2015届高考理科数学二轮复习第17讲 概率、随机变量的
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课时考点19 统计-----随机变量的分布列和期望高考考纲透析:等可能性的事件的概率,互斥事件有一个发生的概率,相互独立事件同时发生的概率,独立重复试验、离散型随机变量的分布列、期望和方差高考风向标:离散型随机变量的分布列、期望和方差热点题型1 n 次独立重复试验的分布列和期望 [样题1] (2005年高考·全国卷II ·理19) 甲、乙两队进行一场排球比赛.根据以往经验,单局比赛甲队胜乙队的概率为0.6.本场比赛采用五局三胜制,即先胜三局的队获胜,比赛结束.设各局比赛互间没有影响.令ξ为本场比赛的局数,求ξ的概率分布和数学期望.(精确到0.0001)本题考查离散型随机变量分布和数学期望等概念,考查运用概率知识解决实际问题的能力。
解:单局比赛甲队胜乙队的概率为0.6,乙队胜甲队的概率为1-0.6=0.4比赛3局结束有两种情况:甲队胜3局或乙队胜3局,因而P (ξ=3)=330.60.40.28+= 比赛4局结束有两种情况:前3局中甲队胜2局,第4局甲队胜;或前3局中乙队胜2局,第4局乙队胜。
因而P (ξ=4)=2230.60.40.6C ⨯⨯⨯+2230.40.60.40.3744C ⨯⨯⨯=比赛5局结束有两种情况:前4局中甲队胜2局、乙队胜2局,第5局甲胜或乙胜。
因而P (ξ=5)=22240.60.40.6C ⨯⨯⨯+22240.40.60.40.3456C ⨯⨯⨯= 所以ξ的概率分布为ξ的期望E ξ=3×P (ξ=3)+4×P (ξ=4)+5×P (ξ=5)=4.0656变式新题型1.(2005年高考·浙江卷·理19)袋子A 中装有若干个均匀的红球和白球,从A 中摸出一个红球的概率是31. (Ⅰ) 从A 中有放回地摸球,每次摸出一个,共摸5次,求恰好有3次摸到红球的概率. (Ⅱ) 从A 中有放回地摸球,每次摸出一个,有3次摸到红球即停止. (i) 求恰好摸5次停止的概率; (ii )记5次之内(含5次)摸到红球的次数为ξ,求随机变量ξ的分布列及数学期望E ξ.解:(Ⅰ) 333512140333243C ⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(Ⅱ)(i )2224121833381C ⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(ii)随机变量ξ的取值为0,1,2,3,;由n 次独立重复试验概率公式()()1n kk kn n P k C p p -=-,得()50513*******P C ξ⎛⎫==⨯-= ⎪⎝⎭; ()41511801133243P C ξ⎛⎫==⨯⨯-=⎪⎝⎭ ()232511802133243P C ξ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()323511173133243P C ξ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(或()328021731243243P ξ+⨯==-=) 随机变量ξ的分布列是ξ的数学期望是32808017012324324324324381E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯= 热点题型2 随机变量ξ的取值范围及分布列[样题2]在一次购物抽奖活动中,假设某10张券中有一等奖券1张,可获价值50元的奖品;有二等奖券3张,每张可获价值10元的奖品;其余6张没有奖,某顾客从此10张券中任抽2张,求:(Ⅰ)该顾客中奖的概率;(Ⅱ)该顾客获得的奖品总价值ξ(元)的概率分布列和期望ξE . 解法一:(Ⅰ)324515121026=-=-=C C I P ,即该顾客中奖的概率为32.(Ⅱ)ξ的所有可能值为:0,10,20,50,60(元)..151)60(,152)50(,151)20(,52)10(,31)0(2101311210161121023210161321026===============C C C P C C C P C C P C C C P C C P ξξξξξ且故ξ有分布列:从而期望.161516015250151205210310=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=ξE 解法二:(Ⅰ),324530)(210241614==+=C C C C P (Ⅱ)ξ的分布列求法同解法一由于10张券总价值为80元,即每张的平均奖品价值为8元,从而抽2张的平均奖品价值ξE =2×8=16(元).变式新题型2.假设一种机器在一个工作日内发生故障的概率为0 2,若一周5个工作日内无故障,可获利润10万元;仅有一个工作日发生故障可获利润5万元;仅有两个工作日发生故障不获利也不亏损;有三个或三个以上工作日发生故障就要亏损2万元 求:(Ⅰ)一周5个工作日内恰有两个工作日发生故障的概率(保留两位有效数字); (Ⅱ)一周5个工作日内利润的期望(保留两位有效数字)解:以ξ表示一周5个工作日内机器发生故障的天数,则ξ~B (5,0 2)).5,4,3,2,1,0(8.02.0)(55=⨯⨯==-k C k P k k kξ (Ⅰ).21.08.02.0)2(3225≈⨯⨯==C P ξ(Ⅱ)以η表示利润,则η的所有可能取值为10,5,0,-2.328.08.0)0()10(5≈====ξηP P .410.08.02.0)1()5(4115≈⨯⨯====C P P ξη .205.08.02.0)2()0(3225≈⨯⨯====C P P ξη .7()2(≥=-=ξηP P η∴的概率分布为∴利润的期望=10×0 (万元)[样题3] (2005年高考·江西卷·理19)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.规定掷硬币的次数达9次时,或在此前某人已赢得所有卡片时游戏终止.设ξ表示游戏终止时掷硬币的次数.(1)求ξ的取值范围; (2)求ξ的数学期望E ξ.解:(1)设正面出现的次数为m ,反面出现的次数为n ,则⎪⎩⎪⎨⎧≤≤=+=-915||ξξn m n m ,可得:.9,7,5:;9,7,22,7;7,6,11,6;5,5,00,5的所有可能取值为所以时或当时或当时或当ξξξξ===============n m n m n m n m n m n m(2);645)21(2)7(;161322)21(2)5(7155=====⨯==C P P ξξ .322756455964571615;64556451611)9(=⨯+⨯+⨯==--==ξξE P变式新题型3.某射手进行射击练习,每射击5发子弹算一组,一旦命中就停止射击,并进行下一组练习,否则一直打完5发子弹后才能进入下一组练习.若该射手在某组练习中射击命中一次,并且他射击一次命中率为0.8,(1)求在这一组练习中耗用子弹ξ的分布列.(2)求在完成连续两组练习后,恰好共耗用了4发子弹的概率。
第2讲 概率、随机变量及其分布考情解读 1.该部分常考内容有几何概型、古典概型、条件概率,而几何概型常与平面几何、定积分交汇命题,古典概型常与排列、组合交汇命题;常考内容还有离散型随机变量的分布列、期望(均值)、方差,常与相互独立事件的概率、n 次独立重复试验交汇考查.2.从考查形式上来看,三种题型都有可能出现,选择题、填空题突出考查基础知识、基本技能,有时会在知识交汇点处命题;解答题则着重考查知识的综合运用,考查统计、古典概型、二项分布以及离散型随机变量的分布列等,都属于中、低档题.1.随机事件的概率(1)随机事件的概率范围:0≤P (A )≤1;必然事件的概率为1;不可能事件的概率为0. (2)古典概型的概率P (A )=m n =A 中所含的基本事件数基本事件总数.(3)几何概型的概率P (A )=构成事件A 的区域长度(面积或体积)试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积).2.条件概率在A 发生的条件下B 发生的概率:P (B |A )=P (AB )P (A ).3.相互独立事件同时发生的概率P (AB )=P (A )P (B ). 4.独立重复试验如果事件A 在一次试验中发生的概率是p ,那么它在n 次独立重复试验中恰好发生k 次的概率为P n (k )=C k n p k (1-p )n -k ,k =0,1,2,…,n . 5.超几何分布在含有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 )=C k M C n -kN -MC n N,k =0,1,2,…,m ,其中m =min{M ,n },且n ≤N ,M ≤N ,n ,M ,N ∈N *.此时称随机变量X 服从超几何分布.超几何分布的模型是不放回抽样,超几何分布中的参数是M ,N ,n . 6.离散型随机变量的分布列(1)设离散型随机变量X 可能取的值为x 1,x 2,…,x i ,…,x n ,X 取每一个值x i 的概率为P (X =x i )=p i ,则称下表:为离散型随机变量X (2)离散型随机变量X 的分布列具有两个性质:①p i ≥0,②p 1+p 2+…+p i +…+p n =1(i =1,2,3,…,n ).(3)E (X )=x 1p 1+x 2p 2+…+x i p i +…+x n p n 为X 的均值或数学期望(简称期望).D (X )=(x 1-E (X ))2·p 1+(x 2-E (X ))2·p 2+…+(x i -E (X ))2·p i +…+(x n -E (X ))2·p n 叫做随机变量ξ的方差. (4)性质①E (aX +b )=aE (X )+b ,D (aX +b )=a 2D (X ); ②X ~B (n ,p ),则E (X )=np ,D (X )=np (1-p ); ③X 服从两点分布,则E (X )=p ,D (X )=p (1-p ). 7.正态分布若X ~N (μ,σ2),则正态总体在三个特殊区间内取值的概率 ①P (μ-σ<X ≤μ+σ)=0.682 6;②P (μ-2σ<X ≤μ+2σ)=0.954 4;③P (μ-3σ<X ≤μ+3σ)=0.997 4.热点一 古典概型与几何概型例1 (1)在1,2,3,4共4个数字中,任取两个数字(允许重复),其中一个数字是另一个数字的2倍的概率是________.(2)(2013·四川)节日前夕,小李在家门前的树上挂了两串彩灯.这两串彩灯的第一次闪亮相互独立,且都在通电后的4秒内任一时刻等可能发生,然后每串彩灯以4秒为间隔闪亮,那么这两串彩灯同时通电后,它们第一次闪亮的时刻相差不超过2秒的概率是( ) A .14 B .12 C .34 D .78思维启迪 (1)符合古典概型特点,求4个数字任取两个数字的方法种数和其中一个数字是另一个数字的2倍的方法数;(2)由几何概型的特点,利用数形结合求解.思维升华 (1)解答有关古典概型的概率问题,关键是正确求出基本事件总数和所求事件包含的基本事件数,这常用到计数原理与排列、组合的相关知识.(2)在求基本事件的个数时,要准确理解基本事件的构成,这样才能保证所求事件所包含的基本事件个数的求法与基本事件总数的求法的一致性.(3)当构成试验的结果的区域为长度、面积、体积、弧长、夹角等时,应考虑使用几何概型求解.(1)(2014·广东)从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取七个不同的数,则这七个数的中位数是6的概率为____.(2)在区间[-3,3]上随机取一个数x ,使得函数f (x )=1-x +x +3-1有意义的概率为________.热点二 相互独立事件和独立重复试验例2 甲、乙、丙三个同学一起参加某高校组织的自主招生考试,考试分笔试和面试两部分,笔试和面试均合格者将成为该高校的预录取生(可在高考中加分录取),两次考试过程相互独立.根据甲、乙、丙三个同学的平时成绩分析,甲、乙、丙三个同学能通过笔试的概率分别是0.6、0.5、0.4,能通过面试的概率分别是0.6、0.6、0.75.(1)求甲、乙、丙三个同学中恰有一人通过笔试的概率; (2)求经过两次考试后,至少有一人被该高校预录取的概率.思维启迪 本题主要考查相互独立事件的概率求法,(1)的关键是利用转化与化归思想,把欲求概率的事件分解为3个互斥事件进行计算;(2)的关键是合理运用对立事件的概率公式计算求解. 思维升华 求相互独立事件和独立重复试验的概率的注意点:(1)求复杂事件的概率,要正确分析复杂事件的构成,看复杂事件能转化为几个彼此互斥的事件的和事件还是能转化为几个相互独立事件同时发生的积事件,然后用概率公式求解.(2)一个复杂事件若正面情况比较多,反面情况比较少,则一般利用对立事件进行求解.对于“至少”“至多”等问题往往也用这种方法求解.(3)注意辨别独立重复试验的基本特征:①在每次试验中,试验结果只有发生与不发生两种情况;②在每次试验中,事件发生的概率相同.某居民小区有两个相互独立的安全防范系统(简称系统)A 和B ,系统A 和系统B 在任意时刻发生故障的概率分别为110和p .(1)若在任意时刻至少有一个系统不发生故障的概率为4950,求p 的值;(2)求系统A 在3次相互独立的检测中不发生故障的次数大于发生故障的次数的概率.热点三 随机变量的分布列例3 (2013·辽宁)现有10道题,其中6道甲类题,4道乙类题,张同学从中任取3道题解答. (1)求张同学至少取到1道乙类题的概率;(2)已知所取的3道题中有2道甲类题,1道乙类题.设张同学答对每道甲类题的概率都是35,答对每道乙类题的概率都是45,且各题答对与否相互独立.用X 表示张同学答对题的个数,求X 的分布列和数学期望.思维启迪 (1)利用对立事件求概率;(2)计算每个X 的值所对应的概率. 思维升华 解答离散型随机变量的分布列及相关问题的一般思路: (1)明确随机变量可能取哪些值.(2)结合事件特点选取恰当的计算方法计算这些可能取值的概率值. (3)根据分布列和期望、方差公式求解.(1)(2013·湖北)如图,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为125个同样大小的小正方体,经过搅拌后,从中随机取一个小正方体,记它的油漆面数为X ,则X 的数学期望E (X )等于( )A .126125B .65C .168125D .75(2)某毕业生参加人才招聘会,分别向甲、乙、丙三个公司投递了个人简历.假定该毕业生得到甲公司面试的概率为23,得到乙、丙两公司面试的概率均为p ,且三个公司是否让其面试是相互独立的,记X 为该毕业生得到面试的公司个数.若P (X =0)=112,则随机变量X 的数学期望E (X )=________.概率模型的应用,需熟练掌握以下常考的五种模型:(1)基本事件的发生具有等可能性,一般可以抽象转化为古典概型问题,解决古典概型问题的关键是分清基本事件个数n 与事件A 中包含的基本事件个数m ;(2)与图形的长度、面积或体积有关的概率应用问题,一般可以应用几何概型求解,即随机事件A 的概率可用“事件A 包含的基本事件所占图形的度量(长度、面积或体积)”与“试验的基本事件所占图形的度量(长度、面积或体积)”之比表示;(3)两个事件或几个事件不能同时发生的应用问题,可转化为互斥事件来解决,解决这类问题的关键是分清事件是否互斥;(4)事件是否发生相互不影响的实际应用问题,可转化为独立事件的概率问题,其中在相同条件下独立重复多次的可转化为二项分布问题,应用独立事件同时发生的概率和二项分布公式求解;(5)有关平均值和稳定性的实际应用问题,一般可抽象为随机变量的期望与方差问题,先求出事件在各种情况下发生的概率,再应用公式求随机变量的期望和方差.真题感悟1.(2014·陕西)从正方形四个顶点及其中心这5个点中,任取2个点,则这2个点的距离不小于该正方形边长的概率为( )A .15B .25C .35D .452.(2014·浙江)已知甲盒中仅有1个球且为红球,乙盒中有m 个红球和n 个蓝球(m ≥3,n ≥3),从乙盒中随机抽取i (i =1,2)个球放入甲盒中.(1)放入i 个球后,甲盒中含有红球的个数记为ξi (i =1,2);(2)放入i 个球后,从甲盒中取1个球是红球的概率记为p i (i =1,2).则( )A .p 1>p 2,E (ξ1)<E (ξ2)B .p 1<p 2,E (ξ1)>E (ξ2)C .p 1>p 2,E (ξ1)>E (ξ2)D .p 1<p 2,E (ξ1)<E (ξ2) 押题精练1.有编号分别为1,2,3,4,5的5个红球和5个黑球,从中随机取出4个,则取出球的编号互不相同的概率为()A .521B .27C .13D .8212.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(每人一次),则恰好有3人获奖的概率是( ) A .16625 B .96625 C .624625 D .46253.甲乙两支球队进行总决赛,比赛采用七场四胜制,即若有一队先胜四场,则此队为总冠军,比赛结束.因两队实力相当,每场比赛两队获胜的可能性均为12.据以往资料统计,第一场比赛可获得门票收入40万元,以后每场比赛门票收入比上一场增加10万元.(1)求总决赛中获得门票总收入恰好为300万元的概率; (2)设总决赛中获得的门票总收入为X ,求X 的均值E (X ).(推荐时间:50分钟)一、选择题1.(2014·课标全国Ⅰ)4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为( ) A .18 B .38 C .58 D .782.已知菱形ABCD 的边长为4,∠ABC =150°,若在菱形内任取一点,则该点到菱形的四个顶点的距离大于1的概率为( )A .π4B .1-π4C .π8D .1-π83.已知Ω={(x ,y )|⎩⎨⎧y ≥0,y ≤4-x2},直线y =mx +2m 和曲线y =4-x 2有两个不同的交点,它们围成的平面区域为M ,向区域Ω上随机投一点A ,点A 落在区域M 内的概率为P (M ),若P (M )∈[π-22π,1],则实数m 的取值范围为( )A .[12,1]B .[0,33]C .[33,1] D .[0,1]4.已知盒中装有3只螺口灯泡与7只卡口灯泡,这些灯泡的外形与功率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是( ) A .310 B .29 C .78 D .795.将三个骰子各掷一次,设事件A 为“三个骰子掷出的点数都不同”,事件B 为“至少有一个骰子掷出3点”,则条件概率P (A |B ),P (B |A )分别是( )A .6091,12B .12,6091C .518,6091D .91216,126.设随机变量ξ服从正态分布N (2,9),若P (ξ>c )=P (ξ<c -2),则c 的值是( ) A .1 B .2 C .3 D .4 二、填空题7.(2014·江西)10件产品中有7件正品,3件次品,从中任取4件,则恰好取到1件次品的概率是________. 8.将一枚均匀的硬币抛掷6次,则正面出现的次数比反面出现的次数多的概率为________. 9.(2014·浙江)随机变量ξ的取值为0,1,2.若P (ξ=0)=15,E (ξ)=1,则D (ξ)=________.10.连续掷一枚均匀的正方体骰子(6个面分别标有1,2,3,4,5,6),现定义数列a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,点数不是3的倍数,1,点数是3的倍数,S n是其前n 项和,则S 5=3的概率是________.三、解答题11.一个袋子中装有7个小球,其中红球4个,编号分别为1,2,3,4,黄球3个,编号分别为2,4,6,从袋子中任取4个小球(假设取到任一小球的可能性相等). (1)求取出的小球中有相同编号的概率;(2)记取出的小球的最大编号为X ,求随机变量X 的分布列和数学期望.12.(2014·山东)乒乓球台面被球网分隔成甲、乙两部分,如图,甲上有两个不相交的区域A ,B ,乙被划分为两个不相交的区域C ,D .某次测试要求队员接到落点在甲上的来球后向乙回球.规定:回球一次,落点在C 上记3分,在D 上记1分,其他情况记0分.对落点在A 上的来球,队员小明回球的落点在C 上的概率为12,在D 上的概率为13;对落点在B 上的来球,小明回球的落点在C 上的概率为15,在D 上的概率为35.假设共有两次来球且落在A ,B 上各一次,小明的两次回球互不影响.求:(1)小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率; (2)两次回球结束后,小明得分之和ξ的分布列与数学期望.13.在某校教师趣味投篮比赛中,比赛规则:每场投6个球,至少投进4个球且最后2个球都投进者获奖;否则不获奖.已知教师甲投进每个球的概率都是23.(1)记教师甲在每场的6次投球中投进球的个数为X ,求X 的分布列及数学期望. (2)求教师甲在一场比赛中获奖的概率.例1 (1)14 (2)C 变式训练1 (1)16 (2)23例2 解 (1)分别记“甲、乙、丙三个同学笔试合格”为事件A 1、A 2、A 3;E 表示事件“恰有一人通过笔试”,则P (E )=P (A 1A2A 3)+P (A 1A 2A 3)+P (A1A 2A 3)=0.6×0.5×0.6+0.4×0.5×0.6+0.4×0.5×0.4=0.38. 即恰有一人通过笔试的概率是0.38.(2)分别记“甲、乙、丙三个同学经过两次考试后合格”为事件A 、B 、C ,则P (A )=0.6×0.6=0.36,P (B )=0.5×0.6=0.3,P (C )=0.4×0.75=0.3.事件F 表示“甲、乙、丙三人中至少有一人被该高校预录取”. 则F 表示甲、乙、丙三人均没有被该高校预录取,即F =A B C , 于是P (F )=1-P (F )=1-P (A )P (B )P (C )=1-0.64×0.7×0.7=0.686 4. 即经过两次考试后,至少有一人被预录取的概率是0.686 4.变式训练2 解 (1)设“至少有一个系统不发生故障”为事件C ,那么 1-P (C )=1-110·p =4950,解得p =15.(2)设“系统A 在3次相互独立的检测中不发生故障的次数大于发生故障的次数”为事件D .“系统A 在3次相互独立的检测中发生k 次故障”为事件D k . 则D =D 0+D 1,且D 0、D 1互斥. 依题意,得P (D 0)=C 03(1-110)3,P (D 1)=C 13·110(1-110)2, 所以P (D )=P (D 0)+P (D 1)=7291 000+2431 000=243250.所以系统A 在3次相互独立的检测中不发生故障的次数大于发生故障的次数的概率为243250.例3 解 (1)设事件A =“张同学所取的3道题至少有1道乙类题”,则有A =“张同学所取的3道题都是甲类题”.因为P (A )=C 36C 310=16,所以P (A )=1-P (A )=56.(2)X 所有的可能取值为0,1,2,3.P (X =0)=C 02·⎝⎛⎭⎫350·⎝⎛⎭⎫252·15=4125;P (X =1)=C 12·⎝⎛⎭⎫351·⎝⎛⎭⎫251·15+C 02⎝⎛⎭⎫350·⎝⎛⎭⎫252·45=28125; P (X =2)=C 22·⎝⎛⎭⎫352·⎝⎛⎭⎫250·15+C 12⎝⎛⎭⎫351·⎝⎛⎭⎫251·45=57125;P (X =3)=C 22·⎝⎛⎭⎫352·⎝⎛⎭⎫250·45=36125. 所以X 的分布列为所以E (X )=0×4125+1×28125+2×57125+3×36125=2.变式训练3 (1)B (2)53解析 (1)125个小正方体中8个三面涂漆,36个两面涂漆,54个一面涂漆,27个没有涂漆, ∴从中随机取一个正方体,涂漆面数X 的数学期望 E (X )=54125×1+36125×2+8125×3=150125=65.(2)由题意知P (X =0)=13(1-p )2=112,∴p =12.随机变量X 的分布列为E (X )=0×112+1×13+2×512+3×16=53.CA DB3.解 (1)依题意,每场比赛获得的门票收入组成首项为40,公差为10的等差数列. 设此数列为{a n },则易知a 1=40,a n =10n +30,∴S n =n (10n +70)2=300. 解得n =-12(舍去)或n =5,∴总决赛共比赛了5场.则前4场比赛的比分必为1∶3,且第5场比赛为领先的球队获胜,其概率为 C 14(12)4=14. (2)随机变量X 可取的值为S 4,S 5,S 6,S 7,即220,300,390,490. 又P (X =220)=2·(12)4=18,P (X =300)=C 14(12)4=14, P (X =390)=C 25(12)5=516,P (X =490)=C 36(12)6=516. 所以,X 的分布列为所以X 的均值为E (X )=220×18+300×14+390×516+490×516=377.5(万元).DDDDAC 7.12 8.1132 9.25 10.1024311.解 (1)设取出的小球中有相同编号的事件为A ,编号相同可分成一个相同和两个相同.P (A )=2(C 12C 13+C 23)+1C 47=1935.(2)随机变量X 的可能取值为3,4,6.P (X =3)=1C 47=135,P (X =4)=C 12C 34+C 24C 47=25,P (X =6)=C 36C 47=47. 所以随机变量X 的分布列为所以随机变量X 的数学期望E (X )=3×135+4×25+6×47=17935.12.解 (1)记A i 为事件“小明对落点在A 上的来球回球的得分为i 分”(i =0,1,3), 则P (A 3)=12,P (A 1)=13,P (A 0)=1-12-13=16.记B j 为事件“小明对落点在B 上的来球回球的得分为j 分”(j =0,1,3), 则P (B 3)=15,P (B 1)=35,P (B 0)=1-15-35=15.记D 为事件“小明两次回球的落点中恰有1次的落点在乙上”. 由题意得D =A 3B 0+A 1B 0+A 0B 1+A 0B 3, 由事件的独立性和互斥性,得P (D )=P (A 3B 0+A 1B 0+A 0B 1+A 0B 3)=P (A 3B 0)+P (A 1B 0)+P (A 0B 1)+P (A 0B 3)=P (A 3)P (B 0)+P (A 1)P (B 0)+P (A 0)P (B 1)+P (A 0)P (B 3)=12×15+13×15+16×35+16×15=310,所以小明两次回球的落点中恰有1次的落点在乙上的概率为310.(2)由题意,随机变量ξ可能的取值为0,1,2,3,4,6, 由事件的独立性和互斥性,得 P (ξ=0)=P (A 0B 0)=16×15=130,P (ξ=1)=P (A 1B 0+A 0B 1)=P (A 1B 0)+P (A 0B 1)=13×15+16×35=16,P (ξ=2)=P (A 1B 1)=13×35=15,P (ξ=3)=P (A 3B 0+A 0B 3)=P (A 3B 0)+P (A 0B 3)=12×15+16×15=215,P (ξ=4)=P (A 3B 1+A 1B 3)=P (A 3B 1)+P (A 1B 3)=12×35+13×15=1130,P (ξ=6)=P (A 3B 3)=12×15=110.可得随机变量ξ的分布列为 所以所以数学期望E (ξ)=0×130+1×16+2×15+3×215+4×1130+6×110=9130.13.解 (1)X 的所有可能取值为0,1,2,3,4,5,6.依条件可知,X ~B (6,23)P (X =k )=C k 6·(23)k ·(13)6-k(k =0,1,2,3,4,5,6) X 的分布列为E (X )=1729(0×1+1×12+2×60+3×160+4×240+5×192+6×64)=2 916729=4.或因为X ~B (6,23),所以E (X )=6×23=4.即X 的数学期望为4.(2)设教师甲在一场比赛中获奖为事件A ,则 P (A )=C 24·(13)2·(23)4+C 14·13·(23)5+(23)6=3281. 答 教师甲在一场比赛中获奖的概率为3281.。
1.(2014·课标Ⅱ,5,易)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0.75,连续两天为优良的概率是0.6.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.0.8 B.0.75 C.0.6 D.0.451.A设“一天的空气质量为优良”为事件A,“连续两天为优良”为事件AB,则已知某天的空气质量为优良,随后一天的空气质量为优良的概率为P(B|A).由条件概率可知,P(B|A)=P(AB)P(A)=0.60.75=45=0.8,故选A.2.(2015·湖南,18,12分,中)某商场举行有奖促销活动,顾客购买一定金额的商品后即可抽奖.每次抽奖都是从装有4个红球、6个白球的甲箱和装有5个红球、5个白球的乙箱中,各随机摸出1个球.在摸出的2个球中,若都是红球,则获一等奖;若只有1个红球,则获二等奖;若没有红球,则不获奖.(1)求顾客抽奖1次能获奖的概率;(2)若某顾客有3次抽奖机会,记该顾客在3次抽奖中获一等奖的次数为X .求X 的分布列和数学期望.2.解:(1)记事件A 1={从甲箱中摸出的1个球是红球}, A 2={从乙箱中摸出的1个球是红球}, B 1={顾客抽奖1次获一等奖}, B 2={顾客抽奖1次获二等奖}, C ={顾客抽奖1次能获奖}.由题意,A 1与A 2相互独立,A 1A -2与A -1A 2互斥,B 1与B 2互斥,且B 1=A 1A 2,B 2=A 1A -2+A -1A 2,C =B 1+B 2.因为P (A 1)=410=25,P (A 2)=510=12,所以P (B 1)=P (A 1A 2)=P (A 1)P (A 2) =25×12=15,P (B 2)=P (A 1A -2+A -1A 2)=P (A 1A -2)+P (A -1A 2)=P (A 1)P (A -2)+P (A -1)P (A 2)=P (A 1)[1-P (A 2)]+[1-P (A 1)]P (A 2) =25×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-25×12=12.故所求概率为P (C )=P (B 1+B 2)=P (B 1)+P (B 2)=15+12=710.(2)顾客抽奖3次可视为3次独立重复试验,由(1)知,顾客抽奖1次获一等奖的概率为15,所以X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,15. 于是P (X =0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫150⎝ ⎛⎭⎪⎫453=64125, P (X =1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫151⎝ ⎛⎭⎪⎫452=48125, P (X =2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫152⎝ ⎛⎭⎪⎫451=12125,P (X =3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫153⎝ ⎛⎭⎪⎫450=1125. 故X 的分布列为X 的数学期望为E (X )=3×15=35.3.(2014·山东,18,12分,中)乒乓球台面被球网分隔成甲、乙两部分.如图,甲上有两个不相交的区域A ,B ,乙被划分为两个不相交的区域C ,D .某次测试要求队员接到落点在甲上的来球后向乙回球.规定:回球一次,落点在C 上记3分,在D 上记1分,其他情况记0分.对落点在A 上的来球,队员小明回球的落点在C 上的概率为12,在D 上的概率为13;对落点在B 上的来球,小明回球的落点在C 上的概率为15,在D 上的概率为35.假设共有两次来球且落在A ,B 上各一次,小明的两次回球互不影响.求:(1)小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率; (2)两次回球结束后,小明得分之和ξ的分布列与数学期望.3.解:记A i 为事件“小明对落点在A 上的来球回球的得分为i 分”(i =0,1,3), 则P (A 3)=12,P (A 1)=13,P (A 0)=1-12-13=16;记B i 为事件“小明对落点在B 上的来球回球的得分为i 分”(i =0,1,3), 则P (B 3)=15,P (B 1)=35,P (B 0)=1-15-35=15.(1)记D 为事件“小明两次回球的落点中恰有1次的落点在乙上”. 由题意,D =A 3B 0+A 1B 0+A 0B 1+A 0B 3, 由事件的独立性和互斥性,得 P (D )=P (A 3B 0+A 1B 0+A 0B 1+A 0B 3) =P (A 3B 0)+P (A 1B 0)+P (A 0B 1)+P (A 0B 3)=P (A 3)P (B 0)+P (A 1)P (B 0)+P (A 0)·P (B 1)+P (A 0)P (B 3)=12×15+13×15+16×35+16×15=310,所以小明两次回球的落点中恰有1次的落点在乙上的概率为310.(2)由题意,随机变量ξ可能的取值为0,1,2,3,4,6, 由事件的独立性和互斥性,得 P (ξ=0)=P (A 0B 0)=16×15=130,P (ξ=1)=P (A 1B 0+A 0B 1)=P (A 1B 0)+P (A 0B 1)=13×15+16×35=16, P (ξ=2)=P (A 1B 1)=13×35=15,P (ξ=3)=P (A 3B 0+A 0B 3)=P (A 3B 0)+P (A 0B 3)=12×15+15×16=215, P (ξ=4)=P (A 3B 1+A 1B 3)=P (A 3B 1)+P (A 1B 3)=12×35+13×15=1130, P (ξ=6)=P (A 3B 3)=12×15=110. 可得随机变量ξ的分布列为所以数学期望Eξ=0×130+1×16+2×15+3×215+4×1130+6×110=9130.4.(2013·课标Ⅰ,19,12分,中)一批产品需要进行质量检验,检验方案是:先从这批产品中任取4件作检验,这4件产品中优质品的件数记为n .如果n =3,再从这批产品中任取4件作检验,若都为优质品,则这批产品通过检验;如果n =4,再从这批产品中任取1件作检验,若为优质品,则这批产品通过检验;其他情况下,这批产品都不能通过检验.假设这批产品的优质品率为50%,即取出的每件产品是优质品的概率都为12,且各件产品是否为优质品相互独立. (1)求这批产品通过检验的概率;(2)已知每件产品的检验费用为100元,且抽取的每件产品都需要检验,对这批产品作质量检验所需的费用记为X (单位:元),求X 的分布列及数学期望. 4.解:(1)设第一次取出的4件产品中恰有3件优质品为事件A 1,第一次取出的4件产品全是优质品为事件A 2,第二次取出的4件产品都是优质品为事件B 1,第二次取出的1件产品是优质品为事件B2,这批产品通过检验为事件A,依题意有A=(A1B1)∪(A2B2),且A1B1与A2B2互斥,所以P(A)=P(A1B1)+P(A2B2)=P(A1)P(B1|A1)+P(A2)P(B2|A2)=416×116+116×12=364.(2)X可能的取值为400,500,800,并且P(X=400)=1-416-116=1116,P(X=500)=116,P(X=800)=14.所以X的分布列为E(X)=400×1116+500×116+800×14=506.25.相互独立事件的概率是高考的常考考点,是解决复杂问题的基础,一般情况下,一些较为复杂的事件可以拆分为一些相对简单事件的和或积,这样就可以利用概率公式转化为互斥事件和独立事件的组合,通常以解答题出现,与数学期望等知识结合,难度中等.1(2015·北京,16,13分)A,B两组各有7位病人,他们服用某种药物后的康复时间(单位:天)记录如下:A组:10,11,12,13,14,15,16;B组:12,13,15,16,17,14,a.假设所有病人的康复时间互相独立,从A,B两组随机各选1人,A组选出的人记为甲,B组选出的人记为乙.(1)求甲的康复时间不少于14天的概率;(2)如果a=25,求甲的康复时间比乙的康复时间长的概率;(3)当a为何值时,A,B两组病人康复时间的方差相等?(结论不要求证明)(1)甲的康复时间不少于14天→甲是A组的第5人或第6人或第7人→每人康复时间互斥→互斥事件概率加法公式 (2)甲康复时间比乙长→相互独立事件同时发生→列举每种情况→互斥事件加法求解【解析】 设事件A i 为“甲是A 组的第i 个人”,事件B j 为“乙是B 组的第j 个人”,i ,j =1,2, (7)由题意可知P (A i )=P (B j )=17,i ,j =1,2, (7)(1)由题意知,事件“甲的康复时间不少于14天”等价于“甲是A 组的第5人,或者第6人,或者第7人”,所以甲的康复时间不少于14天的概率是P (A 5∪A 6∪A 7)=P (A 5)+P (A 6)+P (A 7)=37.(2)设事件C 为“甲的康复时间比乙的康复时间长”.由题意知,C =A 4B 1∪A 5B 1∪A 6B 1∪A 7B 1∪A 5B 2∪A 6B 2∪A 7B 2∪A 7B 3∪A 6B 6∪A 7B 6. 因为P (C )=P (A 4B 1)+P (A 5B 1)+P (A 6B 1)+P (A 7B 1)+P (A 5B 2)+P (A 6B 2)+P (A 7B 2)+P (A 7B 3)+P (A 6B 6)+P (A 7B 6)=10P (A 4B 1)=10P (A 4)P (B 1)=1049. (3)a =11或a =18.(2014·大纲全国,20,12分)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. (1)求同一工作日至少3人需使用设备的概率;(2)X 表示同一工作日需使用设备的人数,求X 的数学期望.解:设A i 表示事件:同一工作日乙、丙中恰有i 人需使用设备,i =0,1,2, B 表示事件:甲需使用设备, C 表示事件:丁需使用设备,D 表示事件:同一工作日至少3人需使用设备.(1)D =A 1BC +A 2B +A 2B -C , P (B )=0.6,P (C )=0.4, P (A i )=C i 2×0.52,i =0,1,2,所以P (D )=P (A 1BC +A 2B +A 2B -C )=P (A 1BC )+P (A 2B )+P (A 2B -C )=P (A 1)P (B )P (C )+P (A 2)P (B )+P (A 2)P (B -)P (C ) =0.31.(2)X 的可能取值为0,1,2,3,4,则有P (X =0)=P (B -A 0C -)=P (B -)P (A 0)P (C -)=(1-0.6)×0.52×(1-0.4) =0.06,P (X =1)=P (BA 0C -+B -A 0C +B -A 1C -)=P (B )P (A 0)P (C -)+P (B -)P (A 0)P (C )+P (B -)P (A 1)P (C -)=0.6×0.52×(1-0.4)+(1-0.6)×0.52×0.4+(1-0.6)×2×0.52×(1-0.4) =0.25,P (X =4)=P (A 2BC )=P (A 2)P (B )P (C )=0.52×0.6×0.4=0.06, P (X =3)=P (D )-P (X =4)=0.25,P (X =2)=1-P (X =0)-P (X =1)-P (X =3)-P (X =4) =1-0.06-0.25-0.25-0.06 =0.38, X 的分布列为数学期望E (X )=0×P (X =0)+1×P (X =1)+2×P (X =2)+3×P (X =3)+4×P (X =4)=0.25+2×0.38+3×0.25+4×0.06=2.相互独立事件概率的求法(1)首先要搞清事件间的关系(是否彼此互斥、是否相互独立、是否对立),正确区分“互斥事件”与“对立事件”.当且仅当事件A 和事件B 相互独立时,才有P (AB )=P (A )·P (B ).(2)A ,B 中至少有一个发生:A ∪B .①若A ,B 互斥:P (A ∪B )=P (A )+P (B ),否则不成立.②若A ,B 相互独立(不互斥),则概率的求法:方法一:P (A ∪B )=P (AB )+P (AB -)+P (A -B );方法二:P (A ∪B )=P (A )+P (B )-P (AB )=1-P (A -)P (B -).(3)某些事件若含有较多的互斥事件,可考虑其对立事件的概率,这样可减少运算量,提高准确率.要注意“至多”“至少”等题型的转化.条件概率在高考中经常作为解答题的一小问,或以选择题、填空题出现,难度较小,一般以直接考查公式的应用为主,分值约为5分.2(2015·湖北荆门模拟,20,12分)某工厂生产了一批产品共有20件,其中5件是次品,其余都是合格品,现不放回地从中依次抽取2件.求: (1)第一次抽到次品的概率;(2)第一次和第二次都抽到次品的概率;(3)在第一次抽到次品的条件下,第二次抽到次品的概率.【解析】 设“第一次抽到次品”为事件A ,“第二次抽到次品”为事件B ,事件A 和事件B 相互独立.依题意得:(1)第一次抽到次品的概率为P (A )=520=14. (2)第一次和第二次都抽到次品的概率为P (AB )=520×419=119.(3)方法一:在第一次抽到次品的条件下,第二次抽到次品的概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=119÷14=419.方法二:第一次抽到次品后,还剩余产品19件,其中次品4件,故第二次抽到次品的概率为P (B )=419.(2015·湖北荆州质检,13)把一枚硬币任意抛掷三次,事件A =“至少一次出现反面”,事件B =“恰有一次出现正面”,则P (B |A )=________. 【解析】 由题意知,P (AB )=323=38,P (A )=1-123=78,所以P (B |A )=P (AB )P (A )=3878=37. 【答案】 37,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 ).注意:事件A 与事件B 有时是相互独立事件,有时不是相互独立事件,要弄清P (AB )的求法.(2)当基本事件适合有限性和等可能性时,可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 ).1.(2016·湖北荆门一模,6)把一枚硬币连续抛两次,记“第一次出现正面”为事件A ,“第二次出现正面”为事件B ,则P (B |A )等于( ) A.12 B.14 C.16 D.181.A 由古典概型知P (A )=12,P (AB )=14,则由条件概率知P (B |A )=P (AB )P (A )=1412=12.2.(2016·河北石家庄质检,9)小明准备参加电工资格考试,先后进行理论考试和操作考试两个环节,每个环节各有两次考试机会,在理论考试环节,若第一次考试通过,则直接进入操作考试;若第一次未通过,则进行第二次考试,若第二次考试通过则进入操作考试环节,第二次未通过则直接被淘汰.在操作考试环节,若第一次考试通过,则直接获得证书;若第一次未通过,则进行第二次考试,若第二次考试通过则获得证书,第二次未通过则被淘汰.若小明每次理论考试通过的概率为34,每次操作考试通过的概率为23,并且每次考试相互独立,则小明本次电工考试中共参加3次考试的概率是( ) A.13 B.38 C.23 D.342.B 设小明本次电工考试中共参加3次考试为事件A ,小明本次电工考试中第一次理论考试没通过,第二次理论考试通过,第一次操作考试通过为事件B ,小明本次电工考试中第一次理论考试通过,第一次操作考试没通过为事件C ,则P (A )=P (B ∪C )=P (B )+P (C ),又P (B )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34×34×23=18,P (C )=34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=14,所以P (A )=18+14=38.3.(2015·河南郑州一模,10)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,则从2号箱取出红球的概率是( ) A.1127 B.1124 C.1627 D.9243.A 方法一:记事件A :从2号箱中取出的是红球;事件B :从1号箱中取出的是红球,则根据古典概型和对立事件的概率和为1,可知:P (B )=42+4=23,P (B -)=1-23=13;由条件概率公式知P (A |B )=3+18+1=49,P (A |B -)=38+1=39.从而P (A )=P (AB )+P (AB -)=P (A |B )·P (B )+P (A |B -)·P (B -)=1127,选A.方法二:根据题意,分两种情况讨论:①从1号箱中取出白球,其概率为26=13,此时2号箱中有6个白球和3个红球,从2号箱中取出红球的概率为13,则这种情况下的概率为13×13=19.②从1号箱中取出红球,其概率为23.此时2号箱中有5个白球和4个红球,从2号箱中取出红球的概率为49,则这种情况下的概率为23×49=827.则从2号箱中取出红球的概率是19+827=1127.4.(2016·江苏扬州一模,4)在三张奖券中有一、二等奖各一张,另一张无奖,甲乙两人各抽取一张(不放回),两人都中奖的概率为________.4.【解析】 方法一:不妨设甲先抽奖,设甲中奖记为事件A ,乙中奖记为事件B ,两人都中奖的概率为P ,则P =P (AB )=23×12=13.方法二:甲乙从三张奖券中抽两张的方法有A 23=6种,两人都中奖的可能有2种,设两人都中奖的概率为P ,则P =26=13. 【答案】 135.(2016·江苏盐城二模,10)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12,且是相互独立的,则灯泡甲亮的概率为________.5.【解析】 灯泡甲亮满足的条件是a ,c 两个开关都开,b 开关必须断开,否则短路.设“a 闭合”为事件A ,“b 闭合”为事件B ,“c 闭合”为事件C ,则甲灯亮应为事件AB -C ,且A ,B ,C 之间彼此独立,且P (A )=P (B )=P (C )=12,由独立事件概率公式知P (AB -C )=P (A )P (B -)P (C )=12×12×12=18.【答案】 186.(2016·湖南常德一模,18,12分)某旅游景点,为方便游客游玩,设置自行车骑游出租点,收费标准如下:租车时间不超过2小时收费10元,超过2小时的部分按每小时10元收取(不足一小时按一小时计算).现甲、乙两人独立来该租车点租车骑游,各租车一次.设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为13,12;2小时以上且不超过3小时还车的概率分别为12,13,且两人租车的时间都不超过4小时.(1)求甲、乙两人所付租车费用相等的概率;(2)设甲、乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ,求ξ的分布列与数学期望. 6.解:(1)甲、乙所付费用可以为10元、20元、30元, 甲、乙两人所付费用都是10元的概率为P 1=13×12=16. 甲、乙两人所付费用都是20元的概率为P 2=12×13=16.甲、乙两人所付费用都是30元的概率为P 3=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-13=136.故甲、乙两人所付费用相等的概率为P =P 1+P 2+P 3=1336. (2)随机变量ξ的取值可以为20,30,40,50,60. P (ξ=20)=12×13=16. P (ξ=30)=13×13+12×12=1336.P (ξ=40)=12×13+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-13×13+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13-12×12=1136.P (ξ=50)=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13-12×13=536. P (ξ=60)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-13=136.故ξ的分布列为∴ξ的数学期望是Eξ=20×16+30×1336+40×1136+50×536+60×136=35. 7.(2016·山东德州一模,18,12分)某科技公司组织技术人员进行新项目研发,技术人员将独立地进行项目中不同类型的实验A ,B ,C ,若A ,B ,C 实验成功的概率分别为45,34,23.(1)对A ,B ,C 实验各进行一次,求至少有一次实验成功的概率;(2)该项目要求实验A ,B 各做两次,实验C 做三次,如果A 实验两次都成功则进行实验B 并获奖励10 000元,两次B 实验都成功则进行实验C 并获奖励30 000元,三次实验C 只要有两次成功,则项目研发成功并获奖励60 000元(不重复得奖).且每次实验相互独立,用X 表示技术人员所获奖励的数值,写出X 的分布列及数学期望.7.解:(1)设A ,B ,C 实验成功分别记为事件A ,B ,C 且相互独立,A ,B ,C 至少有一次实验成功为事件D .则P (D )=1-P (A -B -C -)=1-P (A -)P (B -)P (C -)=1-15×14×13=5960.(2)X 的取值为0,10 000,30 000,60 000.则P (X =0)=15+45×15=925.P (X =10 000)=⎝ ⎛⎭⎪⎫452×⎝ ⎛⎭⎪⎫14+34×14=725.P (X =30 000)=⎝ ⎛⎭⎪⎫452×⎝ ⎛⎭⎪⎫342×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫233-C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=775.或P (X =30 000)=⎝ ⎛⎭⎪⎫452×⎝ ⎛⎭⎪⎫342×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫133+23×⎝ ⎛⎭⎪⎫132+13×23×13=775. P (X =60 000)=⎝ ⎛⎭⎪⎫452⎝ ⎛⎭⎪⎫342×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫233+C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=415.∴X 的分布列为∴X 的数学期望是 E (X )=0×925+10 000×725+30 000×775+60 000×415=21 600(元).1.(2015·湖北,4,易)设X ~N (μ1,σ21),Y ~N (μ2,σ22),这两个正态分布密度曲线如图所示.下列结论中正确的是( )A .P (Y ≥μ2)≥P (Y ≥μ1)B .P (X ≤σ2)≤P (X ≤σ1)C .对任意正数t ,P (X ≤t )≥P (Y ≤t )D.对任意正数t,P(X≥t)≥P(Y≥t)1.C由正态分布密度曲线可得,μ1<μ2,σ1<σ2.结合正态曲线的概率的几何意义,对于A,∵μ1<μ2,∴P(Y≥μ2)<P(Y≥μ1);对于B,∵σ1<σ2,∴P(X≤σ2)>P(X≤σ1);对于C,D,结合图象可知,C正确.2.(2015·课标Ⅰ,4,中)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.已知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为()A.0.648 B.0.432 C.0.36 D.0.3122.A记A i={投中i次},其中i=1,2,3,B表示该同学通过测试,故P(B)=P(A2∪A3)=P(A2)+P(A3)=C23×0.62×0.4+C33×0.63=0.648.3.(2015·湖南,7,中)在如图所示的正方形中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分(曲线C为正态分布N(0,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为()附:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 6,P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=0.954 4.A.2 386 B.2 718C.3 413 D.4 7723.C由于曲线C为正态分布N(0,1)的密度曲线,则阴影部分面积为S=0.682 62=0.341 3,∴落入阴影部分的点的个数为10 000×0.341 31=3 413.故选C.4.(2016·四川,12,易)同时抛掷两枚质地均匀的硬币,当至少有一枚硬币正面向上时,就说这次试验成功,则在2次试验中成功次数X的均值是________.4.【解析】 由题可知:在一次试验中成功的概率P =1-14=34,而该试验是一个2次的独立重复试验,成功次数X 服从二项分布X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,34,∴E (X )=2×34=32.【答案】 325.(2015·广东,13,中)已知随机变量X 服从二项分布B (n ,p ),若E (X )=30,D (X )=20,则p =________.5.【解析】 由E (X )=np ,D (X )=np (1-p ),得⎩⎨⎧np =30,np (1-p )=20,解得p =13.【答案】 136.(2012·课标全国,15,中)某一部件由三个电子元件按如图方式连接而成,元件1或元件2正常工作,且元件3正常工作,则部件正常工作.设三个电子元件的使用寿命(单位:小时)均服从正态分布N (1 000,502),且各个元件能否正常工作相互独立,那么该部件的使用寿命超过1 000小时的概率为________.6.【解析】 由题意知每个电子元件使用寿命超过1 000小时的概率均为12,元件1或元件2正常工作的概率为1-12×12=34,所以该部件的使用寿命超过1 000小时的概率为12×34=38.【答案】 387.(2013·山东,19,12分,中)甲、乙两支排球队进行比赛,约定先胜3局者获得比赛的胜利,比赛随即结束.除第五局甲队获胜的概率是12外,其余每局比赛甲队获胜的概率是23.假设每局比赛结果相互独立. (1)分别求甲队以3∶0,3∶1,3∶2胜利的概率;(2)若比赛结果为3∶0或3∶1,则胜利方得3分,对方得0分;若比赛结果为3∶2,则胜利方得2分,对方得1分,求乙队得分X 的分布列及数学期望.7.解:(1)记“甲队以3∶0胜利”为事件A 1,“甲队以3∶1胜利”为事件A 2,“甲队以3∶2胜利”为事件A 3,由题意,各局比赛结果相互独立,故 P (A 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,P (A 2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23×23=827, P (A 3)=C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232×12=427.所以,甲队以3∶0胜利、以3∶1胜利的概率为827,以3∶2胜利的概率为427. (2)设“乙队以3∶2胜利”为事件A 4, 由题意,各局比赛结果相互独立, 所以P (A 4)=C 24⎝⎛⎭⎪⎫1-232⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=427. 由题意,随机变量X 的所有可能的取值为0,1,2,3, 根据事件的互斥性得P (X =0)=P (A 1+A 2)=P (A 1)+P (A 2)=1627, P (X =1)=P (A 3)=427, P (X =2)=P (A 4)=427,P (X =3)=1-P (X =0)-P (X =1)-P (X =2)=19, 故乙队得分X 的分布列为数学期望E (X )=0×1627+1×427+2×427+3×19=79.二项分布是一种重要的概率模型,在高考中经常出现,选择题、填空题、解答题都可能出现,解答题出现频率更高,一般会综合相互独立、互斥或对立事件等知识进行考查,难度中等.1(2014·辽宁,18,12分)一家面包房根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图.如图所示.将日销售量落入各组的频率视为概率,并假设每天的销售量相互独立.(1)求在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个的概率;(2)用X表示在未来3天里日销售量不低于100个的天数,求随机变量X的分布列,期望E(X)及方差D(X).【解析】(1)设A1表示事件“日销售量不低于100个”,A2表示事件“日销售量低于50个”,B表示事件“在未来连续3天里,有连续2天的日销售量不低于100个且另1天的日销售量低于50个”.因此P(A1)=(0.006+0.004+0.002)×50=0.6,P(A2)=0.003×50=0.15,P(B)=0.6×0.6×0.15×2=0.108.(2)X可能的取值为0,1,2,3,相应的概率为P(X=0)=C03·(1-0.6)3=0.064,P(X=1)=C13·0.6(1-0.6)2=0.288,P(X=2)=C23·0.62(1-0.6)=0.432,P(X=3)=C33·0.63=0.216,所以X的分布列为因为X~B(3,0.6),所以期望E(X)=3×0.6=1.8,方差D(X)=3×0.6×(1-0.6)=0.72.(1)读图→计算小矩形面积,得相应概率→利用独立事件的概率公式求解(2)确定X的所有可能值→运用n次独立重复试验计算公式,得相应概率→列出分布列→利用二项分布求出期望和方差(2012·天津,16,13分)现有4个人去参加某娱乐活动,该活动有甲、乙两个游戏可供参加者选择.为增加趣味性,约定:每个人通过掷一枚质地均匀的骰子决定自己去参加哪个游戏,掷出点数为1或2的人去参加甲游戏,掷出点数大于2的人去参加乙游戏.(1)求这4个人中恰有2人去参加甲游戏的概率;(2)求这4个人中去参加甲游戏的人数大于去参加乙游戏的人数的概率; (3)用X ,Y 分别表示这4个人中去参加甲、乙游戏的人数,记ξ=|X -Y |,求随机变量ξ的分布列与数学期望E (ξ).解:依题意知,这4个人中,每个人去参加甲游戏的概率为13,去参加乙游戏的概率为23.设“这4个人中恰有i 人去参加甲游戏”为事件A i (i =0,1,2,3,4), 则P (A i )=C i 4⎝ ⎛⎭⎪⎫13i ⎝ ⎛⎭⎪⎫234-i. (1)这4个人中恰有2人去参加甲游戏的概率为P (A 2)=C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫132⎝ ⎛⎭⎪⎫232=827.(2)设“这4个人中去参加甲游戏的人数大于去参加乙游戏的人数”为事件B ,则B =A 3∪A 4,由于A 3与A 4互斥,故P (B )=P (A 3)+P (A 4)=C 34⎝ ⎛⎭⎪⎫133⎝ ⎛⎭⎪⎫231+C 44⎝ ⎛⎭⎪⎫134=19.所以这4个人中去参加甲游戏的人数大于去参加乙游戏的人数的概率为19. (3)ξ的所有可能的取值为0,2,4,由于A 1与A 3互斥,A 0与A 4互斥,故P (ξ=0)=P (A 2)=827,P (ξ=2)=P (A 1)+P (A 3)=4081,P (ξ=4)=P (A 0)+P (A 4)=1781. 所以ξ的分布列为故E (ξ)=0×827+2×4081+4×1781=14881.n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次可看作是C k n 个互斥事件的和,其中每一个事件都可看作是k 个A 事件与n -k 个A -事件同时发生,只是发生的次序不同,其发生的概率都是p k (1-p )n -k .因此n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率为C k n p k (1-p )n -k.判断某随机变量是否服从二项分布的方法(1)在每一次试验中,事件发生的概率相同. (2)各次试验中的事件是相互独立的.(3)在每一次试验中,试验的结果只有两个,即发生与不发生.正态分布及其应用在近几年新课标高考中时常出现,主要考查正态曲线的性质(特别是对称性),常以选择题、填空题的形式出现,难度较小;有时也会与概率与统计结合,在解答题中考查.2(1)(2015·辽宁十校联考,7)设两个正态分布N (μ1,σ21)(σ1>0)和N (μ2,σ22)(σ2>0)的密度函数图象如图所示,则( )A .μ1<μ2,σ1<σ2B .μ1<μ2,σ1>σ2C .μ1>μ2,σ1<σ2D .μ1>μ2,σ1>σ2(2)(2015·山东,8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(附:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-σ<ξ <μ+σ)=68.26%,P (μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74% 【解析】 (1)由正态分布N (μ,σ2)的性质知,x =μ为正态分布密度函数图象的对称轴,故μ1<μ2;又σ越小,图象越高瘦,故σ1<σ2.(2)由正态分布的概率公式知P (-3<ξ<3)=68.26%,P (-6<ξ<6)=95.44%,故P(3<ξ<6)=12[] P(-6<ξ<6)-P(-3<ξ<3)=12(95.44%-68.26%)=13.59%.【答案】(1)A(2)B1.(2015·广东佛山一模,7)已知随机变量X服从正态分布N(3,1),且P(2≤X≤4)=0.682 6,则P(X>4)=()A.0.158 8 B.0.158 7 C.0.158 6 D.0.158 51.B由正态曲线性质知,其图象关于直线x=3对称,∴P(X>4)=1-P(2≤X≤4)2=0.5-12×0.682 6=0.158 7,故选B.2.(2016·江西八校联考,6)在某次数学测试中,学生成绩ξ服从正态分布N(100,σ2)(σ>0),若ξ在(80,120)内的概率为0.8,则ξ在(0,80)内的概率为() A.0.05 B.0.1 C.0.15 D.0.22.B由题意得,P(80<ξ<100)=P(100<ξ<120)=0.4,P(0<ξ<100)=0.5,∴P(0<ξ<80)=0.1.,利用正态曲线的对称性求概率的方法(1)解题的关键是利用对称轴x=μ确定所求概率对应的随机变量的区间与已知概率对应的随机变量的区间的关系,必要时,可借助图形判断.(2)对于正态分布N(μ,σ2),由x=μ是正态曲线的对称轴知:①对任意的a,有P(X<μ-a)=P(X>μ+a);②P(X<x0)=1-P(X≥x0);③P(a<X<b)=P(X<b)-P(X≤a).(3)对于特殊区间求概率一定要掌握服从N(μ,σ2)的随机变量X在三个特殊区间的取值概率,将所求问题向P(μ-σ<X≤μ+σ),P(μ-2σ<X≤μ+2σ),P(μ-3σ<X≤μ+3σ)转化,然后利用特定值求出相应概率.同时,要充分利用正态曲线的对称性和曲线与x轴之间的面积为1这些特殊性质.1.(2016·贵州八校联考,3)设随机变量ξ~N(2,4),若P(ξ>a+2)=P(ξ<2a-3),则实数a的值为()A .1 B.53 C .5 D .91.B 因为P (ξ>a +2)=P (ξ<2a -3),所以由正态分布的对称性知,(a +2)+(2a -3)2=2,解得a =53.2.(2015·河南郑州二模,9)小王通过英语听力测试的概率是13,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是( ) A.49 B.29 C.429 D.2272.A 由独立重复试验的概率公式,知所求概率P =C 13·⎝ ⎛⎭⎪⎫131·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-133-1=49. 3.(2015·福建福州模拟,5)已知随机变量ξ服从正态分布N (0,σ2),若P (ξ>2)=0.023,则P (-2≤ξ≤2)=( ) A .0.477 B .0.628 C .0.954 D .0.9773.C ∵μ=0,正态曲线关于μ=0对称, ∴P (ξ>2)=P (ξ<-2)=0.023,∴P (-2≤ξ≤2)=1-2×0.023=0.954,故选C.4.(2015·豫北六校联考,10)设ξ是服从二项分布B (n ,p )的随机变量,又E (ξ)=15,D (ξ)=454,则n 与p 的值分别为( ) A .60,34 B .60,14 C .50,34 D .50,144.B 由ξ~B (n ,p ),得E (ξ)=np =15,D (ξ)=np (1-p )=454,则p =14,n =60. 5.(2016·山西四校联考,14)设随机变量X ~N (3,σ2),若P (X >m )=0.3,则P (X >6-m )=________.5.【解析】 因为P (X >m )=0.3,X ~N (3,σ2),所以m >3,P (X <6-m )=P (X <3-(m -3))=P (X >m )=0.3,所以P (X >6-m )=1-P (X <6-m )=0.7.【答案】 0.76.(2016·河北唐山一模,18,12分)小王在某社交网络的朋友圈中,向在线的甲、乙、丙随机发放红包,每次发放1个.(1)若小王发放5元的红包2个,求甲恰得1个的概率;(2)若小王发放3个红包,其中5元的2个,10元的1个,记乙所得红包的总钱数为X (单位:元),求X 的分布列和期望.6.解:(1)设“甲恰得1个红包”为事件A ,则P (A )=C 12×13×23=49. (2)X 的所有可能取值为0,5,10,15,20. P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,P (X =5)=C 12×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫232=827,P (X =10)=⎝ ⎛⎭⎪⎫132×23+⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=627=29.P (X =15)=C 12×⎝ ⎛⎭⎪⎫132×23=427, P (X =20)=⎝ ⎛⎭⎪⎫133=127.所以X 的分布列为E (X )=0×827+5×827+10×29+15×427+20×127=203(元).7.(2016·江西南昌一模,18,12分)某市教育局为了了解高三学生体育达标情况,对全市高三学生进行了体能测试,经分析,全市学生体能测试成绩X 服从正态分布N (80,σ2)(满分为100分),已知P (X <75)=0.3,P (X ≥95)=0.1,现从该市高三学生中随机抽取三位同学.(1)求抽到的三位同学该次体能测试成绩在区间[80,85),[85,95),[95,100]各有一位同学的概率;(2)记抽到的三位同学该次体能测试成绩在区间[75,85]的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望Eξ.7.解:(1)P(80≤X<85)=P(75<X≤80)=0.5-P(X≤75)=0.2,P(85≤X<95)=0.5-0.2-0.1=0.2,所以所求概率P=A33×0.2×0.2×0.1=0.024.(2)P(75≤X≤85)=1-2P(X<75)=0.4,所以ξ服从二项分布B(3,0.4),P(ξ=0)=0.63=0.216,P(ξ=1)=C13×0.4×0.62=0.432,P(ξ=2)=C23×0.42×0.6=0.288,P(ξ=3)=0.43=0.064,所以随机变量ξ的分布列是E(ξ)=3×0.4=1.2(人).1.(2013·广东,4,易)已知离散型随机变量X的分布列为则X的数学期望E(X)=()A.32B.2 C.52D.31.A由数学期望公式得E(X)=1×35+2×310+3×110=32.2.(2014·浙江,9,难)已知甲盒中仅有1个球且为红球,乙盒中有m个红球和n 个蓝球(m≥3,n≥3),从乙盒中随机抽取i(i=1,2)个球放入甲盒中.(1)放入i个球后,甲盒中含有红球的个数记为ξi(i=1,2);(2)放入i个球后,从甲盒中取1个球是红球的概率记为p i(i=1,2).则( )A .p 1>p 2,E (ξ1)<E (ξ2)B .p 1<p 2,E (ξ1)>E (ξ2)C .p 1>p 2,E (ξ1)>E (ξ2)D .p 1<p 2,E (ξ1)<E (ξ2) 2.A 随机变量ξ1,ξ2的分布列如下:所以E (ξ1)=n m +n +2m m +n =2m +nm +n, E (ξ2)=C 2n C 2m +n +2C 1m C 1n C 2m +n +3C 2mC 2m +n =3m +n m +n,所以E (ξ1)<E (ξ2).因为p 1=m m +n +n m +n ·12=2m +n 2(m +n ),p 2=C 2m C 2m +n +C 1m C 1n C 2m +n ·23+C 2nC 2m +n ·13=3m +n 3(m +n ),p 1-p 2=n 6(m +n )>0,所以p 1>p 2.思路点拨:列出随机变量ξ1,ξ2的分布列,计算期望值并比较大小;利用分步计数原理计算p 1,p 2并比较大小.3.(2014·浙江,12,易)随机变量ξ的取值为0,1,2,若P (ξ=0)=15,E (ξ)=1,则D (ξ)=________.3.【解析】 设ξ=1时的概率为p ,则E (ξ)=0×15+1×p +2×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-p -15=1,解得p =35,故D (ξ)=(0-1)2×15+(1-1)2×35+(2-1)2×15=25.【答案】 254.(2016·课标Ⅰ,19,12分,中)某公司计划购买2台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200元.在机器使用期间,如果备件不足再购买,则每个500元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得下面柱状图:以这100台机器更换的易损零件数的频率代替1台机器更换的易损零件数发生的概率,记X表示2台机器三年内共需要更换的易损零件数,n表示购买2台机器的同时购买的易损零件数.(1)求X的分布列;(2)若要求P(X≤n)≥0.5,确定n的最小值;(3)以购买易损零件所需费用的期望值为决策依据,在n=19与n=20之中选其一,应选用哪个?4.解:由柱状图并以频率代替概率可得,一台机器在三年内需更换的易损零件数为8,9,10,11的概率分别为0.2,0.4,0.2,0.2.从而P(X=16)=0.2×0.2=0.04;P(X=17)=2×0.2×0.4=0.16;P(X=18)=2×0.2×0.2+0.4×0.4=0.24;P(X=19)=2×0.2×0.2+2×0.4×0.2=0.24;P(X=20)=2×0.2×0.4+0.2×0.2=0.2;P(X=21)=2×0.2×0.2=0.08;P(X=22)=0.2×0.2=0.04.所以X的分布列为(2)由(1)知P(X≤18)=0.44,P(X≤19)=0.68,故n的最小值为19.(3)记Y表示2台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元).当n=19时,EY=19×200×0.68+(19×200+500)×0.2+(19×200+2×500)×0.08+(19×200+3×500)×0.04=4 040.当n=20时,EY=20×200×0.88+(20×200+500)×0.08+(20×200+2×500)×0.04=4 080.可知当n=19时所需费用的期望值小于n=20时所需费用的期望值,故应选n=19.5.(2016·天津,16,13分,中)某小组共10人,利用假期参加义工活动,已知参加义工活动次数为1,2,3的人数分别为3,3,4,现从这10人中随机选出2人作为该组代表参加座谈会.(1)设A为事件“选出的2人参加义工活动次数之和为4”,求事件A发生的概率;(2)设X为选出的2人参加义工活动次数之差的绝对值,求随机变量X的分布列和数学期望.5.解:(1)由已知,得P(A)=C13C14+C23C210=13.所以,事件A发生的概率为1 3.(2)随机变量X的所有可能取值为0,1,2.P(X=0)=C23+C23+C24C210=415,P(X=1)=C13C13+C13C14C210=715,P(X=2)=C13C14C210=415.所以,随机变量X的分布列为随机变量X的数学期望EX=0×415+1×715+2×415=1.6.(2016·山东,19,12分,中)甲、乙两人组成“星队”参加猜成语活动,每轮。
高考数学概率20151.(本小题满分12分)已知2件次品和3件正品混放在一起,现需要通过检测将其区分,每次随机检测一件产品,检测后不放回,直到检测出2件次品或者检测出3件正品时检测结束。
(1)求第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品的概率;(2)已知每检测一件产品需要费用100元,设X表示直到检测出2件次品或者检测出3件正品时所需要的检测费用(单位:元),求X的分布列和均值(数学期望)2.(本小题13分)A,B两组各有7位病人,他们服用某种药物后的康复时间(单位:天)记录如下:A组:10,11,12,13,14,15,16B组:12,13,15,16,17,14,a假设所有病人的康复时间互相独立,从A,B两组随机各选1人,A组选出的人记为甲,B组选出的人记为乙.(Ⅰ) 求甲的康复时间不少于14天的概率;a ,求甲的康复时间比乙的康复时间长的概率;(Ⅱ) 如果25(Ⅲ) 当a为何值时,A,B两组病人康复时间的方差相等?(结论不要求证明)3.(本小题满分13分)某银行规定,一张银行卡若在一天内出现3次密码尝试错误,该银行卡将被锁定,小王到银行取钱时,发现自己忘记了银行卡的密码,但是可以确定该银行卡的正确密码是他常用的6个密码之一,小王决定从中不重复地随机选择1个进行尝试.若密码正确,则结束尝试;否则继续尝试,直至该银行卡被锁定.(1)求当天小王的该银行卡被锁定的概率;(2)设当天小王用该银行卡尝试密码次数为X,求X的分布列和数学期望.4.(本小题满分12分)某厂用鲜牛奶在某台设备上生产,A B两种奶制品.生产1吨A产品需鲜牛奶2吨,使用设备1小时,获利1000元;生产1吨B产品需鲜牛奶1.5吨,使用设备1.5小时,获利1200元.要求每天B产品的产量不超过A产品产量的2倍,设备每天生产,A B两种产品时间之和不超过12小时. 假定每天可获取的鲜牛奶数量W(单位:吨)是一个随机变量,其分布列为W12 15 18P0.3 0.5 0.2该厂每天根据获取的鲜牛奶数量安排生产,使其获利最大,因此每天的最大获利Z (单位:元)是一个随机变量.(Ⅰ)求Z的分布列和均值;(Ⅱ)若每天可获取的鲜牛奶数量相互独立,求3天中至少有1天的最大获利超过10000元的概率.5.(本小题满分12分)某商场举行有奖促销活动,顾客购买一定金额的商品后即可抽奖。