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1、
學(xué)案66 離散型隨機變量及其分布列
導(dǎo)學(xué)目標: 1.理解取有限個值的離散型隨機變量及其分布列的概念,了解分布列對于刻畫隨機現(xiàn)象的重要性.2.理解超幾何分布及其導(dǎo)出過程,并能進行簡單的應(yīng)用.
自主梳理
1.離散型隨機變量的分布列
(1)隨著試驗結(jié)果變化而變化的變量稱為____________;所有取值可以一一列出,這樣的隨機變量叫做________________________.
(2)設(shè)離散型隨機變量X可能取的不同值為x1,x2,…,xi,…,xn,X取每一個值xi(i=1,2,…,n)的概率P(X=xi)=pi,則稱表
X
x1
x2
…
xi
…
2、xn
P
p1
p2
…
pi
…
pn
為離散型隨機變量X的概率分布列,它具有的性質(zhì):
①pi______0,i=1,2,…,n;
②pi=1.
離散型隨機變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個范圍內(nèi)各個值的____________.
2.如果隨機變量X的分布列為
X
1
0
P
p
q
其中0
3、(k=0,1,2,…,m),其中m=min{M,n},且n≤N,M≤N,n、M、N∈N*.隨機變量X的分布列具有以下表格的形式.
X
0
1
…
m
P
…
則稱隨機變量X服從超幾何分布.
自我檢測
1.(2011·福州月考)袋中有大小相同的紅球6個、白球5個,從袋中每次任意取出1個球,直到取出的球是白球時為止,所需要的取球次數(shù)為隨機變量ξ,則ξ的可能值為( )
A.1,2,…,6 B.1,2,…,7
C.1,2,…,11 D.1,2,3,…
2.下列表中能成為隨機變量X的分布列的是( )
A.
X
-1
0
1
P
4、0.3
0.4
0.4
B.
X
1
2
3
P
0.4
0.7
-0.1
C.
X
-1
0
1
P
0.3
0.4
0.3
D.
X
1
2
3
P
0.3
0.4
0.4
3.已知隨機變量X的分布列為P(X=i)=(i=1,2,3),則P(X=2)等于( )
A. B. C. D.
4.設(shè)某項試驗的成功率是失敗率的2倍,用隨機變量ξ描述1次試驗成功的次數(shù),則P(ξ=0)等于( )
A.0 B. C. D.
5.(2011·蘇州模擬)從裝有3個紅球、2個白球的袋中隨機
5、取出2個球,設(shè)其中有ξ個紅球,則隨機變量ξ的概率分布列為__________________.
探究點一 離散型隨機變量的分布列
例1 一袋中裝有編號為1,2,3,4,5,6的6個大小相同的球,現(xiàn)從中隨機取出3個球,以X表示取出的最大號碼.
求X的分布列.
變式遷移1 將3個小球任意地放入4個大玻璃杯中去,杯子中球的最大數(shù)記為ξ,求ξ的分布列.
探究點二 超幾何分布
例2 (2011·淮南模擬)某校高三年級某班的數(shù)學(xué)課外活動小組中有6名男生,4名女生,從中選出4人參加數(shù)學(xué)競賽考試,用X表示其中的男生人數(shù),求X的分布列.
6、
變式遷移2 從4名男生和2名女生中任選3人參加演講比賽.設(shè)隨機變量X表示所選3人中女生的人數(shù).
(1)求X的分布列;
(2)求“所選3人中女生人數(shù)X≤1”的概率.
探究點三 離散型隨機變量分布列的應(yīng)用
例3 袋中裝著標有數(shù)字1,2,3,4,5的小球各2個,從袋中任取3個小球,按3個小球上最大數(shù)字的9倍計分,每個小球被取出的可能性都相等,用X表示取出的3個小球上的最大數(shù)字,求:
(1)取出的3個小球上的數(shù)字互不相同的概率;
(2)隨機變量X的分布列;
(3)計分介于20分到40分之間的概率.
7、
變式遷移3 袋中有4個紅球,3個黑球,從袋中隨機地抽取4個球,設(shè)取到一個紅球得2分,取到一個黑球得1分.
(1)求得分X的分布列;
(2)求得分大于6的概率.
1.離散型隨機變量的概率分布列是求隨機變量的數(shù)學(xué)期望和方差的基礎(chǔ),而求分布列需要綜合應(yīng)用排列、組合和概率的相關(guān)知識,是高考考查的重點內(nèi)容之一.復(fù)習(xí)時應(yīng)注意:分布列的計算是概率部分計算的延伸,正確計算的基礎(chǔ)是對基本概念的理解,注意明確數(shù)學(xué)符號的含義.
2.求解離散型隨機變量的概率分布問題的步驟:
(1)明確隨機變量的取值范圍,即找出隨機變量X所
8、有可能取值xi(i=1,2,…,n);
(2)求出每個隨機變量值的概率P(X=xi)=Pi;
(3)用數(shù)表表示出分布列.
3.求解離散型隨機變量的概率分布問題時的注意事項:
(1)搞清隨機變量的每一個取值所對應(yīng)的基本隨機事件;
(2)計算必須準確無誤;
(3)注意運用概率分布的兩條性質(zhì)檢驗所求概率分布是否正確.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.設(shè)X是一個離散型隨機變量,其分布列為
ξ
-1
0
1
P
1-2q
q2
則q的值為( )
A.1 B.1± C.1+ D.1-
2.(2011·聊城調(diào)
9、研)袋中有大小相同的5只鋼球,分別標有1,2,3,4,5五個號碼,任意抽取2個球,設(shè)2個球號碼之和為X,則X的所有可能取值個數(shù)為( )
A.25 B.10 C.7 D.6
3.已知隨機變量ξ的分布列為P(ξ=k)=,k=1,2,3,4.則P(2<ξ≤4)等于( )
A. B. C. D.
4.已知隨機變量ξ的概率分布如下:
ξ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P
m
則P(ξ=10)等于( )
A. B. C. D.
5.在15個村莊中有7個村莊交通
10、不方便,現(xiàn)從中任意選10個村莊,用X表示這10個村莊中交通不方便的村莊數(shù),下列概率中等于的是( )
A.P(X=2) B.P(X≤2)
C.P(X=4) D.P(X≤4)
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011·宜城月考)若某一射手射擊所得環(huán)數(shù)X的分布列如下:
X
4
5
6
7
8
9
10
P
0.02
0.04
0.06
0.09
0.28
0.29
0.22
則此射手“射擊一次命中環(huán)數(shù)X≥7”的概率是________.
7.某電子管正品率為,次品率為,現(xiàn)對該批電子管有放回地進行測試,設(shè)第ξ次首次測到正品,
11、則P(ξ=3)=______.
8.
如圖所示,A、B兩點5條連線并聯(lián),它們在單位時間內(nèi)能通過的最大信息量依次為2,3,4,3,2.現(xiàn)記從中任取三條線且在單位時間內(nèi)都通過的最大信息總量為ξ,則P(ξ≥8)=_______.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知隨機變量ξ的分布列為
ξ
-2
-1
0
1
2
3
P
分別求出隨機變量η1=ξ,η2=ξ2的分布列.
10.(12分)(2011·蕪湖模擬)設(shè)離散型隨機變量ξ的分布列P=ak,k=1,2,3,4,5.
(1)求常數(shù)a的值
12、;
(2)求P;
(3)求P.
11.(14分)某批產(chǎn)品成箱包裝,每箱5件,一用戶在購進該批產(chǎn)品前先取出3箱,再從每箱中任意抽取2件產(chǎn)品進行檢驗,設(shè)取出的第一、二、三箱中分別有0件、1件、2件二等品,其余為一等品.
(1)用ξ表示抽檢的6件產(chǎn)品中二等品的件數(shù),求ξ的分布列;
(2)若抽檢的6件產(chǎn)品中有2件或2件以上二等品,用戶就拒絕購買這批產(chǎn)品,求這批產(chǎn)品被用戶拒絕購買的概率.
學(xué)案66 離散型隨機變量及其分布列
自主梳理
1.(1)隨機變量 離散型隨機變量 (2)①≥?、诟怕手?
2.兩
13、點分布 3.
自我檢測
1.B [除了白球外,其他的還有6個球,因此取到白球時取球次數(shù)最少為1次,最多為7次.]
2.C [A、D的概率之和不等于1,B中P(3)=-0.1<0,故均不正確,所以選C.]
3.C [由分布列的性質(zhì)知++=1,
∴a=3,∴P(X=2)==.]
4.C [∵P(ξ=0)+P(ξ=1)
=P(ξ=0)+2P(ξ=0)=3P(ξ=0)=1,∴P(ξ=0)=.]
5.
ξ
0
1
2
P
解析 ∵P(ξ=0)==,P(ξ=1)===,
P(ξ=2)==,
∴
ξ
0
1
2
P
課堂活動區(qū)
例1 解題
14、導(dǎo)引 求離散型隨機變量的分布列步驟是:(1)找出隨機變量X的所有可能取值xi(i=1,2,…,);(2)求出取各值xi的概率P(X=xi);(3)列表.求出分布列后要注意應(yīng)用性質(zhì)檢驗所求的結(jié)果是否準確.
解 X的可能取值為3,4,5,6,
從而有:P(X=3)==,P(X=4)==,
P(X=5)==,P(X=6)==.
故X的分布列為
X
3
4
5
6
P
變式遷移1 解 依題意可知,杯子中球的最大數(shù)ξ的所有可能值為1,2,3,當ξ=1時,對應(yīng)于4個杯子中恰有三個杯子各放一球的情形;當ξ=2時,對應(yīng)于4個杯子中恰有一個杯子放兩球的情形;當ξ=3時,對應(yīng)
15、于4個杯子恰有一個杯子放三個球的情形.從而有P(ξ=1)==;P(ξ=2)==;P(ξ=3)==.
∴ξ的分布列為
ξ
1
2
3
P
例2 解題導(dǎo)引 對于服從某些特殊分布的隨機變量,其分布列可以直接應(yīng)用公式給出.超幾何分布描述的是不放回抽樣問題,隨機變量為抽到的某類個體的個數(shù).
解 依題意,隨機變量X服從超幾何分布,
所以P(X=k)=(k=0,1,2,3,4).
∴P(X=0)==,
P(X=1)==,
P(X=2)==,
P(X=3)==,
P(X=4)==,
∴X的分布列為
X
0
1
2
3
4
P
變式遷
16、移2 解 (1)從4名男生和2名女生中任選3人參加演講比賽,所選的3人中女生隨機變量X=0,1,2,其概率
P(X=k)=,k=0,1,2,故X的分布列為:
X
0
1
2
P
(2)由(1)可得“所選3人中女生人數(shù)X≤1”的概率為
P(X≤1)=P(X=0)+P(X=1)=+=.
例3 解題導(dǎo)引 (1)是古典概型;(2)關(guān)鍵是確定X的所有可能取值;(3)計分介于20分到40分之間的概率等于X=3與X=4的概率之和.
解 (1)方法一 記“一次取出的3個小球上的數(shù)字互不相同”為事件A,則P(A)==.
方法二 記“一次取出的3個小球上的數(shù)字互不相同”為事件A,
17、記“一次取出的3個小球上有兩個數(shù)字相同”為事件B,則事件A和事件B是對立事件.
因為P(B)==,
所以P(A)=1-P(B)=1-=.
(2)隨機變量X的可能取值為2,3,4,5,取相應(yīng)值的概率分別為P(X=2)==,
P(X=3)=+=,
P(X=4)=+=,
P(X=5)=+=.
∴隨機變量X的分布列為
X
2
3
4
5
P
(3)由于按3個小球上最大數(shù)字的9倍計分,所以當計分介于20分~40分時,X的取值為3或4,所以所求概率為
P=P(X=3)+P(X=4)=+=.
變式遷移3 解 (1)得分X的所有可能值為5,6,7,8.
P(X
18、=5)==,
P(X=6)==,
P(X=7)==,
P(X=8)==.
∴X的分布列為
X
5
6
7
8
P
(2)得分大于6的概率為:
P(X=7)+P(X=8)=+=.
課后練習(xí)區(qū)
1.D [由分布列的性質(zhì),有
解得q=1-.
或由1-2q≥0?q≤,可排除A、B、C.]
2.C [X的可能取值為1+2=3,1+3=4,1+4=5=2+3,1+5=6=4+2,2+5=7=3+4,3+5=8,4+5=9.]
3.B [∵+++=1,∴a=.
∴P(2<ξ≤4)=P(ξ=3)+P(ξ=4)
=+=+=.]
4.C [P(ξ=10)
19、=1-=.]
5.C [X服從超幾何分布
P(X=k)=,故k=4.]
6.0.88
解析 環(huán)數(shù)X≥7的概率是:
0.09+0.28+0.29+0.22=0.88.
7.
解析 P(ξ=3)=××=.
8.
解析 方法一 由已知,ξ的取值為7,8,9,10,
∵P(ξ=7)==,P(ξ=8)==,
P(ξ=9)==,P(ξ=10)==,
∴ξ的概率分布列為
ξ
7
8
9
10
P
∴P(ξ≥8)=P(ξ=8)+P(ξ=9)+P(ξ=10)
=++=.
方法二 P(ξ≥8)=1-P(ξ=7)=1-=.
9.解 由于η1=ξ對于不同的ξ
20、有不同的取值η1,
所以η1的分布列為
η1
-1
-
0
1
P
(6分)
η2=ξ2對于ξ的不同取值-2,2及-1,1,η2分別取相同的值4與1,即η2取4這個值的概率應(yīng)是ξ取-2與2值的概率與合并的結(jié)果,η2取1這個值的概率為ξ?。?與1的概率與合并的結(jié)果,故η2的分布列為
η2
0
1
4
9
P
(12分)
10.解 (1)由離散型隨機變量的性質(zhì),得
a·1+a·2+a·3+a·4+a·5=1,解得a=.
(2)由(1),得P=k,k=1,2,3,4,5.
方法一 P
=P+P+P(ξ=1)
=++=.(7分)
方法二 P=1-P
=1-
=1-=.(7分)
(3)∵<ξ<,∴ξ=,,,∴P
=P+P+P
=++=.(12分)
11.解 (1)ξ的可能取值為0,1,2,3.(1分)
P(ξ=0)=·==,(3分)
P(ξ=1)=·+·=,(5分)
P(ξ=2)=·+·=.(7分)
P(ξ=3)=·=.(9分)
故ξ的分布列為
ξ
0
1
2
3
P
(11分)
(2)所求的概率為P=P(ξ≥2)=P(ξ=2)+P(ξ=3)=+=.(14分)
11