数学百大经典例题——离散型随机变量分布列(新课标)

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耗用子弹数的分布列

例 某射手有5发子弹,射击一次命中概率为0.9,如果命中就停止射击,否则一直到子弹用尽,求耗用子弹数ξ的分布列.

分析:确定ξ取哪些值以及各值所代表的随机事件概率,分布列即获得.

解:本题要求我们给出耗用子弹数ξ的概率分布列.我们知道只有5发子弹,所以ξ的取值只有1,2,3,4,5.当1=ξ时,即9.0)1(==ξP ;当2=ξ时,要求第一次没射中,第二次射中,故09.09.01.0)2(=⨯==ξP ;同理,3=ξ时,要求前两次没有射中,第三次射中,009.09.01.0)3(2

=⨯==ξP ;类似地,0009.09.01.0)4(3

=⨯==ξP ;第5次射击不同,只要前四次射不中,都要射第5发子弹,也不考虑是否射中,所以4

1.0)5(==ξP ,所以耗用子弹数ξ的分布列为:

ξ

0 1 2 3

P 0.9 0.09 0.009 0.0001

说明:搞清5=ξ的含义,防止这步出错.5=ξ时,可分两种情况:一是前4发都没射中,恰第5发射中,概率为0.14×0.9;二是这5发都没射中,概率为0.15,所以,

5

41.09.01.0)5(+⨯==ξP .当然,

5

=ξ还有一种算法:即

0001.0)0009.0009.009.09.0(1)5(=+++-==ξP .

独立重复试验某事件发生偶数次的概率

例 如果在一次试验中,某事件A 发生的概率为p ,那么在n 次独立重复试验中,这件事A 发生偶数次的概率为________.

A

()

p n B ,~ξ,所以,

),,2,1,0,1(,)(n k p q q p C k p k

n k k n =-===-ξ其中的k 取偶数0,2,4,…时,为二项式

n q p )(+ 展开式的奇数项的和,由此入手,可获结论.

解:由题,因为()p n B ,~ξ且ξ取不同值时事件互斥,所以,

[][]

n n n n n n n n n p p q p q q p C q p C q p C P P P P )21(12

1

)()(21)4()2()0(4

4422200-+=-++=

+++=+=+=+==-- ξξξ.

(因为1=+q p ,所以p p q 21-=-)

说明:如何获得二项展开式中的偶数次的和?这需要抓住n

p q )(+与n

p q )(-展开式的特点:联系与区分,从而达到去除p 奇次,留下p 偶次的目的.

根据分布列求随机变量组合的分布列

例 已知随机变量ξ 的分布列为

ξ

-2 -1 0 1 2 3

P

121

123 124 121 122 12

1 分别求出随机变量221,2ξ η ξ η ==

的分布列. 解: 由于ξ η 211

=对于不同的ξ 有不同的取值x y 2

1

=,即2

3

21,121,2121,021,2121,1216

65544332211========-==-==x y x y x y x y x y x y ,所以1η 的分布列为

-1

21- 0

21 1

32 P

12

1

12

3 12

4 12

1 12

2 12

1 2

2

ξ η =对于ξ 的不同取值-2,2及-1,1,2η 分别取相同的值4与1,即2η 取4这个值的概率应是ξ 取-2与2值的概率121与12

2

合并的结果,2η 取1这个值的概率就是ξ 取-1与1值的概率

123与12

1合并的结果,故2η 的分布列为 2η

0 1 4 9

P

124 124 123 12

1 说明:在得到的1η 或2η 的分布列中,1η 或2η 的取值行中无重复数,概率得中各项必须非负,且各项之和一定等于1.

成功咨询人数的分布列

例 某一中学生心理咨询中心服务电话接通率为

4

3

,某班3名同学商定明天分别就同一问题询问该服务中心.且每人只拨打一次,求他们中成功咨询的人数ξ的分布列.

分析:3个人各做一次试验,看成三次独立重复试验,拨通这一电话的人数即为事件的发生次数ξ,故符合二项分布.

解:由题:⎪⎭⎫ ⎝⎛43,3~B ξ,所以3,2,1,0,4143)(33=⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==-k C k P k

k k ξ,分布列为

ξ

0 1 2 3

P

641 649 6427 64

27

说明:次独立重复实验中,以事件发生的次数ξ为随机变量.

盒中球上标数于5关系的概率分布列

例 盒中装有大小相等的球10个,编号分别为0,1,2,…,9,从中任取1个,观察号码是“小于5”“等于5”“大于5”三类情况之一.规定一个随机变量,并求其概率分布列.

分析:要求其概率的分布列可以先求个小球所对应的概率.

解:分别用321,,x x x 表示题设中的三类情况的结果:1x 表示“小于5”的情况,2x 表示“等于5”的情况,3x 表示“大于5”的情况.

设随机变量为ξ ,它可能取的值为ξ ,,,321x x x 取每个值的概率为

P x P ==)(1ξ (取出的球号码小于5)=

105

, P x P ==)(2

ξ (取出的球号码等于5)=101

, P x P ==)(3

ξ (取出的球号码大于5)=104

. 故ξ 的分布列为

ξ

1x 2x 3x

P

21

101 5

2 小结:布列是很重要的,但是我们不能保证它的准确性,这时我们要注意运算的准确性外,还可以