高考数学总复习 107 离散型随机变量及其分布列课件 苏教版
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第六页,共29页。
2.设随机变量 X 等可能取值 1,2,3,…n,如果 P(X<4)=0.3, 那么 n=________.
解析:P(X<4)=P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)=n1+n1+n1=n3= 0.3,∴n=10.
答案:10
第七页,共29页。
3.若随机变量 X 的分布列为 P(X=i)=2ia(i=1,2,3),则 P(X =2)=________.
第7节 离散型随机变量(suí jī biàn liànɡ)及其分
第一页,共29页。
【知识梳理】 1.随机变量的定义 (1)随机变量 如果随机试验的结果可以用一个变量表示,那么这样的变量叫 做随机变量,它常用字母 X,Y,ξ,η,…表示. (2)离散型随机变量 如果对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,那 么这样的随机变量叫做离散型随机变量.
办理业务所需的时间互相独立,且都是整数分钟,对以往顾客办理
业务所需的时间统计结果如下:
办理业务所需 1234 5
的时间(分)
频率
0.1 0.4 0.3 0.1 0.1
从第一个顾客开始办理业务时计时.
(1)估计第三个顾客恰好等待 4 分钟开始办理业务的概率;
(2)X 表示至第 2 分钟末已办理完业务的顾客人数,求 X 的分布
【基础自测】 1.袋中装有 10 个红球、5 个黑球.每次随机抽取 1 个球后,若 取得黑球则另换 1 个红球放回袋中,直到取到红球为止.若抽取的 次数为 X,则“X=6”表示的事件是________. 解析:事件“X=6”表示前 5 次摸到黑球,且第 6 次摸到红球, 故“X=6”表示“放回 5 个红球”. 答案:放回 5 个红球
X0 1 2 P 0.5 0.49 0.01 EX=0×0.5+1×0.49+2×0.01=0.51.
第二十一页,共29页。
考向三 超几何分布
某班同学利用寒假在三个小区进行了一次生活习惯是否
符合低碳观念的调查,若生活习惯符合低碳观念的称为“低碳族”,
否则称为“非低碳族”,这两族人数占各自小区总人数的比例如下:
(2)要会根据概率分布的两个性质来检验求得的概率分布表的正 误.
第二十九页,共29页。
第三页,共29页。
(2)两点分布 如果随机变量 X 的分布列为
X 01 P 1-p p ,称 X 服从两点分布,而称 p=P(X=1)为成功概率. (3)超几何分布 一般地,在含有 M 件次品的 N 件产品中,任取 n 件,其中恰有 X 件次品数,则事件{X=k}发生的概率为 P(X=k)=CkMCCNnnN--kM,k=0, 1,2,…,m,
列及数学期望.
第十八页,共29页。
解:设 Y 表示顾客办理业务所需的时间,用频率估计概率,得 Y 的分布列如下:
Y1 2 3 4 5 P 0.1 0.4 0.3 0.1 0.1 (1)A 表示事件“第三个顾客恰好等待 4 分钟开始办理业务”, 则事件 A 对应三种情形:①第一个顾客办理业务所需的时间为 1 分 钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为 3 分钟;②第一个顾客办 理业务所需的时间为 3 分钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为 1 分钟;③第一个和第二个顾客办理业务所需的时间均为 2 分钟. 所以 P(A)=P(Y=1)P(Y=3)+P(Y=3)P(Y=1)+P(Y=2)P(Y=2) =0.1×0.3+0.3×0.1+0.4×0.4=0.22.
X0 1 2 3
P
28 57
8 19
8 95
1 285
第二十四页,共29页。
【点评】 超几何分布的理论基础是古典概型,主要运用于抽 查产品,摸不同类别的小球等概率模型.如果随机变量 X 服从超几 何分布,那么事件{X=k}发生的概率为 P(X=k)=CkMCCnNnN--kM,k=0,1, 2,…,m
赛甲队胜乙队的概率为 0.6,本场比赛采用五局三胜制,即先胜三局 的队获胜,比赛结束.设各局比赛相互间没有影响.令 ξ 为本场比 赛的局数.求 ξ 的概率分布列.
【解】 ξ 的所有取值为 3,4,5. 当 ξ=3 时,表示甲连胜 3 局或乙连胜 3 局,则 P(ξ=3)=C33×0.63×0.40+C30×0.60×0.43=0.28;
第二十五页,共29页。
3.某校高三年级某班的数学课外活动小组中有 6 名男生,4 名 女生,从中选出 4 人参加数学竞赛考试,用 X 表示其中的男生人数, 求 X 的分布列.
解:依题意,随机变量 X 服从超几何分布, 所以 P(X=k)=Ck6CC41440-k(k=0,1,2,3,4). ∴P(X=0)=CC06C41044=2110,P(X=1)=CC16C41034 =345, P(X=2)=CC26C41024=37,P(X=3)=CC36C41041=281,
A 小区 低碳族 非低碳族
比例 B 小区
1 2
低碳族
1 2
非低碳族
比例 C 小区
4 5
低碳族
1 5
非低碳族
比例
2
1
3
3
第二十二页,共29页。
(1)从 A,B,C 三个小区中各选一人,求恰好有 2 人是低碳族的
概率;
(2)在 B 小区中随机选择 20 户,从中抽取的 3 户中“非低碳族”
数量为 X,求 X 的分布列.
第二十八页,共29页。
◆失误与防范 掌握离散型随机变量的概率分布表,需注意
(1)概率分布表的结构为两行,第一行为随机变量 X 所有可能取 得的值;第二行是对应于随机变量 X 的值的事件发生的概率.看每 一列,实际上是:上为“事件”,下为事件发生的概率,只不过“事 件”是用一个反映其结果的实数表示的.每完成一列,就相当于求 一个随机事件发生的概率.
解析:X=-1,甲抢到一题但答错了. X=0,甲没抢到题,或甲抢到 2 题,但答对一对一错. X=1 时,甲抢到 1 题且答对或甲抢到 3 题,且 1 错 2 对. X=2 时,甲抢到 2 题均答对. X=3 时,甲抢到 3 题均答对. 答案:-1,0,1,2,3
第十页,共29页。
考向一 离散型随机变量的分布列的性质
【解】 (1)3 人中恰好有 2 人是低碳族的概率为 P=12×45×13+12
×15×23+12×45×23=175.
(2)在 B 小区中随机选择的 20 户中,“非低碳族”有 20×15=
4(户 ),
P(X=
k)=
Ck4C136- C320
k
(k=0,
1,
2,3),
第二十三页,共29页。
∴P(X=0)=CC04C320316=2587,P(X=1)=CC14C320126=189, P(X=2)=CC24C320116=985,P(X=3)=CC34C320106=2185, 故 X 的分布列为:
第十三页,共29页。
1.设随机变量 Y 的分布列为:
Y -1 2 3
P
1 4
m
1 4
试计算事件“Y≤12”和32≤Y≤72”的概率.
解:由14+m+14=1,∴m=12,∴P(Y≤12)=P(-1)=14,P23≤Y≤72
=P(2)+P(3)=34.
第十四页,共29页。
考向二 离散型随机变量的分布列 甲、乙两队进行一场排球比赛.根据以往经验,单局比
第四页,共29页。
其中 m=min{M,n},且 n≤N,M≤N,n,M,N∈N*,称分 布列
X0
1
…
m
P
C0MCnN--0M CNn
C1MCnN--1M CNn
…
CmMCnN--mM CnN
为超几何分布列,如果随机变量 X 的分布列为超几何分布列,
则称随机变量 X 服从超几何分布.
第五页,共29页。
解析:21a+22a+23a=1,∴a=3,∴P(X=2)=2×2 3=13. 答案:13
第八页,共29页。
4.随机变量 X 的分布列如下: X -1 0 1 P a bc
其中 a,b,c 成等差数列,则 P(|X|=1)=________. 解析:∵a,b,c 成等差数列,∴2b=a+c. 又 a+b+c=1,∴b=13,∴P(|X|=1)=a+c=23. 答案:23
第十五页,共29页。
当 ξ=4 时,表示前 3 局中甲胜 2 局,第四局甲胜或前 3 局中乙 胜 2 局,第四局乙胜,则
P(ξ=4)=C23×0.62×0.41×0.6×+C13×0.61×0.42×0.4=0.374 4;
当 ξ=5 时,表示前 4 局中甲胜 2 局,第五局甲胜或前 4 局中乙 胜 2 局,第五局乙胜,则
第二十六页,共29页。
P(X=4)=CC46C41004=114, ∴X 的分布列为
X0 1 2 3 4
P
1 210
4 35
3 7
81 21 14
第二十七页,共29页。
◆方法与技巧 求离散型随机变量的概率分布,首先要根据具体情况确定 ξ
的取值情况,然后利用排列、组合与概率知识求出 ξ 取各个值的概 率.
第十九页,共29页。
(2)解法一 X 所有可能的取值为 0,1,2. X=0 对应第一个顾客办理业务所需的时间超过 2 分钟, 所以 P(X=0)=P(Y>2)=0.5; X=1 对应第一个顾客办理业务所需的时间为 1 分钟且第二个顾 客办理业务所需的时间超过 1 分钟,或第一个顾客办理业务所需的 时间为 2 分钟, 所以 P(X=1)=P(Y=1)P(Y>1)+P(Y=2) =0.1×0.9+0.4=0.49; X=2 对应两个顾客办理业务所需的时间均为 1 分钟, 所以 P(X=2)=P(Y=1)P(Y=1)=0.1×0.1=0.01; 所以 X 的分布列为
若离散型随机变量 X 的分布列为
X0
1
P 9c2-c 3-8c
试求出常数 c.
第十一页,共29页。
【解】 由离散型随机变量分布列的性质可知:
90c≤2-9cc2+-3c- ≤81,c=1,解得 0≤3-8c≤1,
c=13.
即 X 的分布列为X0 1ຫໍສະໝຸດ P2 31 3
第十二页,共29页。
【点评】 离散型随机变量的两个性质主要解决以下两类问题: ①通过性质建立关系,求得参数的取值或范围,进一步求得概 率,得出分布列; ②求对立事件的概率或判断某概率的成立与否.
X0 1 2 P 0.5 0.49 0.01
第二十页,共29页。
EX=0×0.5+1×0.49+2×0.01=0.51 解法二 X 所有可能的取值为 0,1,2. X=0 对应第一个顾客办理业务所需的时间超过 2 分钟, 所以 P(X=0)=P(Y>2)=0.5; X=2 对应两个顾客办理业务所需的时间均为 1 分钟, 所以 P(X=2)=P(Y=1)P(Y=1)=0.1×0.1=0.01; P(X=1)=1-P(X=0)-P(X=2)=0.49; 所以 X 的分布列为
第九页,共29页。
5.甲、乙两队在一次对抗赛的某一轮中有 3 个抢答题,比赛规 定:对于每一个题,没有抢到题的队伍是 0 分,抢到题并回答正确 的得 1 分,抢到题但回答错误的扣 1 分(即得-1 分);若 X 是甲队在 该轮比赛获胜时的得分(分数高者胜),则 X 的所有可能取值是 ________.
第二页,共29页。
2.离散型随机变量的分布列 (1)离散型随机变量的分布列 设离散型随机变量 X 可能取的值为 x1,x2,…,xi,…,xn,X 取每一个值 xi(i=1,2,…,n)的概率 P(X=xi)=pi,则下表称为离 散型随机变量 X 的概率分布列,简称 X 的分布列.
X x1 x2 … xi … xn P p1 p2 … pi … pn 根据概率的性质,离散型随机变量的分布列具有如下性质: ①pi≥0,i=1,2,…,n; ②p1+p2+…+pi+…+pn=1.
P(ξ=5)=C24×0.62×0.42×0.6+C24×0.62×0.42×0.4=0.345 6.
∴ξ的分布列为:
ξ3
4
5
P 0.28 0.374 4 0.345 6
第十六页,共29页。
【点评】 根据不同情形进行分类,要充分理解 ξ 取每一个值 的具体含义.
第十七页,共29页。
2.(2012·高考陕西卷)某银行柜台设有一个服务窗口,假设顾客
2.设随机变量 X 等可能取值 1,2,3,…n,如果 P(X<4)=0.3, 那么 n=________.
解析:P(X<4)=P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)=n1+n1+n1=n3= 0.3,∴n=10.
答案:10
第七页,共29页。
3.若随机变量 X 的分布列为 P(X=i)=2ia(i=1,2,3),则 P(X =2)=________.
第7节 离散型随机变量(suí jī biàn liànɡ)及其分
第一页,共29页。
【知识梳理】 1.随机变量的定义 (1)随机变量 如果随机试验的结果可以用一个变量表示,那么这样的变量叫 做随机变量,它常用字母 X,Y,ξ,η,…表示. (2)离散型随机变量 如果对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,那 么这样的随机变量叫做离散型随机变量.
办理业务所需的时间互相独立,且都是整数分钟,对以往顾客办理
业务所需的时间统计结果如下:
办理业务所需 1234 5
的时间(分)
频率
0.1 0.4 0.3 0.1 0.1
从第一个顾客开始办理业务时计时.
(1)估计第三个顾客恰好等待 4 分钟开始办理业务的概率;
(2)X 表示至第 2 分钟末已办理完业务的顾客人数,求 X 的分布
【基础自测】 1.袋中装有 10 个红球、5 个黑球.每次随机抽取 1 个球后,若 取得黑球则另换 1 个红球放回袋中,直到取到红球为止.若抽取的 次数为 X,则“X=6”表示的事件是________. 解析:事件“X=6”表示前 5 次摸到黑球,且第 6 次摸到红球, 故“X=6”表示“放回 5 个红球”. 答案:放回 5 个红球
X0 1 2 P 0.5 0.49 0.01 EX=0×0.5+1×0.49+2×0.01=0.51.
第二十一页,共29页。
考向三 超几何分布
某班同学利用寒假在三个小区进行了一次生活习惯是否
符合低碳观念的调查,若生活习惯符合低碳观念的称为“低碳族”,
否则称为“非低碳族”,这两族人数占各自小区总人数的比例如下:
(2)要会根据概率分布的两个性质来检验求得的概率分布表的正 误.
第二十九页,共29页。
第三页,共29页。
(2)两点分布 如果随机变量 X 的分布列为
X 01 P 1-p p ,称 X 服从两点分布,而称 p=P(X=1)为成功概率. (3)超几何分布 一般地,在含有 M 件次品的 N 件产品中,任取 n 件,其中恰有 X 件次品数,则事件{X=k}发生的概率为 P(X=k)=CkMCCNnnN--kM,k=0, 1,2,…,m,
列及数学期望.
第十八页,共29页。
解:设 Y 表示顾客办理业务所需的时间,用频率估计概率,得 Y 的分布列如下:
Y1 2 3 4 5 P 0.1 0.4 0.3 0.1 0.1 (1)A 表示事件“第三个顾客恰好等待 4 分钟开始办理业务”, 则事件 A 对应三种情形:①第一个顾客办理业务所需的时间为 1 分 钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为 3 分钟;②第一个顾客办 理业务所需的时间为 3 分钟,且第二个顾客办理业务所需的时间为 1 分钟;③第一个和第二个顾客办理业务所需的时间均为 2 分钟. 所以 P(A)=P(Y=1)P(Y=3)+P(Y=3)P(Y=1)+P(Y=2)P(Y=2) =0.1×0.3+0.3×0.1+0.4×0.4=0.22.
X0 1 2 3
P
28 57
8 19
8 95
1 285
第二十四页,共29页。
【点评】 超几何分布的理论基础是古典概型,主要运用于抽 查产品,摸不同类别的小球等概率模型.如果随机变量 X 服从超几 何分布,那么事件{X=k}发生的概率为 P(X=k)=CkMCCnNnN--kM,k=0,1, 2,…,m
赛甲队胜乙队的概率为 0.6,本场比赛采用五局三胜制,即先胜三局 的队获胜,比赛结束.设各局比赛相互间没有影响.令 ξ 为本场比 赛的局数.求 ξ 的概率分布列.
【解】 ξ 的所有取值为 3,4,5. 当 ξ=3 时,表示甲连胜 3 局或乙连胜 3 局,则 P(ξ=3)=C33×0.63×0.40+C30×0.60×0.43=0.28;
第二十五页,共29页。
3.某校高三年级某班的数学课外活动小组中有 6 名男生,4 名 女生,从中选出 4 人参加数学竞赛考试,用 X 表示其中的男生人数, 求 X 的分布列.
解:依题意,随机变量 X 服从超几何分布, 所以 P(X=k)=Ck6CC41440-k(k=0,1,2,3,4). ∴P(X=0)=CC06C41044=2110,P(X=1)=CC16C41034 =345, P(X=2)=CC26C41024=37,P(X=3)=CC36C41041=281,
A 小区 低碳族 非低碳族
比例 B 小区
1 2
低碳族
1 2
非低碳族
比例 C 小区
4 5
低碳族
1 5
非低碳族
比例
2
1
3
3
第二十二页,共29页。
(1)从 A,B,C 三个小区中各选一人,求恰好有 2 人是低碳族的
概率;
(2)在 B 小区中随机选择 20 户,从中抽取的 3 户中“非低碳族”
数量为 X,求 X 的分布列.
第二十八页,共29页。
◆失误与防范 掌握离散型随机变量的概率分布表,需注意
(1)概率分布表的结构为两行,第一行为随机变量 X 所有可能取 得的值;第二行是对应于随机变量 X 的值的事件发生的概率.看每 一列,实际上是:上为“事件”,下为事件发生的概率,只不过“事 件”是用一个反映其结果的实数表示的.每完成一列,就相当于求 一个随机事件发生的概率.
解析:X=-1,甲抢到一题但答错了. X=0,甲没抢到题,或甲抢到 2 题,但答对一对一错. X=1 时,甲抢到 1 题且答对或甲抢到 3 题,且 1 错 2 对. X=2 时,甲抢到 2 题均答对. X=3 时,甲抢到 3 题均答对. 答案:-1,0,1,2,3
第十页,共29页。
考向一 离散型随机变量的分布列的性质
【解】 (1)3 人中恰好有 2 人是低碳族的概率为 P=12×45×13+12
×15×23+12×45×23=175.
(2)在 B 小区中随机选择的 20 户中,“非低碳族”有 20×15=
4(户 ),
P(X=
k)=
Ck4C136- C320
k
(k=0,
1,
2,3),
第二十三页,共29页。
∴P(X=0)=CC04C320316=2587,P(X=1)=CC14C320126=189, P(X=2)=CC24C320116=985,P(X=3)=CC34C320106=2185, 故 X 的分布列为:
第十三页,共29页。
1.设随机变量 Y 的分布列为:
Y -1 2 3
P
1 4
m
1 4
试计算事件“Y≤12”和32≤Y≤72”的概率.
解:由14+m+14=1,∴m=12,∴P(Y≤12)=P(-1)=14,P23≤Y≤72
=P(2)+P(3)=34.
第十四页,共29页。
考向二 离散型随机变量的分布列 甲、乙两队进行一场排球比赛.根据以往经验,单局比
第四页,共29页。
其中 m=min{M,n},且 n≤N,M≤N,n,M,N∈N*,称分 布列
X0
1
…
m
P
C0MCnN--0M CNn
C1MCnN--1M CNn
…
CmMCnN--mM CnN
为超几何分布列,如果随机变量 X 的分布列为超几何分布列,
则称随机变量 X 服从超几何分布.
第五页,共29页。
解析:21a+22a+23a=1,∴a=3,∴P(X=2)=2×2 3=13. 答案:13
第八页,共29页。
4.随机变量 X 的分布列如下: X -1 0 1 P a bc
其中 a,b,c 成等差数列,则 P(|X|=1)=________. 解析:∵a,b,c 成等差数列,∴2b=a+c. 又 a+b+c=1,∴b=13,∴P(|X|=1)=a+c=23. 答案:23
第十五页,共29页。
当 ξ=4 时,表示前 3 局中甲胜 2 局,第四局甲胜或前 3 局中乙 胜 2 局,第四局乙胜,则
P(ξ=4)=C23×0.62×0.41×0.6×+C13×0.61×0.42×0.4=0.374 4;
当 ξ=5 时,表示前 4 局中甲胜 2 局,第五局甲胜或前 4 局中乙 胜 2 局,第五局乙胜,则
第二十六页,共29页。
P(X=4)=CC46C41004=114, ∴X 的分布列为
X0 1 2 3 4
P
1 210
4 35
3 7
81 21 14
第二十七页,共29页。
◆方法与技巧 求离散型随机变量的概率分布,首先要根据具体情况确定 ξ
的取值情况,然后利用排列、组合与概率知识求出 ξ 取各个值的概 率.
第十九页,共29页。
(2)解法一 X 所有可能的取值为 0,1,2. X=0 对应第一个顾客办理业务所需的时间超过 2 分钟, 所以 P(X=0)=P(Y>2)=0.5; X=1 对应第一个顾客办理业务所需的时间为 1 分钟且第二个顾 客办理业务所需的时间超过 1 分钟,或第一个顾客办理业务所需的 时间为 2 分钟, 所以 P(X=1)=P(Y=1)P(Y>1)+P(Y=2) =0.1×0.9+0.4=0.49; X=2 对应两个顾客办理业务所需的时间均为 1 分钟, 所以 P(X=2)=P(Y=1)P(Y=1)=0.1×0.1=0.01; 所以 X 的分布列为
若离散型随机变量 X 的分布列为
X0
1
P 9c2-c 3-8c
试求出常数 c.
第十一页,共29页。
【解】 由离散型随机变量分布列的性质可知:
90c≤2-9cc2+-3c- ≤81,c=1,解得 0≤3-8c≤1,
c=13.
即 X 的分布列为X0 1ຫໍສະໝຸດ P2 31 3
第十二页,共29页。
【点评】 离散型随机变量的两个性质主要解决以下两类问题: ①通过性质建立关系,求得参数的取值或范围,进一步求得概 率,得出分布列; ②求对立事件的概率或判断某概率的成立与否.
X0 1 2 P 0.5 0.49 0.01
第二十页,共29页。
EX=0×0.5+1×0.49+2×0.01=0.51 解法二 X 所有可能的取值为 0,1,2. X=0 对应第一个顾客办理业务所需的时间超过 2 分钟, 所以 P(X=0)=P(Y>2)=0.5; X=2 对应两个顾客办理业务所需的时间均为 1 分钟, 所以 P(X=2)=P(Y=1)P(Y=1)=0.1×0.1=0.01; P(X=1)=1-P(X=0)-P(X=2)=0.49; 所以 X 的分布列为
第九页,共29页。
5.甲、乙两队在一次对抗赛的某一轮中有 3 个抢答题,比赛规 定:对于每一个题,没有抢到题的队伍是 0 分,抢到题并回答正确 的得 1 分,抢到题但回答错误的扣 1 分(即得-1 分);若 X 是甲队在 该轮比赛获胜时的得分(分数高者胜),则 X 的所有可能取值是 ________.
第二页,共29页。
2.离散型随机变量的分布列 (1)离散型随机变量的分布列 设离散型随机变量 X 可能取的值为 x1,x2,…,xi,…,xn,X 取每一个值 xi(i=1,2,…,n)的概率 P(X=xi)=pi,则下表称为离 散型随机变量 X 的概率分布列,简称 X 的分布列.
X x1 x2 … xi … xn P p1 p2 … pi … pn 根据概率的性质,离散型随机变量的分布列具有如下性质: ①pi≥0,i=1,2,…,n; ②p1+p2+…+pi+…+pn=1.
P(ξ=5)=C24×0.62×0.42×0.6+C24×0.62×0.42×0.4=0.345 6.
∴ξ的分布列为:
ξ3
4
5
P 0.28 0.374 4 0.345 6
第十六页,共29页。
【点评】 根据不同情形进行分类,要充分理解 ξ 取每一个值 的具体含义.
第十七页,共29页。
2.(2012·高考陕西卷)某银行柜台设有一个服务窗口,假设顾客