n次独立重复试验与二项分布教学设计
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2.2.3独立重复试验与二项分布(第一课时)教学目标:理解n 次独立重复试验的模型及二项分布教学重点:理解n 次独立重复试验的模型及二项分布教学过程一、复习引入:1. 已知事件B 发生条件下事件A 发生的概率称为事件A 关于事件B 的条件概率,记作(|)P A B .2. 对任意事件A 和B ,若()0P B ≠,则“在事件B 发生的条件下A 的条件概率”,记作P(A | B),定义为(|)P AB P A B P B ()=()3. 事件B 发生与否对事件A 发生的概率没有影响,即(|)()P A B P A =.称A 与B 独立二、讲解新课: 1 独立重复试验的定义: 指在同样条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验2.独立重复试验的概率公式:一般地,如果在1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k n k k n n P P C k P --=)1()(.它是[](1)n P P -+展开式的第1k +项 例1.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次准确的概率解:(1)记“预报1次,结果准确”为事件A .预报5次相当于5次独立重复试验,根据n 次独立重复试验中某事件恰好发生k 次的概率计算公式,5次预报中恰有4次准确的概率4454455(4)0.8(10.8)0.80.41P C -=⨯⨯-=≈答:5次预报中恰有4次准确的概率约为0.41.(2)5次预报中至少有4次准确的概率,就是5次预报中恰有4次准确的概率与5次预报都准确的概率的和,即4454555555555(4)(5)(4)0.8(10.8)0.8(10.8)P P P P C C --=+==⨯⨯-+⨯⨯-450.80.80.4100.328=+≈+≈答:5次预报中至少有4次准确的概率约为0.74. 例2.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)解:记事件A =“1小时内,1台机器需要人照管”,1小时内5台机器需要照管相当于5次独立重复试验 1小时内5台机床中没有1台需要工人照管的概率55513(0)(1)()44P =-=,1小时内5台机床中恰有1台需要工人照管的概率145511(1)(1)44P C =⨯⨯-, 所以1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率为[]551(0)(1)P P P =-+≈答:1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率约为0.37.点评:“至多”,“至少”问题往往考虑逆向思维法例3.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?解:设要使至少命中1次的概率不小于0.75,应射击n 次记事件A =“射击一次,击中目标”,则()0.25P A =.∵射击n 次相当于n 次独立重复试验,∴事件A 至少发生1次的概率为1(0)10.75nn P P =-=-. 由题意,令10.750.75n -≥,∴31()44n ≤,∴1lg4 4.82lg 4n ≥≈, ∴n 至少取5. 答:要使至少命中1次的概率不小于0.75,至少应射击5次课堂小节:本节课学习了n 次独立重复试验的模型及二项分布。
独立重复试验与二项分布
一、教学内容解析
本节内容是高中数学人民教育出版社B版《选修2-3》中的2.2.3节独立重复试验与二项分布.在自然现象和社会现象中,大量的随机变量都服从或近似服从二项分布,它的实际应用广泛,理论上也非常重要.本节课是从生活实际入手,了解独立重复试验,推导概率公式,掌握二项分布,实现建立数学模型,认知数学理论,进而应用于实际,本节课的重点是独立重复试验,以及对伯努利概型和有关二项分布问题的理解.
二、教学目标设置
(1)理解n次独立重复试验及二项分布模型,会判断一个具体问题是否服从二项分布.
(2)通过主动探究、自主合作、相互交流,从具体事例中归纳出数学概念,学生充分体会知识的发现过程,并体会由特殊到一般,由具体到抽象的数学思想方法.学生感受探索的乐趣与成功的喜悦,体会数学的理性与严谨,养成实事求是的科学态度和锲而不舍的钻研精神.
三、学生学情分析
通过前面的学习,高二学生已经掌握了如下概率和统计的基础知识:等可能事件概率、互斥事件概率、离散型随机变量的分布列、条件概率、相互独立事件概率的求法等有关内容.高中学生虽然具有一定的抽象思维能力,但是从实际中抽象出数学模型对于学生来说还是比较困难的,需要老师的启发引导,在启发引导下学生能够概括n次独立重复试验的特点,能够总结出n次独立重复试验中事件A发生k次的概率公式.难点是二项分布模型的构建.
四、教学策略分析
从掷硬币和掷骰子的试验入手,引导学生总结归纳独立重复试验的概念,深刻理解独立重复试验的内涵.遵循特殊到一般的认识规律,学生由浅入深地探索伯努利概型的概率公式并引入二项分布.学生利用所学知识解决他们熟悉的生活实例中的概率问题,体会“数学来源于生活,并服务于生活”的理念,进而产生成就感.
五、教学过程设计
1。
2.2.3独立重复实验与二项分布教学目标:知识与技能:理解n 次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
过程与方法:能进行一些与n 次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算。
情感、态度与价值观:承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文价值。
教学重点:理解n 次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题 教学难点:能进行一些与n 次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算授课类型:新授课课时安排:1课时教 具:多媒体、实物投影仪教学过程: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m n 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1n ,这种事件叫等可能性事件 7.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: 指在同样条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验2.独立重复试验的概率公式:一般地,如果在1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k n k k n 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 k n n q p C k P -==)(ξ,(k =0,1,2,…,n ,p q -=1).由于k n k k n q p C -恰好是二项展开式011100)(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 k n 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.)解:设X 为击中目标的次数,则X ~B (10, 0.8 ) .(1)在 10 次射击中,恰有 8 次击中目标的概率为P (X = 8 ) =88108100.8(10.8)0.30C -⨯⨯-≈. (2)在 10 次射击中,至少有 8 次击中目标的概率为P (X ≥8) = P (X = 8) + P ( X = 9 ) + P ( X = 10 )8810899109101010101010100.8(10.8)0.8(10.8)0.8(10.8)C C C ---⨯⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-0.68≈.例2.(2000年高考题)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.解:依题意,随机变量ξ~B (2,5%).所以,P (ξ=0)=02C (95%)2=0.9025,P (ξ=1)=12C (5%)(95%)=0.095,P (2=ξ)=22C (5%)2=0.0025.因此,次品数ξ例3.>3).解:依题意,随机变量ξ~B ⎪⎭⎫ ⎝⎛61,5.∴P (ξ=4)=6561445⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛C =777625,P (ξ=5)=55C 561⎪⎭⎫ ⎝⎛=77761. ∴P (ξ>3)=P(ξ=4)+P (ξ=5)=388813 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次准确的概率解:(1)记“预报1次,结果准确”为事件A .预报5次相当于5次独立重复试验,根据n 次独立重复试验中某事件恰好发生k 次的概率计算公式,5次预报中恰有4次准确的概率4454455(4)0.8(10.8)0.80.41P C -=⨯⨯-=≈ 答:5次预报中恰有4次准确的概率约为0.41.(2)5次预报中至少有4次准确的概率,就是5次预报中恰有4次准确的概率与5次预报都准确的概率的和,即4454555555555(4)(5)(4)0.8(10.8)0.8(10.8)P P P P C C --=+==⨯⨯-+⨯⨯-450.80.80.4100.328=+≈+≈答:5次预报中至少有4次准确的概率约为0.74.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)解:记事件A =“1小时内,1台机器需要人照管”,1小时内5台机器需要照管相当于5次独立重复试验1小时内5台机床中没有1台需要工人照管的概率55513(0)(1)()44P =-=,1小时内5台机床中恰有1台需要工人照管的概率145511(1)(1)44P C =⨯⨯-, 所以1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率为[]551(0)(1)P P P =-+≈答:1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率约为0.37.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?解:设要使至少命中1次的概率不小于0.75,应射击n 次记事件A =“射击一次,击中目标”,则()0.25P A =.∵射击n 次相当于n 次独立重复试验,∴事件A 至少发生1次的概率为1(0)10.75nn P P =-=-. 由题意,令10.750.75n -≥,∴31()44n ≤,∴1lg4 4.823lg 4n ≥≈, ∴n 至少取5. 答:要使至少命中1次的概率不小于0.75,至少应射击5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?解:依题意,从低层到顶层停不少于3次,应包括停3次,停4次,停5次,……,直到停9次 ∴从低层到顶层停不少于3次的概率 3364455549999991111111()()()()()()()2222222P C C C C =++++ 3459990129999999911()()2()()22C C C C C C C ⎡⎤=+++=-++⎣⎦+991233(246)()2256=-= 设从低层到顶层停k 次,则其概率为k 9999111C ()()()222k k k C -=, ∴当4k =或5k =时,9k C 最大,即991()2k C 最大, 答:从低层到顶层停不少于3次的概率为233256,停4次或5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.解:甲、乙两队实力相等,所以每局比赛甲获胜的概率为12,乙获胜的概率为12. 记事件A =“甲打完3局才能取胜”,记事件B =“甲打完4局才能取胜”,记事件C =“甲打完5局才能取胜”.①甲打完3局取胜,相当于进行3次独立重复试验,且每局比赛甲均取胜∴甲打完3局取胜的概率为33311()()28P A C ==. ②甲打完4局才能取胜,相当于进行4次独立重复试验,且甲第4局比赛取胜,前3局为2胜1负∴甲打完4局才能取胜的概率为2231113()()22216P B C =⨯⨯⨯=. ③甲打完5局才能取胜,相当于进行5次独立重复试验,且甲第5局比赛取胜,前4局恰好2胜2负∴甲打完5局才能取胜的概率为22241113()()()22216P C C =⨯⨯⨯=. (2)事件D =“按比赛规则甲获胜”,则D A B C =++,又因为事件A 、B 、C 彼此互斥, 故1331()()()()()816162P D P A B C P A P B P C =++=++=++=. 答:按比赛规则甲获胜的概率为12. 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=)解:记事件A =“种一粒种子,发芽”,则()0.8P A =,()10.80.2P A =-=,(1)设每穴至少种n 粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%.∵每穴种n 粒相当于n 次独立重复试验,记事件B =“每穴至少有一粒发芽”,则00()(0)0.8(10.8)0.2n n n n P B P C ==-=. ∴()1()10.2nP B P B =-=-.由题意,令()98%P B >,所以0.20.02n <,两边取常用对数得, lg0.2lg0.02n <.即(lg 21)lg 22n -<-, ∴lg 22 1.6990 2.43lg 210.6990n ->=≈-,且n N ∈,所以取3n ≥. 答:每穴至少种3粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%.(2)∵每穴种3粒相当于3次独立重复试验,∴每穴种3粒,恰好两粒发芽的概率为2230.80.20.384P C =⨯⨯==,答:每穴种3粒,恰好两粒发芽的概率为0.384四、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13,求在第n 次才击中目标的概率 答案:1. C 2. D 3. A 4. A 5. 0.784 6. 0.0467. 23 8.(1)()323551240333243P C ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2)()()5552211113243P B P B C ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭ 9.⑴5550.90.59049C =; ⑵5550.10.00001C =;⑶()3325530.90.10.0729P C =⋅=; ⑷()()55450.91854P P P =+=10.(1) 23P = (2) 112()33n P -=⋅ 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不发生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k n k k n 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六、课后作业:课本58页 练习1、2、3、4第60页 习题 2. 2 B 组2、3七、板书设计(略)八、课后记:教学反思:1. 理解n 次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
《独立重复试验与二项分布》教案1学习目标:1 理解n 次独立重复试验模型与二项分布,并能解决一些简单问题。
2 通过探索、研究、归纳、总结形成较为科学的知识网,并掌握知识之间的联系 教学重、难点:n 次独立重复试验模型与二项分布的简单应用教学过程:(一)知识链接(1)什么是相互独立事件?(2)相互独立事件公式是(二)问题导引1.分析下面的试验,它们有什么共同特点?⑴投掷一个骰子投掷5次;⑵某人射击1次,击中目标的概率是0.8,他射击10次;⑶一个盒子中装有5个球(3个红球和2个黑球),有放回地依次从中抽取5个球; ⑷生产一种零件,出现次品的概率是0.04,共同特点是: 多次重复地做同一个试验.(三)自主探究自主学习课本55页例1以上部分内容,并完成以下问题:思考与讨论:1.独立重复试验有哪些特点? 知识点梳理:1、n 次独立重复试验: 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。
在n 次独立重显然,)(...)()()...(212n n A P A P A P A A A P ⨯⨯= ∵“相同条件下”等价于各次试验的结果不会受其他试验的影响,∴上面等式成立.2、独立重复试验的特点:1)每次试验只有两种结果,要么发生,要么不发生;2)任何一次试验中,A 事件发生的概率相同,即相互独立,互不影响试验的结果。
3、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()(1),0,1,2,...,.k k n k n P X k C p p k n -==-=(4)此时称随机变量X 服从二项分布,记作X~B(n,p)。
注: ()()k k n k n n n P k c p q p q -=+是 展开式中的第 1k + 项.典例探讨例1、在人寿保险事业中,很重视某一年龄段的投保人的死亡率,假如每个投保人能活到65岁的概率为0.6,试问三个投保人中:(1)全部活到65岁的概率; (2)又2个活到65岁的概率; (3)又1个活到65岁的概率; (4) 都活不到65岁的概率;解:设A=“1个投保人能活到65岁”:,则A --=“1个投保人活不到65岁”。
课题:独立重复试验与二项分布(第一课时)授课教师: 江鹏 时间:2015年4月3日 班级:高二2班教学目标1、理解n 次独立重复试验及二项分布模型,了解二项分布模型与二项式定理及两点分布的联系。
2、会判断一个具体问题是否是n 次独立重复试验,是否服从二项分布,培养学生的自主学习能力、数学建摸能力。
3、在小组合作学习中,独立思考与合作交流结合,使学生在互交互学中达到知识互补与内化,增强合作意识与培养良好的人际交往能力。
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n 次独立重复试验及二项分布模型的应用教学手段多媒体辅助教学教学基本流程:(一)创设情景 导入新课1、用三个臭皮匠顶个诸葛亮的数学分析导入课堂,激起学生兴趣。
2、尝试练习;问题1:分析下面的试验,是否为独立重复试验?它们的相同点是什么?⑴投掷一个硬币投掷5次;⑵某人射击1次,击中目标的概率是0.8,他射击10次;(3)一个盒子中装有5个球(3个红球和2个黑球),有放回地依次从中抽取5个球;(4)生产一种零件,出现次品的概率是0.04,生产这种零件4件.问题2:判断下列试验是不是独立重复试验.(1)依次投掷四枚质地不同的硬币,3次正面向上.(2)某人射击,击中目标的概率是稳定的,他连续射击了10次,其中6次击中.(3)口袋中装有5个白球、3个红球,2个黑球,依次从中抽取5个球,恰好抽出4个白球.(二)小组合作,师生互动探究。
以此进行n 次独立重复试验的概念辨析。
教师提示学生从各次试验的条件,结果,独立性,概率等角度归纳总结。
(三)n 次独立重复试验: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.在n 次独立重复试验中,记)()()()(P P n 321n 321A P A P A P A A A A A i A i )(次试验的结果”显然,是“第 独立重复试验的特点:1)每次试验只有两种结果,要么发生,要么不发生;2)任何一次试验中,A 事件发生的条件相同,概率相同,即相互独立,互不影响试验的结果。
课题:独立重复试验与二项分布BGST 运用:1、课程标准:使学生正确理解独立重复试验与二项分布的意义,解决一些简单的实 际应用问题。
2、学习目标:理解n 次独立重复试验及二项分布模型,会判断一个具体问题是否服从二项分布,培养学生的自主学习能力、数学建摸能力,并能解决相应的实际问题。
3、教学重点:独立重复试验、二项分布的理解及应用二项分布模型解决一些简单的实际问题。
4、教学难点:二项分布模型的构建。
5、考点解读:古典概型使用公式时,确定m 和n 是关键;几何概型要统一度量;会计算n 次独立重复试验中恰好发生k 次。
独立重复试验与二项分布一、复习引入(大约2分钟):1. 已知事件B 发生条件下事件A 发生的概率称为事件A 关于事件B 的条件概率,记作(|)P A B .2. 对任意事件A 和B ,若()0P B ≠,则“在事件B 发生的条件下A 的条件概率”,记作P(A | B),定义为(|)P A B =3. 事件B 发生与否对事件A 发生的概率没有影响,即(|)()P A B P A =,称A 与B4. 离散型随机变量X 服从参数为p 的二点分布:如果离散型随机变量X 的分布列为 则称离散型随机变量X 服从参数为p 的二点分布。
二点分布二、概念形成(大约10分钟)实例1:将一枚均匀硬币随机掷10次,求正好出现5次正面的概率。
思考1、前一次结果是否影响后一次?也就是每次的结果是否相互独立?2、每次试验的结果有几个?结论1、各次试验结果不会受其他次试验结果影响;2、本小节涉及的每次试验,只考虑有两个可能的结果A 及 ,并且事件A 发生的概率相同。
在相同条件下,重复的做n次试验,各次试验的结果相互独立,那么一般就称它们为n 次独立重复试验。
实例2:姚明在某场比赛中得到4次罚球机会,假设每次投篮都互不影响。
如果姚明投篮命中的概率为p,求投中X次的概率。
A表示事件“第k次投中”分析:用k一般的,事件A在n次试验中发生k次,共有种情形,由试验的独立性知道A在k 次试验中发生,而在其余次试验中不发生的概率都是(在一次试验中事件A发生的概率是p),那么,在n次独立重复试验中,事件A恰好发生k次的概率为例1、在人寿保险事业中,很重视某一年龄段的的投保人的死亡率,假如每个投保人能活到65岁的概率为0.6,试问3个投保人中:(1)全部活到65岁的概率;(2)有两个活到65岁的概率;(3)有1个活到65岁的概率;(4)都活不到65岁的概率。
二项分布与超几何分布第1课时n次独立重复试验与二项分布学习目标核心素养1.理解n次独立重复试验的模型.重点2.理解二项分布.难点3.能利用n次独立重复试验的模型及二项分布解决一些简单的实际问题1.通过学习n次独立重复试验及二项分布,体会数学抽象的素养.2.借助二项分布解题,提高数学运算的素养在学校组织的高二篮球比赛中,通过小组循环,甲、乙两班顺利进入最后的决赛.在每一场比赛中,甲班取胜的概率为,乙班取胜的概率是,比赛既可以采用三局两胜制,又可以采用五局三胜制.问题:如果你是甲班的一名同学,你认为采用哪种赛制对你班更有利?1.n次独立重复试验在相同条件下重复n次伯努利试验时,人们总是约定这n次试验是相互独立的,此时这n次伯努利试验也常称为n次独立重复试验.思考:独立重复试验必须具备哪些条件?[提示]1每次试验的条件完全相同,相同事件的概率不变;2各次试验结果互不影响;3每次试验结果只有两种,这两种结果是对立的.2.二项分布一般地,如果一次伯努利试验中,出现“成功”的概率为,记q=1-,且n次独立重复试验中出现“成功”的次数为X,则X的取值范围是{0,1,…,,…,n},而且PX==C错误!q n-,=0,1,…,n,因此X的分布列如下表所示.X 01……nP C错误!0q nC错误!1q n-1…C错误!q n-…C错误!n q0注意到上述X的分布列第二行中的概率值都是二项展开式q+n=C错误!0q n+C错误!1q n-1+…+C错误!q n-+…+C错误!n q0中对应项的值,因此称X服从参数为n,的二项分布,记作X~Bn,.1.思考辨析正确的打“√”,错误的打“×”1n次独立重复试验的每次试验结果可以有多种.2两点分布是特殊的二项分布.3二项分布可以看作是有放回抽样.4n次独立重复试验中,每次试验的条件可以略有不同.[答案]1×2√3√4×2.若X~B10,,则PX=8等于A.C错误!××B.C错误!××C.×D.×A[∵X~B10,,∴PX=8=C错误!××,故选A]3.一枚硬币连掷三次,只有一次出现正面的概率为________.错误![抛掷一枚硬币出现正面的概率为错误!,由于每次试验的结果不受影响,故由n次独立重复试验可知,所求概率为P=C错误!错误!错误!错误!=错误!]4.下列说法正确的是________.填序号①某同学投篮的命中率为,他10次投篮中命中的次数X是一个随机变量,且X~B10,;②某福彩的中奖概率为,某人一次买了8张,中奖张数X是一个随机变量,且X~B8,;③从装有5个红球、5个白球的袋中,有放回地摸球,直到摸出白球为止,则摸球次数X是随机变量,且X~B错误!①②[①②显然满足独立重复试验的条件,而③虽然是有放回地摸球,但随机变量X的定义是直到摸出白球为止,也就是说前面摸出的一定是红球,最后一次是白球,不符合二项分布的定义.]独立重复试验的概率错误!错误!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;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.[解]1记“甲射击3次至少有1次未击中目标”为事件A1,由题意,射击3次,相当于3次独立重复试验.故P A1=1-P\to A1=1-错误!错误!=错误!2记“甲射击2次,恰有2次击中目标”为事件A2,“乙射击2次,恰有1次击中目标”为事件B2,则P A2=C错误!×错误!错误!=错误!,PB2=C错误!×错误!错误!×错误!=错误!由于甲、乙射击相互独立,故P A2B2=错误!×错误!=错误!1.变结论在本例2的条件下,求甲、乙均击中目标1次的概率.[解]记“甲击中目标1次”为事件A3,“乙击中目标1次”为事件B3,则P A3=C错误!×错误!×错误!=错误!,PB3=错误!,所以甲、乙均击中目标1次的概率为P A3B3=错误!×错误!=错误!2.变结论在本例2的条件下,求甲未击中、乙击中2次的概率.[解]记“甲未击中目标”为事件A4,“乙击中2次”为事件B4,则P A4=C错误!错误!错误!=错误!,PB4=C错误!错误!错误!=错误!,所以甲未击中、乙击中2次的概率为P A4B4=错误!×错误!=错误!独立重复试验概率求法的三个步骤二项分布遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是错误!1求这名学生在途中遇到红灯的次数ξ的分布列;2求这名学生在首次遇到红灯或到达目的地停车前经过的路口数η的分布列.[思路点拨]1首先判断ξ是否服从二项分布,再求分布列.2注意“首次遇到”“或到达”的含义,并明确η的取值,再求η取各值的概率.[解]1ξ~B错误!,ξ的分布列为Pξ==C错误!错误!错误!错误!错误!,=0,1,2,3,4,5故ξ的分布列为ξ01234 5P 错误!错误!错误!错误!错误!错误!2η的分布列为Pη==P前个是绿灯,第+1个是红灯=错误!错误!·错误!,=0,1,2,3,4;Pη=5=P5个均为绿灯=错误!错误!故η的分布列为η01234 5P 错误!错误!错误!错误!错误!错误!1.本例属于二项分布,当X服从二项分布时,应弄清X~Bn,中的试验次数n与成功概率2.解决二项分布问题的两个关注点1对于公式PX==C错误!1-n-=0,1,2,…,n必须在满足“独立重复试验”时才能运用,否则不能应用该公式.2判断一个随机变量是否服从二项分布,关键有两点:一是对立性,即一次试验中,事件发生与否两者必有其一;二是重复性,即试验是独立重复地进行了n次.错误!1.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名考生选做每道题的可能性均为错误!,且各人的选择相互之间没有影响.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题的人数为ξ名,求ξ的分布列.[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“A∩B+\toA∩\toB”,且事件A,B相互独立.∴P A∩B+\toA∩\toB=P APB+P\toAP\toB=错误!×错误!+错误!×错误!=错误!2随机变量ξ的可能取值为0,1,2,3,4,且ξ~B错误!∴Pξ==C错误!错误!错误!错误!错误!=C错误!错误!错误!=0,1,2,3,4.∴随机变量ξ的分布列为ξ0123 4P 错误!错误!错误!错误!错误!独立重复试验与二项分布的综合应用1.王明做5道单选题,每道题都随机选一个答案,那么他做对的道数服从二项分布吗?为什么?[提示]服从二项分布.因为每道题都是随机选一个答案,结果只有两个:对与错,并且每道题做对的概率均相等,故做5道题可以看成“一道题”重复做了5次,做对的道数就是5次试验中“做对”这一事件发生的次数,故他做对的“道数”服从二项分布.2.王明做5道单选题,其中2道会做,其余3道均随机选一个答案,他做对的道数服从二项分布吗?如何判断一随机变量是否服从二项分布?[提示]不服从二项分布.因为会做的两道题做对的概率与随机选取一个答案做对的概率不同,不符合二项分布的特点.判断一个随机变量是否服从二项分布关键是看它是不是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.【例3】甲、乙两队参加奥运知识竞赛,每队3人,每人回答一个问题,答对者为本队赢得一分,答错得零分.假设甲队中每人答对的概率均为错误!,乙队中3人答对的概率分别为错误!,错误!,错误!,且各人回答正确与否相互之间没有影响.用ξ表示甲队的总得分.1求随机变量ξ的分布列;2用A表示“甲、乙两个队总得分之和等于3”这一事件,用B表示“甲队总得分大于乙队总得分”这一事件,求P AB.[思路点拨]1由于甲队中每人答对的概率相同,且正确与否没有影响,所以ξ服从二项分布,其中n=3,=错误!2AB表示事件A,B同时发生,即甲、乙两队总得分之和为3且甲队总得分大于乙队总得分.[解]1由题意知,ξ的可能取值为0,1,2,3,且ξ=0=C错误!错误!错误!=错误!,Pξ=1=C错误!错误!错误!错误!=错误!,Pξ=2=C错误!错误!错误!错误!=错误!,Pξ=3=C错误!错误!错误!=错误!所以ξ的分布列为ξ012 3P 错误!错误!错误!错误!2用C表示“甲得2分乙得1分”这一事件,用D表示“甲得3分乙得0分”这一事件,所以AB =C∪D,且C,D互斥,又PC=C错误!错误!错误!错误!错误!错误!=错误!,PD=C错误!错误!错误!错误!=错误!,由互斥事件的概率公式得P AB=PC+PD=错误!+错误!=错误!=错误!对于概率问题的综合题,首先,要准确地确定事件的性质,把问题化归为古典概型、互斥事件、独立事件、独立重复试验四类事件中的某一种;其次,要判断事件是A+B还是AB,确定事件至少有一个发生,还是同时发生,分别运用相加或相乘事件公式;最后,选用相应的求古典概型、互斥事件、条件概率、独立事件、n次独立重复试验的概率公式求解错误!2.9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,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.[解]因为单个坑内的3粒种子都不发芽的概率为错误!错误!=错误!,所以单个坑不需要补种的概率为1-错误!=错误!设需要补种的坑数为X,则X的可能取值为0,1,2,3,这是3次独立重复试验,PX=0=C错误!×错误!错误!错误!错误!=错误!,PX=1=C错误!×错误!错误!×错误!错误!=错误!,PX=2=C错误!×错误!错误!×错误!错误!=错误!,PX=3=C错误!×错误!错误!×错误!错误!错误!,所以需要补种坑数的分布列为X 012 3P 错误!错误!错误!错误!1.独立重复试验的基本特征1每次试验都在同样条件下进行.2每次试验都只有两种结果:发生与不发生.3各次试验之间相互独立.4每次试验,某事件发生的概率都是一样的.2.n次独立重复试验的概率公式中各字母的含义1.某学生通过英语听力测试的概率为错误!,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是A[记“恰有1次获得通过”为事件A,则P A=C错误!错误!·错误!错误!=错误!故选A]2.某电子管正品率为错误!,次品率为错误!,现对该批电子管进行测试,设第ξ次首次测到正品,则Pξ=3=A.C错误!错误!错误!×错误!B.C错误!错误!错误!×错误!\u122×错误!错误!错误!×错误!C[ξ=3表示第3次首次测到正品,而前两次都没有测到正品,故其概率是错误!错误!×错误!] 3.有4位同学参加某项选拔测试,每位同学能通过测试的概率都是错误!,假设每位同学能否通过测试是相互独立的,则至少有一位同学通过测试的概率为________.错误![所有同学都不通过的概率为错误!错误!,故至少有一位同学通过的概率为1-错误!错误!=错误!]4.设X~B4,,且PX=2=错误!,那么一次试验成功的概率等于________.错误!或错误![PX=2=C错误!21-2=错误!,即21-2=错误!错误!·错误!错误!,解得=错误!或=错误!]5.教材P79练习BT1改编某气象站天气预报的准确率为80%,计算结果保留两位小数: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.[解]1记“预报1次准确”为事件A,则P A=5次预报相当于5次独立重复试验.“恰有2次准确”的概率为P=C错误!××=2≈,因此5次预报中恰有2次准确的概率约为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=C错误!×+C错误!××=72所以所求概率为1-P=1-72≈所以“5次预报中至少有2次准确”的概率约为。
2.2.2 独立重复试验与二项分布(第1课时)一、教学目标1.核心素养根据由特殊到一般的思维方式,归纳二项分布的概念及其概率计算公式,从而提升学生数学建模能力和逻辑推理能力.2.学习目标(本课时的目标应与后面的“问题探究”对应,每个探究解决一个目标)(1)从具体情境中理解n次独立重复试验及其特点及二项分布,并能解决一些简单的实际问题.(2)从具体情境中理解二项分布及其概率计算公式.(3)能解决一些简单与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的实际问题3.学习重点理解掌握n次独立重复试验的模型及其基本特点,正确掌握二项分布.4.学习难点能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算.二、教学设计(一)课前设计预习任务任务1(可以多个任务,问是学生提问,编者不用考虑)阅读教材,思考:n次独立重复试验的定义是什么?二项分布的内容是什么?任务2归纳出n次独立重复试验的基本特点,默写二项分布的计算公式.预习自测1.n次独立重复试验应满足的条件:①每次试验之间是相互独立的;②每次试验只有发生与不发生两种结果之一;③每次试验发生的机会是均等的;④各次试验发生的事件是互斥的.其中正确的是()A .①②B .②③C .①②③D .①②④ 解:C .2.二项分布计算公式()=(1)kn k k n P X k C p p -=-中,,,1,n p p k -分别表示的是( )①事件不发生的概率;②事件发生的概率;③实验总次数;④事件发生的次数. A .①②③④ B .③①②④ C .③②①④ D .①②④③ 解:C . (二)课堂设计 1.知识回顾(1)不可能同时发生的事件A 与事件B 称为互斥事件,且()=()()P A B P A P B ++.(2)在事件A 发生的条件下事件B 发生的概率叫做“在A 条件下B 发生的概率”,记作(|)P B A ,且()(|)=()P AB P B A P A . (3)事件A 是否发生对事件B 发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件,且()=()()P AB P A P B .(4)事件12,,n A A A ⋅⋅⋅是相互独立的,则1212()()()()n n P A A A P A P A P A ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅. (5)二项式定理. 2.问题探究问题探究一 独立重复试验的定义及其基本特点? ●活动一 观察探究(1)某篮球队员罚球3次,每次命中率为0.7.(2)投掷一枚相同的硬币4次,每次正面向上的概率为0.5. (3)某射击选手射击6次,每次射击击中的概率为0.9. (4)一纸箱内装有5个白球、3个黑球,有放回地抽取5个球. (5)投掷一枚图钉8次,每次时针尖向上的概率为0.4. 问题:上面这些试验有什么共同的特点? 提示:从下面几个方面探究:(1)实验的条件; (2)每次实验间的关系; (3)每次试验可能的结果; (4)每次试验的概率;通过归纳发现:(1)每个例中的每次试验在相同条件下发生的; (2)每个例中的每次试验是相互独立的;(3)每个例中的每次试验都只有两种结果:发生与不发生; (4)每个例中的每次试验发生的概率都是相同的. ●活动二 归纳总结(1)定义:一般地,在相同条件下重复做的n 次试验,各次试验的结果相互独立,就称n 次独立重复试验.(2)特点:①条件相同;②相互独立;③结果有二;④概率相等. ●活动三 学以致用例1 判断下列试验是不是独立重复试验:(说明理由) (1)依次投掷四枚质地不同的硬币,3次正面向上;(2)姚明作为中锋,他职业生涯的每次罚球命中率为0.9,他连续投篮3次,恰有2次命中; (3)一纸箱内装有5个白球,3个黑球,2个红球,从中依次抽取5个球,恰好抽出4个白球; (4)一纸箱内装有5个白球,3个黑球,2个红球,从中有放回地抽取5个球,恰好抽出4个白球. 【知识点:独立重复试验】详解:(1)不是,因为条件不相同;(2)是;(3)不是,因为每次发生的概率不等;(4)是; 问题探究二 什么是二项分布?其概率计算公式是什么? ●活动一 计算观察问题:姚明作为中锋,他职业生涯的每次罚球命中率为0.9, (1)他连续投篮3次,恰有1次命中的概率是多少; (2)他连续投篮3次,恰有2次命中的概率是多少; (3)他连续投篮3次, 3次都命中的概率是多少; 解答:(1)3次中恰有1次命中有几种情况?共有3种情况:123A A A ,123A A A ,123A A A (设(1,2,3)i A i =表示事件“第i ”次命中)每一种情况的概率都是:120.9(10.9)⨯- 则恰有1次命中的概率是:1230.9(10.9)P =⨯⨯- (2)3次中恰有2次命中有几种情况?共有3种情况:123A A A ,123A A A ,123A A A (设(1,2,3)i A i =表示事件“第i ”次命中)每一种情况的概率都是:210.9(10.9)⨯-则恰有1次命中的概率是:2130.9(10.9)P =⨯⨯-;(3)3次都命中只有1种情况,即:123A A A (设(1,2,3)i A i =表示事件“第i ”次命中) 则概率是:310.9P =⨯; 观察三个试验的共同点: (1)都是独立重复试验;(2)每次试验分别有3(1,2,3)iC i =种情况;(3)每次试验的每种情况发生的概率相同.(4)他连续投篮n 次,恰有k 次命中的概率是多少;此次试验有k n C 种情况,每种情况发生的概率都是:0.9(10.9)k n k -⨯- 则此次试验发生的概率是:0.9(10.9)k k n k n P C -=-●活动二 归纳总结归纳:一般地,在n 次独立重复试验,设事件A 发生的次数是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()(1)k k n k n P X k C p p -==-,其中n k ,,2,1,0⋅⋅⋅=.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.理解:1)公式()(1)k k n k n P X k C p p -==-中各字母的含义,n —试验发生的总次数;k —试验中事件A 恰好发生的次数;p —事件A 发生概率;(1-p )—事件A 恰不发生的概率. 2)二项式()1-np p ⎡⎤+⎣⎦的展开式中第k +1项为1(1)kn k k k n T C p p -+=-,那么()(1)k kn k n P X k C p p -==-就是二项式()1-np p ⎡⎤+⎣⎦展开式中中第k +1项,所以公式()(1)k k n k n P X k C p p -==-(),0,1,2,...,.k n =所以公式叫做二项分布.3)当n =1时,二项分 布就是两点分布.问题探究三 初步利用n 次独立重复试验的模型及二项分布解决一些简单的问题 例2 某射手每次射击击中目标的概率是0.9,求这名射手在5次射击中,(1)恰有4次击中目标的概率;(2)至少有4次击中目标的概率.(列出算式即可) 【知识点:二项分布,互斥事件的概率;数学思想:分类讨论】详解:设X 为击中目标的次数,则(5,0.9)X B(1)在5次射击中,恰有4次击中目标的概率为:44(54)540.9(10.9)P X C -==⨯⨯-(). (2)在5次射击中,至少有4次击中目标的概率为:44(54)55(55)5544+5=0.9(10.9)+0.9(10.9)P X P X P X C C --≥===⨯⨯-⨯⨯-()()()例3 重复抛掷一枚骰子6次,求至少4次得到点数为6的概率. 【知识点:二项分布,互斥事件的概率;数学思想:分类讨论】 详解:设X 为得到点数6的次数,则1(6,)6XB重复抛掷一枚骰子6次,至少4次得到点数为6的概率为:4(64)5(65)6(66)45666644+5+6111111=1+1+1666666P X P X P X P X C C C ---≥====⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()()()例4 重复抛掷一枚骰子6次,求至少1次得到点数为6的概率.【知识点:二项分布,互斥事件、对立事件的概率;数学思想:分类讨论,正难则反】 详解:设X 为得到点数6的次数,则1(6,)6XB重复抛掷一枚骰子6次,至少1次得到点数为6的概率为:1(61)2(62)3(63)1256664(64)456641+2+3+4+5+6111111=1+1+1666666111 +1+66P X P X P X P X P X P X P X C C C C C ----≥=======⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⨯⨯-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()()()()() 5(65)6(66)661111+16666C --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭另解:设X 为得到点数6的次数,则1(6,)6X B记事件A 为“至少1次得到点数为6”,则事件A 为 “没有1次得到点数为6”,又由于0(60)6110=166P A P X C -⎛⎫⎛⎫==⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()则0(60)06111=1166P A P A C -⎛⎫⎛⎫=--⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()例5 重复抛掷一枚骰子6次,求至少2次得到点数为6的概率.【知识点:二项分布,互斥事件、对立事件的概率;数学思想:分类讨论,正难则反】详解:设X 为得到点数6的次数,则1(6,)6XB记事件A 为“至少2次得到点数为6”,则事件A 为 “没有1次得到点数为6和恰好有1次得到点数为6”,又由于0(60)1(61)16611110+1=1+16666P A P X P X C C --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫===⨯⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()()则0(60)1(61)16611111=1116666P A P A C C --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--⨯⨯--⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()3.课堂总结 【知识梳理】(1)一般地,在相同条件下重复做的n 次试验,各次试验的结果相互独立,就称为n 次独立重复试验.(2)一般地,在在n 次独立重复试验,设事件A 发生的次数是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()(1)k kn k n P X k C p p -==-,其中n k ,,2,1,0⋅⋅⋅=.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.【重难点突破】(1)独立重复试验的判断①每次试验是在相同的条件下进行的;②每次试验的结果不会受其他试验的影响,即每次试验是相互独立的; ③基本事件的概率可知,且每次试验保持不变; ④每次试验只有两种结果,要么发生,要么不发生. (2)二项分布的判断①在一次试验中,事件A 发生与不发生二者必居其一. ②事件A 在每次试验中,发生的概率相同.③试验重复地进行了n 次(n ≥2),且每次试验结果互不影响. 4.随堂检测1.一个学生通过某种英语听力测试的概率是12,他连续测试n 次,要保证他至少有一次通过的概率大于0.9,那么n 的最小值为( )A .3B .4C .5D .6【知识点:二项分布,对立事件的概率;数学思想:正难则反】 解:B2.若某射手每次射击击中目标的概率是0.9,每次射击的结果相互独立,那么在他连续4次的射击中,第一次未击中目标,后三次都击中目标的概率是( )A.33140.90.1C ⨯⨯B.30.9C.130.10.9⨯D.11340.90.1C ⨯⨯【知识点:二项分布,互斥事件、对立事件的概率;数学思想:分类讨论,正难则反】 解:C3.有10门炮同时各向目标各发一枚炮弹,如果每门炮的命中率都是0.1,则目标被击中的概率约是( ) A.0.55 B.0.45 C.0.75 D.0.65【知识点:独立重复试验,对立事件的概率】 解:D4.一批产品共有100个,次品率为 3%,从中有放回抽取3个恰有1个次品的概率是( )A.123973100C C CB.1230.030.97C ⨯⨯C.1330.03C ⨯D.1230.030.97C ⨯⨯【知识点:二项分布】 解:B5.一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,则此射手射击一次的命中率是( )A.13B.23C.14D.25【知识点:二项分布,对立事件的概率;数学思想:正难则反】 解:B 4801(1)81p --= (三)课后作业 基础型 自主突破1.已知随机变量ξ~B (6,13),则P (ξ≥2)=( ) A.16143 B.471729 C.473729 D.1243【知识点:二项分布,互斥事件、对立事件的概率;数学思想:分类讨论,正难则反】 解:C0(60)1(61)1661111212=101=11+13333P P P P C C ξξξξ--⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫≥=-≤-=-=-⨯⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()()()2.某一试验中事件A 发生的概率为p ,则在n 次试验中,A 发生k 次的概率为( ) A .1-p k B .(1-p )k ·p n -k C .(1-p )kD .C k n (1-p )k ·p n -k【知识点:二项分布,对立事件的概率】 解:D3.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( ) A .(12)5 B .C 25(12)5C .C 35(12)3D .C 25C 35(12)5 【知识点:二项分布】解:D 5次移动中有2次向右,剩下3次向上.4.某电子管正品率为34,次品率为14,现对该批电子管进行测试,设第ξ次首次测到正品,则P (ξ=3)的值为( ) A .C 23(14)2×34B .C 23(34)2×14C .(14)2×34 D .(34)2×14【知识点:二项分布,对立事件的概率】 解:D5.某种植物的种子发芽率是0.7,4颗种子中恰有3颗发芽的概率是________. 【知识点:二项分布】解:0.4116 33(43)430.7(10.7)P X C -==⨯⨯-()6.一个病人服用某种新药后被治愈的概率为0.9,则服用这种新药的4个病人中至少3人被治愈的概率为________(用数字作答).【知识点:二项分布】解:0.9477 33(43)44(44)443=3+=4=0.9(10.9)+0.9(10.9)P X P X P X C C --≥=⨯⨯-⨯⨯-()()()能力型 师生共研7.某单位6个员工借助互联网开展工作,每天每个员工上网的概率是0.5(相互独立),则一天内至少3人同时上网的概率为________.【知识点:二项分布,互斥事件、对立事件的概率;数学思想:分类讨论,正难则反】 解:2132 666012666111X 1012=1222P P X P X P X C C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫≥=-=-=-=-⨯-⨯-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(3)()()()8.2013年初,一考生参加北京大学的自主招生考试,需进行书面测试,测试题中有4道题,每一道题能否正确做出是相互独立的,并且每一道题被考生正确做出的概率都是34. (1)求该考生首次做错一道题时,已正确做出了两道题的概率;(2)若该考生至少做出3道题,才能通过书面测试这一关,求这名考生通过书面测试的概率. 【知识点:对立、互斥事件的概率,独立重复试验,二项分布;数学思想:分类讨论】 解:(1)记“该考生正确做出第i 道题”为事件A i (i =1,2,3,4),则P (A i )=34,由于每一道题能否被正确做出是相互独立的,所以这名考生首次做错一道题时,已正确做出两道题的概率为 P (A 1A 2A 3)=P (A 1)·P (A 2)·P (A 3)=34×34×14=964.(2)记“这名考生通过书面测试”为事件B ,则这名考生至少正确做出3道题,即正确做出3道或4道题,故P (B )=C 34×(34)3×14+C 44×(34)4=189256. 9.9粒种子分种在3个坑中,每坑3粒,每粒种子发芽的概率为0.5.若一个坑内至少有1粒子发芽,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,每补种1个坑需10元,用ξ表示补种的费用,写出ξ的分布列. 【知识点:对立事件的概率,二项分布】解:每个坑内3粒种子都不发芽的概率为(1-0.5)3=18,所以每个坑不需要补种的概率为p =1-18=78.利用3次独立重复试验的公式求解即可.补种费用ξ的分布列为10.一批玉米种子,其发芽率是0.8.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%?(lg2=0.301 0)【知识点:独立重复试验,对立事件的概率,二项分布;数学思想:正难则反】解:记事件A =“种一粒种子,发芽”,则P (A )=0.8,P (A -)=1-0.8=0.2.设每穴至少种n 粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%.因为每穴种n 粒相当于n 次独立重复试验,记事件B =“每穴至少有一粒发芽”,则P (B -)=C 0n ·0.80·0.2n =0.2n .所以P (B )=1-P (B -)=1-0.2n .由题意有1-0.2n >98%,所以0.2n <0.02,两边取对数得n lg0.2<lg0.02.即n (lg2-1)<lg2-2.所以n >lg2-2lg2-1≈2.43,且n ∈N ,所以n ≥3. 故每穴至少种3粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%.探究型 多维突破11.某校组织一次冬令营活动,有8名同学参加,其中有5名男同学,3名女同学,为了活动的需要,要从这8名同学中随机抽取3名同学去执行一项特殊任务,记其中X 名男同学.(1)求X 的分布列;(2)求去执行任务的同学中有男有女的概率.【知识点:对超几何分布】解:(1)X 的可能取值为0,1,2,3,且X 服从超几何分布,因此:P (X =0)=C 33C 38=156,P (X =1)=C 15C 23C 38=1556, P (X =2)=C 25C 13C 38=1528,P (X =3)=C 35C 38=528. ∴X 的分布列为(2)由上面的分布列,可知去执行任务的同学有男有女的概率为P (X =1)+P (X =2)=1556+1528=4556.12.一名学生骑自行车上学,从他家到学校的途中有6个交通岗,假设他在各个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是1 3.(1)设ξ为这名学生在途中遇到的红灯次数,求ξ的分布列;(2)设η为这名学生在首次停车前经过的路口数,求η的分布列;(3)求这名学生在途中至少遇到一次红灯的概率.【知识点:对立事件的概率,二项分布;数学思想:正难则反】解:(1)将遇到每个交通岗看做一次试验,遇到红灯的概率都是13,且每次试验结果相互独立,故ξ~B(6,13).所以ξ的分布列为P(ξ=k)=Ck6·(13)k·(23)6-k(k=0,1,2,…,6).(2)η=k(k=0,1,2,…,5)表示前k个路口没有遇上红灯,但在第k+1个路口遇上红灯,其概率为P(η=k)=(23)k·13,η=6表示一路没有遇上红灯,故其概率为P(η=6)=(23)6.所以η的分布列为(3)所求概率即P(ξ≥1)=1-P(ξ=0)=1-(23)6=665729.自助餐1.一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p1和p2.则()A.p1=p2B.p1<p2C.p1>p2D.以上三种情况都有可能【知识点:古典概型】解:B2.口袋里放有大小相等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×(13)2×(23)5 B .C 47×(23)2×(13)5 C .C 27×(23)2×(13)5 D .C 37×(13)2×(23)5 【知识点:独立重复试验,二项分布】解:C3.某厂大量生产某种小零件,经抽样检验知道其次品率是1%,现把这种零件每6件装成一盒,那么每盒中恰好含一件次品的概率是( )A .(99100)6B .0.01C.C 16100(1-1100)5D .C 26(1100)2(1-1100)4 【知识点:对立事件的概率,二项分布】解:C4.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( )A.13B.25C.56D .都不对【知识点:对立事件的概率,二项分布;数学思想:正难则反】解:A5.抛掷三个骰子,当至少有一个5点或一个6点出现时,就说这次试验成功,则在54次试验中成功次数X ~( )A .B (54,427)B .B (52,1927)C .B (54,1927)D .B (54,1724)【知识点:二项分布】解:C6.已知随机变量ξ服从二项分布ξ~B (6,13),则P (ξ=2)=( )A.316B.4243C.16243D.80243【知识点:二项分布】解:D7.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,那么k 的值等于( )A .0B .1C .2D .3【知识点:二项分布】解:C8.有n 位同学参加某项选拔测试,每位同学能通过测试的概率都是p (0<p <1),假设每位同学能否通过测试是相互独立的,则至少有一位同学能通过测试的概率为( )A .(1-p )nB .1-p nC .p nD .1-(1-p )n【知识点:对立事件的概率,二项分布;数学思想:正难则反】解:D9.一个袋中有5个白球,3个红球,现从袋中每次取出1个球,取出后记下球的颜色然后放回,直到红球出现10次时停止,停止时取球的次数ξ是一个随机变量,则P (ξ=12)=________.(写出表达式不必算出最后结果)【知识点:二项分布】解:C 911(38)9(58)2·3810.某篮球运动员在三分线投球的命中率是12,他投球10次,恰好投进了3球的概率为________.(用数字作答)【知识点:二项分布】解:1512811.A ,B 两位同学各有五张卡片,现以投掷均匀硬币的形式进行游戏,当出现正面朝上时A 赢得B 一张卡片,否则B 赢得A 一张卡片,若某人已赢得所有卡片,则游戏终止.求掷硬币的次数不大于7次时游戏终止的概率.【知识点:互斥事件的概率,二项分布】解:P =(12)5×2+2×C 45(12)5(12)2=116+2×5×(12)7=964.12.如图,一圆形靶分成A ,B ,C 三部分,其面积之比为1∶1∶2.某同学向该靶投掷3枚飞镖,每次1枚.假设他每次投掷必定会中靶,且投中靶内各点是随机的.(1)求该同学在一次投掷中投中A 区域的概率;(2)设X 表示该同学在3次投掷中投中A 区域的次数,求X 的分布列;(3)若该同学投中A ,B ,C 三个区域分别可得3分,2分,1分,求他投掷3次恰好得4分的概率.【知识点:互斥事件的概率,二项分布】解:(1)设该同学在一次投掷中投中A 区域的概率为P (A ),依题意,P (A )=14.(2)依题意知,X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,14,从而X 的分布列为:(3)设B i 表示事件“第i 次击中目标时,击中B 区域”,C i 表示事件“第i 次击中目标时,击中C区域”,i =1,2,3.依题意知P =P (B 1C 2C 3)+P (C 1B 2C 3)+P (C 1C 2B 3)=3×14×12×12=316.。
《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( )。