2017-2018学年高中数学 选修2-3文档:第2章 2-4 二项分布 含答案 精品
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第二章 随机变量及其分布 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A 级 基础巩固一、选择题1.一批种子的发芽率为80%,现播下100粒该种种子,则发芽的种子数X 的均值为( )A .60B .70C .80D .90解析:易知发芽的种子数X ~B (100,0.8), 所以E (X )=100×0.8=80. 答案:C2.若随机变量ξ的分布列如下表所示,则E (ξ)的值为( )A.118B.19C.209D.920解析:根据概率和为1,可得x =118,所以E (ξ)=0×2x +1×3x +2×7x +3×2x +4×3x +5×x =40x =209. 答案:C3.同时抛掷5枚质地均匀的硬币80次,设5枚硬币正好出现2枚正面向上,3枚反面向上的次数为X ,则X 的均值是( )A .20B .25C .30D .40解析:抛掷一次正好出现3枚反面向上,2枚正面向上的概率为C 2525=516.所以X ~B ⎝⎛⎭⎪⎫80,516.故E (X )=80×516=25. 答案:B4.若随机变量ξ~B (n ,0.6),且E (ξ)=3,则P (ξ=1)的值为( ) A .2×0.44 B .2×0.45 C .3×0.44D .3×0.64解析:因为ξ~B (n ,0.6),所以E (ξ)=n ×0.6,故有0.6n =3,解得n =5.P (ξ=1)=C 15×0.6×0.44=3×0.44.答案:C5.口袋中有编号分别为1、2、3的三个大小和形状相同的小球,从中任取2个,则取出的球的最大编号X 的期望为( )A.13B.23 C .2 D.83解析:X =2,3所以P (X =2)=1C 23=13,P (X =3)=C 12C 23=23.所以E (X )=2×13+3×23=83.答案:D 二、填空题6.已知X ~B ⎝⎛⎭⎪⎫100,12,则E (2X +3)=________. 解析:E (X )=100×12=50,E (2X +3)=2E (X )+3=103.答案:1037.某射手射击所得环数ξ的分布列如下:已知ξ的期望E . 解析:答案:0.48.对某个数学题,甲解出的概率为23,乙解出的概率为34,两人独立解题.记X 为解出该题的人数,则E (X )=________.解析:P (X =0)=13×14=112,P (X =1)=23×14+13×34=512,P (X =2)=23×34=612,E (X )=1×5+2×612=1712.答案:1712三、解答题9.某运动员投篮投中的概率为0.6.求: (1)一次投篮时投中次数X 的均值; (2)重复5次投篮时投中次数Y 的均值. 解:(1)X 的分布列为则E (X )=0×0.4+1即一次投篮时投中次数X 的均值为0.6. (2)Y 服从二项分布,即Y ~B (5,0.6). 故E (Y )=5×0.6=3,即重复5次投篮时投中次数Y 的均值为3.10.在10件产品中,有3件一等品、4件二等品、3件三等品.从这10件产品中任取3件,求取出的3件产品中一等品件数X的分布列和数学期望.解:从10件产品中任取3件,共有C310种结果.从10件产品任取3件,其中恰有k件一等品的结果数为C k3C3-k7,其中k=0,1,2,3.所以P(X=k)=C k3C3-k7C310,k=0,1,2,3.所以随机变量X的分布列是:所以E(X)=0×724+1×2140+2×740+3×1120=910. B级能力提升1.某船队若出海后天气好,可获得5 000元;若出海后天气坏,将损失2 000元;若不出海也要损失1 000元.根据预测知天气好的概率为0.6,则出海的期望效益是()A.2 000元B.2 200元C.2 400元D.2 600元解析:出海的期望效益E(ξ)=5 000×0.6+(1-0.6)×(-2 000)=3 000-800=2 200(元).答案:B2.设离散型随机变量ξ的可能取值为1,2,3,4,P(ξ=k)=ak +b(k=1,2,3,4),且E(ξ)=3,则a+b=________.解析:因为P(ξ=1)+P(ξ=2)+P(ξ=3)+P(ξ=4)=10a+4b=1,且E(ξ)=30a+10b=3,所以a=110,b=0,所以a+b=110.答案:1 103.由于电脑故障,使得随机变量X的分布列中部分数据丢失(以“?”代替),其表如下:(1)求P(2)求E(X);(3)若η=2X-E(X),求E(η).解:(1)由分布列的性质可知0.20+0.10+0.?5+0.10+0.1?+0.20=1.故0.?5+0.1?=0.40.由于小数点后只有两位有效数字,故0.1?中“?”处应填5,0.?5中的“?”处数字为2.即P(X=3)=0.25,P(X=5)=0.15.(2)E(X)=1×0.20+2×0.10+3×0.25+4×0.1+5×0.15+6×0.20=3.50.(3)法一由E(η)=2E(X)-E(X)=E(X)得,E(η)=E(X)=3.50.法二由于η=2X-E(X),所以η的分布列如下:所以 4.5×0.10+6.5×0.15+8.5×0.20=3.50.。
选修2-3 第二章 2.3 2.3.2一、选择题1.若X ~B (n ,p ),且E (X )=6,D (X )=3,则P (X =1)的值为导学号 03960519( ) A .3·2-2B .2-4C .3·2-10D .2-8[答案] C[解析] E (X )=np =6,D (X )=np (1-p )=3, ∴p =12,n =12,则P (X =1)=C 112·12·(12)11=3·2-10. 2.设随机变量X 的概率分布列为P (X =k )=p k ·(1-p )1-k (k =0,1),则E (X )、D (X )的值分别是导学号 03960520( )A .0和1B .p 和p 2C .p 和1-pD .p 和(1-p )p[答案] D[解析] 由X 的分布列知,P (X =0)=1-p ,P (X =1)=p ,故E (X )=0×(1-p )+1×p =p ,易知X 服从两点分布,∴D (X )=p (1-p ).3.已知随机变量ξ和η,其中η=10ξ+2,且E (η)=20,若ξ的分布列如下表,则m 的值为导学号 03960521( )A .4760B .3760C .2760D .18[答案] A[解析] ∵E (η)=E (10ξ+2)=10E (ξ)+2=20, ∴E (ξ)=1.8即:1×14+2m +3n +4×112=1.8,∴2m +3n =7360①又m +n =1-14-112=23②由①②得,m =4760.4.甲、乙两台自动机床各生产同种标准产品1000件,ξ表示甲车床生产1000件产品中的次品数,η表示乙车床生产1000件产品中的次品数,经过一段时间的考察,ξ,η的分布列分别如表一、表二所示.据此判定导学号 03960522( )表一A .甲比乙质量好 C .甲与乙质量相同 D .无法判定[答案] B[解析] 由分布列可求甲的次品数期望为E (ξ)=0.7,乙的次品数期望为E (η)=0.7,进而得D (ξ)=(0-0.7)2×0.7+(1-0.7)2×0+(2-0.7)2×0.2+(3-0.7)2×0.1=1.21,D (η)=(0-0.7)2×0.6+(1-0.7)2×0.2+(2-0.7)2×0.1+(3-0.7)2×0.1=1.01,故乙的质量要比甲好.5.随机变量X ~B (100,0.2),那么D (4X +3)的值为导学号 03960523( ) A .64 B .256 C .259 D .320[答案] B[解析] 由X ~B (100,0.2)知随机变量X 服从二项分布,且n =100,p =0.2,由公式得D (X )=np (1-p )=100×0.2×0.8=16,因此D (4X +3)=42D (X )=16×16=256,故选B .6.已知X 的分布列如下表:且a 、b 、c 成等比数列,E (X )=19,则a =导学号 03960524( )A .16B .13C .12D .23[答案] C[解析] 由分布列的性质得a +b +c =1318①∵E (X )=19,∴-a +c +59=19,∴a -c =49,②又a 、b 、c 成等比数列,∴b 2=ac ,③ 将②代入①、③得,⎩⎨⎧2a +b =76, ④b 2=a (a -49). ⑤由④得b =76-2a ,代入⑤得,a =12或a =4954,当a =4954时,a +518=6454>0,不合题意舍去,∴a =12.二、填空题7.(2016·海口高二检测)已知随机变量X ~B (4,p ),若E (X )=2,则D (X )=________.导学号 03960525[答案] 1[解析] 随机变量X 服从二项分布X ~B (4,p ),E (X )=2, ∴4p =2,∴p =12,∴D (X )=4p (1-p )=1,故答案为1.8.随机变量ξ的取值为0、1、2,若P (ξ=0)=15,E (ξ)=1,则D (ξ)=________.导学号 03960526[答案] 25[解析] 设ξ=1的概率为p .则E (ξ)=0×15+1×p +2(1-p -15)=1,∴p =35.故D (ξ)=(0-1)2×15+(1-1)2×35+(2-1)2×15=25.9.(2016·枣庄市高二检测)抛掷一枚均匀硬币n (3≤n ≤8)次,正面向上的次数ξ服从二项分布B (n ,12),若P (ξ=1)=332,则方差D (ξ)=________.导学号 03960527[答案] 32[解析] ∵3≤n ≤8,ξ服从二项分布B (n ,12),且P (ξ=1)=332,∴C 1n ·(12)n -1·(1-12)=332, 即n ·(12)n =664,解得n =6,∴方差D (ξ)=np (1-p )=6×12×(1-12)=32.三、解答题10.下图是某市3月1日至14日的空气质量指数趋势图,空气质量指数小于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染.某人随机选择3月1日至3月13日中的某一天到达该市,并停留2天.导学号 03960528(1)求此人到达当日空气重度污染的概率;(2)设X 是此人停留期间空气质量优良的天数,求X 的分布列与数学期望; (3)由图判断从哪天开始连续三天的空气质量指数方差最大?(结论不要求证明) [解析] 设A i 表示事件“此人于3月i 日到达该市”(i =1,2,…,13), 根据题意,P (A i )=113,且A i ∩A j =∅(i ≠j ).(1)设B 为事件“此人到达当日空气重度污染”,则B =A 5∪A 8, 所以P (B )=P (A 5∪A 8)=P (A 5)+P (A 8)=213.(2)由题意可知,X 的所有可能取值为0、1、2,且 P (X =1)=P (A 3∪A 6∪A 7∪A 11) =P (A 3)+P (A 6)+P (A 7)+P (A 11)=413,P (X =2)=P (A 1∪A 2∪A 12∪A 13) =P (A 1)+P (A 2)+P (A 12)+P (A 13)=413,P (X =0)=1-P (X =1)-P (X =2)=513.所以X 的分布列为:故X 的期望E (X )=0×513+1×413+2×413=1213.(3)从3月5日开始连续三天的空气质量指数方差最大.一、选择题1.(2016·泰安高二检测)设ξ是离散型随机变量,P (ξ=x 1)=23,P (ξ=x 2)=13,且x 1<x 2,又已知E (ξ)=43,D (ξ)=29,则x 1+x 2的值为导学号 03960529( )A .53B .73C .3D .113[答案] C[解析] 由E (ξ)=43,D (ξ)=29得,⎩⎨⎧23x 1+13x 2=43,(x 1-43)2·23+(x 2-43)2·13=29,解之得,⎩⎨⎧x 1=53,x 2=23,或⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,x 2=2. ∵x 1<x 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1,x 2=2.∴x 1+x 2=3.2.随机变量X 的分布列如下:若E (X )=158,则D (X )等于导学号 03960530( )A .732B .932C .3364D .5564[答案] D[解析] 由题意知, ⎩⎪⎨⎪⎧1×0.5+2x +3y =158,0.5+x +y =1,∴⎩⎨⎧x =18,y =38.∴D (X )=(1-158)2×12+(2-158)2×18+(3-158)2×38=5564.二、填空题3.已知随机变量ξ的概率分布列如下:导学号 03960531已知E (ξ)=6.3,随机变量η[答案] 1.68[解析] 由分布列的性质知b =1-0.5-0.1=0.4,∵E (ξ)=4×0.5+0.1×a +9×0.4=0.1a +5.6=6.3,∴a =7, ∵η~B (a ,b ),即η~B (7,0.4), ∴D (η)=7×0.4×(1-0.4)=1.68.4.已知总体的各个体的值由小到大依次为2、3、3、7、a 、b 、12、13.7、18.3、20,且总体的中位数为10.5.若要使该总体的方差最小,则a 、b 的取值分别是________.导学号 03960532[答案] 10.5、10.5[解析] 由题意得a +b2=10.5,∴a +b =21,x =2+3+3+7+21+13.7+18.3+20+1210=10,∴s 2=110[(10-2)2+(10-3)2+(10-3)2+(10-7)2+(10-a )2+(10-b )2+(10-12)2+(10-13.7)2+(10-18.3)2+(10-20)2]=110[82+72+72+32+(10-a )2+(10-b )2+4+3.72+8.32+102] =110[(10-a )2+(10-21+a )2+…] =110[2(a -10.5)2+…]当a =10.5时,方差s 最小,b =10.5. 三、解答题5.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.导学号 03960533(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.[解析] (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·(35)0·(25)2·15=4125; P (X =1)=C 12·(35)1·(25)1·15+C 02(35)0·(25)2·45=28125; P (X =2)=C 22·(35)2·(25)0·15+C 12(35)1·(25)1·45=57125; P (X =3)=C 22·(35)2·(25)0·45=36125. 所以X 的分布列为:所以E (X )=0×4125+1×28125+2×57125+3×36125=2.6.(2016·山师附中高二检测)现对某高校16名篮球运动员在多次训练比赛中的得分进行统计,将每位运动员的平均成绩所得数据用频率分布直方图表示如下.(如:落在区间[10,15)内的频率/组距为0.0125)规定分数在[10,20)、[20,30)、[30,40)上的运动员分别为三级篮球运动员、二级篮球运动员、一级篮球运动员,现从这批篮球运动员中利用分层抽样的方法选出16名运动员作为该高校的篮球运动员代表.导学号 03960534(1)求a 的值和选出篮球运动员代表中一级运动员的人数;(2)若从篮球运动员代表中选出三人,求其中含有一级运动员人数X 的分布列; (3)若从该校篮球运动员中有放回地选三人,求其中含有一级运动员人数Y 的期望. [解析] (1)由频率分布直方图知:(0.0625+0.0500+0.0375+a +2×0.0125)×5=1,∴a =0.0250.其中为一级运动员的概率为(0.0125+0.0375)×5=0.25, ∴选出篮球运动员代表中一级运动员为0.25×16=4人. (2)由已知可得X 的可能取值分别为0、1、2、3, P (X =0)=C 312C 316=1128,P (X =1)=C 212·C 14C 316=3370,P (X =2)=C 112·C 24C 316=970,P (X =3)=C 34C 316=1140,∴X 的分布列为(3)由已知得Y ~B (3,14),∴E (Y )=np =3×14=34,∴含有一级运动员人数Y 的期望为34.。
学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.已知随机变量ξ满足P (ξ=1)=0.3,P (ξ=2)=0.7,则E (ξ)和D (ξ)的值分别为( )A .0.6和0.7B .1.7和0.09C .0.3和0.7D .1.7和0.21【解析】 E (ξ)=1×0.3+2×0.7=1.7,D (ξ)=(1.7-1)2×0.3+(1.7-2)2×0.7=0.21.【答案】 D2.设二项分布B (n ,p )的随机变量X 的均值与方差分别是2.4和1.44,则二项分布的参数n ,p 的值为( )A .n =4,p =0.6B .n =6,p =0.4C .n =8,p =0.3D .n =24,p =0.1【解析】 由题意得,np =2.4,np (1-p )=1.44, ∴1-p =0.6,∴p =0.4,n =6. 【答案】 B3.设ξ的分布列为P (ξ=k )=C k 5⎝ ⎛⎭⎪⎫13k⎝ ⎛⎭⎪⎫235-k(k =0,1,2,3,4,5),则D (3ξ)=( )A .10B .30C .15D .5【解析】 由ξ的分布列知ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5,13,所以D (ξ)=5×13⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13=109,所以D (3ξ)=9D (ξ)=10.【答案】 A4.同时抛掷两枚均匀的硬币10次,设两枚硬币同时出现反面的次数为ξ,则D (ξ)=( )A.158B.154C.52D .5【解析】 两枚硬币同时出现反面的概率为12×12=14,故ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫10,14, 因此D (ξ)=10×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=158. 【答案】 A5.甲、乙两个运动员射击命中环数ξ、η的分布列如下表.表中射击比较稳定的运动员是( )A.甲 C .一样D .无法比较【解析】 E (ξ)=9.2,E (η)=9.2,所以E (η)=E (ξ),D (ξ)=0.76,D (η)=0.56<D (ξ),所以乙稳定.【答案】 B 二、填空题6.随机变量ξ的取值为0,1,2.若P (ξ=0)=15,E (ξ)=1,则D (ξ)=________. 【解析】 设P (ξ=1)=a ,P (ξ=2)=b , 则⎩⎪⎨⎪⎧15+a +b =1,a +2b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =35,b =15,所以D (ξ)=(0-1)2×15+(1-1)2×35+(2-1)2×15=25.【答案】 257.若事件在一次试验中发生次数的方差等于0.25,则该事件在一次试验中发生的概率为________.【解析】 在一次试验中发生次数记为ξ,则ξ服从两点分布,则D (ξ)=p (1-p ),所以p (1-p )=0.25,解得p =0.5.【答案】 0.58.一次数学测验由25道选择题构成,每个选择题有4个选项,其中有且仅有一个选项是正确的,每个答案选择正确得4分,不作出选择或选错不得分,满分100分,某学生选对任一题的概率为0.6,则此学生在这一次测验中的成绩的均值与方差分别为________.【解析】 设该学生在这次数学测验中选对答案的题目的个数为X ,所得的分数(成绩)为Y ,则Y =4X .由题知X ~B (25,0.6),所以E (X )=25×0.6=15,D (X )=25×0.6×0.4=6, E (Y )=E (4X )=4E (X )=60,D (Y )=D (4X )=42× D (X )=16×6=96,所以该学生在这次测验中的成绩的均值与方差分别是60与96. 【答案】 60,96 三、解答题9.已知随机变量X 的分布列为若E (X )=23. (1)求D (X )的值;(2)若Y =3X -2,求D (Y )的值.【导学号:29472074】【解】 由12+13+p =1,得p =16. 又E (X )=0×12+1×13+16x =23, 所以x =2.(1)D (X )=⎝ ⎛⎭⎪⎫0-232×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232×13+⎝ ⎛⎭⎪⎫2-232×16=1527=59. (2)因为Y =3X -2,所以D (Y )=D (3X -2)=9D (X )=5.10.每人在一轮投篮练习中最多可投篮4次,现规定一旦命中即停止该轮练习,否则一直试投到4次为止.已知一选手的投篮命中率为0.7,求一轮练习中该选手的实际投篮次数ξ的分布列,并求出ξ的期望E(ξ)与方差D(ξ)(保留3位有效数字).【解】ξ的取值为1,2,3,4.若ξ=1,表示第一次即投中,故P(ξ=1)=0.7;若ξ=2,表示第一次未投中,第二次投中,故P(ξ=2)=(1-0.7)×0.7=0.21;若ξ=3,表示第一、二次未投中,第三次投中,故P(ξ=3)=(1-0.7)2×0.7=0.063;若ξ=4,表示前三次未投中,故P(ξ=4)=(1-0.7)3=0.027.因此,随机变量ξ的分布列为:E(ξ)=1×0.7+2D(ξ)=(1-1.417)2×0.7+(2-1.417)2×0.21+(3-1.417)2×0.063+(4-1.417)2×0.027=0.513.[能力提升]1.已知随机变量ξ,η满足ξ+η=8,且ξ服从二项分布ξ~B(10,0.6),则E(η)和D(η)的值分别是()A.6和2.4 B.2和2.4C.2和5.6 D.6和5.6【解析】由已知E(ξ)=10×0.6=6,D(ξ)=10×0.6×0.4=2.4.因为ξ+η=8,所以η=8-ξ.所以E(η)=-E(ξ)+8=2,D(η)=(-1)2D(ξ)=2.4.【答案】 B2.随机变量ξ的分布列如下表,且E(ξ)=1.1,则D(ξ)=()A.0.36C.0.49 D.0.68【解析】先由随机变量分布列的性质求得p=1 2.由E (ξ)=0×15+1×12+310x =1.1,得x =2.所以D (ξ)=(0-1.1)2×15+(1-1.1)2×12+(2-1.1)2×310=0.49. 【答案】 C3.抛掷一枚均匀硬币n (3≤n ≤8)次,正面向上的次数ξ服从二项分布B ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,12,若P (ξ=1)=332,则方差D (ξ)=________.【解析】 因为3≤n ≤8,ξ服从二项分布B ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,12,且P (ξ=1)=332,所以C 1n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=332,即n ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =664,解得n =6,所以方差D (ξ)=np (1-p )=6×12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12=32. 【答案】 324.一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2-3-1所示.图2-3-1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】 (1)设A 1表示事件“日销售量不低于100个”,A 2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可能取的值为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,则X的分布列为因为X~B方差D(X)=3×0.6×(1-0.6)=0.72.。
2.2超几何分布1.了解超几何分布及其导出过程,并能进行简单的应用.(重点)2.会利用超几何分布的概念判断一个实际问题是否属于超几何分布,从而利用相关公式解题.(难点)[基础·初探]教材整理超几何分布的概率及表示阅读教材P53~P55,完成下列问题.一般地,若一个随机变量X的分布列为P(X=r)=C r M C n-rN-MC n N,其中r=0,1,2,3,…,l,l=min(n,M),则称X服从超几何分布,记为X~H(n,M,N),并将P(X=r)=C r M C n-rN-MC n N记为H(r;n,M,N).1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)超几何分布的总体中只有两类物品.()(2)在产品检验中,超几何分布描述的是有放回抽样.()(3)若X~H(n,M,N),则n≤M.()(4)超几何分布X~H(n,M,N)中n是随机一次取出的样本容量,M是总体中不合格产品的总数,N是总体中的个体总数.()【答案】(1)√(2)×(3)×(4)√2.在含有5件次品的10件产品中,任取4件,则取到的次品数X的分布列为P(X=r)=________.【解析】P(X=r)=C r5C4-r5C410,r=0,1,2,3,4.【答案】C r5C4-r5C410,r=0,1,2,3,43.从有3个黑球,5个白球的盒中取出2个球,其中恰有一个是白球的概率是________. 【导学号:29440038】【解析】由题意,这是一道超几何分布题,其中N=8,M=5,n=2.所以P(X=1)=C15C13C28=1528.【答案】1528[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1:解惑:疑问2:解惑:疑问3:解惑:[小组合作型](1)抛掷三枚骰子,所得向上的数是6的骰子的个数记为X,求X的概率分布;(2)有一批种子的发芽率为70%,任取10颗种子做发芽实验,把实验中发芽的种子的个数记为X,求X的概率分布;(3)盒子中有红球3只,黄球4只,蓝球5只.任取3只球,把不是红色的球的个数记为X,求X的概率分布;(4)某班级有男生25人,女生20人.选派4名学生参加学校组织的活动,班长必须参加,其中女生人数记为X,求X的概率分布;(5)现有100台MP3播放器未经检测,抽取10台送检,把检验结果为不合格的MP3播放器的个数记为X,求X的概率分布.【精彩点拨】总体是否由两类个体构成→随机变量是否为样本中一类个体的个数→是否为不放回抽样【自主解答】(1)(2)中样本没有分类,不是超几何分布问题,是重复试验问题.(3)(4)符合超几何分布的特征,样本都分为两类.随机变量X表示抽取n件样本,某类样本被抽取的件数,是超几何分布.(5)中没有给出不合格品数,无法计算X的概率分布,所以不属于超几何分布问题.1.判断一个随机变量是否服从超几何分布,应看三点:(1)总体是否可分为两类明确的对象;(2)是否为不放回抽样;(3)随机变量是否为样本中其中一类个体的个数.2.超几何分布中,r,n,M,N均为有限数,且r≤min(n,M).[再练一题]1.下列随机变量中,服从超几何分布的有________.(填序号)①在10件产品中有3件次品,一件一件地不放回地任意取出4件,记取到的次品数为X;②从3台甲型彩电和2台乙型彩电中任取2台,记X表示所取的2台彩电中甲型彩电的台数;③一名学生骑自行车上学,途中有6个交通岗,记此学生遇到红灯的数为随机变量X.【解析】根据超几何分布模型定义可知①中随机变量X服从超几何分布.②中随机变量X服从超几何分布.而③中显然不能看作一个不放回抽样问题,故随机变量X不服从超几何分布.【答案】①②现有来自甲、乙两班学生共7名,从中任选2名都是甲班的概率为1 7.(1)求7名学生中甲班的学生数;(2)设所选2名学生中甲班的学生数为ξ,求ξ≥1的概率.【精彩点拨】(1)利用古典概型求解.(2)借助超几何分布的概率公式求解.【自主解答】(1)设甲班的学生人数为M,则C2M C27=1 7.即M2-M-6=0,解得M=3或M=-2(舍去).∴7名学生中甲班的学生共有3人.(2)由题意可知,ξ~H(2,3,7),∴P(ξ≥1)=P(ξ=1)+P(ξ=2)=C13C14C27+C23C04C27=47+17=5 7.求解此类问题的关键是先分析随机变量是否满足超几何分布.如果满足超几何分布的条件,则直接利用超几何分布模型求解,否则借助相应概率公式求解.[再练一题]2.高三(1)班的联欢会上设计了一项游戏:准备了10张相同的卡片,其中只在5张卡片上印有“奖”字.游戏者从10张卡片中任意抽取5张,如果抽到2张或2张以上印有“奖”字的卡片,就可获得一件精美的小礼品;如果抽到的5张卡片上都印有“奖”字,除精美小礼品外,还可获赠一套丛书.一名同学准备试一试,那么他能获得精美小礼品的概率是多少?能获赠一套丛书的概率又是多少?【解】设X表示抽取5张卡片中印有“奖”字的卡片数,则X服从参数为N=10,M=5,n=5的超几何分布.X的可能取值为0,1,2,3,4,5,则X的分布列为P(X=r)=C r5C5-r5C510(r=0,1,2,3,4,5).若要获得精美小礼品,只需X≥2,故获得精美小礼品的概率为P(X≥2)=1-P(X<2)=1-P(X=0)-P(X=1)=1-C05C55C510-C15C45C510=113126.若要获赠一套丛书,必须X=5,故获赠一套丛书的概率为P(X=5)=C55C05 C510=1252.[探究共研型]探究1产品是否为正品,新生婴儿的性别,投篮是否命中等,这些有什么共同点?【提示】这些问题的共同点是随机试验只有两个可能的结果.定义一个随机变量,使其中一个结果对应于1,另一个结果对应于0,即得到服从两点分布的随机变量.探究2只取两个不同值的随机变量是否一定服从两点分布?【提示】不一定.如随机变量X的分布列由下表给出X探究3在8个大小相同的球中,有2个黑球,6个白球,现从中取3个,求取出的球中白球个数X是否服从超几何分布?超几何分布适合解决什么样的概率问题?【提示】随机变量X服从超几何分布,超几何分布适合解决从一个总体(共有N个个体)内含有两种不同事物A(M个)、B(N—M个),任取n个,其中恰有X 个A的概率分布问题.在一次购物抽奖活动中,假设10张奖券中有一等奖奖券1张,可获价值50元的奖品,有二等奖奖券3张,每张可获价值10元的奖品,其余6张没有奖品.(1)顾客甲从10张奖券中任意抽取1张,求中奖次数X的分布列;(2)顾客乙从10张奖券中任意抽取2张, ①求顾客乙中奖的概率;②设顾客乙获得的奖品总价值为Y 元,求Y 的分布列.【精彩点拨】 (1)从10张奖券中抽取1张,其结果有中奖和不中奖两种,故X ~(0,1).(2)从10张奖券中任意抽取2张,其中含有中奖的奖券的张数X (X =1,2)服从超几何分布.【自主解答】 (1)抽奖一次,只有中奖和不中奖两种情况,故X 的取值只有0和1两种情况.P (X =1)=C 14C 110=410=25,则P (X =0)=1-P (X =1)=1-25=35.因此X 的分布列为(2)1张中奖或2张都中奖.故所求概率P =C 14C 16+C 24C 06C 210=3045=23.②Y 的所有可能取值为0,10,20,50,60,且P (Y =0)=C 04C 26C 210=1545=13,P (Y =10)=C 13C 16C 210=1845=25,P (Y =20)=C 23C 06C 210=345=115,P (Y =50)=C 11C 16C 210=645=215,P (Y =60)=C 11C 13C 210=345=115.因此随机变量Y 的分布列为1.两点分布的几个特点(1)两点分布中只有两个对应结果,且两个结果是对立的.(2)由对立事件的概率求法可知,已知P (X =0)(或P (X =1)),便可求出P (X =1)(或P (X =0)).2.解决超几何分布问题的两个关键点(1)超几何分布是概率分布的一种形式,一定要注意公式中字母的范围及其意义,解决问题时可以直接利用公式求解,但不能机械地记忆.(2)超几何分布中,只要知道M,N,n,就可以利用公式求出X取不同k的概率P(X=k),从而求出X的分布列.[再练一题]3.现有10张奖券,其中8张1元,2张5元,从中同时任取3张,求所得金额的分布列.【解】设所得金额为X,X的可能取值为3,7,11.P(X=3)=C38C310=715,P(X=7)=C28C12C310=715,P(X=11)=C18·C22C310=115.故X的分布列为1.盒中有4个白球,5个红球,从中任取3个球,则取出1个白球和2个红球的概率是________.【解析】设随机变量X为抽到白球的个数,X服从超几何分布,由公式,得P(X=1)=C14C25C39=4×1084=1021.【答案】10 212.有10位同学,其中男生6位,女生4位,从中任选3人参加数学竞赛.用X表示女生人数,则概率P(X≤2)=________. 【导学号:29440039】【解析】 P (X ≤2)=P (X =1)+P (X =2)+P (X =0)=C 14C 26C 310+C 24C 16C 310+C 36C 310=2930.【答案】 29303.若在甲袋内装有8个白球,4个红球,在乙袋中装有6个白球,6个红球,今从两袋内任意取出1个球,设取出的白球个数为X ,则P (X =1)=________.【解析】 P (X =1)=C 18C 16+C 14C 16C 112C 112=12.【答案】 124.某12人的兴趣小组中,有5名“三好学生”,现从中任意选6人参加竞赛,用X 表示这6人中“三好学生”的人数,则当X 取________时,对应的概率为C 35C 37C 612.【解析】 由题意可知,X 服从超几何分布,由概率值中的C 35可以看出“从5名三好生中选取了3名”.【答案】 35.从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,设随机变量ξ表示所选3人中女生的人数.(1)求ξ的分布列;(2)求“所选3人中女生人数ξ≤1”的概率. 【解】 (1)ξ可能取的值为0,1,2,服从超几何分布,P (ξ=k )=C k 2·C 3-k4C 36,k =0,1,2.所以,ξ的分布列为(2)由(1)P (ξ≤1)=P (ξ=0)+P (ξ=1)=45.我还有这些不足:(1)(2)我的课下提升方案:(1)(2)。
§2超几何分布[对应学生用书P23]已知在8件产品中有3件次品,现从这8件产品中任取2件,用X 表示取得的次品数. 问题1:X 可能取哪些值? 提示:0,1,2.问题2:“X =1”表示的试验结果是什么?P (X =1)的值呢? 提示:任取2件产品中恰有1件次品.P (X =1)=C 13C 15C 28.问题3:如何求P (X =k )?(k =0,1,2)提示:P (X =k )=C k 3C 2-k 5C 28.超几何分布一般地,设有N 件产品,其中有M (M ≤N )件是次品.从中任取n (n ≤N )件产品,用X 表示取出的n 件产品中次品的件数,那么P (X =k )=C k M C n -kN -MC nN(其中k 为非负整数). 如果一个随机变量的分布列由上式确定,则称X 服从参数为N ,M ,n 的超几何分布.(1)超几何分布,实质上就是有总数为N 件的两类物品,其中一类有M (M ≤N )件,从所有物品中任取n 件,这n 件中所含这类物品的件数X 是一个离散型随机变量,它取值为k时的概率为P (X =k )=C k M C n -k N -MC n N①(k ≤l ,l 是n 和M 中较小的一个).(2)在超几何分布中,只要知道N ,M 和n ,就可以根据公式①求出X 取不同值时的概率P ,从而写出X 的分布列.[对应学生用书P23][例1] 个红球,20个白球,这些球除颜色外完全相同.现一次从中摸出5个球,若摸到4个红球1个白球的就中一等奖,求中一等奖的概率.[思路点拨] 若以30个球为一批产品,则球的总数30可与产品总数N 对应,红球数10可与产品中总的不合格产品数对应,一次从中摸出5个球,即n =5,这5个球中红球的个数X 是一个离散型随机变量,X 服从超几何分布.[精解详析] 若以30个球为一批产品,其中红球为不合格产品,随机抽取5个球,X 表示取到的红球数,则X 服从超几何分布.由公式得P (X =4)=C 410C 5-420C 530=70023751≈0.0295, 所以获一等奖的概率约为2.95%.[一点通] 解决此类问题的关键是先判断所给问题是否属于超几何分布问题,若是,则可直接利用公式求解,要注意M ,N ,n ,k 的取值.1.一批产品共10件,次品率为20%,从中任取2件,则正好取到1件次品的概率是( ) A.2845 B.1645 C.1145D.1745解析:由题意10件产品中有2件次品,故所求概率为P =C 12C 18C 210=1645.答案:B2.设10件产品中,有3件次品,现从中抽取5件,用X 表示抽得次品的件数,则X 服从参数为________(即定义中的N ,M ,n )的超几何分布.答案:10,3,53.从6名男同学和4名女同学中随机选出3名同学参加一项竞技测试.试求出选3名同学中,至少有一名女同学的概率.解:设选出的女同学人数为X ,则X 的可能取值为0,1,2,3,且X 服从参数为N =10,M =4,n =3的超几何分布,于是选出的3名同学中,至少有一名女同学的概率为:P (X ≥1)=P (X =1)+P (X =2)+P (X =3)=C 14C 26C 310+C 24C 16C 310+C 34C 06C 310=56或P (X ≥1)=1-P (X =0)=1-C 04C 36C 310=56.[例2] (10分)变量X 表示所选3人中女生的人数,求X 的分布列及P (X <2).[思路点拨] 可以将8人看作8件“产品”,3名女生看作3件“次品”,任选3人中女生的人数可看作是任取3件“产品”中所含的“次品”数.[精解详析] 由题意分析可知,随机变量X 服从超几何分布.其中N =8,M =3,n =3,(2分)所以P (X =0)=C 35C 03C 38=528,P (X =1)=C 25C 13C 38=1528,P (X =2)=C 15C 23C 38=1556,P (X =3)=C 05C 33C 38=156. (8分)从而随机变量X 的分布列为X =k 0 1 2 3 P (X =k )52815281556156所以P (X <2)=P (X =0)+P (X =1)=528+1528=57.(10分)[一点通] 解答此类题目的关键在于先分析随机变量是否服从超几何分布,如果满足超几何分布的条件,则直接利用超几何分布概率公式来解.当然,本例也可通过古典概型解决.4.(重庆高考改编)一盒中装有9张各写有一个数字的卡片,其中4张卡片上的数字是1,3张卡片上的数字是2,2张卡片上的数字是3.从盒中任取3张卡片.(1)求所取3张卡片上的数字完全相同的概率;(2)X 表示所取3张卡片上的数字的中位数,求X 的分布列.(注:若三个数a ,b ,c 满足a ≤b ≤c ,则称b 为这三个数的中位数.)解:(1)由古典概型中的概率计算公式知所求概率为p =C 34+C 33C 39=584. (2)X 的所有可能值为1,2,3,且P (X =1)=C 24C 15+C 34C 39=1742,P (X =2)=C 13C 14C 12+C 23C 16+C 33C 39=4384, P (X =3)=C 22C 17C 39=112,故X 的分布列为5.某饮料公司招聘了一名员工,现对其进行一项测试,以便确定工资级别.公司准备了两种不同的饮料共8杯,其颜色完全相同,并且其中4杯为A 饮料,另外4杯为B 饮料,公司要求其员工一一品尝后,从8杯饮料中选出4杯A 饮料.若4杯都选对,则月工资定为3 500元;若4杯选对3杯,则月工资定为2 800元;否则月工资定为2 100元.令X 表示此人选对A 饮料的杯数.假设此人对A 和B 两种饮料没有鉴别能力.(1)求X 的分布列;(2)用Y 表示新录用员工的月工资,求Y 的分布列. 解:(1)X 的所有可能取值为0,1,2,3,4.P (X =k )=C k 4C 4-k 4C 48(k =0,1,2,3,4). 则X 的分布列为X =k 0 1 2 3 4 P (X =k )170167036701670170(2)令Y 表示新录用员工的月工资,则Y 的所有可能取值为2 100,2 800,3 500. 则P (Y =3 500)=P (X =4)=170, P (Y =2 800)=P (X =3)=835,P (Y =2 100)=P (X ≤2)=5370,则Y 的分布列为1.超几何分布描述的是不放回抽样问题,从形式上看超几何分布的模型,其产品有较明显的两部分组成.2.在超几何分布中,只要知道N ,M 和n ,就可以根据公式求出随机变量X 取k 时的概率P (X =k ),从而列出随机变量X 的分布列.[对应课时跟踪训练(十)]1.一个小组有6人,任选2名代表,求其中甲当选的概率是( ) A.12 B.13 C.14D.15解析:设X 表示2名代表中有甲的个数,X 的可能取值为0,1, 由题意知X 服从超几何分布,其中参数为N =6,M =1,n =2,则P (X =1)=C 11C 15C 26=13.答案:B2.在一个口袋中装有5个白球和3个黑球,这些球除颜色外完全相同,从中摸出3个球,至少摸到2个黑球的概率等于( )A.27 B.38 C.37D.928解析:黑球的个数X 服从超几何分布,则至少摸到2个黑球的概率P (X ≥2)=P (X =2)+P (X =3)=C 23C 15C 38+C 33C 05C 38=27.答案:A3.某12人的兴趣小组中,有5名“三好生”,现从中任意选6人参加竞赛,用X 表示这6人中“三好生”的人数,则C 35C 37C 612是表示的概率是( )A .P (X =2)B .P (X =3)C .P (X ≤2)D .P (X ≤3)解析:6人中“三好生”的人数X 服从超几何分布,其中参数为N =12,M =5,n =6,所以P (X =3)=C 35C 37C 612.答案:B4.从一副不含大、小王的52张扑克牌中任意抽出5张,则至少有3张A 的概率为( )A.C 34C 248C 552B.C 348C 24C 552C .1-C 148C 44C 552D.C 34C 248+C 44C 148C 552解析:设X 为抽出的5张扑克牌中含A 的张数.则P (X ≥3)=P (X =3)+P (X =4)=C 34C 248C 552+C 44C 148C 552.答案:D5.某小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2名代表,至少有1名女生当选的概率为________.解析:至少有1名女生当选包括1男1女,2女两种情况,概率为C 13C 17+C 23C 210=815. 答案:8156.知识竞答,共有10个不同的题目,其中选择题6个,判断题4个,小张抽4题,则小张抽到选择题至少2道的概率为________.解析:由题意知小张抽到选择题数X 服从超几何分布(N =10,M =6,n =4), 小张抽到选择题至少2道的概率为:P (X ≥2)=P (X =2)+P (X =3)+P (X =4)=C 26C 24C 410+C 36C 14C 410+C 46C 04C 410=3742.答案:37427.一盒中有12个乒乓球,其中9个新的,3个旧的,从盒中任取3个球来用,用完后装回盒中,此时盒中旧球个数X 是一个随机变量,求X 的分布列.解:由题意知,旧球个数X 的所有可能取值为3,4,5,6.则P (X =3)=C 33C 312=1220,P (X =4)=C 23C 19C 312=27220,P (X =5)=C 29C 13C 312=108220=2755,P (X =6)=C 39C 312=84220=2155.所以X 的分布列为8.在一次购物抽奖活动中,假设10张奖券中有一等奖奖券1张,可获价值50元的奖品,有二等奖奖券3张,每张可获价值10元的奖品,其余6张没有奖品.(1)顾客甲从10张奖券中任意抽取1张,求中奖次数X 的分布列. (2)顾客乙从10张奖券中任意抽取2张. ①求顾客乙中奖的概率;②设顾客乙获得的奖品总价值Y 元,求Y 的分布列.解:(1)抽奖一次,只有中奖和不中奖两种情况,故X 的取值只有0和1两种情况. P (X =1)=C 14C 110=410=25,则P (X =0)=1-P (X =1)=1-25=35.因此X 的分布列为(2)①顾客乙中奖可分为互斥的两类:所抽取的2张奖券中有1张中奖或2张都中奖.故所求概率P =C 14C 16+C 24C 06C 210=3045=23. ②Y 的所有可能取值为0,10,20,50,60,且P (Y =0)=C 04C 26C 210=1545=13,P (Y =10)=C 13C 16C 210=1845=25,P (Y =20)=C 23C 06C 210=345=115,P (Y =50)=C 11C 16C 210=645=215,P (Y =60)=C 11C 13C 210=345=115.因此随机变量Y 的分布列为Y =k 0 10 20 50 60 P (Y =k )1325115215115。
1.5.2二项式系数的性质及应用1.掌握二项式定理展开式中系数的规律,明确二项式系数与各项系数的区别.(重点)2.借助“杨辉三角”数表,掌握二项式系数的对称性、增减性与最大值.(难点)[基础·初探]教材整理1杨辉三角的特点阅读教材P33,完成下列问题.1.每一行中的二项式系数是“对称”的,即第1项与最后一项的二项式系数相等,第2项与倒数第2项的二项式系数相等,…….2.图中每行两端都是1,而且除1以外的每一个数都等于它肩上两个数的和(如图1-5-1).3.图中每行的二项式系数从两端向中间逐渐增大.4.第1行为1=20,第2行的两数之和为2,第3行的三数之和为22……第7行的各数之和为26(如图1-5-1).图1-5-11.如图1-5-2是一个类似杨辉三角的图形,则第n 行的首尾两个数均为________.13 35 6 57 11 11 79 18 22 18 9图1-5-2【解析】 由1,3,5,7,9,…可知它们成等差数列,所以a n =2n -1.【答案】 2n -12.如图1-5-3,由二项式系数构成的杨辉三角中,第________行从左到右第14与第15个数之比为2∶3.11 11 2 11 3 3 11 4 6 4 1……图1-5-3【解析】 设第n 行从左到右第14与第15个数之比为2∶3,则3C 13n =2C 14n ,即3n !13!(n -13)!=2n !14!(n -14)!, 解得n =34.【答案】 34教材整理2 二项式系数的性质阅读教材P 33~P 34,完成下列问题.(a +b )n 展开式的二项式系数C 0n ,C 1n ,…,C n n 有如下性质:(1)C m n =C n -m n ;(2)C m n +C m -1n =C m n +1;(3)当r <n -12时,C r n <C r +1n ;当r >n -12时,C r +1n <C r n ; (4)C 0n +C 1n +…+C n n =2n .1.已知(a +b )n 展开式中只有第5项的二项式系数最大,则n 等于________.【解析】 因为只有第5项的二项式系数最大,所以n 2+1=5,所以n =8.【答案】 82.已知(ax +1)n 的展开式中,二项式系数和为32,则n 等于________.【导学号:29440027】【解析】 二项式系数之和为C 0n +C 1n +…+C n n =2n =32,所以n =5.【答案】 53.(2016·山东高考)若⎝⎛⎭⎪⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数是-80,则实数a =________.【解析】 根据二项展开式的通项公式求解.T r +1=C r 5·(ax 2)5-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =C r 5·a 5-r x 10-52r .令10-52r =5,解得r =2.又展开式中x 5的系数为-80,则有C 25·a 3=-80,解得a =-2. 【答案】 -2[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑:[小组合作型]的数组成一个锯齿形数列:1,2,3,3,6,4,10,5,….记其前n项和为S n,求S19的值.图1-5-4【精彩点拨】由图知,数列中的首项是C22,第2项是C12,第3项是C23,第4项是C13,…,第17项是C210,第18项是C110,第19项是C211.【自主解答】S19=(C22+C12)+(C23+C13)+(C24+C14)+…+(C210+C110)+C211=(C12+C13+C14+…+C110)+(C22+C23+…+C210+C211)=(2+3+4+…+10)+C312=(2+10)×92+220=274.“杨辉三角”问题解决的一般方法观察—分析;试验—猜想;结论—证明,要得到杨辉三角中蕴含的诸多规律,取决于我们的观察能力,观察能力有:横看、竖看、斜看、连续看、隔行看,从多角度观察.如表所示:[再练一题]1.(2016·镇江高二检测)如图1-5-5所示,满足如下条件:①第n 行首尾两数均为n ;②表中的递推关系类似“杨辉三角”.则第10行的第2个数是________,第n 行的第2个数是________.图1-5-5【解析】 由图表可知第10行的第2个数为:(1+2+3+…+9)+1=46,第n 行的第2个数为:[1+2+3+…+(n -1)]+1=n (n -1)2+1=n 2-n +22. 【答案】 46 n 2-n +22设(1012 2 017).(1)求a 0+a 1+a 2+…+a 2 017的值;(2)求a 1+a 3+a 5+…+a 2 017的值;(3)求|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 2 017|的值.【精彩点拨】 先观察所求式子与展开式各项的特点,利用赋值法求解.【自主解答】 (1)令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 2 017=(-1)2 017=-1.①(2)令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…-a 2 017=32 017.②①-②得2(a 1+a 3+…+a 2 017)=-1-32 017,∴a 1+a 3+a 5+…+a 2 017=-1-32 0172. (3)∵T r +1=C r 2 017(-2x )r =(-1)r ·C r 2 017·(2x )r ,∴a2k<0(k∈N*),a2k>0(k∈N*).-1∴|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a2 017|=a0-a1+a2-a3+…-a2 017=32 017.1.解决二项式系数和问题思维流程.2.“赋值法”是解决二项展开式中项的系数常用的方法,根据题目要求,灵活赋给字母不同值.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x=0可得常数项,令x=1可得所有项系数之和,令x=-1可得偶次项系数之和与奇次项系数之和的差.[再练一题]2.若(3x-1)7=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,求:(1)a1+a2+…+a7;(2)a1+a3+a5+a7;(3)a0+a2+a4+a6.【解】(1)令x=0,则a0=-1;令x=1,得a7+a6+…+a1+a0=27=128,①所以a1+a2+…+a7=129.(2)令x=-1,得-a7+a6-a5+a4-a3+a2-a1+a0=(-4)7,②由①-②得2(a1+a3+a5+a7)=128-(-4)7,∴a1+a3+a5+a7=8 256.(3)由①+②得2(a0+a2+a4+a6)=128+(-4)7,∴a0+a2+a4+a6=-8 128.9能被64整除.【精彩点拨】当n=1时,32×1+2-8×1-9=64能被64整除;当n≥2时,将32n +2-8n -9化为(8+1)n +1-8n -9,按二项式定理展开,并提出因式64,若另一个因式为正整数,则能被64整除.【自主解答】 因为n =1时,32n +2-8n -9=64能被64整除;当n ≥2时,32n +2-8n -9=9n +1-8n -9=(8+1)n +1-8n -9=8n +1+C 1n +1·8n +C 2n +1·8n -1+…+C n n +1·8+1-8n -9=82(8n -1+C 1n +1·8n -2+C 2n +1·8n -3+…+C n -1n +1),而(8n -1+C 1n +1·8n -2+C 2n +1·8n -3+…+C n -1n +1)∈N *,所以32n +2-8n -9能被64整除.1.利用二项式证明多项式的整除问题.关键是将被除式变形为二项式的形式,使其展开后每一项均含有除式的因式.若f (x ),g (x ),h (x ),r (x )均为多项式,则:(1)f (x )=g (x )·h (x )⇔f (x )被g (x )整除.(2)f (x )=g (x )·h (x )+r (x )⇔r (x )为g (x )除f (x )后得的余式.2.求余数问题的处理方法.(1)解决这类问题,必须构造一个与题目有关的二项式.(2)用二项式定理处理这类问题,通常把被除数的底数写成除数(或与除数密切关联的数)与某数的和(或差)的形式,再用二项式定理展开,只考虑后面(或者是前面)的几项即可.(3)要注意余数的范围,a =c ·r +b ,这式子中b 为余数,b ∈[0,r ),r 是除数,利用二项式定理展开式变形后,若剩余部分是负数,要注意转换为正数.[再练一题]3.若n 为正奇数,则7n +C 1n ·7n -1+C 2n ·7n -2+…+C n -1n ·7被9除所得的余数是________. 【导学号:29440028】【解析】 原式=(7+1)n -C n n =8n -1=(9-1)n -1=9n -C 1n 9n -1+C 2n ·9n -2-…+C n -1n ·9(-1)n -1+(-1)n -1.n 为奇数,(-1)n -1=-2=-9+7,则余数为7.【答案】 7[探究共研型]探究1等距离的项的系数相等,你可以得到二项式系数的什么性质?【提示】对称性,因为C m n=C n-mn,也可以从f(r)=C r n的图象中得到.探究2计算C k nC k-1n,并说明你得到的结论.【提示】C k nC k-1n=n-k+1k.当k<n+12时,C k nC k-1n>1,说明二项式系数逐渐增大;同理,当k>n+12时,二项式系数逐渐减小.探究3二项式系数何时取得最大值?【提示】当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项C n-12n,Cn+12n相等,且同时取得最大值.已知f(x)=(3x2+3x2)n展开式中各项的系数和比各项的二项式系数和大992.(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项.【精彩点拨】求二项式系数最大的项,利用性质知展开式中中间项(或中间两项)是二项式系数最大的项;求展开式中系数最大的项,必须将x,y的系数均考虑进去,包括“+”“-”号.【自主解答】令x=1,则二项式各项系数的和为f(1)=(1+3)n=4n,又展开式中各项的二项式系数之和为2n.由题意知,4n-2n=992.∴(2n)2-2n-992=0,∴(2n+31)(2n-32)=0,∴2n=-31(舍去)或2n=32,∴n=5.(1)由于n=5为奇数,所以展开式中二项式系数最大的项为中间两项,它们分别是T 3=C 25(x 23)3(3x 2)2=90x 6,T 4=C 35(x 23)2(3x 2)3=270x 223.(2)展开式的通项公式为T r +1=C r 53r ·x 23(5+2r ). 假设T r +1项系数最大,则有⎩⎨⎧C r 53r ≥C r -15·3r -1,C r 53r ≥C r +15·3r +1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 5!(5-r )!r !×3≥5!(6-r )!(r -1)!,5!(5-r )!r !≥5!(4-r )!(r +1)!×3,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3r ≥16-r ,15-r ≥3r +1.∴72≤r ≤92,∵r ∈N ,∴r =4.∴展开式中系数最大的项为T 5=C 45x 23(3x 2)4=405x 263.1.求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质,当n 为奇数时,中间两项的二项式系数最大;当n 为偶数时,中间一项的二项式系数最大.2.求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项是不同的,需根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式组,解不等式的方法求得.[再练一题]4.已知(a 2+1)n 展开式中的各项系数之和等于⎝⎛⎭⎪⎫165x 2+1x 5的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式的系数最大的项等于54,求a 的值.【解】 由⎝⎛⎭⎪⎫165x 2+1x 5,得T r +1=C r 5⎝ ⎛⎭⎪⎫165x 25-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫1655-r ·C r 5·x 20-5r2, 令T r +1为常数项,则20-5r =0,所以r =4,常数项T 5=C 45×165=16. 又(a 2+1)n 展开式中的各项系数之和等于2n , 由此得到2n =16,n =4.所以(a 2+1)4展开式中系数最大项是中间项T 3=C 24a 4=54,所以a =±3.[构建·体系]1.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12n 的展开式中前三项的系数成等差数列,则第四项为________. 【解析】 由题设,得C 0n +14×C 2n =2×12×C 1n , 即n 2-9n +8=0,解得n =8或n =1(不合题意,舍去), 则⎝ ⎛⎭⎪⎫x +128的展开式的通项为 T r +1=C r 8x 8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫12r , 令r +1=4,得r =3,则第四项为T 4=C 38x 5⎝ ⎛⎭⎪⎫123=7x 5. 【答案】 7x 5 2.若⎝⎛⎭⎪⎫3x -1x n 的展开式中各项系数之和为64,则展开式的常数项为________. 【导学号:29440029】【解析】 令x =1,2n =64⇒n =6.由T r +1=C r 6·36-r ·x 6-r 2·(-1)r ·x -r 2=(-1)r C r 636-r x 3-r ,令3-r =0⇒r =3. 所以常数项为-C 3633=-20×27=-540.【答案】 -5403.若(x +3y )n 的展开式中各项系数的和等于(7a +b )10的展开式中二项式系数的和,则n 的值为________.【解析】 (7a +b )10的展开式中二项式系数的和为C 010+C 110+…+C 1010=210,令(x +3y )n 中x =y =1,则由题设知,4n =210,即22n =210,解得n =5.【答案】 54.已知(a -x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,若a 2=80,则a 0+a 1+a 2+…+a 5=________.【解析】 (a -x )5展开式的通项为T k +1=(-1)k C k 5a5-k x k ,令k =2,得a 2=(-1)2C 25a 3=80,解得a =2,即(2-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 5=1.【答案】 15.在⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 28的展开式中, (1)求系数的绝对值最大的项;(2)求二项式系数最大的项;(3)求系数最大的项;(4)求系数最小的项.【解】 T r +1=C r 8(x )8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x 2r =(-1)r C r 82r x 4-5r 2. (1)设第r +1项系数的绝对值最大.则⎩⎨⎧ C r 8·2r ≥C r +18·2r +1,C r 8·2r ≥C r -18·2r -1,∴⎩⎪⎨⎪⎧18-r ≥2r +1,2r ≥19-r . 解得5≤r ≤6.故系数绝对值最大的项是第6项和第7项.(2)二项式系数最大的项为中间项,即为第5项.所以T 5=C 48·24·x 4-202=1 120x -6.(3)由(1)知,展开式中的第6项和第7项系数的绝对值最大,而第6项的系数为负,第7项的系数为正.则系数最大的项为T 7=C 68·26·x -11=1 792x -11. (4)系数最小的项为T 6=(-1)5C 58·25x -172=-1 792x -172.我还有这些不足:(1)(2) 我的课下提升方案:(1)(2)。
1.3.2 “杨辉三角”与二项式系数的性质1.了解杨辉三角各行数字的特点及其与组合数性质、二项展开式系数性质间的关系,培养学生的观察力和归纳推理能力.(重点)2.理解和掌握二项式系数的性质,并会简单应用.(难点)3.理解和初步掌握赋值法及其应用.(重点)[基础·初探]教材整理1 “杨辉三角”阅读教材P 32~P 35第三自然段,完成下列问题.杨辉三角的特点(1)在同一行中,每行两端都是1,与这两个1等距离的项的系数相等.(2)在相邻的两行中,除1以外的每一个数都等于它“肩上”两个数的和,即C r n +1=C r -1n +C r n .1.如图1-3-1是一个类似杨辉三角的图形,则第n 行的首尾两个数均为________.13 35 6 57 11 11 79 18 22 18 9……图1-3-1【解析】 由1,3,5,7,9,…可知它们成等差数列,所以a n =2n -1.【答案】 2n -12.如图1-3-2,由二项式系数构成的杨辉三角中,第________行从左到右第14与第15个数之比为2∶3.11 11 2 11 3 3 11 4 6 4 1……图1-3-2【解析】 设第n 行从左到右第14与第15个数之比为2∶3,则3C 13n =2C 14n ,即3n !13!(n -13)!=2n !14!(n -14)!, 解得n =34.【答案】 34教材整理2 二项式系数的性质阅读教材P 33第四自然段~P 35,完成下列问题.1.二项式系数的性质(1)对称性:在(a +b )n 的展开式中,与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即C 0n =C n n ,C 1n =C n -1n ,…,C r n =C n -r n .(2)增减性与最大值:当k <n +12时,二项式系数是逐渐增大的.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值.当n 是偶数时,中间一项的二项式系数C n 2n 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项的二项各式系数C n -12n与C n +12n 相等,且同时取得最大值.2.各二项式系数的和(1)C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n ;(2)C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1.1.在(1+x)n(n∈N*)的二项展开式中,若只有x5的系数最大,则n=() A.8B.9C.10 D.11【解析】由题意(1+x)n展开式中,x5的系数就是第6项的二项式系数,因为只有它是二项式系数中最大的,所以n=10.【答案】 C2.已知(ax+1)n的展开式中,二项式系数和为32,则n等于________.【导学号:29472034】【解析】二项式系数之和为C0n+C1n+…+C n n=2n=32,所以n=5.【答案】 53.(2x-1)6展开式中各项系数的和为________;各项的二项式系数和为________.【解析】在二项式中,令x=1,得各项系数和为1;各项的二项式系数之和为26=64.【答案】164[小组合作型]与“杨辉三角”有关的问题如图1-3-3,在“杨辉三角”中斜线AB的上方,从1开始箭头所示的数组成一个锯齿形数列:1,2,3,3,6,4,10,5,….记其前n项和为S n,求S19的值.图1-3-3【精彩点拨】由图知,数列中的首项是C22,第2项是C12,第3项是C23,第4项是C13,…,第17项是C210,第18项是C110,第19项是C211.【自主解答】S19=(C22+C12)+(C23+C13)+(C24+C14)+…+(C210+C110)+C211=(C12+C13+C14+…+C110)+(C22+C23+…+C210+C211)=(2+3+4+…+10)+C312=(2+10)×92+220=274.“杨辉三角”问题解决的一般方法观察—分析;试验—猜想;结论—证明,要得到杨辉三角中蕴含的诸多规律,取决于我们的观察能力,观察能力有:横看、竖看、斜看、连续看、隔行看,从多角度观察.如表所示:[再练一题]1.在由二项式系数所构成的杨辉三角形中,第________行中从左至右第14与第15个数的比为2∶3.【解析】 由题可设第n 行的第14个与第15个数的比为2∶3,即二项展开式的第14项和第15项的系数比为C 13n ∶C 14n =2∶3,即n !13!(n -13)!∶n !14!(n -14)!=2∶3,即14n -13=23,解得n =34. 【答案】 34求展开式的系数和设(1-2x )2 017=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 017·x 2 017(x ∈R ).(1)求a 0+a 1+a 2+…+a 2 017的值;(2)求a 1+a 3+a 5+…+a 2 017的值;(3)求|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 2 017|的值.【精彩点拨】 先观察所求式子与展开式各项的特点,利用赋值法求解.【自主解答】 (1)令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 2 017=(-1)2 017=-1.①(2)令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…-a 2 017=32 017.②①-②得2(a 1+a 3+…+a 2 017)=-1-32 017,∴a 1+a 3+a 5+…+a 2 017=-1-32 0172. (3)∵T r +1=C r 2 017(-2x )r =(-1)r ·C r 2 017·(2x )r , ∴a 2k -1<0(k ∈N *),a 2k >0(k ∈N ).∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 2 017|=a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 2 017=32 017.1.解决二项式系数和问题思维流程.2.“赋值法”是解决二项展开式中项的系数常用的方法,根据题目要求,灵活赋给字母不同值.一般地,要使展开式中项的关系变为系数的关系,令x=0可得常数项,令x=1可得所有项系数之和,令x=-1可得偶次项系数之和与奇次项系数之和的差.[再练一题]2.已知(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,求:(1)a0+a1+a2+a3+a4;(2)(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2.【解】(1)由(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,所以a0+a1+a2+a3+a4=1.(2)在(2x-3)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4中,令x=1得(2-3)4=a0+a1+a2+a3+a4,①令x=-1得(-2-3)4=a0-a1+a2-a3+a4.②所以(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2=(a0-a1+a2-a3+a4)(a0+a1+a2+a3+a4)=(-2-3)4(2-3)4=(2+3)4(2-3)4=625.[探究共研型]二项式系数性质的应用探究1根据杨辉三角的特点,在杨辉三角同一行中与两个1等距离的项的系数相等,你可以得到二项式系数的什么性质?【提示】对称性,因为C m n=C n-mn,也可以从f(r)=C r n的图象中得到.探究2计算C k nC k-1n,并说明你得到的结论.【提示】C k nC k-1n=n-k+1k.当k<n+12时,C k nC k-1n>1,说明二项式系数逐渐增大;同理,当k>n+12时,二项式系数逐渐减小.探究3二项式系数何时取得最大值?【提示】当n是偶数时,中间的一项取得最大值;当n是奇数时,中间的两项相等,且同时取得最大值.已知f(x)=(3x2+3x2)n展开式中各项的系数和比各项的二项式系数和大992.(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项.【导学号:29472035】【精彩点拨】求二项式系数最大的项,利用性质知展开式中中间项(或中间两项)是二项式系数最大的项;求展开式中系数最大的项,必须将x,y的系数均考虑进去,包括“+”“-”号.【自主解答】令x=1,则二项式各项系数的和为f(1)=(1+3)n=4n,又展开式中各项的二项式系数之和为2n.由题意知,4n-2n=992.∴(2n)2-2n-992=0,∴(2n+31)(2n-32)=0,∴2n=-31(舍去)或2n=32,∴n=5.则有⎩⎨⎧C r 53r ≥C r -15·3r -1,C r 53r ≥C r +15·3r +1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 5!(5-r )!r !×3≥5!(6-r )!(r -1)!,5!(5-r )!r !≥5!(4-r )!(r +1)!×3,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3r ≥16-r ,15-r ≥3r +1.∴72≤r ≤92,∵r ∈N ,∴r =4.1.求二项式系数最大的项,根据二项式系数的性质,当n 为奇数时,中间两项的二项式系数最大;当n 为偶数时,中间一项的二项式系数最大.2.求展开式中系数最大项与求二项式系数最大项是不同的,需根据各项系数的正、负变化情况,一般采用列不等式组,解不等式的方法求得.[再练一题]3.已知(a 2+1)n 展开式中的各项系数之和等于⎝ ⎛⎭⎪⎫165x 2+1x 5的展开式的常数项,而(a 2+1)n 的展开式的系数最大的项等于54,求a 的值.1.(1+x)2n+1的展开式中,二项式系数最大的项所在项数是()【导学号:29472036】A.n,n+1B.n-1,nC.n+1,n+2 D.n+2,n+3【解析】该展开式共2n+2项,中间两项为第n+1项与第n+2项,所以第n+1项与第n+2项为二项式系数最大的项.【答案】 C2.在(x+y)n展开式中第4项与第8项的系数相等,则展开式中系数最大的项是() A.第6项B.第5项C.第5、6项D.第6、7项【解析】因为C3n=C7n,所以n=10,系数最大的项即为二项式系数最大的项.【答案】 A3.若(x+3y)n的展开式中各项系数的和等于(7a+b)10的展开式中二项式系数的和,则n的值为________.【解析】 (7a +b )10的展开式中二项式系数的和为C 010+C 110+…+C 1010=210,令(x +3y )n 中x =y =1,则由题设知,4n =210,即22n =210,解得n =5.【答案】 54.已知(a -x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,若a 2=80,则a 0+a 1+a 2+…+a 5=________.【解析】 (a -x )5展开式的通项为T k +1=(-1)k C k 5a5-k x k ,令k =2,得a 2=(-1)2C 25a 3=80,解得a =2,即(2-x )5=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 5x 5,令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 5=1.【答案】 15.(1+2x )n 的展开式中第六项与第七项的系数相等,求展开式中二项式系数最大的项和系数最大的项.【解】 T 6=C 5n (2x )5,T 7=C 6n (2x )6,依题意有C 5n 25=C 6n 26,解得n =8.所以(1+2x )n 的展开式中,二项式系数最大的项为T 5=C 48(2x )4=1 120x 4.设第k +1项系数最大,则有⎩⎨⎧C k 82k ≥C k -182k -1,C k 82k ≥C k +182k +1, 解得5≤k ≤6.又因为k ∈{0,1,2,…,8}.所以k =5或k =6.所以系数最大的项为T 6=1 792x 5,T 7=1 792x 6.。
2.4 二项分布 1.理解n次独立重复试验的模型及二项分布.(重点) 2.能利用二项分布解决一些简单的实际问题.(难点)
[基础·初探] 教材整理 二项分布 阅读教材P63~P64“例1”以上部分,完成下列问题. 1.n次独立重复试验 (1)定义:一般地,由n次试验构成,且每次试验相互独立完成,每次试验的结果仅有两种对立的状态,即A与A,每次试验中P(A)=p>0.我们将这样的试验称为n次独立重复试验,也称为伯努利试验. (2)概率计算:在n次独立重复试验中,如果每次试验事件A发生的概率均为p(0Pn(k)=Cknpkqn-k,k=0,1,2,„,n. 2.二项分布 若随机变量X的分布列为P(X=k)=Cknpkqn-k, 其中0<p<1,p+q=1,k=0,1,2,„,n,则称X服从参数为n,p的二项分布,记作X~B(n,p).
1.独立重复试验满足的条件是________.(填序号) ①每次试验之间是相互独立的; ②每次试验只有发生和不发生两种情况; ③每次试验中发生的机会是相同; ④每次试验发生的事件是互斥的. 【解析】 由n次独立重复试验的定义知①②③正确. 【答案】 ①②③ 2.一枚硬币连掷三次,只有一次出现正面的概率为________.
【解析】 抛掷一枚硬币出现正面的概率为12,由于每次试验的结果不受影
响,故由独立重复试验可知,所求概率为P=C1312122=38. 【答案】 38 3.已知随机变量X服从二项分布,X~B6,13,则P(X=2)等于________. 【导学号:29440050】 【解析】 P(X=2)=C261-134132=80243. 【答案】 80243 [质疑·手记] 预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流: 疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑:
[小组合作型] 独立重复试验中的概率问题 (1)某射手射击一次,击中目标的概率是0.9,他连续射击三次,且他每次射击是否击中目标之间没有影响,有下列结论: ①他三次都击中目标的概率是0.93; ②他第三次击中目标的概率是0.9; ③他恰好2次击中目标的概率是2×0.92×0.1; ④他恰好2次未击中目标的概率是3×0.9×0.12. 其中正确结论的序号是________(把正确结论的序号都填上). (2)某气象站天气预报的准确率为80%,计算(结果保留到小数点后面第2位): ①5次预报中恰有2次准确的概率; ②5次预报中至少有2次准确的概率; ③5次预报中恰有2次准确,且其中第3次预报准确的概率. 【精彩点拨】 先判断“射击手连续射击3次”能否看成,“一次射击”试验重复做了三次,同样,气象站5次预报准确与否也可看成是5次独立重复的试验,结合二项分布求概率. 【自主解答】 (1)三次射击是三次独立重复试验,故正确结论的序号是①②④. 【答案】 ①②④ (2)记预报一次准确为事件A,则P(A)=0.8. 5次预报相当于5次独立重复试验, 2次准确的概率为P=C25×0.82×0.23=0.051 2≈0.05, 因此5次预报中恰有2次准确的概率约为0.05. ②“5次预报中至少有2次准确”的对立事件为“5次预报全部不准确或只有1次准确”, 其概率为 P=C05×(0.2)5+C15×0.8×0.24=0.006 72≈0.01. 所以所求概率为1-P=1-0.01=0.99. 所以5次预报中至少有2次准确的概率约为0.99. ③说明第1,2,4,5次中恰有1次准确. 所以概率为P=C14×0.8×0.23×0.8=0.02 048≈0.02, 所以恰有2次准确,且其中第3次预报准确的概率约为0.02.
独立重复试验概率求法的三个步骤 1.判断:依据n次独立重复试验的特征,判断所给试验是否为独立重复试验. 2.分拆:判断所求事件是否需要分拆. 3.计算:就每个事件依据n次独立重复试验的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式计算.
[再练一题] 1.(1)甲、乙两队进行排球比赛,已知在一局比赛中甲队胜的概率为23,没有平局.若进行三局两胜制比赛,先胜两局者为胜,甲获胜的概率为________. (2)在4次独立重复试验中,事件A至少发生1次的概率为6581,则事件A在1次试验中出现的概率为________. 【解析】 (1)“甲获胜”分两类:①甲连胜两局;②前两局中甲胜一局,
并胜最后一局.即P=232+C12×23×13×23=2027. (2)由题意知,C04p0(1-p)4=1-6581,p=13. 【答案】 (1)2027 (2)13 二项分布 一名学生每天骑自行车上学,从家到学校的途中有5个交通岗,假
设他在各交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是13. (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. 【精彩点拨】 (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.
【自主解答】 (1)ξ~B5,13,ξ的分布列为P(ξ=k) =Ck513k235-k,k=0,1,2,3,4,5. (2)η的分布列为P(η=k)=P(前k个是绿灯,第k+1个是红灯)=23k·13,k=0,1,2,3,4; P(η=5)=P(5个均为绿灯)=235. 故η的分布列为 η 0 1 2 3 4 5
P 13 29 427 881 16243 32243
1.本例属于二项分布,当X服从二项分布时,应弄清X~B(n,p)中的试验次数n与成功概率p. 2.解决二项分布问题的两个关注点 (1)对于公式P(X=k)=Cknpk(1-p)n-k(k=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.
[再练一题] 2.在一次数学考试中,第14题和第15题为选做题.规定每位考生必须且
只需在其中选做一题.设4名考生选做每道题的可能性均为12,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“AB+A-B-”,且事件A,B相互独立. ∴P(AB+A-B-)=P(A)P(B)+P(A)P(B) =12×12+1-12×1-12=12. (2)随机变量ξ的可能取值为0,1,2,3,4,且ξ~B4,12. ∴P(ξ=k)=Ck412k1-124-k =Ck4124(k=0,1,2,3,4). ∴随机变量ξ的分布列为 ξ 0 1 2 3 4
P 116 14 38 14 116
[探究共研型] 独立重复试验与二项分布综合应用 探究1 王明在做一道单选题时,从A,B,C,D四个选项中随机选一个答案,他做对的结果数服从二项分布吗?两点分布与二项分布有何关系? 【提示】 做一道题就是做一次试验,做对的次数可以为0次、1次,它服从二项分布.两点分布就是一种特殊的二项分布,即是n=1的二项分布. 探究2 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. 探究3 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否是n次独立重复试验,随机变量是否为在这n次独立重复试验中某事件发生的次数,满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. 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23,乙队中3
人答对的概率分别为23,23,12,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). 【精彩点拨】 (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,p=23; (2)AB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. 【自主解答】 (1)由题意知,ξ的可能取值为0,1,2,3,且
p(ξ=0)=C031-233=127,
P(ξ=1)=C13231-232=29, P(ξ=2)=C232321-23=49, P(ξ=3)=C33233=827. 所以ξ的分布列为 ξ 0 1 2 3
P 127 29 49 827
(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P(C)=C232321-23 23×13×12+13×23×
12+13×13×12=1034,
P(D)=C3323313×13×12=435, 由互斥事件的概率公式得 P(AB)=P(C)+P(D)
=1034+435=3435=34243.