨的概率为1130,既吹东风又下雨的概率为830,则在吹东风的条件下下雨的概率为( )A.911B.89C.25D.811解析:选B 设事件A 表示宜都三月份吹东风,事件B 表示三月份下雨,根据条件概率计算公式可得在吹东风的条件下下雨的概率P (B |A )=830310=89.4.甲、乙两人独立地对同一目标各射击一次,命中率分别为0.6和0.5,现已知目标被击中,则它是被甲击中的概率为________.解析:设目标被击中为事件B ,目标被甲击中为事件A ,则由P (B )=0.6×0.5+0.4×0.5+0.6×0.5=0.8,得P (A |B )=P (AB )P (B )=P (A )P (B )=0.60.8=0.75.答案:0.755.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________.解析:因为质点移动五次后位于点(2,3),所以质点P 必须向右移动2次,向上移动3次.故其概率为C 35⎝⎛⎭⎫123·⎝⎛⎭⎫122=C 35⎝⎛⎭⎫125=516. 答案:516考点一 条件概率[师生共研过关][典例精析](1)(2019·合肥模拟)将三颗骰子各掷一次,记事件A 为“三个点数都不同”,B 为“至少出现一个6点”,则条件概率P (A |B )=__________,P (B |A )=________.(2)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 )=________.[解析] (1)P (A |B )的含义是在事件B 发生的条件下,事件A 发生的概率,即在“至少出现一个6点”的条件下,“三个点数都不相同”的概率,因为“至少出现一个6点”有6×6×6-5×5×5=91种情况,“至少出现一个6点,且三个点数都不相同”共有C 13×5×4=60种情况,所以P (A |B )=6091.P (B |A )的含义是在事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率,即在“三个点数都不相同”的条件下,“至少出现一个6点”的概率,因为“三个点数都不同”有6×5×4=120种情况,所以P (B |A )=12.(2)P (A )=C 23+C 22C 25=410=25,P (AB )=C 22C 25=110,由条件概率公式,得P (B |A )=P (AB )P (A )=11025=14. [答案] (1)6091 12 (2)14[解题技法]条件概率的3种求法[过关训练]1.(2019·石家庄摸底)某种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,则开关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________.解析:设“开关第一次闭合后出现红灯”为事件A ,“开关第二次闭合后出现红灯”为事件B ,则“开关两次闭合后都出现红灯”为事件AB ,“开关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”为事件B |A ,由题意得P (B |A )=P (AB )P (A )=25. 答案:252.现有3道理科题和2道文科题共5道题,若不放回地一次抽取2道题,则在第1次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率为________.解析:法一: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P (B |A )=P (AB )P (A )=3×2A 2535=12.法二:在第1次抽到理科题的条件下,还有2道理科题和2道文科题,故在第1次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率为12.答案:1 2考点二相互独立事件的概率[师生共研过关][典例精析](1)设每个工作日甲、乙、丙、丁4人需使用某种设备的概率分别为0.6,0.5,0.5,0.4,各人是否需使用设备相互独立,则同一工作日至少3人需使用设备的概率为________.(2)某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率为________.[解析](1)设甲、乙、丙、丁需使用设备分别为事件A,B,C,D,则P(A)=0.6,P(B)=P(C)=0.5,P(D)=0.4,恰好3人使用设备的概率P1=P(A BCD+A B CD+AB C D+ABC D)=(1-0.6)×0.5×0.5×0.4+0.6×(1-0.5)×0.5×0.4+0.6×0.5×(1-0.5)×0.4+0.6×0.5×0.5×(1-0.4)=0.25,4人使用设备的概率P2=0.6×0.5×0.5×0.4=0.06,故所求概率P=0.25+0.06=0.31.(2)依题意,该选手第2个问题回答错误,第3,4个问题均回答正确,第1个问题回答正误均有可能,则所求概率P=1×0.2×0.82=0.128.[答案](1)0.31(2)0.128[变式发散]1.(变设问)保持本例(2)条件不变,则该选手恰好回答了5个问题就晋级下一轮的概率为________.解析:依题意,该选手第3个问题的回答是错误的,第4,5个问题均回答正确,第1,2个问题回答均错误或有且只有1个错误,则所求概率P=0.23×0.82+2×0.2×0.8×0.2×0.82=0.005 12+0.040 96=0.046 08.答案:0.046 082.(变设问)保持本例(2)条件不变,则该选手回答了5个问题(5个问题必须全部回答)就结束的概率为________.解析:依题意,设答对的事件为A,可分第3个回答正确与错误两类,若第3个回答正确,则有A A A A或A A A A两类情况,其概率为:0.8×0.2×0.8×0.2+0.2×0.2×0.8×0.2=0.025 6+0.006 4=0.032.若该选手第3个问题的回答是错误的,第1,2个问题回答均错误或有且只有1个错误,则所求概率P=0.23+2×0.2×0.8×0.2=0.008+0.064=0.072.所以所求概率为0.032+0.072=0.104.答案:0.104[解题技法]利用相互独立事件求复杂事件概率的解题思路 (1)将待求复杂事件转化为几个彼此互斥简单事件的和.(2)将彼此互斥简单事件中的简单事件,转化为几个已知(易求)概率的相互独立事件的积事件.(3)代入概率的积公式求解.[过关训练]1.在高三的某次模拟考试中,对于数学选修4系列的考查中,甲同学选做《不等式选讲》的概率为13,乙同学选做《不等式选讲》的概率为14,假定二人的选择相互之间没有影响,那么这次模拟考试中甲、乙两个同学至少有1人选做《不等式选讲》的概率为________.解析:记高三的某次模拟考试中“甲同学不选做《不等式选讲》”为事件A ,“乙同学不选做《不等式选讲》”为事件B ,且A ,B 相互独立.依题意,P (A )=1-13=23,P (B )=1-14=34,所以P (AB )=P (A )·P (B )=23×34=12.又因为甲、乙二人至少有一人选做《不等式选讲》的对立事件为甲、乙二人都不选做《不等式选讲》,所以所求概率为1-P (AB )=1-12=12.答案:122.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)设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; (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, 则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(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1148.考点三 独立重复试验与二项分布[师生共研过关][典例精析]九节虾的真身是虎斑虾,虾身上有一深一浅的横向纹路,煮熟后有明显的九节白色花纹,肉味鲜美.某酒店购进一批九节虾,并随机抽取了40只统计质量,得到的结果如下表所示:(1)若购进这批九节虾35 000 g ,且同一组数据用该组区间的中点值代表,试估计这批九节虾的数量(所得结果保留整数);(2)以频率估计概率,若在本次购买的九节虾中随机挑选4只,记质量在[5,25)间的九节虾的数量为X ,求X 的分布列.[解] (1)由表中数据可以估计每只九节虾的质量为140×(4×10+12×20+11×30+8×40+5×50)=29.5(g),因为35 000÷29.5≈1 186(只), 所以这批九节虾的数量约为1 186只.(2)由表中数据知,任意挑选1只九节虾,质量在[5,25)间的概率p =4+1240=25,X 的所有可能取值为0,1,2,3,4,则P (X =0)=⎝⎛⎭⎫354=81625,P (X =1)=C 14×25×⎝⎛⎭⎫353=216625, P (X =2)=C 24×⎝⎛⎭⎫252×⎝⎛⎭⎫352=216625,P (X =3)=C 34×⎝⎛⎭⎫253×35=96625, P (X =4)=⎝⎛⎭⎫254=16625. 所以X 的分布列为[解题技法]独立重复试验与二项分布问题的类型及解题策略(1)在求n 次独立重复试验中事件恰好发生k 次的概率时,首先要确定好n 和k 的值,再准确利用公式求概率.(2)在根据独立重复试验求二项分布的有关问题时,关键是理清事件与事件之间的关系,确定二项分布的试验次数n 和变量的概率,求得概率.[过关训练]1.甲、乙两名运动员练习定点投球,已知在该点每次投篮甲命中的概率是0.8,乙命中的概率是0.9,每人投两次,则甲、乙都恰好命中一次的概率为( )A.0.32B.0.18C.0.50D.0.057 6解析:选D 甲命中一次的概率为C 12×0.8×(1-0.8)=0.32,乙命中一次的概率为C 12×0.9×(1-0.9)=0.18,他们投篮命中与否相互独立,所以甲、乙都恰好命中一次的概率为P =0.32×0.18=0.057 6.2.一款击鼓小游戏的规则如下:每盘游戏都需击鼓三次,每次击鼓要么出现一次音乐,要么不出现音乐;每盘游戏击鼓三次后,出现一次音乐获得10分,出现两次音乐获得20分,出现三次音乐获得100分,没有出现音乐则扣除200分(即获得-200分).设每次击鼓出现音乐的概率为12,且各次击鼓出现音乐相互独立.(1)设每盘游戏获得的分数为X ,求X 的分布列; (2)玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率为多少? 解:(1)X 可能的取值为10,20,100,-200. 根据题意,有P (X =10)=C 13×⎝⎛⎭⎫121×⎝⎛⎭⎫1-122=38, P (X =20)=C 23×⎝⎛⎭⎫122×⎝⎛⎭⎫1-121=38,P (X =100)=⎝⎛⎭⎫123=18, P (X =-200)=⎝⎛⎭⎫1-123=18. 所以X 的分布列为(2)设“第i 盘游戏没有出现音乐”为事件A i (i =1,2,3),则P (A 1)=P (A 2)=P (A 3)=P (X =-200)=18.所以“三盘游戏中至少有一盘出现音乐”的概率为 1-P (A 1A 2A 3)=1-⎝⎛⎭⎫183=1-1512=511512. 因此,玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率为511512.[课时跟踪检测]一、题点全面练1.如果生男孩和生女孩的概率相等,则有3个小孩的家庭中女孩多于男孩的概率为( )A.23 B.12 C.34D.14解析:选B 设女孩个数为X ,女孩多于男孩的概率为P (X ≥2)=P (X =2)+P (X =3)=C 23×⎝⎛⎭⎫122×12+C 33×⎝⎛⎭⎫123=3×18+18=12. 2.(2018·广西三市第一次联考)某机械研究所对新研发的某批次机械元件进行寿命追踪调查,随机抽查的200个机械元件情况如下:寿命在30天以上的概率为( )A.1316B.2764C.2532D.2732解析:选D 由表可知元件使用寿命在30天以上的频率为150200=34,则所求概率为C 23⎝⎛⎭⎫342×14+⎝⎛⎭⎫343=2732. 3.(2019·武汉调研)小赵、小钱、小孙、小李到4个景点旅游,每人只去一个景点,设事件A 为“4个人去的景点不相同”,事件B 为“小赵独自去一个景点”,则P (A |B )=( )A.29B.13C.49D.59解析:选A 小赵独自去一个景点共有4×3×3×3=108种情况,即n (B )=108,4个人去的景点不同的情况有A 44=4×3×2×1=24种,即n (AB )=24,∴P (A |B )=n (AB )n (B )=24108=29. 4.甲、乙两个小组各10名学生的英语口语测试成绩如下(单位:分). 甲组:76,90,84,86,81,87,86,82,85,83 乙组:82,84,85,89,79,80,91,89,79,74现从这20名学生中随机抽取一人,将“抽出的学生为甲组学生”记为事件A ;“抽出的学生的英语口语测试成绩不低于85分”记为事件B ,则P (AB ),P (A |B )的值分别是( )A.14,59 B.14,49 C.15,59D.15,49解析:选A 由题意知,P (AB )=1020×510=14,根据条件概率的计算公式得P (A |B )=P (AB )P (B )=14920=59. 5.在一个质地均匀的小正方体的六个面中,三个面标0,两个面标1,一个面标2,将这个小正方体连续抛掷两次,若向上的数字的乘积为偶数,则该乘积为非零偶数的概率为( )A.14B.89C.116D.532解析:选D 两次数字乘积为偶数,可先考虑其反面——只需两次均出现1向上,故两次数字乘积为偶数的概率为1-⎝⎛⎭⎫262=89;若乘积非零且为偶数,需连续两次抛掷小正方体的情况为(1,2)或(2,1)或(2,2),概率为13×16×2+16×16=536.故所求条件概率为53689=532.6.设由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 )=________.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.答案:127.事件A ,B ,C 相互独立,如果P (AB )=16,P (B C )=18,P (AB C )=18,则P (B )=________,P (A B )=________.解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧P (A )·P (B )=16, ①P (B )·P (C )=18, ②P (A )·P (B )·P (C )=18, ③由③÷①得P (C )=34,所以P (C )=1-P (C )=1-34=14.将P (C )=14代入②得P (B )=12,所以P (B )=1-P (B )=12,由①可得P (A )=13,所以P (A B )=P (A )·P (B )=23×12=13.答案:12 138.某大厦的一部电梯从底层出发后只能在第17,18,19,20层停靠,若该电梯在底层有5个乘客,且每位乘客在这四层的每一层下电梯的概率为14,用ξ表示5位乘客在第20层下电梯的人数,则P (ξ=4)=________.解析:考查一位乘客是否在第20层下电梯为一次试验,这是5次独立重复试验,故ξ~B ⎝⎛⎭⎫5,14,即有P (ξ=k )=C k 5⎝⎛⎭⎫14k ×⎝⎛⎭⎫345-k ,k =0,1,2,3,4,5.故P (ξ=4)=C 45⎝⎛⎭⎫144×⎝⎛⎭⎫341=151 024. 答案:151 0249.挑选空军飞行员可以说是“万里挑一”,要想通过需要过五关:目测、初检、复检、文考(文化考试)、政审.若某校甲、乙、丙三位同学都顺利通过了前两关,根据分析甲、乙、丙三位同学能通过复检关的概率分别是0.5,0.6,0.75,能通过文考关的概率分别是0.6,0.5,0.4,由于他们平时表现较好,都能通过政审关,若后三关之间通过与否没有影响.(1)求甲、乙、丙三位同学中恰好有一人通过复检的概率; (2)设只要通过后三关就可以被录取,求录取人数X 的分布列.解:(1)设A ,B ,C 分别表示事件“甲、乙、丙通过复检”,则所求概率P =P (A B C )+P (A B C )+P (A B C )=0.5×(1-0.6)×(1-0.75)+(1-0.5)×0.6×(1-0.75)+(1-0.5)×(1-0.6)×0.75=0.275.(2)甲被录取的概率为P 甲=0.5×0.6=0.3, 同理P 乙=0.6×0.5=0.3,P 丙=0.75×0.4=0.3.∴甲、乙、丙每位同学被录取的概率均为0.3,故可看成是独立重复试验,即X ~B (3,0.3),X 的可能取值为0,1,2,3,其中P (X =k )=C k 3(0.3)k·(1-0.3)3-k ,k =0,1,2,3. 故P (X =0)=C 03×0.30×(1-0.3)3=0.343, P (X =1)=C 13×0.3×(1-0.3)2=0.441, P (X =2)=C 23×0.32×(1-0.3)=0.189, P (X =3)=C 33×0.33=0.027,故X 的分布列为10.甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别为23和34.假设两人射击是否击中目标相互之间没有影响,每人每次射击是否击中目标相互之间也没有影响.(1)求甲射击4次,至少有1次未击中目标的概率;(2)求两人各射击4次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标3次的概率; (3)假设每人连续2次未击中目标,则终止其射击.问:乙恰好射击5次后,被终止射击的概率为多少?解:(1)记“甲连续射击4次,至少有1次未击中目标”为事件A 1,则事件A 1的对立事件A 1为“甲连续射击4次,全部击中目标”.由题意知,射击4次相当于做4次独立重复试验.故P (A 1)=C 44⎝⎛⎭⎫234=1681. 所以P (A 1)=1-P (A 1)=1-1681=6581. 所以甲连续射击4次,至少有一次未击中目标的概率为6581. (2)记“甲射击4次,恰好有2次击中目标”为事件A 2,“乙射击4次,恰好有3次击中目标”为事件B 2,则P (A 2)=C 24×⎝⎛⎭⎫232×⎝⎛⎭⎫1-232=827, P (B 2)=C 34⎝⎛⎭⎫343×⎝⎛⎭⎫1-341=2764. 由于甲、乙射击相互独立, 故P (A 2B 2)=P (A 2)P (B 2)=827×2764=18. 所以两人各射击4次,甲恰有2次击中目标且乙恰有3次击中目标的概率为18.(3)记“乙恰好射击5次后,被终止射击”为事件A 3,“乙第i 次射击未击中”为事件D i (i =1,2,3,4,5),则A 3=D 5D 4D 3(D 2D 1∪D 2D 1∪D 2D 1),且P (D i )=14.由于各事件相互独立,故 P (A 3)=P (D 5)P (D 4)P (D 3)P (D2D 1+D 2D 1+D 2D 1)=14×14×34×⎝⎛⎭⎫1-14×14=451 024.所以乙恰好射击5次后,被终止射击的概率为451 024.二、专项培优练(一)易错专练——不丢怨枉分1.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,则放回箱中,重新取球;若取出白球,则停止取球,那么在第4次取球之后停止的概率为( )A.C 35C 14C 45B.⎝⎛⎭⎫593×49C.35×14 D.C 14×⎝⎛⎭⎫593×49解析:选B 由题意知,第四次取球后停止是当且仅当前三次取的球是黑球,第四次取的球是白球的情况,此事件发生的概率为⎝⎛⎭⎫593×49.2.已知盒中装有3只螺口灯泡与7只卡口灯泡,这些灯泡的外形都相同且灯口向下放着,现需要一只卡口灯泡,电工师傅每次从中任取一只并不放回,则在他第1次抽到的是螺口灯泡的条件下,第2次抽到的是卡口灯泡的概率为( )A.310 B.29 C.78D.79解析:选D 设事件A 为“第1次抽到的是螺口灯泡”,事件B 为“第2次抽到的是卡口灯泡”,则P (A )=310,P (AB )=310×79=730.则所求概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=730310=79.3.为了防止受到核污染的产品影响我国民众的身体健康,要求产品在进入市场前必须进行两轮核辐射检测,只有两轮都合格才能进行销售,否则不能销售.已知某产品第一轮检测不合格的概率为16,第二轮检测不合格的概率为110,两轮检测是否合格相互没有影响.若产品可以销售,则每件产品获利40元;若产品不能销售,则每件产品亏损80元.已知一箱中有4件产品,记一箱产品获利X 元,则P (X ≥-80)=________.解析:由题意得该产品能销售的概率为⎝⎛⎭⎫1-16⎝⎛⎭⎫1-110=34.易知X 的所有可能取值为-320,-200,-80,40,160,设ξ表示一箱产品中可以销售的件数,则ξ~B ⎝⎛⎭⎫4,34,所以P (ξ=k )=C k 4⎝⎛⎭⎫34k ⎝⎛⎭⎫144-k , 所以P (X =-80)=P (ξ=2)=C 24⎝⎛⎭⎫342⎝⎛⎭⎫142=27128, P (X =40)=P (ξ=3)=C 34⎝⎛⎭⎫343⎝⎛⎭⎫141=2764, P (X =160)=P (ξ=4)=C 44⎝⎛⎭⎫344⎝⎛⎭⎫140=81256, 故P (X ≥-80)=P (X =-80)+P (X =40)+P (X =160)=243256.答案:243256(二)交汇专练——融会巧迁移4.[与统计交汇]从某市的高一学生中随机抽取400名同学的体重进行统计,得到如图所示的频率分布直方图.(1)估计从该市高一学生中随机抽取一人,体重超过60 kg 的概率; (2)假设该市高一学生的体重X 服从正态分布N (57,σ2).①利用(1)的结论估计该高一某个学生体重介于54~57 kg 之间的概率;②从该市高一学生中随机抽取3人,记体重介于54~57 kg 之间的人数为Y ,利用(1)的结论,求Y 的分布列.解:(1)这400名学生中,体重超过60 kg 的频率为(0.04+0.01)×5=14,由此估计从该市高一学生中随机抽取一人,体重超过60 kg 的概率为14.(2)①∵X ~N (57,σ2), 由(1)知P (X >60)=14,∴P (X <54)=14,∴P (54<X <60)=1-2×14=12,∴P (54<X <57)=12×12=14,即高一某个学生体重介于54~57 kg 之间的概率为14.②∵该市高一学生总体很大,∴从该市高一学生中随机抽取3人,可以视为独立重复试验, 其中体重介于54~57 kg 之间的人数Y ~B ⎝⎛⎭⎫3,14, 其中P (Y =i )=C i 3⎝⎛⎭⎫14i ⎝⎛⎭⎫343-i,i =0,1,2,3. ∴Y 的分布列为5.[与最值交汇]为了适当疏导电价矛盾,保障电力供应,支持可再生能源发展,促进节能减排,某省于2018年推出了省内居民阶梯电价的计算标准:以一个年度为计费周期、月度滚动使用,第一阶梯电量:年用电量2 160度以下(含2 160度),执行第一档电价0.565 3元/度;第二阶梯电量:年用电量2 161至4 200度(含4 200度),执行第二档电价0.615 3元/度;第三阶梯电量:年用电量4 200度以上,执行第三档电价0.865 3元/度.某市的电力部门从本市的用电户中随机抽取10户,统计其同一年度的用电情况,列表如下表:(2)现要在这10户家庭中任意选取4户,对其用电情况作进一步分析,求取到第二阶梯电量的户数的分布列;(3)以表中抽到的10户作为样本估计全市的居民用电情况,现从全市居民用电户中随机地抽取10户,若抽到k 户用电量为第一阶梯的可能性最大,求k 的值.解:(1)因为第二档电价比第一档电价多0.05元/度,第三档电价比第一档电价多0.3元/度,编号为10的用电户一年的用电量是4 600度,则该户本年度应交电费为4 600×0.565 3+(4 200-2 160)×0.05+(4 600-4 200)×0.3=2 822.38(元).(2)由题表可知,10户中位于第二阶梯电量的有4户,设取到第二阶梯电量的用户数为ξ,则ξ可取0,1,2,3,4.P (ξ=0)=C 04C 46C 410=114,P (ξ=1)=C 14C 36C 410=821,P (ξ=2)=C 24C 26C 410=37,P (ξ=3)=C 34C 16C 410=435,P (ξ=4)=C 44C 06C 410=1210,故ξ的分布列为(3)由题意可知从全市中抽取10户,用电量为第一阶梯的户数满足X ~B ⎝⎛⎭⎫10,25,可知P (X =k )=C k 10⎝⎛⎭⎫25k ·⎝⎛⎭⎫3510-k (k =0,1,2,3,…,10). 由⎩⎨⎧C k 10⎝⎛⎭⎫25k ⎝⎛⎭⎫3510-k ≥C k +110⎝⎛⎭⎫25k +1⎝⎛⎭⎫359-k ,Ck 10⎝⎛⎭⎫25k ⎝⎛⎭⎫3510-k ≥C k -110⎝⎛⎭⎫25k -1⎝⎛⎭⎫3511-k,解得175≤k ≤225.又k ∈N *,所以当k =4时概率最大,故k =4.。
第8讲n次独立重复试验与二项分布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(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)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,与B,与也都相互独立.(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.Ai(i =1,2,…,n)表示第i次试验结果,则P(A1A2A3…An)=P(A1)P(A2)…P(An).(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)=Cpk(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n).1.概念辨析(1)相互独立事件就是互斥事件.( )(2)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.( )(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)=Cpk(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.小题热身(1)甲、乙两市都位于长江下游,根据一百多年来的气象记录,知道一年中下雨天的比例甲市占20%,乙市占18%,两地同时下雨占12%,记P(A)=0.2,P(B)=0.18,P(AB)=0.12,则P(A|B)和P(B|A)分别为( )A.,B.,C.,D.,答案C解析由已知,得P(A|B)===,P(B|A)===.(2)设随机变量ξ~B,则P(ξ=3)=( )A. B.C. D.答案C解析因为ξ~B,所以P(ξ=3)=C3·2=.(3)一名信息员维护甲乙两公司的5G网络,一天内甲公司需要维护和乙公司需要维护相互独立,它们需要维护的概率分别为0.4和0.3,则至少有一个公司不需要维护的概率为________.答案0.88解析P=1-0.4×0.3=0.88.(4)小王通过英语听力测试的概率是,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是________.答案解析所求概率P=C·1·2=.题型一条件概率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)=( )A. B.C. D.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)==.故选B.解法二:P(A)==,P(AB)==.由条件概率计算公式,得P(B|A)===.故选B.条件探究1 若将本例中的事件B改为“取到的2个数均为奇数”,则P(B|A)=________.答案解析P(A)==,P(B)==.又B⊆A,则P(AB)=P(B)=,所以P(B|A)===.条件探究2 将本例中的条件改为: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”,则P(B|A)=________.答案解析从1,2,3,4,5中不放回地依次取2个数,有A种方法;其中第一次取到的是奇数,有AA种方法;第一次取到的是奇数且第二次取到的是奇数,有AA种方法.则P(A)==,P(AB)==,所以P(B|A)===.第8讲n次独立重复试验与二项分布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(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)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,与B,与也都相互独立.(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.Ai(i=1,2,…,n)表示第i次试验结果,则P(A1A2A3…An)=P(A1)P(A2)…P(An).(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)=Cpk(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n).1.概念辨析(1)相互独立事件就是互斥事件.( )(2)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.( )(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)=Cpk(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.小题热身(1)甲、乙两市都位于长江下游,根据一百多年来的气象记录,知道一年中下雨天的比例甲市占20%,乙市占18%,两地同时下雨占12%,记P(A)=0.2,P(B)=0.18,P(AB)=0.12,则P(A|B)和P(B|A)分别为( )A.,B.,C.,D.,答案C解析由已知,得P(A|B)===,P(B|A)===.(2)设随机变量ξ~B,则P(ξ=3)=( )A. B.C. D.答案C解析因为ξ~B,所以P(ξ=3)=C3·2=.(3)一名信息员维护甲乙两公司的5G网络,一天内甲公司需要维护和乙公司需要维护相互独立,它们需要维护的概率分别为0.4和0.3,则至少有一个公司不需要维护的概率为________.答案0.88解析P=1-0.4×0.3=0.88.(4)小王通过英语听力测试的概率是,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是________.答案解析所求概率P=C·1·2=.题型一条件概率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)=( )A. B.C. D.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)==.故选B.解法二:P(A)==,P(AB)==.由条件概率计算公式,得P(B|A)===.故选B.条件探究1 若将本例中的事件B改为“取到的2个数均为奇数”,则P(B|A)=________.答案解析P(A)==,P(B)==.又B⊆A,则P(AB)=P(B)=,所以P(B|A)===.条件探究2 将本例中的条件改为: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”,则P(B|A)=________.答案解析从1,2,3,4,5中不放回地依次取2个数,有A种方法;其中第一次取到的是奇数,有AA 种方法;第一次取到的是奇数且第二次取到的是奇数,有AA种方法.则P(A)==,P(AB)==,所以P(B|A)===.。
二项分布及其应用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______________,用符号__________来表示,其公式为P (B |A )=__________.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 ).(2)条件概率具有的性质: ①____________;②如果B 和C 是两互斥事件,则P (B ∪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_______________________. (2)若A 与B 相互独立,则P (B |A )=________, P (AB )=P (B |A )·P (A )=____________.(3)若A 与B 相互独立,则________,________,________也都相互独立. (4)若P (AB )=P (A )P (B ),则________________. 3.二项分布(1)独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种试验中每一次试验只有______种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率都是一样的.(2)在n 次独立重复试验中,事件A 发生k 次的概率为________________________(p 为事件A 发生的概率),事件A 发生的次数是一个随机变量X ,其分布列为____________,记为____________. 1.“互斥事件”与“相互独立事件”的区别与联系(1)“互斥”与“相互独立”都是描述的两个事件间的关系.(2)“互斥”强调不可能同时发生,“相互独立”强调一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响.(3)“互斥”的两个事件可以独立,“独立”的两个事件也可以互斥. 2.条件概率条件概率通常是指在事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率.放在总体情况下看:先求P (A ),P (AB )再求P (B |A )=P (AB )P (A ).关键是求P (A )和P (AB ).1.已知P (AB )=320,P (A )=35,则P (B |A )=________.2.如图所示的电路,有a ,b ,c 三个开关,每个开关开或关的概率都是,且是 相互独立的,则灯泡甲亮的概率为.3.(2010·福建)某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率为________.4.在4次独立重复试验中事件A 出现的概率相同,若事件A 至少发生一次的概率为6581,则事件A 在1次试验中出现的概率为________.5.(2011·广东)甲、乙两队进行排球决赛,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 A.12 B.35 C.23 D.34题型一 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.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,问(1)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多少? (2)从2号箱取出红球的概率是多少? 题型二 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.设甲、乙两射手独立地射击同一目标,他们击中目标的概率分别为0.8、0.9,求:(1)两人都击中目标的概率;(2)两人中恰有1人击中目标的概率; (3)在一次射击中,目标被击中的概率; (4)两人中,至多有1人击中目标的概率. 题型三 独立重复试验与二项分布例3 某射手每次射击击中目标的概率是23,且各次射击的结果互不影响.(1)假设这名射手射击5次,求恰有2次击中目标的概率;(2)假设这名射手射击5次,求有3次连续击中目标,另外2次未击中目标的概率;(3)假设这名射手射击3次,每次射击,击中目标得1分,未击中目标得0分.在3次射击中,若有2次连续击中,而另外一次未击中,则额外加1分;若3次全击中,则额外加3分.记ξ为射手射击3次后的总分数,求ξ的分布列.探究提高 (1)独立重复试验是在同样的条件下重复地、各次之间相互独立地进行的一种试验.在这种试验中,每一次试验只有两种结果,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. (2)二项分布满足的条件①每次试验中,事件发生的概率是相同的. ②各次试验中的事件是相互独立的.③每次试验只有两种结果:事件要么发生,要么不发生. ④随机变量是这n 次独立重复试验中事件发生的次数.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)(2)记ξ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ξ的分布列.方法与技巧1.古典概型中,A 发生的条件下B 发生的条件概率公式为P (B |A )=P (AB )P (A )=n (AB )n (A ),其中,在实际应用中P (B |A )=n (AB )n (A )是一种重要的求条件概率的方法. 2.运用公式P (AB )=P (A )P (B )时一定要注意公式成立的条件,只有当事件A 、B 相互独立时,公式才成立. 3.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 ,其中p是一次试验中该事件发生的概率.实际上,C k n p k(1-p )n -k正好是二项式[(1-p )+p ]n的展开式中的第k +1项.失误与防范1.独立重复试验中,每一次试验只有两种结果,即某事件要么发生,要么不发生,并且任何一次试验中某事件发生的概率相等.注意恰好与至多(少)的关系,灵活运用对立事件. 2.二项分布要注意确定成功概率.专项基础训练题组 一、选择题1.设随机变量X ~B ⎝⎛⎭⎫6,12,则P (X =3)等于( )A.516B.316C.58D.382.(2010·辽宁)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,则这两个零件中恰好有一个一等品的概率为 ( )A.12B.512C.14D.163.(2011·湖北)如图,用K 、A1、A2三类不同的元件连接成一个系统.当K 正常工作且 A1、A2至少有一个正常工作时,系统正常 工作.已知K 、A1、A2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 ( ) A .0.960 B .0.864 C .0.720D .0.576二、填空题4.(2011·湖南)如图,EFGH 是以O 为圆心,半径为1的圆的内接正方形.将一颗豆子 随机地扔到该圆内,用A 表示事件“豆子 落在正方形EFGH 内”,B 表示事件 “豆子落在扇形OHE(阴影部分)内”, 则(1)P(A)=;(2)P(B|A)=.5.在100件产品中有95件合格品,5件不合格品.现从中不放回地取两次,每次任取一件,则在第一次取到不合格品后,第二次再次取到不合格品的概率为________.6.某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为1625,则该队员每次罚球的命中率为________. 三、解答题7.(2011·大纲全国)根据以往统计资料,某地车主购买甲种保险的概率为0.5,购买乙种保险但不购买甲种保险的概率为0.3.设各车主购买保险相互独立.(1)求该地1位车主至少购买甲、乙两种保险中的1种的概率;(2)求该地的3位车主中恰有1位车主甲、乙两种保险都不购买的概率.8.(2010·江苏)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 的分布列; (2)求生产4件甲产品所获得的利润不少于10万元的概率. B 组 专项能力提升题组 一、选择题1.一个电路如图所示,A 、B 、C 、D 、E 、F 为 6个开关,其闭合的概率都是,且是相互独立的,则灯亮的概率是 ( ) A.164 B.5564 C.18 D.1162.(2010·江西)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( )A .p 1=p 2B .p 1<p 2C .p 1>p 2D .以上三种情况都有可能3.箱中装有标号为1,2,3,4,5,6且大小相同的6个球.从箱中一次摸出两个球,记下号码并放回,如果两球号码之积是4的倍数,则获奖.现有4人参与摸奖,恰好有3人获奖的概率是( ) A.16625B.96625C.624625D.4625二、填空题4.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2次的概率,则事件A 在1次试验中发生的概率p 的取值范围是________.5.将一个半径适当的小球放入如图所示的容器最上方的入口处,小球将自由下落.小球在下落的过程中,将 3次遇到黑色障碍物,最后落入A 袋或B 袋中.已知 小球每次遇到黑色障碍物时,向左、右两边下落的概率都是12,则小球落入A 袋中的概率为.6.(2010·安徽)甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A 1,A 2和A 3表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B 表示由乙罐取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是________(写出所有正确结论的编号).①P (B )=25;②P (B |A 1)=511;③事件B 与事件A 1相互独立;④A 1,A 2,A 3是两两互斥的事件;⑤P (B )的值不能确定,因为它与A 1,A 2,A 3中究竟哪一个发生有关. 三、解答题7.某公司是否对某一项目投资,由甲、乙、丙三位决策人投票决定,他们三人都有“同意”、“中立”、“反对”三类票各一张,投票时,每人必须且只能投一张票,每人投三类票中的任何一类票的概率都为13,他们的投票相互没有影响,规定:若投票结果中至少有两张“同意”票,则决定对该项目投资;否则,放弃对该项目的投资.(1)求该公司决定对该项目投资的概率;(2)求该公司放弃对该项目投资且投票结果中最多有一张“中立”票的概率.8.投到某杂志的稿件,先由两位初审专家进行评审.若能通过两位初审专家的评审,则予以录用;若两位初审专家都未予通过,则不予录用;若恰能通过一位初审专家的评审,则再由第三位专家进行复审,若能通过复审专家的评审,则予以录用,否则不予录用.设稿件能通过各初审专家评审的概率均为0.5,复审的稿件能通过评审的概率为0.3.各专家独立评审. (1)求投到该杂志的1篇稿件被录用的概率;(2)求投到该杂志的4篇稿件中,至少有2篇被录用的概率.。
12。
9 独立重复试验与二项分布典例精析题型一 相互独立事件同时发生的概率【例1】甲、乙、丙三台机床各自独立地加工同一种零件,已知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错误!,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错误!,甲、丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为错误!. (1)分别求甲、乙、丙三台机床各自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.【解析】(1)设A 、B 、C 分别为甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的事件. 由题设条件有⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===,92)(,121)(,41)(AC P C B P B A P 即⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-=-•••③.92)()(②,121)](1[)(①,41)](1[)(C P A P C P B P B P A P由①③解得P (C )=错误!,将P (C)=错误!分别代入③②可得P (A)=错误!,P (B )=错误!,即甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率分别是错误!,错误!,错误!。
(2)记D 为从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有一个一等品的事件,则P (D )=1-P (D )=1-[1-P(A)][1-P(B )][1-P(C )]=1-错误!×错误!×错误!=错误!。
故从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有一个一等品的概率为错误!.【点拨】相互独立事件是发生的概率互不影响的两个或多个事件.两个相互独立事件同时发生的概率满足P (AB)=P(A)P(B),对于求与“至少”、“至多"有关事件的概率,通常转化为求其对立事件的概率.【变式训练1】甲、乙两人各进行3次射击,甲每次击中目标的概率为错误!,乙每次击中目标的概率为错误!.(1)求乙至多击中目标2次的概率;(2)求甲恰好比乙多击中目标2次的概率.【解析】(1)乙至多击中目标2次的概率为1-C33(错误!)3=错误!。
2.2.3独立重复实验与二项分布一、复习引入:1 事件的定义:随机事件:在一定条件下可能发生也可能不发生的事件;必然事件:在一定条件下必然发生的事件; 不可能事件:在一定条件下不可能发生的事件2.随机事件的概率:一般地,在大量重复进行同一试验时,事件A 发生的频率mn总是接近某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件A 的概率,记作()P A .3.概率的确定方法:通过进行大量的重复试验,用这个事件发生的频率近似地作为它的概率; 4.概率的性质:必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,随机事件的概率为0()1P A ≤≤,必然事件和不可能事件看作随机事件的两个极端情形5 基本事件:一次试验连同其中可能出现的每一个结果(事件A )称为一个基本事件6.等可能性事件:如果一次试验中可能出现的结果有n 个,而且所有结果出现的可能性都相等,那么每个基本事件的概率都是1n7.等可能性事件的概率:如果一次试验中可能出现的结果有n 个,而且所有结果都是等可能的,如果事件A 包含m 个结果,那么事件A 的概率()P A n=8.等可能性事件的概率公式及一般求解方法9.事件的和的意义:对于事件A 和事件B 是可以进行加法运算的10 互斥事件:不可能同时发生的两个事件.()()()P A B P A P B +=+一般地:如果事件12,,,n A A A 中的任何两个都是互斥的,那么就说事件12,,,n A A A 彼此互斥11.对立事件:必然有一个发生的互斥事件.()1()1()P A A P A P A +=⇒=-12.互斥事件的概率的求法:如果事件12,,,n A A A 彼此互斥,那么 12()n P A A A +++=12()()()n P A P A P A +++13.相互独立事件: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若A 与B 是相互独立事件,则A 与B ,A 与B ,A 与B 也相互独立14.相互独立事件同时发生的概率:()()()P A B P A P B ⋅=⋅一般地,如果事件12,,,n A A A 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,1212()()()()n n P A A A P A P A P A ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅二、讲解新课:1 独立重复试验的定义:2.独立重复试验的概率公式:k n k kn n P P C k P --=)1()(.它是[](1)nP P -+展开式的第1k +项3.离散型随机变量的二项分布: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ξ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 n k kn n q p C k P -==)(ξ,(k =0,1,2,…,n ,p q -=1).于是得到随机变量ξ的概率分布如下:由于k n k knq p C -恰好是二项展开式11100)(q p C q p C q p C q p C p q n n n k n k k n n n n n n +++++=+--中的各项的值,所以称这样的随机变量ξ服从二项分布(binomial distribution ),记作ξ~B (n ,p ),其中n ,p 为参数,并记k n k kn q p C -=b (k ;n ,p ).三、讲解范例:例1.某射手每次射击击中目标的概率是0 . 8.求这名射手在 10 次射击中, (1)恰有 8 次击中目标的概率;(2)至少有 8 次击中目标的概率.(结果保留两个有效数字.)例2.(全国高考题)某厂生产电子元件,其产品的次品率为5%.现从一批产品中任意地连续取出2件,写出其中次品数ξ的概率分布.例3.重复抛掷一枚筛子5次得到点数为6的次数记为ξ,求P(ξ>3).例4.某气象站天气预报的准确率为80%,计算(结果保留两个有效数字):(1)5次预报中恰有4次准确的概率;(2)5次预报中至少有4次准确的概率例5.某车间的5台机床在1小时内需要工人照管的概率都是14,求1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率是多少?(结果保留两个有效数字)点评:“至多”,“至少”问题往往考虑逆向思维法例6.某人对一目标进行射击,每次命中率都是0.25,若使至少命中1次的概率不小于0.75,至少应射击几次?例7.十层电梯从低层到顶层停不少于3次的概率是多少?停几次概率最大?例8.实力相等的甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,规定5局3胜制(即5局内谁先赢3局就算胜出并停止比赛).(1)试分别求甲打完3局、4局、5局才能取胜的概率.(2)按比赛规则甲获胜的概率.例9.一批玉米种子,其发芽率是0.8.(1)问每穴至少种几粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%?(2)若每穴种3粒,求恰好两粒发芽的概率.(lg 20.3010=)四、课堂练习: 1.每次试验的成功率为(01)p p <<,重复进行10次试验,其中前7次都未成功后3次都成功的概率为( )()A 33710(1)C p p - ()B 33310(1)C p p - ()C 37(1)p p - ()D 73(1)p p - 2.10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中,恰有一人中奖的概率为( )()A 32100.70.3C ⨯⨯ ()B 1230.70.3C ⨯⨯ ()C 310 ()D 21733103A A A ⋅3.某人有5把钥匙,其中有两把房门钥匙,但忘记了开房门的是哪两把,只好逐把试开,则此人在3次内能开房门的概率是 ( )()A 33351A A - ()B 211232323355A A A A A A ⋅⋅+()C 331()5- ()D 22112333232()()()()5555C C ⨯⨯+⨯⨯ 4.甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,甲队与乙队实力之比为3:2,比赛时均能正常发挥技术水平,则在5局3胜制中,甲打完4局才胜的概率为( )()A 23332()55C ⋅ ()B 22332()()53C ()C 33432()()55C ()D 33421()()33C 5.一射手命中10环的概率为0.7,命中9环的概率为0.3,则该射手打3发得到不少于29环的概率为 .(设每次命中的环数都是自然数)6.一名篮球运动员投篮命中率为60%,在一次决赛中投10个球,则投中的球数不少于9个的概率为 . 7.一射手对同一目标独立地进行4次射击,已知至少命中一次的概率为8081,则此射手的命中率为 . 8.某车间有5台车床,每台车床的停车或开车是相互独立的,若每台车床在任一时刻处于停车状态的概率为31,求:(1)在任一时刻车间有3台车床处于停车的概率;(2)至少有一台处于停车的概率9.种植某种树苗,成活率为90%,现在种植这种树苗5棵,试求: ⑴全部成活的概率; ⑵全部死亡的概率; ⑶恰好成活3棵的概率; ⑷至少成活4棵的概率10.(1)设在四次独立重复试验中,事件A 至少发生一次的概率为8081,试求在一次试验中事件A 发生的概率(2)某人向某个目标射击,直至击中目标为止,每次射击击中目标的概率为1,求在第n五、小结 :1.独立重复试验要从三方面考虑第一:每次试验是在同样条件下进行第二:各次试验中的事件是相互独立的2.如果1次试验中某事件发生的概率是P,那么n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率为kn k kn n P P C k P --=)1()(对于此式可以这么理解:由于1次试验中事件A 要么发生,要么不发生,所以在n 次独立重复试验中A 恰好发生k 次,则在另外的n k -次中A 没有发生,即A 发生,由()P A P =,()1P A P=-所以上面的公式恰为n P P ])1[(+-展开式中的第1k +项,可见排列组合、二项式定理及概率间存在着密切的联系2.3离散型随机变量的均值与方差 2.3.1离散型随机变量的均值一、复习引入: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 随机变量常用希腊字母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 3.连续型随机变量: 对于随机变量可能取的值,可以取某一区间内的一切值,这样的变量就叫做连续型随机变量4.离散型随机变量与连续型随机变量的区别与联系: 离散型随机变量与连续型随机变量都是用变量表示随机试验的结果;但是离散型随机变量的结果可以按一定次序一一若ξ是随机变量,b a b a ,,+=ξη是常数,则η也是随机变量 并且不改变其属性(离散型、连续型)5. 分布列:设离散型随机变量ξ可能取得值为x 1,x 2,…,x 3,…, ξ取每一个值x i (i =1,2,…)的概率为()i i P x p ξ==,则称表为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列6. 分布列的两个性质: ⑴P i ≥0,i =1,2,...; ⑵P 1+P 2+ (1)7.离散型随机变量的二项分布: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ξ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 n k kn n q p C k P -==)(ξ,(k =0,1,2,…,n ,p q -=1).于是得到随机变量ξ的概率分布如下:称这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B (n ,p ),其中n ,p 为参数,并记k n k knq p C -=b (k ;n ,p ).8. 离散型随机变量的几何分布:在独立重复试验中,某事件第一次发生时,所作试验的次数ξ也是一个正整数的离散型随机变量.“k ξ=”表示在第k 次独立重复试验时事件第一次发生.如果把k 次试验时事件A 发生记为k A 、事件A 不发生记为k A ,P(k A )=p ,P(kA )=q(q=1-p),那么p q -=1).于是得到随机变量ξ的概率分布如下:称这样的随机变量ξ服从几何记作g (k ,p )= 1k q p -,其中k =0,1,2,…, p q -=1.二、讲解新课:根据已知随机变量的分布列,我们可以方便的得出随机变量的某些制定的概率,但分布列的用途远不止于此,例如:已知某射手射击所得环数ξ的分布列如下在n 次射击之前,可以根据这个分布列估计n 次射击的平均环数.这就是我们今天要学习的离散型随机变量的均值或期望根据射手射击所得环数ξ的分布列,我们可以估计,在n 次射击中,预计大约有n n P 02.0)4(=⨯=ξ次得4环;n n P 04.0)5(=⨯=ξ次得5环;…………n n P 22.0)10(=⨯=ξ次得10环.故在n 次射击的总环数大约为+⨯⨯n 02.04++⨯⨯ n 04.05n ⨯⨯22.010+⨯=02.04(++⨯ 04.05n ⨯⨯)22.010,从而,预计n 次射击的平均环数约为+⨯02.04++⨯ 04.0532.822.010=⨯.这是一个由射手射击所得环数的分布列得到的,只与射击环数的可能取值及其相应的概率有关的常数,它反映了射手射击的平均水平.对于任一射手,若已知其射击所得环数ξ的分布列,即已知各个)(i P =ξ(i =0,1,2, (10),我们可以同样预计他任意n 次射击的平均环数:+=⨯)0(0ξP +=⨯)1(1ξP …)10(10=⨯+ξP .1. 均值或数学期望: 一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为则称 =ξE +11p x +22p x …++n n p x … 为ξ的均值或数学期望,简称期望.2. 均值或数学期望是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n p n 1==,=ξE +1(x +2x …nx n 1)⨯+,所以ξ的数学期望又称为平均数、均值4. 均值或期望的一个性质:若b a +=ξη(a 、b 是常数),ξ是随机变量,则η也是随机变量,它们的分布列为于是=ηE ++11)(p b ax ++22)(p b ax …+++n n p b ax )(…=+11(p x a +22p x …++n n p x …)++1(p b +2p …++n p …)=b aE +ξ,由此,我们得到了期望的一个性质:b aE b a E +=+ξξ)(5.若ξB (n,p ),则E ξ=np证明如下: ∵ k n k k n k n k k n q p C p p C k P --=-==)1()(ξ,∴=ξE 0×n nq p C 00+1×111-n n q p C +2×222-n n q p C +…+k ×k n k k n q p C -+…+n ×0q p C n n n . 又∵ 11)]!1()1[()!1()!1()!(!!--=-----⋅=-⋅=k n knnC k n k n n k n k n k kC ,∴=ξE (np 001n n C p q --+2111--n n qp C +…+)1()1(111------k n k k n q pC +…+)0111q pC n n n ---np q p np n =+=-1)(. 故 若ξ~B (n ,p ),则=ξE np .三、讲解范例:例1. 篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分,已知他命中的概率为0.7,求他罚球一次得分ξ的期望。