人教版数学选择性必修三7.4.1二项分布
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7.4.1 二项分布本节课选自《2019人教A 版高中数学选择性必修第三册》,第七章《随机变量及其分布列》,本节课主本节课主要学习二项分布前面学生已经掌握了有关概率的基础知识等可能事件概率、互斥事件概率、条件概率和相互独立事件概率的求法、也学习了分布列的有关内容。
二项分布是一种应用广泛的概率模型,是对前面所学知识的综合应用。
节课是从实际出发,通过抽象思维,建立数学模型,进而认知数学理论,应用于实际的过程。
重点:n 重伯努利实验,二项分布及其数字特征; 难点:在实际问题中抽象出模型的特征,识别二项分布.多媒体问题由分步乘法计数原理,3次独立重复试验共有23=8种可能结果,它们两两互斥,每个结果都是3个相互独立事件的积,由概率的加法公式和乘法公式得P(X =0)=P(A 1A 2A 3)=0.23, P (X =1)=P (A 1A 2A 3)+P (A 1A 2A 3)+P (A 1A 2A 3)=3×0.8×0.2P(X =2)=P(A 1A 2A 3)+P(A 1A 2A 3)+P(A 1A 2A 3)=3×0.82×P(X=3)=P(A 1A 2A 3)=0.83.为了简化表示,每次射击用1表示中靶,用0表示脱靶,那么3解:设A=“向右下落”,则A=“向左下落球最后落入格子的号码X等于事件过程中共碰撞小木钉10次,所以列为P(X=k)=C10k×0.510,kX的概率分布图如下图所示:课后通过对教学过程的反思与研究, 才能不断完善教学设计中的不足, 才能提升教材分析的能力和课堂教学实效..1. 多元展示, 多方评价. 在教学过程中我借问题牵引,保证了课堂教学的顺利实施;而在整个过程中,我对学生所作练习、疑问及时解析评价;学生之间、小组之间的互相评价补充,使学生共享成果分享喜悦,坚定了学好数学的信念,实现了预期目标.2. 创造性的使用教材. 有别于教材,我在教学中,让学生考察了分别考察了两类题型之后再引导学生进行归纳, 这样更贴近学生的认知水平,学生课后反馈,效果较为理想.。
教学设计课程基本信息学科高中数学年级高二学期春季课题二项分布与超几何分布(第一课时)教科书书名:普通高中教科书数学选择性必修第三册人教A版出版社:人民教育出版社教学目标1.帮助学生理解n重伯努利试验的概念.2.帮助学生掌握二项分布的概率表达形式.3.让学生能利用n重伯努利试验及二项分布解决一些简单的实际问题.教学内容教学重点:1.n重伯努利试验的概念及特征。
2.二项分布的概念及表示。
教学难点:1. 理解二项分布的分布列推导过程。
2.从实际问题中抽象出模型特征,识别二项分布。
3.二项分布中求解“至多”“至少”问题的概率。
教学过程一、学习目标1.理解n重伯努利试验的概念.2.掌握二项分布的概率表达形式.3.能利用n重伯努利试验及二项分布解决一些简单的实际问题.目的:开门见山,告诉学生本节课的目标,让学生有所侧重。
二、创设情境1某学生走在大街上,看见路旁有一群人,他挤进去,见一块木牌上写着:只需投掷二十次,便可拥有双倍财富(恰好10次正面朝上者中奖).他一阵窃喜:数学老师刚讲过,投硬币时,正面朝上和正面朝下为等可能事件,概率均为,20×不就是10吗?这简直是必然事件嘛!于是他走上前去,将仅有的钱都押在桌上.那么这个学生的运气如何呢?目的:通过生活中的例子引出n 重伯努利试验的概念。
例1 (多选题)下列事件不是n 重伯努利试验的是 A.运动员甲射击一次,“射中9环”与“射中8环”B.甲、乙两运动员各射击一次,“甲射中10环”与“乙射中9环”C.甲、乙两运动员各射击一次,“甲、乙都射中目标”与“甲、乙都没射中目标”D.在相同的条件下,甲射击10次,5次击中目标解:A ,C 都是一次誓言的不同结果,符合互斥事件的概念,是互斥事件;B 是相互独立事件;D 是n 重伯努利试验.目的:通过判断是否为n 重伯努利试验,进一步理解概念及特征。
三、创设情境2连续投掷一枚图钉3次,且每次针尖向上的概率为p ,针尖向下的概率为q.问题1、仅出现1次针尖向上的概率是多少?问题2、类似地,连续投掷一枚图钉3次,出现k(k =0,1,2,3)次针尖向上的概率是多少?有什么规律?分析:3次投掷恰好1次针尖向上,其所有可能结果:恰好第一次针尖向上,恰好第二次针尖向上,恰好第三次针尖向上,三种结果发生的概率都相等,均为q 2p ,且与哪次针尖向上无关.因此3次投掷恰好1次针尖向上的概率为C 13p 1q 2,同理可求得针尖向上0次、2次、3次的概率.于是,针尖向上次数B 的分布列为P (B =k )=C k 3p k q3-k ,k =0,1,2,3.归纳得到:二项分布概念:一般地,在n 重伯努利试验中,设每次试验中事件A 发生的概率为p(0<p<1),用X 表示事件A 发生的次数,则X 的分布列为C k n p k (1-p )n -k ,k =0,1,2,…,n.如果随机变量X 的分布列具有上式的形式,则称随机变量X 服从二项分布,记作X ~B(n ,p)注意点:由二项式定理可知,所以二项分布的所有概率和为1.目的:通过实际例子,由分布乘法计数原理,得到试验结果两两互斥,每个结果都是3个相互独立事件的积;再利用树状图分析,由概率加法公式和乘法公式,循序渐进推导出二项分布的形式,便于学生理解。
人教版高中数学选择性必修第三册7.4.1二项分布B 组能力提高训练(原卷版)一、选择题1.(2021·辽宁大连市·辽师大附中高二月考)下列说法正确的个数是()①某同学投篮的命中率为0.6,他10次投篮中命中的次数X 是一个随机变量,且()10,0.6X B ;②某福彩中奖概率为p ,某人一次买了8张,中奖张数X 是一个随机变量,且()8,XB p ;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1,2X B n ⎛⎫⎪⎝⎭A .0个B .1个C .2个D .3个2.(2021·辽宁高二月考)已知某种药物对某种疾病的治愈率为34,现有3位患有该病的患者服用了这种药物,3位患者是否会被治愈是相互独立的,则恰有1位患者被治愈的概率为()A .2764B .964C .364D .343.(2021·安徽蚌埠市高二月考)若随机变量13,3X B ⎛⎫⎪⎝⎭,则下列说法错误的是()A .()1E X =B .()23D X =C .()22E X =D .()423D X =4.(2021·江苏省丰县中学高二期末)某人射击一发子弹的命中率为0.8,现他射击19发子弹,理论和实践都表明,这19发子弹中命中目标的子弹数n 的概率()f n 如下表,那么在他射击完19发子弹后,其中击中目标的子弹数最大可能是()n1…k (19)()f n 190.21118190.80.2C …19190.80.2kk kC -…190.8A .14发B .15发C .16发D .15或16发5.(多选题)(2021·全国高二课时练)抛掷一枚硬币三次,若记出现“三个正面”、“三个反面”、“二正一反”、“一正二反”的概率分别为1234,,,P P P P ,则下列结论中正确的是()A .1234P P P P ===B .312P P =C .12341P P P P +++=D .423P P =6.(多选题)(2021·山东菏泽市高二期末)某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数12345A a a a a a =(例如10100)其中A 的各位数中()2,3,4,5k a k =出现0的概率为13,出现1的概率为23,记2345X a a a a =+++,则当程序运行一次时()A .X 服从二项分布B .()8181P X ==C .X 的期望()83E X =D .X 的方差()83D X =二、填空题7.(2021·湖北黄冈市·高二期末)唐代诗人张若虚在《春江花月夜》中曾写道:“春江潮水连海平,海上明月共潮生.”潮水的涨落和月亮的公转运行有直接的关系,这是一种自然现象.根据历史数据,已知沿海某地在某个季节中每天出现大潮的概率均为23,则该地在该季节内连续三天内,至少有两天出现大潮的概率为______________.8.(2021·江苏扬州市高二月考)根据天文学有关知识,当且仅当一颗恒星的“赤纬”数值大于58-︒,能在扬州的夜空中看到它.下表列出了10颗恒星的“赤纬”数值:星名天狼星老人星南门二大角星织女一五车二参宿七南河三水委一参宿四赤纬16.7-︒52.7-︒60.8-︒19.2︒38.8︒46︒8.2-︒ 5.2︒57.2-︒7.4︒现有四名学生从这10颗恒星中各随机选择1颗进行观测,其中有X 人能在扬州的夜空中看到观测目标,则X 的数学期望为___________.9.(2021·辽宁高二月考)假设某射手每次射击命中率相同,且每次射击之间相互没有影响.若在两次射击中至多命中一次的概率是1625,则该射手每次射击的命中率为______________.10.(2021·全国高二专题练习)随着电商的兴起,物流快递的工作越来越重要了,早在周代,我国便已出现快递制度,据《周礼·秋官》记载,周王朝的官职中设置了主管邮驿,物流的官员“行夫”,其职责要求是“虽道有难,而不时必达”.现某机构对国内排名前五的5家快递公司的某项指标进行了3轮测试(每轮测试的客观条件视为相同),每轮测试结束后都要根据该轮测试的成绩对这5家快递公司进行排名,那么跟测试之前的排名比较,这3轮测试中恰好有2轮测试结果都出现2家公司排名不变的概率为_________.三、解答题11.(2021·浙江高二期末)2021年4月3日我校学生在浙江省首届少年诗词大会比赛中喜获佳绩,荣获初中组总冠军.海选环节,进入预赛的条件为:电脑随机抽取5首古诗,参赛者能够正确背诵3首及以上的进入预赛.若同学甲参赛,他背诵每一首古诗正确的概率均为2 3.(1)求甲进入预赛的概率;(2)甲同学进入了预赛,此后的比赛采用积分制计算个人成绩,电脑随机抽取3首古诗,每首古诗背诵正确加2分,错误减1分.由于难度增加,甲背诵每首古诗正确的概率为25,设甲的得分为X,请写出X的分布列,并求出甲得分的数学期望.12.(2021·天津高二月考)冠状病毒是一个大型病毒家族,已知可引起感冒以及中东呼吸综合征(MERS)和严重急性呼吸综合征(SARS)等较严重疾病,而新型冠状病毒(nCoV)是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株人,感染了新型冠状病毒后常见体征有呼吸道症状,发热、咳嗽、气促和呼吸困难等在较严重病例中,感染可导致肺炎,严重急性呼吸综合征,肾衰竭,甚至死亡.假如某医药研究机构合成了甲、乙两种抗“新冠病毒”的药物.经试验,服用甲、乙两种药物痊愈的概率分别为2 3,1,2现已进入药物临床试用阶段.每个试用组由4位该病毒的感染者组成.其中2人试用甲种抗病毒药物,2人试用乙种抗病毒药物.如果试用组中,甲种抗病毒药物治愈人数超过乙种抗病毒药物的治愈人数,则称该组为“甲类组”.(1))求一个试用组为“甲类组”的概率;(2)观察3个试用组,用ξ表示这3个试用机组“甲类组”的个数,求ξ的分布列和数学期望.人教版高中数学选择性必修第三册7.4.1二项分布B 组能力提高训练(解析版)一、选择题1.(2021·辽宁大连市·辽师大附中高二月考)下列说法正确的个数是()①某同学投篮的命中率为0.6,他10次投篮中命中的次数X 是一个随机变量,且()10,0.6X B ;②某福彩中奖概率为p ,某人一次买了8张,中奖张数X 是一个随机变量,且()8,XB p ;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1,2X B n ⎛⎫⎪⎝⎭A .0个B .1个C .2个D .3个【答案】C【详解】①某同学投篮的命中率为0.6,该同学投篮10次,是一个独立重复试验,所以他10次投篮中命中的次数X 是一个随机变量,且()10,0.6XB ,所以该命题正确;②某福彩中奖概率为p ,某人一次买了8张,相当于买了8次,每次中奖的概率都为p ,相当于做了8次独立重复试验,中奖张数X 是一个随机变量,且()8,XB p ,所以该命题正确;③从装有5个红球、5个白球的袋中,由于它是有放回地摸球,直到摸出白球为止,所以它不是一个独立重复性试验,因为当1X =时,概率为12,当2X =时,概率为111=224⨯,当3X =时,概率为1111=2228⨯⨯,依次类推,即每次试验摸到白球的概率不相等,所以它不是独立重复性试验,所以X 不服从1,2B n ⎛⎫⎪⎝⎭,所以该命题错误.故选:C2.(2021·辽宁高二月考)已知某种药物对某种疾病的治愈率为34,现有3位患有该病的患者服用了这种药物,3位患者是否会被治愈是相互独立的,则恰有1位患者被治愈的概率为()A .2764B .964C .364D .34【答案】B【详解】由已知3位患者被治愈是相互独立的,每位患者被治愈的概率为34,则不被治愈的概率为14所以3位患者中恰有1为患者被治愈的概率为12133194464P C ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故选:B3.(2021·安徽蚌埠市高二月考)若随机变量13,3X B ⎛⎫⎪⎝⎭,则下列说法错误的是()A .()1E X =B .()23D X =C .()22E X =D .()423D X =【答案】D【详解】因为随机变量13,3XB ⎛⎫⎪⎝⎭,所以()1313E X ⨯==,()11231333D X ⎛⎫=⨯⨯-= ⎪⎝⎭,所以()()222E X E X ==,()()8243D X D X ==,D 项错误,故选:D.4.(2021·江苏省丰县中学高二期末)某人射击一发子弹的命中率为0.8,现他射击19发子弹,理论和实践都表明,这19发子弹中命中目标的子弹数n 的概率()f n 如下表,那么在他射击完19发子弹后,其中击中目标的子弹数最大可能是()n1…k (19)()f n 190.21118190.80.2C …19190.80.2kk kC -…190.8A .14发B .15发C .16发D .15或16发【答案】D【详解】根据题意,设第k 发子弹击中目标的概率最大,而19发子弹中命中目标的子弹数n 的概率()19190.80.2k k k P n k C -⋅⋅==(0k =,1,2,,19),则有()()1f k f k ≥+且()()1f k f k ≥-,即191118191919112019190.80.20.80.20.80.20.80.2k k k k k k k k k k k kC C C C -++-----⎧⋅⋅≥⋅⋅⎨⋅⋅≥⋅⋅⎩,解可得1516k ≤≤,即第15或16发子弹击中目标的可能性最大,则他射完19发子弹后,击中目标的子弹最可能是第15或16发.故选:D .5.(多选题)(2021·全国高二课时练)抛掷一枚硬币三次,若记出现“三个正面”、“三个反面”、“二正一反”、“一正二反”的概率分别为1234,,,P P P P ,则下列结论中正确的是()A .1234P P P P ===B .312P P =C .12341P P P P +++=D .423P P =【答案】CD【详解】由题意,抛掷一枚硬币三次,若记出现“三个正面”、“三个反面”、“二正一反”、“一正二反”的概率分别为1234,,,P P P P ,根据独立重复试验的概率计算公式,可得:3322121233431111113113(),(,()(1,(1)2828228228P P P C P C =====-==⋅-=,由1234P P P P =<=,故A 是错误的;由313P P =,故B 是错误的;由12341P P P P +++=,故C 是正确的;由423P P =,故D 是正确的.故选:CD6.(多选题)(2021·山东菏泽市高二期末)某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数12345A a a a a a =(例如10100)其中A 的各位数中()2,3,4,5k a k =出现0的概率为13,出现1的概率为23,记2345X a a a a =+++,则当程序运行一次时()A .X 服从二项分布B .()8181P X ==C .X 的期望()83E X =D .X 的方差()83D X =【答案】ABC【详解】解:由于二进制数A 的特点知每一个数位上的数字只能填0,1,且每个数位上的数字再填时互不影响,故以后的5位数中后4位的所有结果有4类:①后4个数出现0,X 0=,记其概率为411(0)()381P X ===;②后4个数位只出现1个1,1X =,记其概率为134218(1)()()3381P X C ===;③后4位数位出现2个1,2X =,记其概率为22242124(2)()()3381P X C ===,④后4个数为上出现3个1,记其概率为3342132(3)()(3381P X C ===,⑤后4个数为都出现1,4X =,记其概率为4232(4)()381P X ===,故2~(4,)3X B ,故A 正确;又134218(1)()()3381P X C ===,故B 正确;2~(4,3X B ,28()433E X ∴=⨯=,故C 正确;2~(4,3X B ,X ∴的方差218D()4339X =⨯⨯=,故D 错误.故选:ABC .二、填空题7.(2021·湖北黄冈市·高二期末)唐代诗人张若虚在《春江花月夜》中曾写道:“春江潮水连海平,海上明月共潮生.”潮水的涨落和月亮的公转运行有直接的关系,这是一种自然现象.根据历史数据,已知沿海某地在某个季节中每天出现大潮的概率均为23,则该地在该季节内连续三天内,至少有两天出现大潮的概率为______________.【答案】2027【详解】该地在该季节内连续三天内,至少有两天出现大潮包括两天或三天出现大潮,有两天出现大潮概率为223214339C ⎛⎫⨯= ⎪⎝⎭,有三天出现大潮概率为33328327C ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以至少有两天出现大潮的概率为482092727+=,故选:A.8.(2021·江苏扬州市高二月考)根据天文学有关知识,当且仅当一颗恒星的“赤纬”数值大于58-︒,能在扬州的夜空中看到它.下表列出了10颗恒星的“赤纬”数值:星名天狼星老人星南门二大角星织女一五车二参宿七南河三水委一参宿四赤纬16.7-︒52.7-︒60.8-︒19.2︒38.8︒46︒8.2-︒ 5.2︒57.2-︒7.4︒现有四名学生从这10颗恒星中各随机选择1颗进行观测,其中有X 人能在扬州的夜空中看到观测目标,则X 的数学期望为___________.【答案】3.6【详解】大于58-︒的有9个,小于58-︒的有1个在扬州能看到的概率为910,9~4,10X B ⎛⎫⎪⎝⎭,()94 3.610E X =⨯=.9.(2021·辽宁高二月考)假设某射手每次射击命中率相同,且每次射击之间相互没有影响.若在两次射击中至多命中一次的概率是1625,则该射手每次射击的命中率为______________.【答案】35【详解】设该射手射击命中的概率为p ,两次射击命中的次数为X ,则()2,XB p ,由题可知:()()160125P X P X =+==,即()()201220161125C p p C p p -+-=,解得35p =.10.(2021·全国高二专题练习)随着电商的兴起,物流快递的工作越来越重要了,早在周代,我国便已出现快递制度,据《周礼·秋官》记载,周王朝的官职中设置了主管邮驿,物流的官员“行夫”,其职责要求是“虽道有难,而不时必达”.现某机构对国内排名前五的5家快递公司的某项指标进行了3轮测试(每轮测试的客观条件视为相同),每轮测试结束后都要根据该轮测试的成绩对这5家快递公司进行排名,那么跟测试之前的排名比较,这3轮测试中恰好有2轮测试结果都出现2家公司排名不变的概率为_________.【答案】572【详解】解:首先,在一轮测试中5家快递公司进行排名与测试之前的排名比较出现2家公司排名不变的概率为255522011206C A ⨯==,其次,3轮测试每次发生上述情形的概率均为16P =,故3轮测试中恰好有2轮测试结果都出现2家公司排名不变的概率为223155()6672C ⨯⨯=.三、解答题11.(2021·浙江高二期末)2021年4月3日我校学生在浙江省首届少年诗词大会比赛中喜获佳绩,荣获初中组总冠军.海选环节,进入预赛的条件为:电脑随机抽取5首古诗,参赛者能够正确背诵3首及以上的进入预赛.若同学甲参赛,他背诵每一首古诗正确的概率均为23.(1)求甲进入预赛的概率;(2)甲同学进入了预赛,此后的比赛采用积分制计算个人成绩,电脑随机抽取3首古诗,每首古诗背诵正确加2分,错误减1分.由于难度增加,甲背诵每首古诗正确的概率为25,设甲的得分为X ,请写出X 的分布列,并求出甲得分的数学期望.【答案】(1)6481;(2)见解析;甲得分的数学期望为35.【详解】解:(1)记“甲进入预赛”为事件A ,则324153455552121264()++3333381P A C C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭故甲进入预赛的概率的概率为6481.(2)X 的所有可能取值为6,3,0,3-,则3033238(6)55125P X C ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;21232336(3)55125P X C ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;12132354(0)55125P X C ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;03032327(3)55125P X C ⎛⎫⎛⎫=-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以X 的分布列为X 633-P8125361255412527125所以83654273()630(3)=1251251251255E X =⨯+⨯+⨯+-⨯.12.(2021·天津高二月考)冠状病毒是一个大型病毒家族,已知可引起感冒以及中东呼吸综合征(MERS )和严重急性呼吸综合征(SARS )等较严重疾病,而新型冠状病毒(nCoV )是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株人,感染了新型冠状病毒后常见体征有呼吸道症状,发热、咳嗽、气促和呼吸困难等在较严重病例中,感染可导致肺炎,严重急性呼吸综合征,肾衰竭,甚至死亡.假如某医药研究机构合成了甲、乙两种抗“新冠病毒”的药物.经试验,服用甲、乙两种药物痊愈的概率分别为23,1,2现已进入药物临床试用阶段.每个试用组由4位该病毒的感染者组成.其中2人试用甲种抗病毒药物,2人试用乙种抗病毒药物.如果试用组中,甲种抗病毒药物治愈人数超过乙种抗病毒药物的治愈人数,则称该组为“甲类组”.(1))求一个试用组为“甲类组”的概率;(2)观察3个试用组,用ξ表示这3个试用机组“甲类组”的个数,求ξ的分布列和数学期望.【答案】(1)49;(2)分布列见解析;期望为43.【详解】解(1)设i A 表示事件“一个试验组中,服用甲种抗病毒药物有效的人数i 人”,0,1,2i =,i B 表示事件“一个试验组中,服乙有效的人有i 人”,0,1,2i =依题意有()()121242339,224339,P A P A =⨯⨯==⨯=()()01111224,1112222,P B P B =⨯==⨯⨯=所求的概率为()()()01021214141444949299P P B A P B A P B A =++=⨯+⨯+⨯=(2)ξ的可能值为0,1,2,3,且43,9B ξ⎛⎫ ⎪⎝⎭()0303441250199729P C ξ⎛⎫⎛⎫==-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,()213441001199243P C ξ⎛⎫⎛⎫==⨯-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()22344802199243P C ξ⎛⎫⎛⎫==⨯-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()303344643199729P C ξ⎛⎫⎛⎫==⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,ξ的分布列为ξ0123p1257291002438024364729数学期望()1251008064401237292432437293E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯=。