高中数学知识考点之(23)概率与统计
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概率与统计 1.离散型随机变量ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为()iiPxp,则P1+P2+…=1; E11px22px…nnpx… 为ξ的数学期望,期望是反映随机变量“均值”的量, baEbaE)(;求离散型随机变量ξ的期望的基本步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的
定义求出Eξ
[举例] 设b和c分别是先后抛掷一枚骰子得到的点数,用随机变量表示方程
20xbxc实根的个数(重根按一个计).
(Ⅰ)求方程20xbxc有实根的概率;(Ⅱ)求的分布列和数学期望; 解析:(Ⅰ)由题意知:设基本事件空间为,记“方程20xbxc没有实根”为事件A,“方程20xbxc有且仅有一个实根”为事件B,“方程20xbxc有两个相异实数”为事件C,则()126bcbc,,,,…,,是的基本事件总数为36个, 2()40126Abcbcbc,,,,,…,,A中的基本事件总数为17个;
2()40126Bbcbcbc,,,,,…,,B中的基本事件总数为2个;
2()40126Cbcbcbc,,,,,…,,C中的基本事件总数为17个;
又因为BC,是互斥事件,故所求概率21719()()363636PPBBC. (Ⅱ)由题意,的可能取值为012,,,则 17036P,1118P,17236P,
故的分布列为: 0 1 2
P 1736 118 1736
所以的数学期望171170121361836E。
[巩固]某商场经销某商品,根据以往资料统计,顾客采用的付款期数的分布列为 1 2 3 4 5
P 0.4 0.2 0.2 0.1 0.1 商场经销一件该商品,采用1期付款,其利润为200元;分2期或3期付款,其利润为250元;分4期或5期付款,其利润为300元.表示经销一件该商品的利润.
(Ⅰ)求事件A:“购买该商品的3位顾客中,至少有1位采用1期付款”的概率()PA;
(Ⅱ)求的分布列及期望E.(07高考全国卷(Ⅰ)理18) 2.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knkknnqpCkP)(,(k=0,1,2,…,n,pq1).称这样的随机
变量ξ服从二项分布,记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数;若ξ~B(n,p),则Enp. [举例]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、丙三件产品合格的概率依次为0.5,0.6,0.4,经过第二次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.6,0.5,0.75. (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,求随机变量的期望. (07高考江西理19) 解析:分别记甲、乙、丙经第一次烧制后合格为事件1A,2A,3A,
(1)设E表示第一次烧制后恰好有一件合格,则321()(AAAPEP)+)(312AAAP+ )(213AAAP0.50.40.60.50.60.60.50.40.40.38. (2)解法一:分别记甲、乙、丙经过两次烧制后合格为事件ABC,,,则 ()()()0.3PAPBPC,所以3(0)(10.3)0.343P,
2(1)3(10.3)0.30.441P,2(2)30.30.70.189P,
3(3)0.30.027P.于是,()10.44120.18930.0270.9E
解法二:因为每件工艺品经过两次烧制后合格的概率均为0.3p, 所以~(30.3)B,,故30.30.9Enp. [巩固] 一个袋中装有3个红球,7个白球,从袋中随机摸出一个球,记录颜色后放回,连摸5次,试求摸到红球的次数的分布列及期望E。 3.随机抽样需借助于随机数表(先对总体逐一编号),分层抽样的关键是“按比例”:总体中各层的比例等于样本中各层的比例。在所有的抽样中,每一个个体被抽到的概率相等。 [举例]从2004名学生中选取50名组成参观团,若采用下面的方法选取: 先用简单随机抽样 从2004人中剔除4人,剩下的2000人再按系统抽样的方法进行.则每人入选的概率( ) A、不全相等 B、均不相等
C、都相等,且为100225 D、都相等,且为401
解析:某人“入选”,首先在第一步的随机抽样中要不被剔除,其概率为20042000200441, 在第二步的系统抽样中被抽中的概率为200050,故每人入选的概率为20045020005020042000 [巩固] 某工厂生产A、B、C三种不同型号的产品,产品数量之比依次为2:3:5。现用分层抽样方法抽出一个容量为n的样本,样本中A种型号产品有16件。那么此样本的容量n= 。
4.“读懂”样本频率分布直方图:直方图的高=频率组距,直方图中小矩形框的面积是频率;频率×样本个数=频数。 [举例1]从一条生产线上每隔30分钟取一件产品,共 取了n件,测得其尺寸后,画得其频率分布直方图如右, 尺寸在[15,45]内的频数为46,则尺寸在[20,25]内 的产品个数为 解析:由直方图可见,尺寸在[15,45]内的频率为
1-0.016×5=0.92, ∴n46=0.92,得n=50; 而尺寸在[20,25]内的频率为0.04×5=0.2, ∴尺寸在[20,25]内的产品个数为:0.2×50=10. [巩固1] 在生产过程中,测得纤维产品的纤度(表示纤维粗细的一种量)共有100个数据,将数据分组如右表: (I)画出该产品纤度的频率分布直方图;
(II)估计纤度落在[1.381.50),中的概率及纤度小于1.40的概率是多少? (III)统计方法中,同一组数据常用该组区间的中点值
(例如区间[1.301.34),的中点值是1.32)作为代表.据此,估计纤度的期望. [巩固2]一个社会调查机构 就某地居民的月收入调查了 10 000人,并根据所得数据 画了样本的频率分布直方图 (如右图).为了分析居民的 收入与年龄、学历、职业等 方面的关系,要从这10 000 人中再用分层抽样方法抽出 100人作进一步调查,则在 [2500,3000)(元)月收入 段应抽出 人. 分组 频数 [1.301.34), 4 [1.341.38), 25 [1.381.42), 30 [1.421.46), 29 [1.461.50), 10 [1.501.54), 2 合计 100 10 15 20 25 30 35 40 45 0.016 0.04 产品尺寸 组距频率 0.0001 0.0002 0.0003
0.0004
0.0005
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 月收入(元)
频率/组距 5.熟悉方差的计算公式和性质,如:样本同加(减)一个常数,方差不变;样本同乘一个常数k, 方差变为原来的k2倍;“标准差”是方差的算术平方根。样本的方差和标准差是反
映其“稳定性”的量。对于离散型随机变量ξ,如果它所有可能取的值是1x,2x,…,nx,…,
且取这些值的概率分别是1p,2p,…,np,…,那么,D=121)(pEx+
222)(pEx+…+nnpEx2)(+…称为随机变量ξ的方差,式中的E是随机变量ξ的期望.D的算术平方根D叫做随机变量ξ的标准差,记作。
[举例]某人5次上班途中所花的时间(单位:分钟)分别为x,y,10,11,9.已知这组数据的平均数为10,方差为2,则|x-y|的值为 (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 解析:由题意可得:x+y=20,(x-10)2+(y-10)2=8,解这个方程组需要用一些技巧,因为不要直
接求出x、y,只要求出yx,设x=10+t, y=10-t, 由(x-10)2+(y-10)2=8得t2=4;
∴24xyt,故选D。 [巩固1]甲、乙、丙三名射箭运动员在某次测试中各射箭20次,三人的测试成绩如下表
123sss,,分别表示甲、乙、丙三名运动员这次测试成绩的标准差,则有( ) A.312sss B.213sss C.123sss D.231sss ( 07高考宁夏理 11) [巩固2]随机变量的分布列如下: 1 0 1
P a b c 其中abc,,成等差数列,若13E,则D的值是 .(07高考浙江理15)
6.正态分布密度函数:222)(21)(xexf,(σ>0,-∞<x<∞),其中x是随机变量的取值,μ为正态分布的均值,σ是正态分布的标准差.正态分布一般记为),(2N;正态曲线的性质:(1)曲线在x轴的上方,与x轴不相交 ,(2)曲线关于直线x=μ对称 ,(3)当x=μ时,曲线位于最高点 (4)当x<μ时,曲线上升(增函数);当x>μ时,
甲的成绩 环数 7 8 9 10 频数 5 5 5 5 乙的成绩 环数 7 8 9 10 频数 6 4 4 6 丙的成绩 环数 7 8 9 10
频数 4 6 6 4