二项分布及其应用(教案)
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二项分布及其应用一、学习目标:1、了解条件概率的概念,了解两个事件相互独立的概念;2、理解n 次独立重复试验模型及二项分布,并能解决一些简单问题。
二、重点、难点:独立重复试验及二项分布三、导读、导思:1、条件概率及其性质(1)对于任何两个事件A 和B ,在已知事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率叫做 ,用符号 来表示,其公式为()A B P 在古典概型中,若用)(A n 表示事件A 中基本事件的个数,则(P . (2)条件概率具有的性质:① ;②如果B 与C 是两互斥事件,则=⋃)(A C B P . 2、相互独立事件(1)对于事件A 、B ,若A 的发生与B 的发生互不影响,则称 (2)若A 与B 相互独立,则()=A B P ,=)(AB P = (3)若A 与B 相互独立,则 , , 也都相互独立。
(4)若()()()B P A P AB P =,则 。
3、二项分布(1)独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种试验中每一次试验只有 种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率都是一样的。
(2)在n 次独立重复试验中,事件A 发生k 次的概率为 (p 为事件A 发生的概率),事件A 发生的次数是一个随机变量X ,其分布列为 ,记为 。
四、导练展示:1、在一次反恐演习中,我方三架武装直升机分布从不同方位对同一目标发动攻击(各放射一枚导弹),由于天气原因,三枚导弹命中目标的概率分别为,8.0,9.0,9.0若至少有两枚导弹命中目标方可将其摧毁,则目标被摧毁的概率为( ) A 、0.998 B 、0.046 C 、0.002 D 、0.9542、在口袋中有不同编号的3个白球和2个黑球,如果不放回地依次取两个球,在第1次取到白球的条件下,第2次也取到白球的概率。
3、甲、乙两射击运动员分别对一目标射击1次,甲射中的概率为0.8,乙射中的概率为0.9,求:(1)2人都射中目标的概率;(2)2人中恰有1人射中目标的概率; (3)2人至少有1人射中目标的概率; (4)2人至多有1人射中目标的概率。
2.2二项分布及其应用教案三2.2.2事件的相互独立性教学目标:知识与技能:理解两个事件相互独立的概念。
过程与方法:能进行一些与事件独立有关的概率的计算。
情感、态度与价值观:通过对实例的分析,会进行简单的应用。
教学重点:独立事件同时发生的概率教学难点:有关独立事件发生的概率计算授课类型:新授课课时安排:2课时教具:多媒体、实物投影仪教学过程:一、复习引入: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,事件发生的频率总是接近某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件的概率,记作.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,不可能事件的概率为,随机事件的概率为,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)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,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个,而且所有结果都是等可能的,如果事件包含个结果,那么事件的概率 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 0互斥事件:不可能同时发生的两个事件.一般地:如果事件中的任何两个都是互斥的,那么就说事件彼此互斥1.对立事件:必然有一个发生的互斥事件.2.互斥事件的概率的求法:如果事件彼此互斥,那么=探究:甲、乙两人各掷一枚硬币,都是正面朝上的概率是多少?事件:甲掷一枚硬币,正面朝上;事件:乙掷一枚硬币,正面朝上甲坛子里有3个白球,2个黑球,乙坛子里有2个白球,2个黑球,从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球的概率是多少?事件:从甲坛子里摸出1个球,得到白球;事件:从乙坛子里摸出1个球,得到白球问题、中事件、是否互斥?(不互斥)可以同时发生吗?(可以)问题、中事件(或)是否发生对事件(或)发生的概率有无影响?(无影响)思考:三张奖券中只有一张能中奖,现分别由三名同学有放回地抽取,事件A为“第一名同学没有抽到中奖奖券”,事件B为“最后一名同学抽到中奖奖券”事件A的发生会影响事件B发生的概率吗?显然,有放回地抽取奖券时,最后一名同学也是从原来的三张奖券中任抽一张,因此第一名同学抽的结果对最后一名同学的抽奖结果没有影响,即事件A的发生不会影响事件B发生的概率.于是P(B|A)=PP二、讲解新课:.相互独立事件的定义:设A,B为两个事件,如果P=PP,则称事件A与事件B相互独立(utuallindependent)事件(或)是否发生对事件(或)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与是相互独立事件,则与,与,与也相互独立2.相互独立事件同时发生的概率:问题2中,“从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球”是一个事件,它的发生,就是事件,同时发生,记作.(简称积事件)从甲坛子里摸出1个球,有5种等可能的结果;从乙坛子里摸出1个球,有4种等可能的结果于是从这两个坛子里分别摸出1个球,共有种等可能的结果同时摸出白球的结果有种所以从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球的概率.另一方面,从甲坛子里摸出1个球,得到白球的概率,从乙坛子里摸出1个球,得到白球的概率.显然.这就是说,两个相互独立事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积一般地,如果事件相互独立,那么这个事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积,即.3.对于事件A与B及它们的和事件与积事件有下面的关系:三、讲解范例:例1某商场推出二次开奖活动,凡购买一定价值的商品可以获得一张奖券.奖券上有一个兑奖号码,可以分别参加两次抽奖方式相同的兑奖活动.如果两次兑奖活动的中奖概率都是005,求两次抽奖中以下事件的概率:都抽到某一指定号码;恰有一次抽到某一指定号码;至少有一次抽到某一指定号码.解:记“第一次抽奖抽到某一指定号码”为事件A,“第二次抽奖抽到某一指定号码”为事件B,则“两次抽奖都抽到某一指定号码”就是事件AB.由于两次抽奖结果互不影响,因此A与B相互独立.于是由独立性可得,两次抽奖都抽到某一指定号码的概率P=PP=005×005=00025“两次抽奖恰有一次抽到某一指定号码”可以用(A)U(B)表示.由于事件A与B互斥,根据概率加法公式和相互独立事件的定义,所求的概率为P=005×+×005=0095“两次抽奖至少有一次抽到某一指定号码”可以用(AB)U+P(A)+P(B)=00025+0095=00975例2甲、乙二射击运动员分别对一目标射击次,甲射中的概率为,乙射中的概率为,求:(1)人都射中目标的概率;(2)人中恰有人射中目标的概率;(3)人至少有人射中目标的概率;(4)人至多有人射中目标的概率?解:记“甲射击次,击中目标”为事件,“乙射击次,击中目标”为事件,则与,与,与,与为相互独立事件,(1)人都射中的概率为:,∴人都射中目标的概率是.(2)“人各射击次,恰有人射中目标”包括两种情况:一种是甲击中、乙未击中(事件发生),另一种是甲未击中、乙击中(事件发生)根据题意,事件与互斥,根据互斥事件的概率加法公式和相互独立事件的概率乘法公式,所求的概率为:∴人中恰有人射中目标的概率是.(3)(法1):2人至少有1人射中包括“2人都中”和“2人有1人不中”2种情况,其概率为.(法2):“2人至少有一个击中”与“2人都未击中”为对立事件,2个都未击中目标的概率是,∴“两人至少有1人击中目标”的概率为.(4)(法1):“至多有1人击中目标”包括“有1人击中”和“2人都未击中”,故所求概率为:.(法2):“至多有1人击中目标”的对立事件是“2人都击中目标”,故所求概率为例3在一段线路中并联着3个自动控制的常开开关,只要其中有1个开关能够闭合,线路就能正常工作假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是07,计算在这段时间内线路正常工作的概率解:分别记这段时间内开关,,能够闭合为事件,,.由题意,这段时间内3个开关是否能够闭合相互之间没有影响根据相互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合的概率是∴这段时间内至少有1个开关能够闭合,,从而使线路能正常工作的概率是.答:在这段时间内线路正常工作的概率是.变式题1:如图添加第四个开关与其它三个开关串联,在某段时间内此开关能够闭合的概率也是07,计算在这段时间内线路正常工作的概率()变式题2:如图两个开关串联再与第三个开关并联,在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是07,计算在这段时间内线路正常工作的概率方法一:方法二:分析要使这段时间内线路正常工作只要排除开且与至少有1个开的情况例4已知某种高炮在它控制的区域内击中敌机的概率为02.(1)假定有5门这种高炮控制某个区域,求敌机进入这个区域后未被击中的概率;(2)要使敌机一旦进入这个区域后有09以上的概率被击中,需至少布置几门高炮?分析:因为敌机被击中的就是至少有1门高炮击中敌机,故敌机被击中的概率即为至少有1门高炮击中敌机的概率解:(1)设敌机被第门高炮击中的事件为,那么5门高炮都未击中敌机的事件为.∵事件,,,,相互独立,∴敌机未被击中的概率为=∴敌机未被击中的概率为.(2)至少需要布置门高炮才能有09以上的概率被击中,仿(1)可得:敌机被击中的概率为1-∴令,∴两边取常用对数,得∵,∴∴至少需要布置11门高炮才能有09以上的概率击中敌机点评:上面例1和例2的解法,都是解应用题的逆向思考方法采用这种方法在解决带有词语“至多”、“至少”的问题时的运用,常常能使问题的解答变得简便四、课堂练习:.在一段时间内,甲去某地的概率是,乙去此地的概率是,假定两人的行动相互之间没有影响,那么在这段时间内至少有1人去此地的概率是2.从甲口袋内摸出1个白球的概率是,从乙口袋内摸出1个白球的概率是,从两个口袋内各摸出1个球,那么等于()2个球都是白球的概率2个球都不是白球的概率2个球不都是白球的概率2个球中恰好有1个是白球的概率3.电灯泡使用时间在1000小时以上概率为02,则3个灯泡在使用1000小时后坏了1个的概率是()01280096010403844.某道路的、、三处设有交通灯,这三盏灯在一分钟内开放绿灯的时间分别为25秒、35秒、45秒,某辆车在这条路上行驶时,三处都不停车的概率是()5.(1)将一个硬币连掷5次,5次都出现正面的概率是;(2)甲、乙两个气象台同时作天气预报,如果它们预报准确的概率分别是08与07,那么在一次预报中两个气象台都预报准确的概率是.6.棉籽的发芽率为09,发育为壮苗的概率为06,(1)每穴播两粒,此穴缺苗的概率为;此穴无壮苗的概率为.(2)每穴播三粒,此穴有苗的概率为;此穴有壮苗的概率为.7.一个工人负责看管4台机床,如果在1小时内这些机床不需要人去照顾的概率第1台是079,第2台是079,第3台是080,第4台是081,且各台机床是否需要照顾相互之间没有影响,计算在这个小时内这4台机床都不需要人去照顾的概率8.制造一种零件,甲机床的废品率是004,乙机床的废品率是005.从它们制造的产品中各任抽1件,其中恰有1件废品的概率是多少?9.甲袋中有8个白球,4个红球;乙袋中有6个白球,6个红球,从每袋中任取一个球,问取得的球是同色的概率是多少?答案:123B4A56,,7P=8P=9提示:五、小结:两个事件相互独立,是指它们其中一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响一般地,两个事件不可能即互斥又相互独立,因为互斥事件是不可能同时发生的,而相互独立事件是以它们能够同时发生为前提的相互独立事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,这一点与互斥事件的概率和也是不同的六、课后作业:课本58页练习1、2、3第60页习题22A组4B组1七、板书设计(略)八、教学反思:理解两个事件相互独立的概念。
2.2.2 事件的相互独立性整体设计教材分析概率论是研究和揭示随机现象规律性的数学分支.它的理论和方法渗透到现实世界的各个领域,应用极为广泛.而在概率论中,独立性是极其重要的概念,它的主要作用是简化概率计算.相互独立事件同时发生的概率与前面学习的等可能性事件、互斥事件有一个发生的概率,是三类典型的概率模型.将复杂问题分解为这三种基本形式,是处理概率问题的基本方法.因此,本节内容的学习,既是对前面所学知识的深化与拓展,又是提高学生解决现实问题能力的一种途径,更是加强学生应用意识的良好素材.在本节中引入独立性的概念主要是为了介绍二项分布的产生背景,为下一节起铺垫作用.课时分配1课时教学目标知识与技能理解两个事件相互独立的概念,能进行与事件独立性有关的概率的计算.过程与方法通过教学渗透由特殊到一般的数学思想,提高解决实际问题的能力.情感、态度与价值观通过对实例的分析,问题的探究,学会合作,提高学习数学的兴趣.重点难点教学重点:独立事件同时发生的概率.教学难点:有关独立事件发生的概率计算.教学过程引入新课我们知道求事件的概率有加法公式:假设事件A与B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B).那么怎么求A与B的积事件AB呢?回顾旧知:1.事件A 与B 至少有一个发生的事件叫做A 与B 的和事件,记为A∪B(或A +B);2.事件A 与B 都发生的事件叫做A 与B 的积事件,记为A∩B(或AB);如果事件A 1,A 2,…,A n 彼此互斥,那么P(A 1+A 2+…+A n )=P(A 1)+P(A 2)+…+P(A n ).提出问题:甲果盘里有3个苹果,2个橙子,乙果盘里有2个苹果,2个橙子,从这两个果盘里分别摸出1个水果,它们都是苹果的概率是多少?活动结果:不妨设事件A :“从甲果盘里摸出1个水果,得到苹果〞;事件B :“从乙果盘里摸出1个水果,得到苹果〞.“从这两个果盘里分别摸出1个水果,它们都是苹果〞是一个事件,它的发生,就是事件A ,B 同时发生,记作AB.(简称积事件)从甲果盘里摸出1个水果,有5种等可能的结果;从乙果盘里摸出1个水果,有4种等可能的结果.于是从这两个果盘里分别摸出1个水果,共有5×4种等可能的结果.同时摸出苹果的结果有3×2种.所以从这两个果盘里分别摸出1个水果,它们都是苹果的概率P(AB)=3×25×4=310. 探究新知提出问题:大家观察P(AB)与P(A)、P(B)有怎样的关系?活动结果:从甲果盘里摸出1个水果,得到苹果的概率P(A)=35,从乙果盘里摸出1个水果,得到苹果的概率P(B)=24.显然P(AB)=P(A)P(B). 继续探究:事件A 、B 是否互斥?(不互斥)可以同时发生吗?(可以)事件A 是否发生对事件B 发生的概率有无影响?(无影响)探究结果:显然,事件A“从甲果盘里摸出1个水果,得到苹果〞对事件B“从乙果盘里摸出1个球水果,得到苹果〞没有影响,即事件A的发生不会影响事件B发生的概率.于是:P(B|A)=P(B),又P(B|A)=P(AB)P(A),易得:P(AB)=P(A)P(B|A)=P(A)P(B).将上述问题一般化,得出如下定义:1.相互独立事件的定义:设A,B为两个事件,如果P(AB)=P(A)P(B),那么称事件A与事件B相互独立(mutually independent).理解新知事件A(或B)是否发生对事件B(或A)发生的概率没有影响,这样的两个事件就叫做相互独立事件.假设A与B是相互独立事件,那么A与B,A与B,A与B也相互独立.简证:假设A与B是相互独立事件,那么P(AB)=P(A)P(B).所以P(A B)=P(A)-P(AB)=P(A)-P(A)P(B)=P(A)(1-P(B))=P(A)P(B);P(A B)=P(B)-P(AB)=P(B)-P(A)P(B)=(1-P(A))P(B)=P(A)P(B);P(A B)=P(A)-P(A B)=P(A)-P(A)P(B)=P(A)(1-P(B))=P(A)P(B);即A与B,A与B,A与B也相互独立.教师指出:定义说明如果P(AB)=P(A)P(B),那么称事件A与事件B相互独立,反之亦然.2.相互独立事件同时发生的概率:P(AB)=P(A)P(B).即两个相互独立事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积.类比:假设事件A与B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B).提出问题:该结论能否推广到一般情形?P(A1+A2+…+A n)=P(A1)+P(A2)+…+P(A n).活动结果:一般地,如果事件A1,A2,…,A n相互独立,那么这n个事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积,P(A1A2…A n)=P(A1)P(A2)…P(A n).运用新知例1诸葛亮解出问题的概率为0.8,臭皮匠老大解出问题的概率为0.5,老二为0.45,老三为0.4,且每个人必须独立解题,问三个臭皮匠中至少有一人解出的概率与诸葛亮解出的概率比较,谁大?设计意图:题目富有趣味性,激发学生兴趣,使其创造力得到进一步发挥.解:设“臭皮匠老大解出问题〞为事件A,“老二解出问题〞为事件B,“老三解出问题〞为事件C,“诸葛亮解出问题〞为事件D,那么三个臭皮匠中至少有一人解出问题的概率为1-P(A B C)=1-0.5×0.55×0.6=0.835>0.8=P(D).所以,合三个臭皮匠之力解出问题的把握就大过诸葛亮.例2甲、乙二射击运动员分别对一目标射击1次,甲射中的概率为0.8,乙射中的概率为0.9,求:(1)2人都射中目标的概率;(2)2人中恰有1人射中目标的概率;(3)2人至少有1人射中目标的概率;(4)2人至多有1人射中目标的概率.解:记“甲射击1次,击中目标〞为事件A,“乙射击1次,击中目标〞为事件B,那么A与B,A与B,A与B,A与B为相互独立事件,(1)2人都射中的概率为:P(AB)=P(A)P(B)=0.8×0.9=0.72,∴2人都射中目标的概率是0.72.(2)“2人各射击1次,恰有1人射中目标〞包括两种情况:一种是甲射中、乙未射中(事件A B发生),另一种是甲未射中、乙射中(事件A B发生).根据题意,事件A B与A B互斥,根据互斥事件的概率加法公式和相互独立事件的概率乘法公式,所求的概率为:P(A B)+P(A B)=P(A)P(B)+P(A)P(B)=0.8×(1-0.9)+(1-0.8)×0.9=0.08+0.18=0.26,∴2人中恰有1人射中目标的概率是0.26.(3)(法1):“2人至少有1人射中〞包括“2人都中〞和“2人有1人不中〞两种情况,其概率为P=P(AB)+[P(A B)+P(A B)]=0.72+0.26=0.98.(法2):“2人至少有一个射中〞与“2人都未射中〞为对立事件,2人都未射中目标的概率是P(A B)=P(A)P(B)=(1-0.8)(1-0.9)=0.02,∴2人至少有1人射中目标的概率为P=1-P(A B)=1-0.02=0.98.(4)(法1):“至多有1人射中目标〞包括“有1人射中〞和“2人都未射中〞,故所求概率为:P=P(A B)+P(A B)+P(A B)=P(A)P(B)+P(A)P(B)+P(A)P(B)=0.02+0.08+0.18=0.28.(法2):“至多有1人射中目标〞的对立事件是“2人都射中目标〞,故所求概率为P=1-P(AB)=1-P(A)P(B)=1-0.72=0.28.[变练演编]在一段线路中并联着3个自动控制的常开开关,只要其中有1个开关能够闭合,线路就能正常工作.假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率.解:分别记这段时间内开关J A,,J C能够闭合为事件A,B,C.由题意,这段时间内3个开关是否能够闭合相互之间没有影响.根据相互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合的概率是P(A B C)=P(A)P(B)P(C)=[1-P(A)][1-P(B)][1-P(C)]=(1-0.7)(1-0.7)(1-0.7)=0.027.∴这段时间内至少有1个开关能够闭合,从而使线路能正常工作的概率是1-P(A BC)=1-0.027=0.973.答:在这段时间内线路正常工作的概率是0.973.变式1:如图添加第四个开关J D与其他三个开关串联,在某段时间内此开关能够闭合的概率也是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率.([1-P(A B C)]·P(D)=0.973×0.7=0.681 1)变式2:如图两个开关串联再与第三个开关并联,在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率.方法一:P(A B C)+P(A BC)+P(A B C)+P(ABC)+P(AB C)=P(A)P(B)P(C)+P(A)P(B)P(C)+P(A)P(B)P(C)+P(A)P(B)P(C)+P(A)P(B)P(C)=0.847.方法二:分析要使这段时间内线路正常工作只要排除J C开且J A与至少有1个开的情况.那么1-P(C)[1-P(AB)]=1-0.3×(1-0.72)=0.847.[达标检测]某种高炮在它控制的区域内击中敌机的概率为0.2.(1)假定有5门这种高炮控制某个区域,求敌机进入这个区域后未被击中的概率;(2)要使敌机一旦进入这个区域后有0.9以上的概率被击中,需至少布置几门高炮?分析:因为敌机被击中就是至少有1门高炮击中敌机,故敌机被击中的概率即为至少有1门高炮击中敌机的概率.解:(1)设“敌机被第k门高炮击中〞为事件为A k(k=1,2,3,4,5),那么5门高炮都未击中敌机的事件为A1A2A3A4A5 .∵事件A 1,A 2,A 3,A 4,A 5相互独立,∴敌机未被击中的概率为P(A 1A 2A 3A 4A 5 )=P(A 1)P(A 2)P(A 3)P(A 4)P(A 5)=(1-0.2)5=(45)5. ∴敌机未被击中的概率为(45)5. (2)设至少需要布置n 门高炮才能有0.9以上的概率击中敌机,仿照(1)可得:敌机被击中的概率为1-(45)n ,∴令1-(45)n ≥0.9.∴(45)n ≤110. 两边取常用对数,得n≥11-3lg2≈10.3. ∵n∈N *,∴n=11.∴至少需要布置11门高炮才能有0.9以上的概率击中敌机.点评:逆向思考方法在解决带有词语“至多〞、“至少〞的问题时的运用,常常能使问题的解答变得简便.课堂小结1.一般地,两个事件不可能既互斥又相互独立,因为互斥事件不可能同时发生,而相互独立事件是以它们能够同时发生为前提.相互独立事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,这一点与互斥事件的概率和也是不同的.(列表比较)2.解决概率问题的关键:分解复杂问题为基本的互斥事件与相互独立事件. 补充练习[基础练习]1.袋中有2个白球,3个黑球,从中依次取出2个,那么取出两个都是白球的概率是( )A.12B.25C.35D.1102.甲、乙、丙三人独立地去译一个密码,分别译出的概率为15,13,14,那么此密码能译出的概率是( )A.160B.25C.35D.59603.两个篮球运动员在罚球时命中概率分别是0.7和0.6,每人投篮3次,那么2人都恰好进2球的概率是________.答案:1.D 2.C 3.0.190 512[拓展练习]某人忘记了的最后一个数字,因而他随意地拨号,假设拨过了的不再重复,试求以下事件的概率:(1)第3次拨号才接通;(2)拨号不超过3次而接通.解:设A i ={第i 次拨号接通},i =1,2,3.(1)第3次才接通可表示为A 1A 2A 3,于是所求概率为P(A 1A 2A 3)=910×89×18=110; (2)拨号不超过3次而接通可表示为:A 1+A 1A 2+A 1A 2A 3,于是所求概率为P(A 1+A 1A 2+A 1A 2A 3)=P(A 1)+P(A 1A 2)+P(A 1A 2A 3)=110+910×19+910×89×18=310. 设计说明本节课由六个基本环节组成:复习旧知,创造类比条件―→提出问题,引发思考―→合作交流,感知问题―→类比联想,探索问题―→实践应用,解决问题―→小结反思,深化拓展.(1)以问题作为教学的主线.在趣味性情境中发现问题,在猜想、对比性问题中展开探索,在实践应用性问题中感悟数学的思维与方法.(2)以课堂作为教学的辐射源.通过教师、学生、多媒体多点辐射,带动和提高所有学生的学习积极性与主动性.备课资料1.甲、乙两人独立地解决同一问题,甲解决这个问题的概率是p 1,乙解决这个问题的概率是p 2,那么恰好有1人解决这个问题的概率是( )A.p1p2B.p1(1-p2)+p2(1-p1)C.1-p1p2D.1-(1-p1)(1-p2)答案:B2.某商场推出二次开奖活动,凡购买一定价值的商品可以获得一X奖券.奖券上有一个兑奖,可以分别参加两次抽奖方式相同的兑奖活动.如果两次兑奖活动的中奖概率都是0.05,求两次抽奖中以下事件的概率:(1)都抽到某一指定;(2)恰有一次抽到某一指定;(3)至少有一次抽到某一指定.解:记“第一次抽奖抽到某一指定〞为事件A,“第二次抽奖抽到某一指定〞为事件B,那么“两次抽奖都抽到某一指定〞就是事件AB.(1)由于两次抽奖结果互不影响,因此A与B相互独立.于是由独立性可得,两次抽奖都抽到某一指定的概率为P(AB)=P(A)P(B)=0.05×0.05=0.002 5.(2)“两次抽奖恰有一次抽到某一指定〞可以用(A B)∪(A B)表示.由于事件A B与A B互斥,根据概率的加法公式和相互独立事件的定义,可得所求的概率为P(A B)+P(A B)=P(A)P(B)+P(A)P(B)=0.05×(1-0.05)+(1-0.05)×0.05=0.095.(3)“两次抽奖至少有一次抽到某一指定〞可以用(AB)∪(A B)∪(A B)表示.由于事件AB,A B和A B两两互斥,根据概率的加法公式和相互独立事件的定义,可得所求的概率为P(AB)+P(A B)+P(A B)=0.002 5+0.095=0.097 5.。
2.2.3 独立重复试验与二项分布整体设计教材分析本节内容是新课标教材选修2—3第二章《随机变量及其分布》的第二节《二项分布及其应用》的第三小节.通过前面的学习,学生已经学习掌握了有关概率和统计的基础知识:古典概率、互斥事件概率、条件概率、相互独立事件概率的求法以及分布列的有关内容.独立重复试验是研究随机现象的重要途径之一,很多概率模型的建立都以独立重复试验为背景,二项分布就是来自于独立重复试验的一个概率模型.二项分布是继超几何分布后的又一应用广泛的概率模型,而超几何分布在产品数量n相当大时可以近似地看成二项分布.在自然现象和社会现象中,大量的随机变量都服从或近似地服从二项分布,实际应用广泛,理论上也非常重要.可以说本节内容是对前面所学知识的综合应用,是一种模型的构建,是从实际入手,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.会对今后数学及相关学科的学习产生深远的影响.课时分配1课时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,能解答简单实际问题;能进行与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算.过程与方法通过主动探究、自主合作、相互交流,从具体事例中归纳出数学概念,使学生充分体会知识的发现过程,并渗透由特殊到一般,由具体到抽象的数学思想方法.情感、态度与价值观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.重点难点教学重点: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.教学过程复习旧知互斥事件: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A1,A2,…,A n彼此互斥,那么P(A1+A2+…+A n)=P(A1)+P(A2)+…+P(A n).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.相互独立事件同时发生的概率:P(AB)=P(A)P(B)一般地,如果事件A1,A2,…,A n相互独立,那么这n个事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积,P(A1A2…A n)=P(A1)P(A2)…P(A n).探究新知提出问题:分析下面的试验,它们有什么共同特点?(1)某人射击1次,击中目标的概率是0.8,他连续射击3次;(2)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(即先赢3局就胜出);(3)连续投掷一个骰子5次.活动结果:在同一条件下多次重复地做某个试验.(由学生归纳后给出定义)1.n次独立重复试验的定义: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A i(i=1,2,…,n)是“第i次试验的结果”.显然,P(A1A2…A n)=P(A1)P(A2)…P(A n)提出问题:在前面问题(1)基础上,求:①第一次命中,后面两次不中的概率;②恰有一次命中的概率;③恰有两次命中的概率.活动设计:由浅入深,增加梯度,旨在引导学生归纳独立重复试验的概率公式.活动结果:记事件“第i次击中目标”为A i(i=1,2,3),则A1、A2、A3相互独立,且P(A1)=P(A2)=P(A3)=0.8.①第一次命中,后面两次不中的事件即A1A2A3,∴P(A1A2A3)=P(A1)[1-P(A2)][1-P(A3)]=0.032.②三次射击恰有一次命中的事件即A1A2A3+A1A2A3+A1 A2A3,∴三次射击恰有一次命中的事件的概率为P3(1)=3×0.8×0.2×0.2=0.096.③三次射击恰有两次命中的事件即A1A2A3+A1A2A3+A1A2A3,∴三次射击恰有两次命中的事件的概率为P3(2)=3×0.8×0.8×0.2=0.384.教师指出:由刚才的问题不难发现这样一个事实:P3(1)=3×0.8×0.2×0.2=C13×0.8×(1-0.8)2=0.096,P3(2)=3×0.8×0.8×0.2=C23×0.82×(1-0.8)=0.384,推广到一般形式:n次射击试验,命中k次的概率P n(k)=C k n 0.8k(1-0.8)n-k.理解新知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P n(k)=C k n p k(1-p)n-k,它是二项式[(1-p)+p]n展开式的第k+1项.设计意图:理所当然引出二项分布概念.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X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P(X=k)=C k n p k q n-k(k=0,1,2,…,n,q=1-p).于是得到随机变量X的概率分布如下:由于C k n p k q n-k恰好是二项展开式:(q+p)n=C0n p0q n+C1n p1q n-1+…+C k n p k q n-k+…+C n n p n q0中的第k+1项的值,所以称这样的随机变量X服从二项分布,记作X~B(n,p),其中p称为成功概率.运用新知例1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)求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. (1)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P(A)=C 33(12)3=18. 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P(B)=C 23×(12)2×12×12=316. 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P(C)=C 24×(12)2×(12)2×12=316. (2)记事件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P(D)=P(A +B +C)=P(A)+P(B)+P(C)=18+316+316=12. 答:按比赛规则甲获胜的概率为12. 例2重复抛掷一枚骰子5次得到点数为6的次数记为ξ,求P(ξ>3).解:依题意,随机变量ξ~B(5,16). ∴P(ξ=4)=C 45(16)4·56=257 776,P(ξ=5)=C 55(16)5=17 776. ∴P(ξ>3)=P(ξ=4)+P(ξ=5)=133 888. 【变练演编】甲乙两选手比赛,假设每局比赛甲胜的概率为0.6,乙胜的概率为0.4,那么采取三局两胜制还是五局三胜制对甲更有利?你对局制长短的设置有何认识?设计意图:此题设计新颖,贴近生活,贴近高考,一下子把学生带到了全新的知识场景中,强大的诱惑力促使每个学生积极思考.此题是开放性试题,不是直接要你求什么、证什么,培养学生的发散性思维和创造性思维.解:三局两胜制中,甲获胜分三种情形:甲连胜两局;甲前两局中胜一局,第三局胜.故P(甲获胜)=0.62+C 12×0.62×0.4=0.648.五局三胜制中,甲获胜分三种情形:甲连胜三局;甲前三局中胜两局,第四局胜;甲前四局中胜两局,第五局胜.故P(甲获胜)=0.63+C 23×0.63×0.4+C 24×0.63×0.42≈0.683.可以看出五局三胜制对甲有利,并由此可以猜测比赛的总局数越多甲获胜的概率越大.因此,为使比赛公平,比赛的局数不能太少.变式:如果要求在这两种赛制比赛中必须打完全部比赛,结论会有变化吗?解:设甲获胜的局数为随机变量X ,在三局两胜制中,X ~B(3,0.6),因此甲获胜的概率为P(X≥2)=P(X =2)+P(X =3)=C 23×0.62×0.4+0.63=0.648.在五局三胜制中,X ~B(5,0.6),因此甲获胜的概率为P(X≥3)=P(X =3)+P(X =4)+P(X =5)=C 35×0.63×0.42+C 45×0.64×0.4+0.65≈0.683.【达标检测】1.每次试验的成功率为p(0<p<1),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 .C 310p 3(1-p)7B .C 310p 3(1-p)3C .p 3(1-p)7D .p 7(1-p)32.10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 .C 310×0.72×0.3B .C 13×0.72×0.3C.310D.3A 27·A 13A 310答案:1.C 2.B 课堂小结1.独立重复试验要从三方面考虑.第一:每次试验是在相同条件下进行.第二:各次试验中的事件是相互独立的.第三,每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生.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P n (k)=C k n p k (1-p)n -k .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 ,P(A )=1-p ,所以上面的公式恰为[(1-p)+p]n展开式中的第k +1项,可见排列组合、二项式定理及概率间存在着密切的联系. 补充练习【基础练习】1.将一枚硬币连续抛掷5次,则正面向上的次数X 的分布为( )A .X ~B(5,0.5)B .X ~B(0.5,5)C .X ~B(2,0.5)D .X ~B(5,1)2.随机变量X ~B(3,0.6),则P(X =1)等于( )A .0.192B .0.288C .0.648D .0.2543.某人考试,共有5题,解对4题为及格,若他解一道题的正确率为0.6,则他及格的概率为( )A.81125B.81625C.1 0533 125D.243625答案:1.A 2.B 3.C【拓展练习】有一批食品出厂前要进行五项指标检验,如果有两项指标不合格,则这批食品不能出厂.已知每项指标抽检是相互独立的,且每项抽检出现不合格的概率都是0.2.(1)求这批产品不能出厂的概率(保留三位有效数字);(2)求直至五项指标全部检验完毕,才能确定该批食品是否出厂的概率(保留三位有效数字).解:(1)这批食品不能出厂的概率是:P=1-0.85-C15×0.84×0.2≈0.263.(2)五项指标全部检验完毕,这批食品可以出厂的概率是:P1=C14×0.2×0.83×0.8,五项指标全部检验完毕,这批食品不能出厂的概率是:P2=C14×0.2×0.83×0.2,由互斥事件只能有一个发生的概率加法可知,五项指标全部检验完毕,才能确定这批产品是否出厂的概率是:P=P1+P2=C14×0.2×0.83=0.409 6≈0.410.设计说明在整个教学过程中,主要采用“诱思探究教学法”,其核心是“诱导思维,探索研究”,其教学思想是“教师为主导,学生为主体,训练为主线,思维为主攻”的“四为主”原则.教师不是抛售现成的结论,而是充分利用学生的思维,展示“发现”的过程,突出“师生互动”的教学,这种设计充分体现了教师的主导作用.学生在一系列的思考、探究中逐步完成了本节的学习任务,充分实现了学生的主体性地位,在整个教学过程中,始终着眼于培养学生的思维能力,这种设计符合现代教学观和学习观的精神,体现了素质教育的要求.备课资料备选例题:1.某会议室用5盏灯照明,每盏灯各使用灯泡一只,且型号相同.假定每盏灯能否正常照明只与灯泡的使用寿命有关,该型号的灯泡的使用寿命为1年以上的概率为p1,使用寿命为2年以上的概率为p2.从使用之日起每满1年进行一次灯泡更换工作,只更换已坏的灯泡,平时不换.(Ⅰ)在第一次灯泡更换工作中,求不需要换灯泡的概率和更换2只灯泡的概率;(Ⅱ)在第二次灯泡更换工作中,对其中某一盏灯来说,求该盏灯需要更换灯泡的概率;(Ⅲ)当p1=0.8,p2=0.3时,求在第二次灯泡更换工作中,至少需要更换4只灯泡的概率(结果保留两位有效数字).分析:对于(Ⅰ),不需要换灯泡,则说明这5只灯泡的使用寿命都在1年以上,每只发生的概率均为p1;更换2只灯泡,则说明这5只灯泡中有且仅有2只灯泡的使用寿命均不超过1年,其发生的概率均为(1-p1),但是哪两只不确定;而对于(Ⅱ),一是这盏灯是确定的;二是这盏灯有两种可能,一种是第一、二次均更换;另一种是第一次未换,但第二次需要更换;对于(Ⅲ),包括换4只和换5只两种情况.解:(Ⅰ)在第一次更换灯泡工作中,不需要换灯泡的概率为p51;需要更换2只灯泡的概率为C25p31(1-p1)2;(Ⅱ)对该盏灯来说,在第一、二次都更换了灯泡的概率为(1-p1)2;在第一次未更换灯泡,而在第二次需要更换灯泡的概率为p1(1-p2),故所求的概率为p=(1-p1)2+p1(1-p2);(Ⅲ)在第二次灯泡更换工作中,至少换4只灯泡包括换4只和换5只两种情况,换5只的概率为p5(其中p为(Ⅱ)中所求,下同),换4只的概率为C15p4(1-p),故至少换4只灯泡的概率为p3=p5+C15p4(1-p).又当p1=0.8,p2=0.3时,p=0.22+0.8×0.7=0.6,∴p3=0.65+5×0.64×0.4=0.34.即满2年至少需要换4只灯泡的概率为0.34.点评:分情况进行讨论,一定要注意不重不漏地全部考虑到.2.某单位6个员工借助互联网开展工作,每个员工上网的概率都是0.5(相互独立).(Ⅰ)求至少3人同时上网的概率;(Ⅱ)至少几人同时上网的概率小于0.3?解:(Ⅰ)方法1:利用分类讨论的思想解决.将“至少3人同时上网的概率”转化为“恰有3人同时上网,恰有4人同时上网,恰有5人同时上网,恰有6人同时上网”四种情形,即C 36(0.5)6+C 46(0.5)6+C 56(0.5)6+C 66(0.5)6=2132. 方法2:利用正难则反的思想解决.将“至少3人同时上网的概率”转化为“1减去至多2人同时上网的概率”,即1-C 06(0.5)6-C 16(0.5)6-C 26(0.5)6=1-1132=2132. (Ⅱ)至少4人同时上网的概率为C 46(0.5)6+C 56(0.5)6+C 66(0.5)6=1132>0.3, 至少5人同时上网的概率为(C 56+C 66)(0.5)6=764<0.3, 因此,至少5人同时上网的概率小于0.3.。
北师大版选修2《二项分布》教案及教学反思作为高中数学必修的一部分,概率论是学生们接触的一个重要课程,而在概率论的学习中,二项分布作为其中的一个重要的分布,是同学们必须掌握的概率分布之一。
为此,在教学过程中,我准备了一份《二项分布》的教案,并就教学中的一些问题进行了反思与总结。
教学目标通过学习《二项分布》这一课程,学生能够理解并熟练掌握二项分布的概念和基本性质,能够灵活地运用二项分布进行概率计算,能够将所学知识应用到生活实际问题中,从而提高他们的数学素养。
教学内容和过程教学内容1.二项分布的概念和基本性质2.二项分布的公式及其应用3.二项分布与其它概率分布的联系和区别教学过程第一部分:引入1.引出二项分布所描述的实际情境,如掷硬币、抽取球等,并简单解决相应的问题。
2.导入二项分布的概念和意义,引出概率分布的概念以及个别、间断变量和连续变量的区别第二部分:讲解1.介绍二项分布的基本定义和性质,如自变量、概率函数等。
2.示范如何推导二项分布的公式,以及如何求解相关问题,如最大值、最小值、期望等。
3.讲解二项分布与其它概率分布的比较,如伯努利分布、泊松分布等。
第三部分:练习1.教师示范通过样例计算,学生负责跟随一起完成。
2.自主试题,贴合实际问题,突出二项分布的应用。
第四部分:总结1.进行课堂回顾,梳理并确定知识点。
2.教师自评、学生互评,收集意见和建议。
教学反思教学优点1.教学过程中与实际问题紧密结合,使学生能够准确理解二项分布的概念和意义。
2.教师示范计算,学生跟随完成,学生在计算过程中不会出现错误,掌握的知识比较全面。
3.自主试题突出了二项分布的应用,学生能够更好地将所学的知识应用到实际问题中去。
教学不足1.教学内容相对比较单一,学生在练习和运用上有待完善。
2.缺少互动环节,学生在互相交流和讨论方面表现不足。
教学改进1.在试题设计和分组上再进一步思考,让学生在更多的实际问题中进行二项分布的应用。
2.适当增加互动环节,让学生在互相交流和讨论的过程中互相促进、取长补短。
教学过程一、复习预习1、预习条件概率2、预习事件相互独立的概念3、预习独立重复试验和二项分布二、知识讲解考点1条件概率及其性质(1)对于任何两个事件A和B,在已知事件A发生的条件下,事件B发生的概率叫做条件概率,用符号P(B|A)来表示,其公式为P(B|A)=P(AB)P(A)(P(A)>0).在古典概型中,若用n(A)表示事件A中基本事件的个数,则P(B|A)=n(AB) n(A).(2)条件概率具有的性质:①0≤P(B|A)≤1;②如果B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A).考点2相互独立事件(1)对于事件A、B,若A的发生与B的发生互不影响,则称A、B是相互独立事件.(2)若A与B相互独立,则P(B|A)=P(B),P(AB)=P(B|A)P(A)=P(A)P(B).(3)若A与B相互独立,则A与B,A与B,A与B也都相互独立.(4)若P(AB)=P(A)P(B),则A与B相互独立.考点3二项分布(1)独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种试验中每一次试验只有__两__种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率都是一样的.(2)在n次独立重复试验中,用X表示事件A发生的次数,设每次试验中事件A发生的概率为p,则P(X=k)=C k n p k(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n),此时称随机变量X服从二项分布,记为X~B(n,p),并称p为成功概率.三、例题精析【例题1】【题干】在100件产品中有95件合格品,5件不合格品.现从中不放回地取两次,每次任取一件,则在第一次取到不合格品后,第二次再取到不合格品的概率为________【答案】499. 【解析】方法一 设A ={第一次取到不合格品},B ={第二次取到不合格品},则P (AB )=C 25C 2100,所以P (B |A )=P (AB )P (A )=5×4100×995100=499. 方法二 第一次取到不合格品后还剩余99件产品,其中有4件不合格品,故第二次取到不合格品的概率为499. 【例题2】【题干】从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A =“取到的2个数之和为偶数”,事件B=“取到的2个数均为偶数”,则P (B |A )等于( )A.18B.14C.25D.12【答案】 B【解析】 P (A )=C 23+C 22C 25=25,P (AB )=C 22C 25=110,P (B |A )=P (AB )P (A )=14.【例题3】【题干】甲、乙两人轮流投篮,每人每次投一球.约定甲先投且先投中者获胜,一直到有人获胜或每人都已投球3次时投篮结束.设甲每次投篮投中的概率为13,乙每次投篮投中的概率为12,且各次投篮互不影响. (1)求乙获胜的概率;(2)求投篮结束时乙只投了2个球的概率.【答案】见解析【解析】 设A k 、B k 分别表示甲、乙在第k 次投篮投中,则P (A k )=13,P (B k )=12(k =1,2,3). (1)记“乙获胜”为事件C ,由互斥事件有一个发生的概率与相互独立事件同时发生的概率计算公式知P (C )=P (A 1B 1)+P (A 1 B 1 A 2B 2)+P (A 1 B 1 A 2 B 2 A 3B 3)=P (A 1)P (B 1)+P (A 1)P (B 1)P (A 2)P (B 2)+P (A 1)·P (B 1)P (A 2)P (B 2)P (A 3)P (B 3) =23×12+⎝⎛⎭⎫232⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫233⎝⎛⎭⎫123=1327. (2)记“投篮结束时乙只投了2个球”为事件D ,则由互斥事件有一个发生的概率与相互独立事件同时发生的概率计算公式知P (D )=P (A 1 B 1 A 2B 2)+P (A 1 B 1 A 2 B 2A 3)=P (A 1)P (B 1)P (A 2)P (B 2)+P (A 1)P (B 1)P (A 2)P (B 2)·P (A 3)=⎝⎛⎭⎫232⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫232⎝⎛⎭⎫122×13=427.【例题4】【题干】甲、乙两人各进行一次射击,如果两人击中目标的概率都是0.8,计算:(1)两人都击中目标的概率;(2)其中恰有一人击中目标的概率;(3)至少有一人击中目标的概率.【答案】见解析【解析】记“甲射击一次,击中目标”为事件A,“乙射击一次,击中目标”为事件B.“两人都击中目标”是事件AB;“恰有1人击中目标”是A B∪A B;“至少有1人击中目标”是AB∪A B∪A B.(1)显然,“两人各射击一次,都击中目标”就是事件AB,又由于事件A与B相互独立,∴P(AB)=P(A)·P(B)=0.8×0.8=0.64.(2)“两人各射击一次,恰好有一次击中目标”包括两种情况:一种是甲击中乙未击中(即A B),另一种是甲未击中乙击中(即A B).根据题意,这两种情况在各射击一次时不可能同时发生,即事件A B与A B是互斥的,所以所求概率为P=P(A B)+P(A B)=P(A)·P(B)+P(A)·P(B)=0.8×(1-0.8)+(1-0.8)×0.8=0.16+0.16=0.32.(3)“两人各射击一次,至少有一人击中目标”的概率为P=P(AB)+[P(A B)+P(A B)]=0.64+0.32=0.96.【例题5】【题干】乒乓球单打比赛在甲、乙两名运动员间进行,比赛采用7局4胜制(即先胜4局者获胜,比赛结束),假设两人在每一局比赛中获胜的可能性相同.(1)求甲以4比1获胜的概率;(2)求乙获胜且比赛局数多于5局的概率;(3)求比赛局数的分布列.【答案】见解析【解析】(1)由已知,得甲、乙两名运动员在每一局比赛中获胜的概率都是12. 记“甲以4比1获胜”为事件A ,则P (A )=C 34(12)3(12)4-3·12=18. (2)记“乙获胜且比赛局数多于5局”为事件B .乙以4比2获胜的概率为P 1=C 35(12)3(12)5-3·12=532, 乙以4比3获胜的概率为P 2=C 36(12)3(12)6-3·12=532, 所以P (B )=P 1+P 2=516. (3)设比赛的局数为X ,则X 的可能取值为4,5,6,7.P (X =4)=2C 44(12)4=18, P (X =5)=2C 34(12)3(12)4-3·12=14, P (X =6)=2C 35(12)3(12)5-3·12=516, P (X =7)=2C 36(12)3(12)6-3·12=516. 比赛局数的分布列为【例题6】【题干】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都是23.假设各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.【答案】见解析【解析】(1)设“甲队以3∶0,3∶1,3∶2胜利”分别为事件A ,B ,C ,则P (A )=23×23×23=827,P (B )=C 23⎝⎛⎭⎫232×⎝⎛⎭⎫1-23×23=827, P (C )=C 24⎝⎛⎭⎫232×⎝⎛⎭⎫1-232×12=427. (2)X 的可能的取值为0,1,2,3.则P (X =0)=P (A )+P (B )=1627,P (X =1)=P (C )=427,P (X =2)=C 24×⎝⎛⎭⎫1-232×⎝⎛⎭⎫232×⎝⎛⎭⎫1-12=427, P (X =3)=⎝⎛⎭⎫133+C 23⎝⎛⎭⎫132×23×13=19. ∴X 的分布列为∴E (X )=0×1627+1×427+2×427+3×19=79.【例题7】【题干】一名学生每天骑车上学,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13.(1)设X 为这名学生在途中遇到红灯的次数,求X 的分布列; (2)设Y 为这名学生在首次停车前经过的路口数,求Y 的分布列.【答案】见解析【解析】 (1)将通过每个交通岗看做一次试验,则遇到红灯的概率为13,且每次试验结果是相互独立的,故X ~B ⎝⎛⎭⎫6,13.所以X 的分布列为P (X =k )=C k 6⎝⎛⎭⎫13k ·⎝⎛⎭⎫236-k,k =0,1,2,3,4,5,6. (2)由于Y 表示这名学生在首次停车时经过的路口数,显然Y 是随机变量,其取值为0,1,2,3,4,5,6.其中:{Y =k }(k =0,1,2,3,4,5)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,故各概率应按独立事件同时发生计算.P (Y =k )=(23)k ·13(k =0,1,2,3,4,5),而{Y =6}表示一路没有遇上红灯.故其概率为P (Y =6)=(23)6,四、课堂运用【基础】1.已知A ,B 是两个相互独立事件,P (A ),P (B )分别表示它们发生的概率,则1-P (A )P (B )是下列哪个事件的概率 ( )A .事件A ,B 同时发生 B .事件A ,B 至少有一个发生C .事件A ,B 至多有一个发生D .事件A ,B 都不发生【答案】C【解析】P (A )P (B )是指A ,B 同时发生的概率,1-P (A )·P (B )是A ,B 不同时发生的概率,即至多有一个发生的概率.2.设随机变量X ~B (2,p ),Y ~B (4,p ),若P (X ≥1)=59,则P (Y ≥2)的值为( )A.3281B.1127C.6581D.1681【答案】B【解析】P (X ≥1)=P (X =1)+P (X =2)=C 12p (1-p )+C 22p 2=59,解得p =13.(0≤p ≤1,故p =53舍去).故P (Y ≥2)=1-P (Y =0)-P (Y =1)=1-C 04×(23)4-C 14×13×(23)3=1127. 【巩固】1. 两个实习生每人加工一个零件,加工为一等品的概率分别为23和34,两个零件是否加工为一等品相互独立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为( )A.12B.512C.14D.16【答案】B【解析】设事件A :甲实习生加工的零件为一等品; 事件B :乙实习生加工的零件为一等品,则P (A )=23,P (B )=34,所以这两个零件中恰有一个一等品的概率为P (A B )+P (A B )=P (A )P (B )+P (A )P (B )=23×(1-34)+(1-23)×34=512.2.明天上午李明要参加校运动会,为了准时起床,他用甲、乙两个闹钟叫醒自己.假设甲闹钟准时响的概率为0.80,乙闹钟准时响的概率是0.90,则两个闹钟至少有一个准时响的概率是________.【答案】0.98【解析】1-0.20×0.10=1-0.02=0.98.【拔高】1.某种元件的使用寿命超过1年的概率为0.6,使用寿命超过2年的概率为0.3,则使用寿命超过1年的元件还能继续使用的概率为() A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1【答案】B【解析】设事件A 为“该元件的使用寿命超过1年”,B 为“该元件的使用寿命超过2年”,则P (A )=0.6,P (B )=0.3.因为B ⊆A ,所以P (AB )=P (B )=0.3,于是P (B |A )=P (AB )P (A )=0.30.6=0.5.2.甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同一位置投球,命中率分别为12与p ,且乙投球2次均未命中的概率为116.(1)求乙投球的命中率p ;(2)求甲投球2次,至少命中1次的概率;(3)若甲、乙两人各投球2次,求共命中2次的概率.【答案】见解析【解析】(1)方法一 设“甲投一次球命中”为事件A ,“乙投一次球命中”为事件B .由题意得(1-P (B ))2=(1-p )2=116,解得p =34或p =54(舍去),所以乙投球的命中率为34.方法二 设“甲投一次球命中”为事件A ,“乙投一次球命中”为事件B . 由题意得:P (B )P (B )=116,于是P (B )=14或P (B )=-14(舍去).故p =1-P (B )=34.所以乙投球的命中率为34.(2)方法一 由题设知,P (A )=12,P (A )=12.故甲投球2次,至少命中1次的概率为1-P (A ·A )=34.方法二 由题设知,P (A )=12,P (A )=12.故甲投球2次,至少命中1次的概率为C 12P (A )P (A )+P (A )P (A )=34. (3)由题设和(1)知,P (A )=12,P (A )=12,P (B )=34,P (B )=14.甲、乙两人各投球2次,共命中2次有三种情况:甲、乙两人各中一次;甲中2次,乙2次均不中;甲2次均不中,乙中2次.概率分别为C 12P (A )P (A )C 12P (B )P (B )=316, P (A )P (A )P (B )P (B )=164,P (A )P (A )P (B )P (B )=964.所以甲、乙两人各投球2次,共命中2次的概率为316+164+964=1132.课程小结方法与技巧1.古典概型中,A 发生的条件下B 发生的条件概率公式为P (B |A )=P (AB )P (A )=n (AB )n (A ),其中,在实际应用中P (B |A )=n (AB )n (A )是一种重要的求条件概率的方法. 2.相互独立事件与互斥事件的区别相互独立事件是指两个事件发生的概率互不影响,计算式为P (AB )=P (A )P (B ).互斥事件是指在同一试验中,两个事件不会同时发生,计算公式为P (A ∪B )=P (A )+P (B ). 3.n 次独立重复试验中,事件A 恰好发生k 次可看做是C k n 个互斥事件的和,其中每一个事件都可看做是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.失误与防范1.运用公式P (AB )=P (A )P (B )时一定要注意公式成立的条件,只有当事件A 、B 相互独立时,公式才成立.2.独立重复试验中,每一次试验只有两种结果,即某事件要么发生,要么不发生,并且任何一次试验中某事件发生的概率相等.注意恰好与至多(少)的关系,灵活运用对立事件.课后作业【基础】1.甲、乙两队进行排球决赛,现在的情形是甲队只要再赢一局就获得冠军,乙队需要再赢两局才能获得冠军,若两队胜每局的概率相同,则甲队获得冠军的概率为( ) A.12 B.35 C.23 D.34【答案】B【解析】甲队若要获得冠军,有两种情况,可以直接胜一局,获得冠军,概率为12,也可以乙队先胜一局,甲队再胜一局,概率为12×12=14,故甲队获得冠军的概率为14+12=34.2. 明天上午李明要参加校运动会,为了准时起床,他用甲、乙两个闹钟叫醒自己.假设甲闹钟准时响的概率为0.80,乙闹钟准时响的概率是0.90,则两个闹钟至少有一个准时响的概率是________.【答案】0.98【解析】1-0.20×0.10=1-0.02=0.98.【巩固】3.某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为1625,则该队员每次罚球的命中率为________.【答案】35【解析】设该队员每次罚球的命中率为p (其中0<p <1),则依题意有1-p 2=1625,p 2=925.又0<p <1,因此有p =35. 4. 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.【答案】见解析【解析】(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 (3,1),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. 【拔高】5. 如图,用K 、A 1、A 2三类不同的元件连接成一个系统.当K 正常工作且A 1、A 2至少有一个正常工作时,系统正常工作.已知K 、A 1、A 2正常工作的概率依次为0.9、0.8、0.8,则系统正常工作的概率为( ) A .0.960B .0.864C .0.720D .0.576【答案】B【解析】方法一由题意知K,A1,A2正常工作的概率分别为P(K)=0.9,P(A1)=0.8,P(A2)=0.8,∵K,A1,A2相互独立,∴A1,A2至少有一个正常工作的概率为P(A1A2)+P(A1A2)+P(A1A2)=(1-0.8)×0.8+0.8×(1-0.8)+0.8×0.8=0.96.∴系统正常工作的概率为P(K)[P(A1A2)+P(A1A2)+P(A1A2)]=0.9×0.96=0.864.方法二A1,A2至少有一个正常工作的概率为1-P(A1A2)=1-(1-0.8)(1-0.8)=0.96,∴系统正常工作的概率为P(K)[1-P(A1A2)]=0.9×0.96=0.864.6.市场上供应的灯泡中,甲厂产品占70%,乙厂产品占30%,甲厂产品的合格率是95%,乙厂产品的合格率是80%,则从市场上买到一个是甲厂生产的合格灯泡的概率是________.【答案】0.665【解析】记A =“甲厂产品”,B =“合格产品”,则P (A )=0.7,P (B |A )=0.95.∴P (AB )=P (A )·P (B |A )=0.7×0.95=0.665.7.甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A 1,A 2和A 3表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B 表示由乙罐取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是________.(写出所有正确结论的编号)①P (B )=25;②P (B |A 1)=511;③事件B 与事件A 1相互独立;④A 1,A 2,A 3是两两互斥的事件;⑤P (B )的值不能确定,因为它与A 1,A 2,A 3中究竟哪一个发生有关.【答案】②④【解析】P (B )=P (BA 1)+P (BA 2)+P (BA 3)=5×510×11+2×410×11+3×410×11=922,故①⑤错误; ②P (B |A 1)=5×510×1112=511,正确; ③事件B 与A 1的发生有关系,故错误;④A 1,A 2,A 3不可能同时发生,是互斥事件,正确.。
1
二项分布及其应用
20130513
一、教材分析
互相独立事件、n次独立重复试验的概率及二项分布是高考重点考察的内容,在解答题
中常和分布列的有关知识结合在一起考查,属中档题目.在此之前,学生已学习了互斥事件,
对立事件,分布列,两点分布,超几何分布,条件概率等知识,因此要加强“二项分布”与
前面知识的区别与联系,构建知识网络.
二、学情分析
在最近的一次月考中,曾出现了“二项分布”的考题,学生答题情况并不理想,曾经
出现各种的错误.这说明学生对该“二项分布”的特点理解不深刻,换一个背景,学生就不
知道考核什么知识点了,或者公式中缺少knC,从而造成失分.因此,在复习过程中,应充分
调动学生的积极性,通过学生自身的探究学习、互相合作,还有教师的适当引导之下复习好
本节知识.
三、教学目标
1、 知识目标:了解两个事件互相独立的概念,理解n次独立重复试验的模型及二项分
布,并能解决一些简单的实际问题.
2、能力目标:在探究的过程中,培养学生使用概率知识分析和解决实际问题的能力,
体会分类讨论,转化等数学思想,增强数学的应用意识,提高学习数学的兴趣.
3、情感目标:通过学生的讨论探究,主动学习,培养他们勇于探索的治学精神.
四、重点难点
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:利用互相独立事件和二项分布模型解决实际问题.
五、教学基本流程
学生练习
复习互相独立事件、二项分布概念
例题讲解,知识应用
知识迁移,加深理解
总结归纳二项分布的特点
2
六、教学设计
问 题 设计意图 师生活动
(1)甲、乙、丙三人将参加游泳测试,他们
能达标的概率分别是0.8,0.6,0.5,已知他
们的测试互不影响,则三人都能达标的概率
是 .
(2)甲、乙、丙三人独立地去破译一个密码,
他们能译出的概率分别为15、13、14,则此密
码能译出的概率是 .
(3)姚明在某一赛季罚球命中率为0.8,如果
他在某场比赛中得到四个罚球机会,假设每次
罚球都互不影响,那么他投中三次的概率
是 .
先做练习,了解学生对以往知识的掌握情况
教师组织学生思
考、解答.
问题一:在条件概率中,如果事件A是否发生
对事件B发生的概率没有影响.可以得到什么
关系式?
推导互相独立的概率关系式:
设A,B为两个事件,如果()()()PABPAPB,
则称事件A与事件B互相独立.
生:思考,推导.
师:引导学生,
完成思考题.
问题二:第(3)题与前两题的解法有什么不同点?产生不同的原因在哪里? 让学生回忆和理解n次独立重复试验和二项分布
的概念.
生:独立思考,
讨论、交流;
师:引导学生思
考,对学生出现
的问题进行纠正
例1.(2010年天津改编)某射手每次射击击中
目标的概率是23,且各次射击的结果互不影
响.(1)假设这名射手射击5次,求恰有2次
击中目标的概率;
(2)假设这名射手射击5次,求有3次连续
击中目标,另外2次未击中目标的概率;
(3)假设最多只能射击3次,击中目标即终
止射击,求这名选手恰好射击两次的概率.
让学生区分二项分布与其它类型题的不同.
生:思考、讨论,
找代表板书,其
他同学补充;
师:根据学生作
答的情况进行评
价和补充.
3
问题三:二项分布要满足什么条件?
总结出适应二项分布的条件:
①每次试验中,事件A发生的概率是相同的;
②各次试验中的事件是相互独立的;
③每次试验只有两种结果,事件要么发生,要么
不发生.
先让学生总结,
然后教师点拨.
例2.学校游园活动有这样一个游戏项目:甲箱
子里装有3个白球、2个黑球,乙箱子里装有
1个白球、2个黑球,这些球除颜色外完全相
同.每次游戏从这两个箱子里各随机摸出2个
球,若摸出的白球不少于2个,则获奖.(每
次游戏结束后将球放回原箱)
(1)求在1次游戏中,
①摸出3个白球的概率;
②获奖的概率.
(2)甲、乙、丙都参加了该游戏,求获奖人
数X的分布列.
二项分布知识的应用,要注意分析其特点,从而
加深对二项分布的理解,实现知识的迁移.
师生共同完成.
例3. 某陶瓷厂准备烧制甲、乙、丙三件不同
的工艺品,制作过程必须先后经过两次烧制,
当第一次烧制合格后方可进入第二次烧制,两
次烧制过程相互独立.根据该厂现有的技术水
平,经过第一次烧制后,甲、乙两件产品合格
的概率依次为0.5和0.4和0.6,经过第二次烧
制甲、乙两件产品合格的概率依次为0.6,0.75,
0.5.
(1)求第一次烧制后恰有一件产品合格的
概率;
(2)经过前后两次烧制后合格工艺品的个
数为ξ,求随机变量ξ的分布列.
高考链接
学生思考,讨论
解决该问题.
<练习>甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同
一位置投球,命中率分别为12与p,且乙投
球2次均未命中的概率为116.
(1)求乙投球的命中率p;
(2)若甲投球1次,乙投球2次,两人共命
中的次数记为,求的分布列.
强化训练,巩固提升
先练再讲
师生共同小结
布置课后作业:相应练习
4
备用题:1.某城市的发电厂有5台发电机组,
每台机组在一个季度里停机维修率为13.已知
两台以上机组停机维修,将造成城市缺电.
(1)该城市在一个季度里停机维修的台数的
分布列;(2)该城市在一个季度里缺电的概率.
2.某单位为绿化环境,移栽了甲、乙两种大树
各2株.设甲、乙两种大树移栽的成活率分别
为23和12,且各株大树是否成活互不影响.求
移栽的4株大树中:(1)两种大树各成活1株
的概率;(2)成活的株数的分布列与期望.
给学有余力的学生提供提升自我的平台. 如果时间不够,可作为课后思考
题.
板书设计
(1)互相独立事件 (2)n次重复独立试验 (3)二项分布 (1)(2)(3) 例1 例2 例3 练习区 小结
作业