最新-高中数学一轮复习 第8讲 离散型随机变量的期望与
离散型随机变量的期望及方差课件
02
离散型随机变量的期望
期望的定义与性质
定义
离散型随机变量的期望定义为所 有可能取值的概率加权和，即 $E(X) = sum x_i times P(X=x_i)$。
性质
期望具有线性性质，即$E(aX+b) = aE(X)+b$，其中$a$和$b$为 常数。
期望的运算性质
01
交换律
$E(X+Y) = E(X) + E(Y)$
离散型随机变量具有可数性、确定性和随机性等性质，其取值范围称 为样本空间，记为Ω。
离散型随机变量的分类
03
伯努利试验
在n次独立重复的伯努利试验中，每次试 验成功的概率为p，失败的概率为q=1-p 。例如，抛硬币、摸彩等。
二项分布
泊松分布
在n次独立重复的伯努利试验中，成功的 次数X服从参数为n和p的二项分布，记为 B(n,p)。例如，抛n次硬币，出现正面的 次数。
方差的定义与性质
方差的定义
方差是用来度量随机变量取值分散程 度的量，计算公式为$D(X) = E[(X E(X))^2]$，其中$E(X)$表示随机变 量$X$的期望值。
方差的基本性质
方差具有非负性，即对于任意随机变 量$X$，有$D(X) geq 0$；当随机变 量$X$取常数$c$时，方差$D(X) = 0$ 。
益。
投资决策
在保险公司的投资决策中，离散 型随机变量的期望和方差可以用 来评估不同投资组合的风险和回 报，帮助保险公司做出更明智的
投资决策。
在决策理论中的应用
风险偏好
离散型随机变量的期望和方差可以用来描述个人的风险偏好，通过比较不同决策方案的期望和方差， 个人可以做出更明智的决策。
离散型随机变量的期望与方差课件
方差是正数或零，无负值；方差越大， 随机变量的取值越分散；两个随机变 量的方差相等，则它们是同方差。
方差的计算
方差的计算公式
方差=E[(X-E[X])^2]，其中E[X]表示随机变量X的期望。
方差的简化计算
对于离散型随机变量，方差可以简化为方差=1/n Σ(xi-μ)^2，其中xi表示随机 变量X的取值，μ表示随机变量X的期望，n表示随机变量X的取值个数。
离散型随机量的期望与方 件
目录
• 离散型随机变量的期望 • 离散型随机变量的方差 • 离散型随机变量的期望与方差的关系 • 离散型随机变量的期望与方差的计算
实例 • 离散型随机变量的期望与方差在概率
论中的应用
01
离散型随机量的期望
定义与性质
期望的性质 2. 期望是一个可计算的数值，与概率分布中的权值
01
02
03
04
方差是用来度量随机变量取值 分散程度的数学概念。
方差越大，说明随机变量的取 值越分散；方差越小，说明随
机变量的取值越集中。
方差与标准差是两个紧密相关 的概念，标准差是方差的平方
根。
方差在概率论中有很多重要的 应用，例如在金融、统计学、
机器学习等领域。
期望与方差在金融风险控制中的应用
期望的性质与用途
3. 期望的计算公式是一个加权平均值。 期望的用途
1. 期望是评估一个随机变量取值水平的指标。
期望的性质与用途
01
2. 期望可以用于预测随机变量的 未来取值。
02
3.期望可以用于计算其他统计量， 如方差、协方差等。
02
离散型随机量的方差
方差的定义与性质
方差的定 义
高二数学高三新课：离散型随机变量的期望和方差人教版知识精讲.doc
高二数学高三新课：离散型随机变量的期望和方差人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：高三新课：离散型随机变量的期望和方差二. 本周教学重、难点： 1. 期望：（1）计算公式： ++++=n n p x p x p x E 2211ξ （2）性质：① b aE b a E +=+ξξ)( ② 若B ~ξ（p n ,），则np E =ξ③ 若ξ服从几何分布且),()(p k g k p ==ξ，则pE 1=ξ 2. 方差：（1）计算公式： +⋅-++⋅-+⋅-=n n p E x p E x p E x D 2222121)()()(ξξξξ （2）性质：① ξξD a b a D 2)(=+② 若),(~p n B ξ，则)1(p q npq D -==ξ ③ 若ξ服从几何分布且),()(p k g k p ==ξ，则2pq D =ξ ④ 22)(ξξξE E D -=【典型例题】[例1] 某射手射击所得环数ξ的分布列ξ4 5 6 7 8 9 10P 0.02 0.04 0.06 0.09 0.28 0.29 0.22 试估计该射手n 次射击的平均环数。
解：根据这名射手射击所得环数的分布列，在n 次射击中预计大约有n n P 02.0)4(=⨯=ξ次得4环，n n P 04.0)5(=⨯=ξ次得5环，n n P 22.0)10(=⨯=ξ次得10环，n 次射击总环数约等于n n n 22.01004.0502.04⨯++⨯+⨯)22.01004.0502.04(⨯++⨯+⨯= n ，从而平均环数等于32.822.01004.0502.04=⨯++⨯+⨯ ， 即32.8=ξE[例2] 某射手进行射击练习，每射击5发子弹算一组，一旦命中就停止射击，并进入下组练习，否则一直打完5发子弹后才能进入下一组练习。
若某射手在某组练习中射击一次的命中概率为0.8，求在这组练习中耗用子弹数ξ的分布列，并求出ξ的期望值和方差值。
高中数学专题讲义-离散型随机变量的期望与方差1
1． 离散型随机变量及其分布列⑴离散型随机变量 如果在试验中，试验可能出现的结果可以用一个变量X 来表示，并且X 是随着试验的结果的不同而变化的，我们把这样的变量X 叫做一个随机变量．随机变量常用大写字母,,X Y L 表示．如果随机变量X 的所有可能的取值都能一一列举出来，则称X 为离散型随机变量． ⑵离散型随机变量的分布列将离散型随机变量X 所有可能的取值i x 与该取值对应的概率i p (1,2,,)i n =L 列表表示：X 1x 2x … i x … n x P1p2p…i p…n pX 的分布列．2．几类典型的随机分布⑴两点分布如果随机变量X 的分布列为X 1 0 P p q其中01p <<，1q p =-X 服从参数为p 的二点分布．二点分布举例：某次抽查活动中，一件产品合格记为1，不合格记为0，已知产品的合格率为80%，随机变量X X 的分布列满足二点分布．X 1P 0.8 0.2两点分布又称01-布又称为伯努利分布． ⑵超几何分布 一般地，设有总数为N 件的两类物品，其中一类有M 件，从所有物品中任取n 件()n N ≤，这n 件中所含这类物品件数X 是一个离散型随机变量，它取值为m 时的概率为C C ()C m n mM N Mn NP X m --==(0m l ≤≤，l 为n 和M 中较小的一个)．我们称离散型随机变量X 的这种形式的概率分布为超几何分布，也称X 服从参数为N ，M ，n 的超几何分布．在超几何分布中，只要知道N ，M 和n ，就可以根据公式求出X 取不同值时的概率()P X m =，从而列出X 的分布列．知识内容数学期望⑶二项分布1．独立重复试验如果每次试验，只考虑有两个可能的结果A 及A ，并且事件A 发生的概率相同．在相同的条件下，重复地做n 次试验，各次试验的结果相互独立，那么一般就称它们为n 次独立重复试验．n 次独立重复试验中，事件A 恰好发生k 次的概率为()C (1)kk n k n n P k p p -=-(0,1,2,,)k n =L ． 2．二项分布若将事件A 发生的次数设为X ，事件A 不发生的概率为1q p =-，那么在n 次独立重复试验中，事件A 恰好发生k 次的概率是()C k k n kn P X k p q -==，其中0,1,2,,k n =L ．于是得到由式001110()C CC C n n n k k n k nn n n n n q p p q p qp q p q --+=++++L L 各对应项的值，所以称这样的散型随机变量X 服从参数为n ，p 的二项分布， 记作~(,)X B n p ．二项分布的均值与方差：若离散型随机变量X 服从参数为n 和p 的二项分布，则()E X np =，()D x npq =(1)q p =-．⑷正态分布1． 概率密度曲线：样本数据的频率分布直方图，在样本容量越来越大时，直方图上面的折线所接近的曲线．在随机变量中，如果把样本中的任一数据看作随机变量X ，则这条曲线称为X 的概率密度曲线．曲线位于横轴的上方，它与横轴一起所围成的面积是1，而随机变量X 落在指定的两个数a b ，之间的概率就是对应的曲边梯形的面积． 2．正态分布⑴定义：如果随机现象是由一些互相独立的偶然因素所引起的，而且每一个偶然因素在总体的变化中都只是起着均匀、微小的作用，则表示这样的随机现象的随机变量的概率分布近似服从正态分布． 服从正态分布的随机变量叫做正态随机变量，简称正态变量． 正态变量概率密度曲线的函数表达式为22()2()x f x μσ--=，x ∈R ，其中μ，σ是参数，且0σ>，μ-∞<<+∞．式中的参数μ和σ分别为正态变量的数学期望和标准差．期望为μ、标准差为σ的正态分布通常记作2(,)N μσ． 正态变量的概率密度函数的图象叫做正态曲线．⑵标准正态分布：我们把数学期望为0，标准差为1的正态分布叫做标准正态分布． ⑶重要结论：①正态变量在区间(,)μσμσ-+，(2,2)μσμσ-+，(3,3)μσμσ-+内，取值的概率分别是68.3%，95.4%，99.7%．②正态变量在()-∞+∞，内的取值的概率为1，在区间(33)μσμσ-+，之外的取值的概率是0.3%，故正态变量的取值几乎都在距x μ=三倍标准差之内，这就是正态分布的3σ原则．⑷若2~()N ξμσ，，()f x 为其概率密度函数，则称()()()xF x P x f t dt ξ-∞==⎰≤为概率分布函数，特别的，2~(01)N ξμσ-，，称22()t x x dt φ-=⎰为标准正态分布函数． ()()x P x μξφσ-<=．标准正态分布的值可以通过标准正态分布表查得．分布函数新课标不作要求，适当了解以加深对密度曲线的理解即可．3．离散型随机变量的期望与方差1．离散型随机变量的数学期望定义：一般地，设一个离散型随机变量X 所有可能的取的值是1x ，2x ，…，n x ，这些值对应的概率是1p ，2p ，…，n p ，则1122()n n E x x p x p x p =+++L ，叫做这个离散型随机变量X 的均值或数学期望（简称期望）．离散型随机变量的数学期望刻画了这个离散型随机变量的平均取值水平． 2．离散型随机变量的方差一般地，设一个离散型随机变量X 所有可能取的值是1x ，2x ，…，n x ，这些值对应的概率是1p ，2p ，…，n p ，则2221122()(())(())(())n n D X x E x p x E x p x E x p =-+-++-L 叫做这个离散型随机变量X 的方差．离散型随机变量的方差反映了离散随机变量的取值相对于期望的平均波动的大小（离散程度）．()D X 叫做离散型随机变量X 的标准差，它也是一个衡量离散型随机变量波动大小的量．3．X 为随机变量，a b ，为常数，则2()()()()E aX b aE X b D aX b a D X +=++=，； 4． 典型分布的期望与方差：⑴二点分布：在一次二点分布试验中，离散型随机变量X 的期望取值为p ，在n 次二点分布试验中，离散型随机变量X 的期望取值为np ．⑵二项分布：若离散型随机变量X 服从参数为n 和p 的二项分布，则()E X np =，()D x npq =(1)q p =-．⑶超几何分布：若离散型随机变量X 服从参数为N M n ，，的超几何分布，则()nME X N=，2()()()(1)n N n N M M D X N N --=-．4．事件的独立性如果事件A 是否发生对事件B 发生的概率没有影响，即(|)()P B A P B =，这时，我们称两个事件A ，B 相互独立，并把这两个事件叫做相互独立事件．如果事件1A ，2A ，…，n A 相互独立，那么这n 个事件都发生的概率，等于每个事件发生的概率的积，即1212()()()()n n P A A A P A P A P A =⨯⨯⨯I I L I L ，并且上式中任意多个事件i A 换成其对立事件后等式仍成立．5．条件概率对于任何两个事件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．把由事件A 与B 的交（或积），记做D A B =I （或D AB =）．【例1】 投掷1枚骰子的点数为ξ，则ξ的数学期望为（ ）A ．3B ．3.5C ．4D ．4.5【例2】 同时抛掷4枚均匀硬币80次，设4枚硬币正好出现2枚正面向上，2枚反面向上的次数为ξ，则ξ的数学期望是（ ）A ．20B ．25C ．30D ．40【例3】 从123456，，，，，这6个数中任取两个，则两数之积的数学期望为 ．【例4】 一射手对靶射击，直到第一次命中为止，每次命中率为0.6，现共有4颗子弹，命中后尚余子弹数目ξ的期望为（ ）A ．2.44B ．3.376C ．2.376D ．2.4【例5】 一个篮球运动员投篮一次得3分的概率为a ，得2分的概率为b ，不得分的概率为c （a 、b 、()01c ∈，），已知他投篮一次得分的数学期望为2（不计其它得分情况），则ab 的最大值为（ ）A ．148B ．124C ．112D ．16【例6】 一家保险公司在投保的50万元的人寿保险的保单中，估计每一千保单每年有15个理赔，若每一保单每年的营运成本及利润的期望值为200元，试求每一保单的保费．【例7】 甲乙两人独立解出某一道数学题的概率依次为1212()P P P P >，，已知该题被甲或乙解出的概率为0.8，甲乙两人同时解出该题的概率为0.3，求：⑴12P P ，； ⑵解出该题的人数X 的分布列及EX ．典例分析【例8】甲、乙、丙三人参加了一家公司的招聘面试，面试合格者可正式签约，甲表示只要面试合格就签约．乙、丙则约定：两人面试都合格就一同签约，否则两人都不签约．设每人面试合格的概率都是12，且面试是否合格互不影响．求签约人数ξ的数学期望．【例9】某批发市场对某种商品的周销售量（单位：吨）进行统计，最近100周的统计结果如下表所示：⑴⑵已知每吨该商品的销售利润为2千元，ξ表示该种商品两周销售利润的和（单位：千元）．若以上述频率作为概率，且各周的销售量相互独立，求ξ的分布列和数学期望．【例10】某项考试按科目A、科目B依次进行，只有当科目A成绩合格时，才可继续参加科目B的考试．已知每个科目只允许有一次补考机会，两个科目成绩均合格方可获得证书．现某人参加这项考试，科目A每次考试成绩合格的概率均为23，科目B每次考试成绩合格的概率均为12．假设各次考试成绩合格与否均互不影响．在这项考试过程中，假设他不放弃所有的考试机会，记他参加考试的次数为ξ，求ξ的数学期望Eξ．【例11】某同学如图所示的圆形靶投掷飞镖，飞镖落在靶外（环数记为0）的概率为0.1，飞镖落在靶内的各个点是椭机的．已知圆形靶中三个圆为同心圆，半径分别为30cm、20cm、10cm，飞镖落在不同区域的环数如图中标示．设这位同学投掷一次一次得到的环数这个随机变量X，求X的分布列及数学期望．8910【例12】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ξ的分布列为润为250元；分4期或5期付款，其利润为300元．η表示经销一件该商品的利润．⑴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()P A；⑵求η的分布列及期望Eη．【例13】学校文娱队的每位队员唱歌、跳舞至少会一项，已知会唱歌的有2人，会跳舞的有5人，现从中选2人．设ξ为选出的人中既会唱歌又会跳舞的人数，且7Pξ>=．(0)10⑴求文娱队的人数；⑵写出ξ的概率分布列并计算期望．【例14】一接待中心有A、B、C、D四部热线电话．已知某一时刻电话A、B占线的概率为0.5，电话C、D占线的概率为0.4，各部电话是否占线相互之间没有影响．假设该时刻有X部电话占线，试求随机变量X的概率分布和它的期望．【例15】某城市有甲、乙、丙3个旅游景点，一位客人游览这三个景点的概率分别是0.40.50.6，，，且客人是否游览哪个景点互不影响，设X表示客人离开该城市时游览的景点数与没有游览的景点数之差的绝对值．求X的分布及数学期望．【例16】某项选拔共有三轮考核，每轮设有一个问题，能正确回答问题者进入下一轮考核，否则即被淘汰．已知某选手能正确回答第一、二、三轮的问题的概率分别为45、35、25，且各轮问题能否正确回答互不影响．⑴求该选手被淘汰的概率；⑵该选手在选拔中回答问题的个数记为ξ，求随机变量ξ的分布列与数学期望．（注：本小题结果可用分数表示）【例17】在某次测试中，甲、乙、丙三人能达标的概率分别为0.4，0.5，0.8，在测试过程中，甲、乙、丙能否达标彼此间不受影响．⑴求甲、乙、丙三人均达标的概率；⑵求甲、乙、丙三人中至少一人达标的概率；⑶设X表示测试结束后达标人数与没达标人数之差的绝对值，求X的概率分布及数学期望EX．【例18】在1，2，3，…，9这9个自然数中，任取3个数．⑴求这3个数中恰有1个是偶数的概率；⑵设ξ为这3个数中两数相邻的组数（例如：若取出的数为1，2，3，则有两组相邻的数1，2和2，3，此时ξ的值是2）．求随机变量ξ的分布列及其数学期望Eξ．【例19】甲、乙、丙三人参加了一家公司的招聘面试，面试合格者可正式签约，甲表示只要面试合格就签约．乙、丙则约定：两人面试都合格就一同签约，否则两人都不签约．设甲面试合格的概率为12，乙、丙面试合格的概率都是13，且面试是否合格互不影响．求：⑴至少有1人面试合格的概率；⑵签约人数X的分布列和数学期望．【例20】某公司“咨询热线”电话共有8路外线，经长期统计发现，在8点到10点这段时间内，外线电话同时打入情况如下表所示：①求至少一种电话不能一次接通的概率；②在一周五个工作日中，如果至少有三个工作日的这段时间（8点至10点）内至少一路电话不能一次接通，那么公司的形象将受到损害，现用该事件的概率表示公司形象的“损害度”，求上述情况下公司形象的“损害度”．⑵求一周五个工作日的这段时间（8点至10点）内，电话同时打入数ξ的期望．【例21】某先生居住在城镇的A处，准备开车到单位B处上班，若该地各路段发生堵车事件都是独立的，且在同一路段发生堵车事件最多只有一次，发生堵车事件的概率，如图．（例如：A C D→→算作两个路段：路段AC发生堵车事件的概率为110，路段CD发生堵车事件的概率为115）．记路线A C F B→→→中遇到堵车次数为随机变量X，求X的数学期望()E X．11510【例22】口袋里装有大小相同的4个红球和8个白球，甲、乙两人依规则从袋中有放回摸球，每次摸出一个球，规则如下：若一方摸出一个红球，则此人继续下一次摸球；若一方摸出一个白球，则由对方接替下一次摸球，且每次摸球彼此相互独立，并由甲进行第一次摸球；求在前三次摸球中，甲摸得红球的次数ξ的分布列及数学期望．【例23】 某商场举行抽奖促销活动，抽奖规则是：从装有9个白球、1个红球的箱子中每次随机地摸出一个球，记下颜色后放回，摸出一个红球可获得奖金10元；摸出两个红球可获得奖金50元．现有甲、乙两位顾客，规定：甲摸一次，乙摸两次，令X 表示甲、乙两人摸球后获得的奖金总额．求：⑴X 的概率分布；⑵X 的期望．【例24】 如图所示，甲、乙两只小蚂蚁分别位于一个单位正方体的A 点和1C 点处，每只小蚂蚁都可以从每一个顶点处等可能地沿各条棱向每个方向移动，但不能按原路线返回．如：甲在A 时可沿AB ，AD ，1AA 三个方向移动，概率都是13，到达B 点时，可沿BC ，1BB 两个方向移动，概率都是12．已知小蚂蚁每秒钟移动的距离为1个单位．⑴如果甲、乙两只小蚂蚁都移动1秒，则它们所走的路线是异面直线的概率是多少？⑵若乙蚂蚁不动，甲蚂蚁移动3秒后，甲、乙两只小蚂蚁间的距离的期望值是多少？D1C1(乙)B1A(甲)B CDA1【例25】从集合{}12345，，，，的所有非空子集．．．．中，等可能地取出一个．⑴记性质:γ集合中的所有元素之和为10，求所取出的非空子集满足性质r的概率；⑵记所取出的非空子集的元素个数为ξ，求ξ的分布列和数学期望Eξ．【例26】某地有A、B、C、D四人先后感染了甲型H1N1流感，其中只有A到过疫区．B 肯定是受A感染的．对于C，因为难以断定他是受A还是受B感染的，于是假定他受A和受B感染的概率都是12．同样也假定D受A、B和C感染的概率都是13．在这种假定之下，B、C、D中直接．．受A感染的人数X就是一个随机变量．写出X的分布列（不要求写出计算过程），并求X的均值（即数学期望）．【例27】⑴用红、黄、蓝、白四种不同颜色的鲜花布置如图一所示的花圃，要求同一区域上用同一种颜色鲜花，相邻区域用不同颜色鲜花，问共有多少种不同的摆放方案?⑵用红、黄、蓝、白、橙五种不同颜色的鲜花布置如图二所示的花圃，要求同一区域上用同一种颜色鲜花，相邻区域使用不同颜色鲜花．求恰有两个区域用红色鲜花的概率．⑶条件同⑵，记花圃中红色鲜花区域的块数为X，求它的分布列及其数学期望EX．图二图一【例28】有甲、乙两个箱子，甲箱中有6张卡片，其中有2张写有数字0，2张写有数字1，2张写有数字2；乙箱中有6张卡片，其中3张写有数字0，2张写有数字1，1张写有数字2．⑴如果从甲箱中取出1张卡片，乙箱中取出2张卡片，那么取得的3张卡片都写有数字0的概率是多少？⑵从甲、乙两个箱子中各取一张卡片，设取出的2张卡片数字之积为X，求X的分布列和期望．【例29】 A B ，两个代表队进行乒乓球对抗赛，每队三名队员，A 队队员是123A A A ，，，B 队队员是123B B B ，，，按以往多次比赛的统计，对阵队员之间胜负概率如下：现按表中对阵方式出场，每场胜队得1分，负队得0分．设A 队、B 队最后总分分别为ξη，．求ξη，的期望．【例30】 连续抛掷同一颗均匀的骰子，令第i 次得到的点数为i a ，若存在正整数k ，使126k a a a ++=L ，则称k 为你的幸运数字．⑴求你的幸运数字为4的概率；⑵若1k =，则你的得分为6分；若2k =，则你的得分为4分；若3k =，则你的得分为2分；若抛掷三次还没找到你的幸运数字则记0分．求得分ξ的分布列和数学期望．【例31】 在某校组织的一次篮球定点投篮训练中，规定每人最多投3次；在A 处每投进一球得3分，在B 处每投进一球得2分；如果前两次得分之和超过3分即停止投篮，否则投第三次，某同学在A 处的命中率1q 为0.25，在B 处的命中率为2q ，该同学选择先在A 处投一球，以后都在B 处投，用ξ表示该同学投篮训练结束后所得的总分，其分布列为⑴ 2⑵ 求随机变量ξ的数学期望E ξ；⑶ 试比较该同学选择都在B 处投篮得分超过3分与选择上述方式投篮得分超过3分的概率的大小．【例32】 在奥运会射箭决赛中，参赛号码为1~4号的四名射箭运动员参加射箭比赛．⑴通过抽签将他们安排到1~4号靶位，试求恰有两名运动员所抽靶位号与其参赛号码相同的概率；⑵记1号、2号射箭运动员射箭的环数为ξ（ξ所有取值为01210L ，，，，）的概率分别为1P 、2P ．根据教练员提供的资料，其概率分布如下表：②判断1号，2号射箭运动员谁射箭的水平高？并说明理由．【例33】某人有10万元，准备用于投资房地产或购买股票，如果根据盈利表进行决策，那么，合理的投资方案应该是哪种？【例34】甲、乙两名工人加工同一种零件，分别检测5个工件，结果分别如下：试比较他们的加工水平．【例35】一软件开发商开发一种新的软件，投资50万元，开发成功的概率为0.9，若开发不成功，则只能收回10万元的资金，若开发成功，投放市场前，召开一次新闻发布会，召开一次新闻发布会不论是否成功都需要花费10万元，召开新闻发布会成功的概率为0.8，若发布成功则可以销售100万元，否则将起到负面作用只能销售60万元，而不召开新闻发布会则可销售75万元．⑴求软件成功开发且成功在发布会上发布的概率．⑵如果开发成功就召开新闻发布会的话，求开发商的盈利期望．⑶如果不召开新闻发布会，求开发商盈利的期望值，并由此决定是否应该召开新闻发布会．【例36】某突发事件，在不采取任何预防措施的情况下发生的概率为0.3，一旦发生，将造成400万元的损失．现有甲、乙两种相互独立的预防措施可供采用．单独采用甲、乙预防措施所需的费用分别为45万元和30万元，采用相应预防措施后此突发事件不发生的概率为0.9和0.85．若预防方案允许甲、乙两种预防措施单独采用、联合采用或不采用，请确定预防方案使总费用最少．（总费用＝采取预防措施的费用+发生突发事件损失的期望值．）【例37】 最近，李师傅一家三口就如何将手中的10万块钱投资理财，提出了三种方案：第一种方案：将10万块钱全部用来买股票．据分析预测：投资股市一年可能获利40%，也可能亏损20%（只有这两种可能），且获利的概率为12； 第二种方案：将10万块钱全部用来买基金．据分析预测：投资基金一年可能获利20%，也可能损失10%，也可能不赔不赚，且三种情况发生的概率分别为311555，，； 第三种方案：将10万块钱全部存入银行一年，现在存款利率为4%，存款利息税率为5%．针对以上三种投资方案，请你为李师傅家选择一种合理的理财方法，并说明理由．【例38】 某柑桔基地因冰雪灾害，使得果林严重受损，为此有关专家提出两种拯救果林的方案，每种方案都需分两年实施；若实施方案一，预计当年可以使柑桔产量恢复到灾前的1.0倍、0.9倍、0.8倍的概率分别是0.3、0.3、0.4；第二年可以使柑桔产量为上一年产量的1.25倍、1.0倍的概率分别是0.5、0.5．若实施方案二，预计当年可以使柑桔产量达到灾前的1.2倍、1.0倍、0.8倍的概率分别是0.2、0.3、0.5；第二年可以使柑桔产量为上一年产量的1.2倍、1.0倍的概率分别是0.4、0.6．实施每种方案，第二年与第一年相互独立．令(12)i i ξ=，表示方案i实施两年后柑桔产量达到灾前产量的倍数．⑴写出12ξξ，的分布列；⑵实施哪种方案，两年后柑桔产量超过灾前产量的概率更大？⑶不管哪种方案，如果实施两年后柑桔产量达不到灾前产量，预计可带来效益10万元；两年后柑桔产量恰好达到灾前产量，预计可带来效益15万元；柑桔产量超过灾前产量，预计可带来效益20万元；问实施哪种方案所带来的平均效益更大？【例39】某企业准备投产一批特殊型号的产品，已知该种产品的成本C与产量q的函数关系式为3232010(0)3qC q q q=-++>，该种产品的市场前景无法确定，有三种可能出现的情况，各种情形发生的概率及产品价格p与产量q的函数关系式如下表所示：123k q ，而市场前景无法确定的利润． ⑴分别求利润123L L L ，，与产量q 的函数关系式；⑵当产量q 确定时，求期望k E ξ；⑶试问产量q 取何值时，市场无法确定的利润取得最大值．【例40】 某电器商由多年的经验发现本店出售的电冰箱的台数ξ是一个随机变量，它的分布列1()(1212)12P k ξξ===L ，，，，设每售出一台电冰箱，该台冰箱可获利300元，若售不出则囤积在仓库，每台需支付保管费100元/月，问：该电器商月初购进多少台电冰箱才能使自己的月平均收入最大？【例41】 某鲜花店每天以每束2.5元购入新鲜玫瑰花并以每束5元的价格销售，店主根据以往的销售统计得到每天能以此价格售出的玫瑰花数ξ的分布列如表所示，若某天所购进的玫瑰花未售完，则当天未售出的玫瑰花将以每束1.5元的价格降价处理完毕．⑴若某天店主购入玫瑰花40束，试求该天其从玫瑰花销售中所获利润的期望； ⑵店主每天玫瑰花的进货量x （3050x ≤≤，单位：束）为多少时，其有望从玫瑰花销售中获取最大利润?。
高考数学一轮总复习课件：离散型随机变量的分布列、均值与方差
超几何分布
在含有M件次品的N件产品中，任取n件，其中恰有X件次
CMkCN－Mn－k
品，则P(X＝k)＝________C_N_n __，k＝0，1，2，…，m，其中m
＝min{M，n}，且n≤N，M≤N，n，M，N∈N*.称分布列：
X
0
P
CM0CN－Mn－0 CNn
为超几何分布列．
1
…
m
CM1CN－Mn－1 CNn
…
CMmCN－Mn－m CNn
如果随机变量X的分布列具有上表的形式，那么称随机变量
X服从超几何分布，记作X～H(N，M，n)．
1．判断下列说法是否正确(打“√”或“×”)． (1)抛掷均匀硬币一次，出现正面的次数是随机变量． (2)在离散型随机变量的分布列中，随机变量取各个值的概 率之和可以小于1. (3)离散型随机变量的各个可能值表示的事件是彼此互斥 的．
思考题2 (1)(2021·吉林省汪清县高三月考)已知随机变 量ξ的分布列如下表，则x＝____12____．
ξ01 2
P x2 x
1 4
【解析】
由随机变量概率分布列的性质可知：x2＋x＋
1 4
＝1，且0≤x≤1，解得x＝12.
(2)(2021·青铜峡市高三期末)设随机变量ξ的概率分布列如下
表，则P(|ξ－3|＝1)＝( A )
3．设ξ是一个离散型随机变量，则下列不一定能成为ξ的概
率分布列的一组数是( C )
A．0，0，0，1，0
B．0.1，0.2，0.3，0.4
C．p，1－p(p为实数)
D.1×1 2，2×1 3，…，（n－11）·n，1n(n∈N*，n≥2)
解析
显然A、B满足分布列的两个性质；对于D，有
年高考第一轮复习数学离散型随机变量的期望值和方差
离散型随机变量的期望值和方差●知识梳理1.期望：若离散型随机变量ξ，当ξ=x i 的概率为P （ξ=x i ）=P i （i =1，2，…，n ，…），则称E ξ=∑x i p i 为ξ的数学期望，反映了ξ的平均值.2.方差：称D ξ=∑（x i －E ξ）2p i 为随机变量ξ的均方差，简称方差. D 叫标准差，反映了ξ的离散程度.3.性质：（1）E （a ξ+b ）=aE ξ+b ，D （a ξ+b ）=a 2D ξ（a 、b 为常数）. （2）若ξ～B （n ，p ），则E ξ=np ，D ξ=npq （q =1－p ）. ●点击双基1.设投掷1颗骰子的点数为ξ，则ξ=，D ξ=ξ=，D ξ=1235 ξ=，D ξ=ξ=，D ξ=1635 解析：ξ可以取1，2，3，4，5，6.P （ξ=1）=P （ξ=2）=P （ξ=3）=P （ξ=4）=P （ξ=5）=P （ξ=6）=61， ∴E ξ=1×61+2×61+3×61+4×61+5×61+6×61=， D ξ=［（1－）2+（2－）2+（3－）2+（4－）2+（5－）2+（6－）2］×61=65.17=1235. 答案：B2.设导弹发射的事故率为，若发射10次，其出事故的次数为ξ，则下列结论正确的是ξ=ξ=（ξ=k ）=·－k（ξ=k ）=C k10··－k解析：ξ～B （n ，p ），E ξ=10×=. 答案：A3.已知ξ～B （n ，p ），且E ξ=7，D ξ=6，则p 等于 A.71B.61 C.51 D.41 解析：E ξ=np =7，D ξ=np （1－p ）=6，所以p =71. 答案：A4.一牧场有10头牛，因误食含有病毒的饲料而被感染，已知该病的发病率为.设发病的牛的头数为ξ，则D ξ等于解析：D ξ=10××=. 答案：C5.有两台自动包装机甲与乙，包装重量分别为随机变量ξ1、ξ2，已知E ξ1=E ξ2，D ξ1＞D ξ2，则自动包装机________的质量较好.解析：E ξ1=E ξ2说明甲、乙两机包装的重量的平均水平一样.D ξ1>D ξ2说明甲机包装重量的差别大，不稳定.∴乙机质量好.答案：乙●典例剖析【例1】 设ξ是一个离散型随机变量，其分布列如下表，试求E ξ、D ξ.ξ－10 1 P1－2qq 2剖析：应先按分布列的性质，求出q 的值后，再计算出E ξ、D ξ.解：因为随机变量的概率非负且随机变量取遍所有可能值时相应的概率之和等于1，所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤-≤=+-+,1,1210,1212122q p q q 解得q =1－22. 于是，ξ的分布列为ξ－11P2－123－2 所以E ξ=（－1）×21+0×（2－1）+1×（23－2）=1－2， D ξ=［－1－（1－2）］2×21+（1－2）2×（2－1）+［1－（1－2）］2×（23－2）=2－1.评述：解答本题时，应防止机械地套用期望和方差的计算公式，出现以下误解：E ξ=（－1）×21+0×（1－2q ）+1×q 2=q 2－21. 拓展提高既要会由分布列求E ξ、D ξ，也要会由E ξ、D ξ求分布列，进行逆向思维.如：若ξ是离散型随机变量，P （ξ=x 1）=53，P （ξ=x 2）=52，且x 1<x 2，又知E ξ=57，D ξ=256.求ξ的分布列. 解：依题意ξ只取2个值x 1与x 2，于是有 E ξ=53x 1+52x 2=57， D ξ=53x 12+52x 22－E ξ2=256. 从而得方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=+.1123,723222121x x x x 解之得⎩⎨⎧==2,121x x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.54,5921x x而x 1<x 2，∴x 1=1，x 2=2. ∴ξ的分布列为ξ12P【例2】 人寿保险中（某一年龄段），在一年的保险期内，每个被保险人需交纳保费a 元，被保险人意外死亡则保险公司赔付3万元，出现非意外死亡则赔付1万元.经统计此年龄段一年内意外死亡的概率是p 1，非意外死亡的概率为p 2，则a 需满足什么条件，保险公司才可能盈利?剖析：要使保险公司能盈利，需盈利数ξ的期望值大于0，故需求E ξ. 解：设ξ为盈利数，其概率分布为ξa a －30000a －10000P1－p 1－p 2p 1p 2且E ξ=a （1－p 1－p 2）+（a －30000）p 1+（a －10000）p 2=a －30000p 1－10000p 2. 要盈利，至少需使ξ的数学期望大于零，故a ＞30000p 1+10000p 2. 评述：离散型随机变量的期望表征了随机变量取值的平均值.思考讨论本题中D ξ有什么实际意义?【例3】 把4个球随机地投入4个盒子中去，设ξ表示空盒子的个数，求E ξ、D ξ.剖析：每个球投入到每个盒子的可能性是相等的.总的投球方法数为44，空盒子的个数可能为0个，此时投球方法数为A 44=4!，∴P （ξ=0）=44!4=646；空盒子的个数为1时，此时投球方法数为C 14C 24A 33， ∴P （ξ=1）=6436. 同样可分析P （ξ=2），P （ξ=3）. 解：ξ的所有可能取值为0，1，2，3.P （ξ=0）=4444A =646，P （ξ=1）=43324144A C C =6436，P （ξ=2）=422242424244A C C C C =6421，P （ξ=3）=4144C =641. ∴ξ的分布列为 ξ123P∴E ξ=6481，D ξ=264. 评述：本题的关键是正确理解ξ的意义，写出ξ的分布列.特别提示求投球的方法数时，要把每个球看成不一样的.ξ=2时，此时有两种情况：①有2个空盒子，每个盒子投2个球；②1个盒子投3个球，另1个盒子投1个球.●闯关训练 夯实基础1.设服从二项分布B （n ，p ）的随机变量ξ的期望和方差分别是与，则二项分布的参数n 、p 的值为 =4，p = =6，p = =8，p ==24，p =解析：由E ξ==np ，D ξ==np （1－p ），可得 1－p =4.244.1=，p =，n =4.04.2=6. 答案：B2.一射手对靶射击，直到第一次命中为止每次命中的概率为，现有4颗子弹，命中后的剩余子弹数目ξ的期望为解析：ξ=0，1，2，3，此时P （ξ=0）=，P （ξ=1）=×，P （ξ=2）=×，P （ξ=3）=，E ξ=. 答案：C3.设一次试验成功的概率为p ，进行100次独立重复试验，当p =________时，成功次数的标准差的值最大，其最大值为________.解析：D ξ=npq ≤n （2q p +）2=4n ，等号在p =q =21时成立，此时，D ξ=25，σξ=5. 答案：215 4.甲从学校乘车回家，途中有3个交通岗，假设在各交通岗遇红灯的事件是相互独立的，并且概率都是52，则甲回家途中遇红灯次数的期望为________. 解析：设甲在途中遇红灯次数为ξ，则ξ～B （3，52）， 所以E ξ=3×52=. 答案：5.一次单元测试由50个选择题构成，每个选择题有4个选项，其中恰有1个是正确答案.每题选择正确得2分，不选或错选得0分，满分是100分.学生甲选对任一题的概率为，求他在这次测试中成绩的期望和标准差.解：设学生甲答对题数为ξ，成绩为η，则ξ～B （50，），η=2ξ，故成绩的期望为E η=E （2ξ）=2E ξ=2×50×=80（分）；成绩的标准差为ση=ηD =)2(ξD =ξD 4=22.08.050⨯⨯=42≈（分）.6.袋中有4只红球，3只黑球，今从袋中随机取出4只球.设取到一只红球得2分，取到一只黑球得1分，试求得分ξ的概率分布和数学期望.解：直接考虑得分的话，情况较复杂，可以考虑取出的4只球颜色的分布情况： 4红得8分，3红1黑得7分，2红2黑得6分，1红3黑得5分，故P （ξ=5）=473314C C C =354， P （ξ=6）=472324C C C =3518，P （ξ=7）=471334C C C =3512， P （ξ=8）=470344C C C =351，E ξ=5×354+6×3518+7×3512+8×351=35220=744. 培养能力7.一台设备由三大部件组成，在设备运转中，各部件需要调整的概率相应为，和.假设各部件的状态相互独立，以ξ表示同时需要调整的部件数，试求ξ的数学期望E ξ和方差D ξ.解：设A i ={部件i 需要调整}（i =1，2，3），则P （A 1）=，P （A 2）=，P （A 3）=. 由题意，ξ有四个可能值0，1，2，3.由于A 1，A 2，A 3相互独立，可见 P （ξ=0）=P （1A 2A 3A ）=××=；P （ξ=1）=P （A 12A 3A ）+P （1A A 23A ）+P （1A 2A A 3）=××+××+××=； P （ξ=2）=P （A 1A 23A ）+P （A 12A A 3）+P （1A A 2A 3）=××+××+××=； P （ξ=3）=P （A 1A 2A 3）=××=. ∴E ξ=1×+2×+3×=，D ξ=E ξ2－（E ξ）2=1×+4×+9×－=－=. 8.证明：事件在一次实验中发生的次数的方差不超过41. 证明：设事件在一次试验中发生的次数为ξ，ξ的可能取值为0或1，又设事件在一次试验中发生的概率为p ，则P （ξ=0）=1－p ，P （ξ=1）=p ，E ξ=0×（1－p ）+1×p =p ，D ξ=（1－p ）·（0－p ）2+p （1－p ）2=p （1－p ）≤（21p p -+）2=41. 所以事件在一次试验中发生的次数的方差不超过41. 探究创新9.将数字1，2，3，4任意排成一列，如果数字k 恰好出现在第k 个位置上，则称之为一个巧合，求巧合数的数学期望.解：设ξ为巧合数，则P （ξ=0）=44A 9=249，P （ξ=1）=4414A 2C ⨯=31，P （ξ=2）=4424A C =41，P （ξ=3）=0，P （ξ=4）=4444A C =241， 所以E ξ=0×249+1×31+2×41+3×0+4×241=1. 所以巧合数的期望为1. ●思悟小结1.离散型随机变量的期望和方差都是随机变量的重要的特征数，期望反映了随机变量的平均值，方差反映了随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度.2.求离散型随机变量的期望与方差，首先应明确随机变量的分布列，若分布列中的概率值是待定常数，应先求出这些待定常数后，再求其期望与方差.3.离散型随机变量的期望和方差的计算公式与运算性质： E ξ=∑∞=1i x i p i，D ξ=∑∞=1i （x i－E ξ）2p i，E （a ξ+b ）=aE ξ+b ，D （a ξ+b ）=a 2D ξ.4.二项分布的期望与方差：若ξ～B （n ，p ），则E ξ=np ，D ξ=np （1－p ）.5.对求离散型随机变量的期望和方差的应用问题，首先应仔细地分析题意，当概率分布不是一些熟知的类型时，应全面地剖析各个随机变量所包含的各种事件，并准确判断各事件的相互关系，从而求出各随机变量相应的概率.●教师下载中心 教学点睛1.期望是算术平均值概念的推广，是概率意义下的平均.E ξ由ξ的分布列唯一确定.ξ表示ξ对E ξ的平均偏离程度，D ξ越大表示平均偏离程度越大，说明ξ的取值越分散.3.要培养学生运用期望与方差的意义解决实际问题的能力.拓展题例【例1】 若随机变量A 在一次试验中发生的概率为p （0<p <1），用随机变量ξ表示A 在1次试验中发生的次数.（1）求方差D ξ的最大值； （2）求ξξE D 12-的最大值. 剖析：要求D ξ、ξξE D 12-的最大值，需求D ξ、E ξ关于p 的函数式，故需先求ξ的分布列. 解：随机变量ξ的所有可能取值为0，1，并且有P （ξ=1）=p ，P （ξ=0）=1－p ，从而E ξ=0×（1－p ）+1×p =p ，D ξ=（0－p ）2×（1－p ）+（1－p ）2×p =p －p 2.（1）D ξ=p －p 2=－（p －21）2+41， ∵0<p <1， ∴当p =21时，D ξ取得最大值为41. （2）ξξE D 12-=p p p 1)(22--=2－（2p +p1），∵0<p <1，∴2p +p1≥22. 当且仅当2p =p1，即p =22时，ξξE D 12-取得最大值2－22.评述：在知识的交汇点处出题是高考的发展趋势，应引起重视.【例2】 袋中装有一些大小相同的球，其中有号数为1的球1个，号数为2的球2个，号数为3的球3个，…，号数为n 的球n 个.从袋中任取一球，其号数作为随机变量ξ，求ξ的概率分布和期望.解：ξ的概率分布为E ξ=1×)1(n n ++2×)1(n n ++3×)1(+n n +…+n ×)1(+n n=)1(2n n +（12+22+32+…+n 2）=312+n .。
年高考第一轮复习数学离散型随机变量的期望值和方差
年高考第一轮复习数学离散型随机变量的期望值和方差Last revised by LE LE in 2021离散型随机变量的期望值和方差●知识梳理1.期望：若离散型随机变量ξ，当ξ=x i 的概率为P （ξ=x i ）=P i （i =1，2，…，n ，…），则称E ξ=∑x i p i 为ξ的数学期望，反映了ξ的平均值.2.方差：称D ξ=∑（x i －E ξ）2p i 为随机变量ξ的均方差，简称方差. D 叫标准差，反映了ξ的离散程度.3.性质：（1）E （a ξ+b ）=aE ξ+b ，D （a ξ+b ）=a 2D ξ（a 、b 为常数）. （2）若ξ～B （n ，p ），则E ξ=np ，D ξ=npq （q =1－p ）. ●点击双基1.设投掷1颗骰子的点数为ξ，则ξ=，D ξ=ξ=，D ξ=1235 ξ=，D ξ=ξ=，D ξ=1635 解析：ξ可以取1，2，3，4，5，6.P （ξ=1）=P （ξ=2）=P （ξ=3）=P （ξ=4）=P （ξ=5）=P （ξ=6）=61， ∴E ξ=1×61+2×61+3×61+4×61+5×61+6×61=，D ξ=［（1－）2+（2－）2+（3－）2+（4－）2+（5－）2+（6－）2］×61=65.17=1235. 答案：B2.设导弹发射的事故率为，若发射10次，其出事故的次数为ξ，则下列结论正确的是ξ= ξ=（ξ=k ）=·－k（ξ=k ）=C k10··－k解析：ξ～B （n ，p ），E ξ=10×=.答案：A3.已知ξ～B （n ，p ），且E ξ=7，D ξ=6，则p 等于 A.71 B.61C.51D.41解析：E ξ=np =7，D ξ=np （1－p ）=6，所以p =71.答案：A4.一牧场有10头牛，因误食含有病毒的饲料而被感染，已知该病的发病率为.设发病的牛的头数为ξ，则D ξ等于解析：D ξ=10××=. 答案：C5.有两台自动包装机甲与乙，包装重量分别为随机变量ξ1、ξ2，已知E ξ1=E ξ2，D ξ1＞D ξ2，则自动包装机________的质量较好.解析：E ξ1=E ξ2说明甲、乙两机包装的重量的平均水平一样.D ξ1>D ξ2说明甲机包装重量的差别大，不稳定.∴乙机质量好.答案：乙 ●典例剖析【例1】 设ξ是一个离散型随机变量，其分布列如下表，试求E ξ、D ξ.ξ －10 1P21 1－2qq 2剖析：应先按分布列的性质，求出q 的值后，再计算出E ξ、D ξ.解：因为随机变量的概率非负且随机变量取遍所有可能值时相应的概率之和等于1，所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤-≤=+-+,1,1210,1212122q p q q 解得q =1－22.于是，ξ的分布列为ξ －11P21 2－123－2 所以E ξ=（－1）×21+0×（2－1）+1×（23－2）=1－2，D ξ=［－1－（1－2）］2×21+（1－2）2×（2－1）+［1－（1－2）］2×（23－2）=2－1. 评述：解答本题时，应防止机械地套用期望和方差的计算公式，出现以下误解：E ξ=（－1）×21+0×（1－2q ）+1×q 2=q 2－21.拓展提高既要会由分布列求E ξ、D ξ，也要会由E ξ、D ξ求分布列，进行逆向思维.如：若ξ是离散型随机变量，P （ξ=x 1）=53，P （ξ=x 2）=52，且x 1<x 2，又知E ξ=57，D ξ=256.求ξ的分布列. 解：依题意ξ只取2个值x 1与x 2，于是有E ξ=53x 1+52x 2=57， D ξ=53x 12+52x 22－E ξ2=256.从而得方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=+.1123,723222121x x x x解之得⎩⎨⎧==2,121x x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.54,5921x x而x 1<x 2，∴x 1=1，x 2=2.ξ 12P53 52 需交纳保费a 元，被保险人意外死亡则保险公司赔付3万元，出现非意外死亡则赔付1万元.经统计此年龄段一年内意外死亡的概率是p 1，非意外死亡的概率为p 2，则a 需满足什么条件，保险公司才可能盈利剖析：要使保险公司能盈利，需盈利数ξ的期望值大于0，故需求E ξ. ξ a a －30000a －10000P1－p 1－p 2p 1p 21212110000p 2.要盈利，至少需使ξ的数学期望大于零，故a ＞30000p 1+10000p 2. 评述：离散型随机变量的期望表征了随机变量取值的平均值. 思考讨论本题中D ξ有什么实际意义【例3】 把4个球随机地投入4个盒子中去，设ξ表示空盒子的个数，求E ξ、D ξ.剖析：每个球投入到每个盒子的可能性是相等的.总的投球方法数为44，空盒子的个数可能为0个，此时投球方法数为A 44=4!，∴P （ξ=0）=44!4=646；空盒子的个数为1时，此时投球方法数为C 14C 24A 33，∴P （ξ=1）=6436. 同样可分析P （ξ=2），P （ξ=3）. 解：ξ的所有可能取值为0，1，2，3.P （ξ=0）=4444A =646，P （ξ=1）=43324144A C C =6436，P （ξ=2）=422242424244A C C C C +=6421，P （ξ=3）=4144C =641. ξ123P6466436 6421 641 ∴E ξ=6481，D ξ=2641695. 评述：本题的关键是正确理解ξ的意义，写出ξ的分布列. 特别提示求投球的方法数时，要把每个球看成不一样的.ξ=2时，此时有两种情况：①有2个空盒子，每个盒子投2个球；②1个盒子投3个球，另1个盒子投1个球.●闯关训练 夯实基础1.设服从二项分布B （n ，p ）的随机变量ξ的期望和方差分别是与，则二项分布的参数n 、p 的值为=4，p = =6，p = =8，p = =24，p = 解析：由E ξ==np ，D ξ==np （1－p ），可得1－p =4.244.1=，p =，n =4.04.2=6. 答案：B2.一射手对靶射击，直到第一次命中为止每次命中的概率为，现有4颗子弹，命中后的剩余子弹数目ξ的期望为解析：ξ=0，1，2，3，此时P （ξ=0）=，P （ξ=1）=×，P （ξ=2）=×，P （ξ=3）=，E ξ=.答案：C3.设一次试验成功的概率为p ，进行100次独立重复试验，当p =________时，成功次数的标准差的值最大，其最大值为________.解析：D ξ=npq ≤n （2q p ）2=4n ，等号在p =q =21时成立，此时，D ξ=25，σξ=5.答案： 21 54.甲从学校乘车回家，途中有3个交通岗，假设在各交通岗遇红灯的事件是相互独立的，并且概率都是52，则甲回家途中遇红灯次数的期望为________.解析：设甲在途中遇红灯次数为ξ， 则ξ～B （3，52）， 所以E ξ=3×52=.答案：5.一次单元测试由50个选择题构成，每个选择题有4个选项，其中恰有1个是正确答案.每题选择正确得2分，不选或错选得0分，满分是100分.学生甲选对任一题的概率为，求他在这次测试中成绩的期望和标准差.解：设学生甲答对题数为ξ，成绩为η，则ξ～B （50，），η=2ξ，故成绩的期望为E η=E （2ξ）=2E ξ=2×50×=80（分）；成绩的标准差为ση=ηD =)2(ξD =ξD 4=22.08.050⨯⨯=42≈（分）. 6.袋中有4只红球，3只黑球，今从袋中随机取出4只球.设取到一只红球得2分，取到一只黑球得1分，试求得分ξ的概率分布和数学期望.解：直接考虑得分的话，情况较复杂，可以考虑取出的4只球颜色的分布情况：4红得8分，3红1黑得7分，2红2黑得6分，1红3黑得5分，故P （ξ=5）=473314C C C =354， P （ξ=6）=472324C C C =3518，P （ξ=7）=471334C C C =3512， P （ξ=8）=470344C C C =351，E ξ=5×354+6×3518+7×3512+8×351=35220=744. 培养能力7.一台设备由三大部件组成，在设备运转中，各部件需要调整的概率相应为，和.假设各部件的状态相互独立，以ξ表示同时需要调整的部件数，试求ξ的数学期望E ξ和方差D ξ.解：设A i ={部件i 需要调整}（i =1，2，3），则P （A 1）=，P （A 2）=，P （A 3）=.由题意，ξ有四个可能值0，1，2，3.由于A 1，A 2，A 3相互独立，可见P （ξ=0）=P （1A 2A 3A ）=××=；P （ξ=1）=P （A 12A 3A ）+P （1A A 23A ）+P （1A 2A A 3）=××+××+××=； P （ξ=2）=P （A 1A 23A ）+P （A 12A A 3）+P （1A A 2A 3）=××+××+××=； P （ξ=3）=P （A 1A 2A 3）=××=. ∴E ξ=1×+2×+3×=，D ξ=E ξ2－（E ξ）2=1×+4×+9×－=－=.8.证明：事件在一次实验中发生的次数的方差不超过41.证明：设事件在一次试验中发生的次数为ξ，ξ的可能取值为0或1，又设事件在一次试验中发生的概率为p ，则P （ξ=0）=1－p ，P （ξ=1）=p ，E ξ=0×（1－p ）+1×p =p ，D ξ=（1－p ）·（0－p ）2+p （1－p ）2=p （1－p ）≤（21p p -+）2=41. 所以事件在一次试验中发生的次数的方差不超过41. 探究创新9.将数字1，2，3，4任意排成一列，如果数字k 恰好出现在第k 个位置上，则称之为一个巧合，求巧合数的数学期望.解：设ξ为巧合数，则P （ξ=0）=44A 9=249，P （ξ=1）=4414A 2C ⨯=31，P （ξ=2）=4424A C =41，P （ξ=3）=0，P （ξ=4）=4444A C =241，所以E ξ=0×249+1×31+2×41+3×0+4×241=1. 所以巧合数的期望为1.●思悟小结1.离散型随机变量的期望和方差都是随机变量的重要的特征数，期望反映了随机变量的平均值，方差反映了随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度.2.求离散型随机变量的期望与方差，首先应明确随机变量的分布列，若分布列中的概率值是待定常数，应先求出这些待定常数后，再求其期望与方差.3.离散型随机变量的期望和方差的计算公式与运算性质：E ξ=∑∞=1i x i p i ，D ξ=∑∞=1i （x i －E ξ）2p i ，E （a ξ+b ）=aE ξ+b ，D （a ξ+b ）=a 2Dξ.4.二项分布的期望与方差：若ξ～B （n ，p ），则E ξ=np ，D ξ=np （1－p ）.5.对求离散型随机变量的期望和方差的应用问题，首先应仔细地分析题意，当概率分布不是一些熟知的类型时，应全面地剖析各个随机变量所包含的各种事件，并准确判断各事件的相互关系，从而求出各随机变量相应的概率.●教师下载中心 教学点睛1.期望是算术平均值概念的推广，是概率意义下的平均.E ξ由ξ的分布列唯一确定.ξ表示ξ对E ξ的平均偏离程度，D ξ越大表示平均偏离程度越大，说明ξ的取值越分散.3.要培养学生运用期望与方差的意义解决实际问题的能力. 拓展题例【例1】 若随机变量A 在一次试验中发生的概率为p （0<p <1），用随机变量ξ表示A 在1次试验中发生的次数.（1）求方差D ξ的最大值；（2）求ξξE D 12-的最大值. 剖析：要求D ξ、ξξE D 12-的最大值，需求D ξ、E ξ关于p 的函数式，故需先求ξ的分布列.解：随机变量ξ的所有可能取值为0，1，并且有P （ξ=1）=p ，P （ξ=0）=1－p ，从而E ξ=0×（1－p ）+1×p =p ，D ξ=（0－p ）2×（1－p ）+（1－p ）2×p =p －p 2.（1）D ξ=p －p 2=－（p －21）2+41， ∵0<p <1，∴当p =21时，D ξ取得最大值为41.（2）ξξE D 12-=p p p 1)(22--=2－（2p +p1），∵0<p <1，∴2p +p1≥22. 当且仅当2p =p1，即p =22时，ξξE D 12-取得最大值2－22.评述：在知识的交汇点处出题是高考的发展趋势，应引起重视.【例2】 袋中装有一些大小相同的球，其中有号数为1的球1个，号数为2的球2个，号数为3的球3个，…，号数为n 的球n 个.从袋中任取一球，其号数作为随机变量ξ，求ξ的概率分布和期望.E ξ=1×)1(n n ++2×)1(n n ++3×)1(+n n +…+n ×)1(+n n =)1(2n n +（12+22+32+…+n 2）=312+n .。
2020高考数学一轮复习 离散型随机变量课件 新人教版选
一、期望与方差
若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 … xn … P p1 p2 … pn …
则称Eξ＝ x1p1＋x2p2＋…＋xnpn＋…
为ξ的数学期
望；
称Dξ＝ (x1－Eξ)2p1＋(x2－Eξ)2p2＋…＋(xn－Eξ) 2pn＋…为ξ的方差，叫做随机变量ξ的 标准，差记作 δξ .
答案：
●回归教材 1．若随机变量ξ的分布列如下表，则Eξ等于( )
ξ 0 1 2 3 45 P 2x 3x 7x 2x 3x x
解析：由分布列的性质， 可得2x＋3x＋7x＋2x＋3x＋x＝1，∴x＝ . ∴Eξ ＝ 0×2x ＋ 1×3x ＋ 2×7x ＋ 3×2x ＋ 4×3x ＋ 5x ＝ 40x＝ . 答案：C
(1)两种大树各成活1株的概率； (2)成活的株数ξ的分布列与期望．
[解析] 设Ak表示甲种大树成活k株，k＝0,1,2， Bl表示乙种大树成活l株，l＝0,1,2， 则Ak、Bl独立，由独立重复试验中事件发生的概率公 式
综上知ξ有分布列： 从而，ξ的期望为
解法二：分布列的求法同前． 令ξ1、ξ2分别表示甲、乙两种树成活的株数，则
答案：4 4 2
三、期望与方差概念模糊、分布列求错致误 5．把4个球随机的投入4个盒子中去，设ξ表示空盒子 的个数，则Eξ＝________；Dξ＝________.
答案：
6．一个盒子里有n－1个白球，一个红球，随机地从 中抽取，若抽到白球则被抛弃，抽到红球则停止，被抛弃 次数ξ的期望Eξ＝________；Dξ＝________.
散的程度
．
4．若η＝aξ＋b，其中ξ是离散型随机变量，a，b为常
数，则Eη＝
aEξ，＋Db η＝
高中数学离散型随机变量期望的完整教案资料及解析
高中数学离散型随机变量期望的完整教案资料及解析一、教学目标1. 理解离散型随机变量的概念和特点。
2. 掌握离散型随机变量期望的定义及相关计算方法。
3. 能够熟练运用期望的理论及计算方法解决现实生活中的问题。
二、教学重点1. 离散型随机变量的概念和特点。
2. 期望的定义及相关计算方法。
三、教学难点1. 离散型随机变量如何计算期望。
2. 如何应用期望求解实际问题。
四、教学过程1. 离散型随机变量的概念和特点离散型随机变量指的是只能取有限或者可数个数值的随机变量，例如扔硬币的结果就是一个离散型随机变量，只能取到正面或反面两个结果。
其特点是每个结果发生的概率是已知的，而且每个结果之间是互不影响的。
2. 期望的定义及相关计算方法（1）期望的定义期望是衡量随机变量取值的平均数值，通常用 E(X) 表示，可以理解为随机变量 X 的重心或中心点。
对于离散型随机变量 X，期望的计算公式为：E(X) = ∑ XiP(Xi)，其中 P(Xi) 表示变量 X 取值为 Xi 的概率。
（2）期望的计算方法a. 均值法当每个取值的概率相同时，可以使用均值法计算期望：E(X) = (X1 + X2 + … + Xn) / n例如，抛一枚硬币，正面为 X1，反面为 X2，硬币的期望为：E(X) = (1 + 0) / 2 = 0.5b. 其他方法当每个取值的概率不相同时，可以使用加权平均法计算期望：E(X) = ∑ XiP(Xi)例如，抛一个色子，可能的结果为 {1, 2, 3, 4, 5, 6}，每个结果的概率都是 1/6，求色子的期望为：E(X) = (1×1/6 + 2×1/6 + 3×1/6 + 4×1/6 + 5×1/6 +6×1/6) = 3.5c. 概率分布表法对于复杂的离散型随机变量，可以制作概率分布表来计算期望：例如，某市场上某商品的销售量分别为 0，1，2，…，10 箱的概率分别为0.01, 0.02, 0.04, …，0.08，求该商品的期望销售量为：E(X) = 0×0.01 + 1×0.02 + 2×0.04 + … + 10×0.08 = 3.83. 如何应用期望求解实际问题（1）利用期望求解赌博问题例如，在一个赌场中，每次投掷两个色子，如果点数和为 7，则赢得 4 倍的赌注；如果点数和不为 7，则输掉赌注。
高三数学课件：离散型随机变量的期望
p x1 p1 x2 p2 x3 p3 …… …… xn pn …… ……
则称Eξ= x1 p1+ x2p2+…+ xn pn+…为ξ的数学期望或 则称 为 的数学期望或 平均数、均值，数学期望又简称为期望。 平均数、均值，数学期望又简称为期望。
课堂小结： 课堂小结：
1、本节课学习了离散型随机变量ξ的期望及公式： 、本节课学习了离散型随机变量 的期望及公式 的期望及公式： (1) E ξ = x1p1＋x2p2＋…＋xnpn＋… ＋ (2) E(aξ+b)=aE ξ+b; (3)二项分布 (3)二项分布 ︰ 若ξ～B（n,p），则Eξ=np ξ～B（n,p）， ），则 几何分布︰ 几何分布︰ 若p(ξ=k)=g(k，p)，则Eξ=1/p ， ，
4 几何分布︰ 若p(ξ=k)=g(k，p)，则Eξ=1/p 几何分布︰ ， ，
商场促销问题 是一位商场经理， 假如你 是一位商场经理，在五一那天想 举行促销活动，根据统计资料显示， 举行促销活动，根据统计资料显示，若在商场 内举行促销活动，可获利2万元； 内举行促销活动，可获利2万元；若在商场外 举行促销活动，则要看天气情况: 举行促销活动，则要看天气情况:不下雨可获 利10万元，下雨则要损失4万元。气象台预报 10万元，下雨则要损失4万元。 万元 五一那天有雨的概率是40% 40%， 五一那天有雨的概率是40%，你应选择哪种促 销方式？ 销方式？
且设η=2ξ+3，则η的期望值是 ， 且设 的期望值是 A、7/3 、 C、-1 、
例5. 一次英语单元测验由20个选择题构成，每个选 一次英语单元测验由 个选择题构成， 个选择题构成 择题有4个选项其中有且仅有一个选项是正确的答案 个选项其中有且仅有一个选项是正确的答案， 择题有 个选项其中有且仅有一个选项是正确的答案， 每题选择正确答案得5分 不作出选择或选错不得分， 每题选择正确答案得 分，不作出选择或选错不得分， 满分100分，学生甲选对任一题的概率为 ，学生乙 满分 分 学生甲选对任一题的概率为0.9， 则在测验中对每题都从4个选项中随机地选择一个 个选项中随机地选择一个， 则在测验中对每题都从 个选项中随机地选择一个， 求学生甲和学生乙在这次英语单元测验中的成绩的 期望。 期望。
高中数学离散型随机变量的期望、方差精品ppt课件
x1
1 2 3 4 4 8 5 4 5 1 5 2 1 2 0 4 1 0 1 1 5 2 1 2
ξ
1 2 3 4
4 1 0 1
0 1 2 4 5 8 1 4 4 2 4 1 P 16 16 16 16 16 16 E(ξ)=3
例4.一个均匀的正四面体的四个面上分别涂有1，2， 3，4四个数字，现随机投掷两次，正四面体面朝下 的数字分别为x1，x2，记ξ=(x1-3)2+(x2-3)2． （1）分别求出ξ取得最大值和最小值时的概率； （2）求ξ的分布列及数学期望．
x1=1,2,3,4, x2=1,2,3,4, ξ=(x1-3)2+(x2-3)2
离散型随机变量 的期望与方差
复习：
1. 离散型随机变量X的概率分布为 X P
n
x1 p1
x2 … p2 …
xi … pi …
n
xn pn
2
E ( X ) xi pi
i 1
D( X ) ( xi E ( X )) pi
i 1
2. E (aX b) aEX b
D(aX b) a 2 DX
(2) X ~ B(3,0.9), E ( X ) 3 0.9 2.7, D( X ) 3 0.9 017）（12分） 某种有奖销售的饮料，瓶盖内印有“奖励一瓶”或“谢谢购买 ”字样，购买一瓶若其瓶盖内印有“奖励一瓶”字样即为中奖 ，中奖概率为六分之一。甲、乙、丙三位同学每人购买了一瓶 该饮料。 （Ⅰ）求甲中奖且乙、丙都没有中奖的概率； （Ⅱ）求中奖人数 . 1 5 ξ 5 的分布列及数学期望，方差 25 1 1 5 ( I ) P ( A BC ) (II ) ~ B( 3, ), E ( ) , D( ) 6 6 6 216 6 2 12 练2.某同学参加科普知识竞赛，需回答三个问题，竞赛规则规定： Y 0 1 2 3 每题回答正确的100分，回答不正确的-100分。假设这名同学每题 P 0.008 0.096 0.384 0.512 回答正确的概率均为0.8，且各题回答正确与否相互之间没有影响。 （1）求这名同学回答这三个问题的总得分 X -300 X的数学期望； -100 100 300 （2）求这名同学总得分不为负分的概率。 解：设答对的题数为Y，则Y~B(3，0.8), X=100Y-100(3-Y)=200Y-300 (1)E(Y)=3×0.8=0.24, E(X)=200×2.4-300=180 2 3 (2)P(X≥0)=P(Y ≥1.5)= C3 0.820.2 C3 0.83 0.896
2020届高三数学一轮复习：离散型随机变量的期望与方差
离散型随机变量的期望与方差 【考纲要求】理解取有限个值的离散型随机变量均值、方差的概念，能计算简单离散型随机变量的均值、方差，并能解决一些实际问题. 【基础知识】（1）随机变量的均值或数学期望1. 均值或数学期望: 一般地，若离散型随机变量ξ的概率分布为ξx 1 x 2 … x n … Pp 1p 2…p n…则称 =ξE +11p x +22p x …++n n p x … 为ξ的均值或数学期望，简称期望．2. 均值或数学期望是离散型随机变量的一个特征数，它反映了离散型随机变量取值的平均水平3. 平均数、均值:一般地，在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中，令=1p =2p …n p =，则有=1p =2p …np n 1==，=ξE +1(x +2x …nx n 1)⨯+，所以ξ的数学期望又称为平均数、均值 4. 均值或期望的一个性质:若b a +=ξη(a 、b 是常数)，ξ是随机变量，则η也是随机变量， E η=b aE b a E +=+ξξ)(5.若ξ～),,(p n B 则.np E =ξ （2）随机变量的方差1. 方差: 对于离散型随机变量ξ，如果它所有可能取的值是1x ，2x ，…，n x ，…，且取这些值的概率分别是1p ，2p ，…，n p ，那么ξD ＝121)(p E x ⋅-ξ＋222)(p E x ⋅-ξ＋…＋n n p E x ⋅-2)(ξ称为随机变量ξ的均方差，简称为方差，式中的ξE 是随机变量ξ的期望．2. 标准差:ξD 的算术平方根ξD 叫做随机变量ξ的标准差，记作σξ．3.方差的性质：（1）ξξD a b a D 2)(=+； （2）若ξ～),,(p n B 则=ξD )1(p np -。
4、方差DX 表示X 对EX 的平均偏离程度，DX 越大，表示平均偏离程度越大，说明X 的取值越分散；DX 越小，表示平均偏离程度越小，说明X 的取值越集中稳定。
5、高中的方差公式和初中的方差公式在本质上时一致的。
高三数学理一轮作业：离散型随机变量的期望与方差、正态分布
第9讲离散型随机变量的期望与方差、正态分布基础巩固1.设随机变量X~N(2,22),则D等于( )A.1B.2C.D.4答案:A解析:∵X~N(2,22),∴σ=2.∴D(X)=4.∴D=D(X)=4×=1.2.设随机变量X的分布列为P(X=k)=,k=1,2,c为常数,则D(X)等于( )A. B.2 C. D.答案:C解析:∵c+=1,∴c=.于是E(X)=c+2×=2c=,D(X)=×+×=.3.若随机变量X的分布列如下表,则下列说法正确的是( )X012P p1A.p1及E(X)无法计算B.p1=0,E(X)=C.p1=,E(X) =D.p1=,E(X)=答案:C解析:由p1++=1,得p1=.故E(X)=1×+2×=.4.某地区数学考试的成绩x服从正态分布,其密度函数曲线如图:成绩x位于区间(52,68]上的概率是( )A.0.954 4B.0.682 6C.0.997 4D.0.432 3答案:B解析:∵x服从正态分布,设其密度函数f(x)=,由图形知:μ=60,顶点为,∴σ=8.故x位于区间(52,68]上的概率为P(52<x≤68)=P(60-8<x≤60+8)=P(μ-σ<x≤μ+σ)=0.682 6.X124P0.40.30.3那么E(5X+4)等于( )A.15B.11C.2.2D.2.3答案:A解析:E(X)=1×0.4+2×0.3+4×0.3=2.2,则E(5X+4)=5E(X)+4=15.6.(2013·湖北,理9)如图,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为125个同样大小的小正方体.经过搅拌后,从中随机取一个小正方体,记它的涂漆面数为X,则X的均值E(X)=( )A. B. C. D.答案:B解析:由题意可知涂漆面数X的可能取值为0,1,2,3.由于P(X=0)=,P(X=1)=,P(X=2)=,P(X=3)=,故E(X)=0×+1×+2×+3×==.7.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(X<4)=0.8,则P(0<X<2)=( )A.0.6B.0.4C.0.3D.0.2答案:C解析:∵P(X<4)=0.8,∴P(X>4)=0.2.又由题意知图象的对称轴为直线x=2,∴P(X<0)=P(X>4)=0.2.∴P(0<X<4)=1-P(X<0)-P(X>4)=0.6.∴P(0<X<2)=P(0<X<4)=0.3.8.若随机变量X~N(μ,σ2),则P(X≤μ)=.答案:解析:X~N(μ,σ2),则其密度曲线关于X=μ对称.故P(X≤μ)=.X12345 P0.10.20.40.20.1另一随机变量Y=2X-3,则E(Y)=,D(Y)=.答案:3 4.8解析:E(Y)=2E(X)-3=2×(1×0.1+2×0.2+3×0.4+4×0.2+5×0.1)-3=2×3-3=3,D(Y)=22·D(X)=22×[(1-3)2×0.1+(2-3)2×0.2+(3-3)2×0.4+(4-3)2×0.2+(5-3)2×0.1]=4×(0.4+0.2+0.2+0.4)=4.8.10.设X服从N(0,1),求下列各式的值.(1)P(-1<X≤1);(2)P(X≤0);(3)P(X≥2).解:由题意知:X~N(0,1),则μ=0,σ=1.(1)P(-1<X≤1)=P(0-1<X≤0+1)=P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 6.(2)∵P(X≤0)=P(X>0),又图形与x轴所围的面积为1,∴P(X≤0)+P(X>0)=1.∴P(X≤0)=.(3)∵P(-2<X≤2)=P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=0.954 4,∴P(0<X≤2)=P(-2<X≤2)=0.477 2.∵P(X>0)=,∴P(X≥2)=P(X>0)-P(0<X≤2)=0.022 8.11.有甲、乙两个钢材厂,都想投标参加某重点建设,为了对重点建设负责,政府到两钢材厂抽样其中X和Y分别表示甲、乙两厂材料的抗拉强度,在使用时要求选择较高抗拉强度指数的材料,越稳定越好.试从期望与方差的指标分析该用哪个厂的材料.解:E(X)=8×0.2+9×0.6+10×0.2=9,D(X)=(8-9)2×0.2+(9-9)2×0.6+(10-9)2×0.2=0.4;E(Y)=8×0.4+9×0.2+10×0.4=9,D(Y)=(8-9)2×0.4+(9-9)2×0.2+(10-9)2×0.4=0.8.由此可知,E(X)=E(Y)=9,D(X)<D(Y),从而两厂材料的抗拉强度指数平均水平相同,但甲厂材料相对稳定,应选甲厂的材料.12.(2013·课标全国Ⅰ,理19)一批产品需要进行质量检验,检验方案是:先从这批产品中任取4件作检验,这4件产品中优质品的件数记为n.如果n=3,再从这批产品中任取4件作检验,若都为优质品,则这批产品通过检验;如果n=4,再从这批产品中任取1件作检验,若为优质品,则这批产品通过检验;其他情况下,这批产品都不能通过检验.假设这批产品的优质品率为50%,即取出的每件产品是优质品的概率都为,且各件产品是否为优质品相互独立.(1)求这批产品通过检验的概率;(2)已知每件产品的检验费用为100元,且抽取的每件产品都需要检验,对这批产品作质量检验所需的费用记为X(单位:元),求X的分布列及数学期望.解:(1)设第一次取出的4件产品中恰有3件优质品为事件A1,第一次取出的4件产品全是优质品为事件A2,第二次取出的4件产品都是优质品为事件B1,第二次取出的1件产品是优质品为事件B2,这批产品通过检验为事件A,依题意有A=(A1B1)∪(A2B2),且A1B1与A2B2互斥,所以P(A)=P(A1B1)+P(A2B2)=P(A1)P(B1|A1)+P(A2)P(B2|A2)=×+×=.(2)X可能的取值为400,500,800,并且P(X=400)=1--=,P(X=500)=,P(X=800)=.所以X的分布列为X400500800PE(X)=400×+500×+800×=506.25.拓展延伸13.(2013·福建,理16)某联欢晚会举行抽奖活动,举办方设置了甲、乙两种抽奖方案,方案甲的中奖率为,中奖可以获得2分;方案乙的中奖率为,中奖可以获得3分;未中奖则不得分.每人有且只有一次抽奖机会,每次抽奖中奖与否互不影响,晚会结束后凭分数兑换奖品.(1)若小明选择方案甲抽奖,小红选择方案乙抽奖,记他们的累计得分为X,求X≤3的概率;(2)若小明、小红两人都选择方案甲或都选择方案乙进行抽奖,问:他们选择何种方案抽奖,累计得分的数学期望较大?解法一:(1)由已知得,小明中奖的概率为,小红中奖的概率为,且两人中奖与否互不影响.记“这2人的累计得分X≤3”的事件为A,则事件A的对立事件为“X=5”.因为P(X=5)=×=,所以P(A)=1-P(X=5)=,即这2人的累计得分X≤3的概率为.(2)设小明、小红都选择方案甲抽奖中奖次数为X1,都选择方案乙抽奖中奖次数为X2,则这两人选择方案甲抽奖累计得分的数学期望为E(2X1),选择方案乙抽奖累计得分的数学期望为E(3X2).由已知可得,X1~B,X2~B,所以E(X1)=2×=,E(X2)=2×=,从而E(2X1)=2E(X1)=,E(3X2)=3E(X2)=.因为E(2X1)>E(3X2),所以他们都选择方案甲进行抽奖时,累计得分的数学期望较大.解法二:(1)由已知得,小明中奖的概率为,小红中奖的概率为,且两人中奖与否互不影响.记“这2人的累计得分X≤3”的事件为A,则事件A包含有“X=0”,“X=2”,“X=3”三个两两互斥的事件.因为P(X=0)=×=,P(X=2)=×=,P(X=3)=×=,所以P(A)=P(X=0)+P(X=2)+P(X=3)=,即这2人的累计得分X≤3的概率为.(2)设小明、小红都选择方案甲所获得的累计得分为X1,都选择方案乙所获得的累计得分为X2,则X1,X2的分布列如下:所以E(X1)=0×+2×+4×=,E(X2)=0×+3×+6×=.因为E(X1)>E(X2),所以他们都选择方案甲进行抽奖时,累计得分的数学期望较大.。
高考理科数学一轮复习第讲离散型随机变量的期望与方差
2021/1/19
2021/1/19
考点 1 离散型随机变量的均值和方差 例1：厂家在产品出厂前，需对产品做检验，厂家将一批产 品发给商家时，商家按合同规定也需随机抽取一定数量的产品
做检验，以决定是否接收这批产品． (1)若厂家库房中的每件产品合格的概率为 0.8，从中任意取
(2)在(3)中对随机变量的取值的情况都包含了答对 3 题进入 决赛或者答错 3 题淘汰，学生容易忽略后者．
正解：(1)设甲选手答对一个问题的正确率为 p1， 则(1－p1)2＝19， 故甲选手答对一个问题的正确率 p1＝23. (2)选手甲答了 3 道题目进入决赛的概率为233＝287， 选手甲答了 4 道题目进入决赛的概率为 C23233·13＝287. 选手甲答了 5 道题目进入决赛的概率为 C24233·132＝1861，
考点 2 均值和方差的应用 例2：(2010 年深圳一模)某投资公司在 2010 年年初准备将 1 000 万元投资到“低碳”项目上，现有两个项目供选择： 项目一：新能源汽车．据市场调研，投资到该项目上，到 年底可能获利 30%，也可能亏损 15%，且这两种情况发生的概 率分别为79和29； 项目二：通信设备．据市场调研，投资到该项目上，到年 底可能获利 50%，可能亏损 30%，也可能不赔不赚，且这三种 情况发生的概率分别为35，13，115.
2021/1/19
【互动探究】 3．某地区试行高考考试改革：在高三学年中举行 5 次统一 测试，学生如果通过其中 2 次测试即可获得足够学分升上大学 继续学习，不用参加其余的测试，而每个学生最多也只能参加 5 次测试．假设某学生每次通过测试的概率都是13，每次测试时间 间隔恰当，每次测试通过与否互相独立． (1)求该学生考上大学的概率； (2)如果考上大学或参加完 5 次测试就结束，记该生参加测 试的次数为 ξ，求 ξ 的分布列及 ξ 的数学期望．
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第8讲 离散型随机变量的期望与方差、正态分布随堂演练巩固1.某种种子每粒发芽的概率都为0.9,现播种了1 000粒,对于没有发芽的种子,每粒需再补种2粒,补种的种子数记为X ,则X 的数学期望为( ) A.100 B.200 C.300 D.400 【答案】 B【解析】 种子发芽率为0.9,不发芽率为0.1,每粒种子发芽与否相互独立,故设没有发芽的种子数为ξ,则ξ-B(1 000,0.1),∴()1E ξ= 0000⨯.1=100,故需补种的期望为2()E ξ=200. 2.已知ξ-1()2B n η,,-1()3B n ,,且()15E ξ=,则()E η等于( )A.15B.20C.5D.10【答案】 D【解析】 ∵ξ-1()2B n ,,有()2n E ξ=,又()15E ξ=,∴n=30. 又η-1()3B n ,,∴1()30103E η=⨯=,故选D.3.在正态分布1(0)9N ,中,数值落在(-∞,1)-⋃(1),+∞内的概率为( )A.0.187B.0.186C.0.18D.0.018 6【答案】 D【解析】 ∵103μσ=,=,∴3131μσμσ-=-,+=.∴随机变量在(-1,1)内取值的概率约为99.74%, ∴数值落在(1)(1)-∞,-⋃,+∞内的概率为0.018 6.4.已知正态总体落在区间(0.2),+∞内的概率是0.5,那么相应的正态曲线f (x )在x = 时,达到最高点. 【答案】 0.2【解析】 由正态曲线的对称性可知,在对称轴左右两边的概率相等,即1()()2P x P x μμ<=>=,且在x μ=处曲线达到最高点,故0x μ==.2.课后作业夯基 基础巩固1.设随机变量X -2(22)N ,,则1()2D X 等于( ) A.1 B.2C.12D.4【答案】 A【解析】 ∵X -2(22)N ,,∴2σ=.∴D(X )=4.∴111()()41D X D X ==⋅=.2.设随机变量X 的分布列为P ()12c X k k k==,=,,c 为常数,则D(X )等于( )A.43B.2C.29D.169【答案】 C【解析】 ∵12c c +=,∴23c =.于是E 22424142()22()(1)(2)2333339c X c c D X =+⨯==,=⨯-+⨯-=.3.若随机变量ξ的分布列如下表,则下列说法正确的是( )A.1p 及()E ξ无法计算B.140()3p E ξ=,=C.114()63p E ξ=,=D.131()62p E ξ=,=【答案】 C【解析】 由1111p ++=,得11p =.∴()1E ξ=⨯13+14223⨯=.4.一台机器生产某种产品,如果生产出一件甲等品可获利50元,生产出一件乙等品可获利30元,生产一件次品,要赔20元,已知这台机器生产出甲等、乙等和次品的概率分别为0.6、0.3和0.1，则这台机器每生产一件产品平均预期可获利（ ） A.36元 B.37元 C.38元 D.39元 【答案】 B【解析】 设可获利X 元,则E (X )=0.6500⨯+.3300⨯+.1(20)37(⨯-=元).5.某地区数学考试的成绩x 服从正态分布,其密度函数曲线如图:成绩x 位于区间(52,68]上的概率是( )A.0.954 4B.0.682 6C.0.997 4D.0.432 3【答案】 B【解析】 ∵x 服从正态分布,设其密度函数()f x =e 2()22x μσ--,由图形知:60μ=,顶点为(60,∴8=. 设x 位于区间(52,68]上的概率为(5268)P x <≤=P (60-8608)()0x P x μσμσ<≤+=-<≤+=.682 6.6.随机变量ξ的分布列为那么(54)E ξ+等于( ) A.15 B.11 C.2.2 D.2.3 【答案】 A【解析】 ()10E ξ=⨯.420+⨯.340+⨯.3=2.2,则(54)5()415E E ξξ+=+=.7.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 【答案】 D【解析】 由题意22222101191051[(10)(10)01(1)]25x y x y ++++⎧=,⎪⎨⎪-+-+++-=.⎩ ∴化简得222020()2008x y x y x y +=,⎧⎨+-++=.⎩①② ①代入②得22208x y +=,①2得222400x xy y ++=,∴2xy =192.∴22216x xy y -+=,即2()16x y -=.∴|x -y |=4.8.某公司有5万元资金用于投资开发项目.如果成功,一年后可获利12%;一旦失败,一年后将丧失全部资金的50%.下表是过去200例类似项目开发的实施结果:则该公司一年后估计可获收益的均值是 元. 【答案】 4 760【解析】 获利的概率11920200p ==.96,失败的概率280200p ==.18.∴分布列为∴1122()6E X x p x p =+= 0000⨯.96+0.04⨯(-25 000)=4 760.9.若随机变量X -2()N μσ,,则()P X μ≤= .【答案】12【解析】 X -2()N μσ,,则其密度曲线关于X μ=对称,则()P X μ≤=12. 10.若ξ是离散型随机变量1221()()33P x P x ξξ,==,==且1x <2x ,又已知42()()39E D ξξ=,=,则12x x +的值为 .【答案】 3【解析】 由4()3E ξ=,得12214333x x +=. ①由2()9D ξ=,得221242412()()33339x x -⨯+-⨯=. ②解由①②组成的方程组,得1212x x =,=. 所以123x x +=.11.已知随机变量X 的分布列为:另一随机变量Y =2X -3,则E (Y )= ,D(Y )= . 【答案】 3 4.8【解析】 E (Y )=2E ()32(10X -=⨯⨯.120+⨯.23+⨯0.4+40⨯.250+⨯.1)32333-=⨯-=,2()2()D Y D X =⋅222[(13)0=⨯-⨯.12(23)0+-⨯.22(33)+-⨯0.4+2(43)0-⨯.22(53)0+-⨯.1] 4(0=⨯.4+0.2+0.2+0.4)=4.8.12.设ξ服从N(0,1),求下列各式的值.(1)(11)P ξ-<≤;(2)(0)P ξ≤;(3)(0)P ξ≥;(4)(2)P ξ≥. 【解】 由题意知:ξ-N(0,1), ∴01μσ=,=.(1)(11)(0P P ξ-<≤=-1<01)(P ξμσ≤+=-<ξ≤)0μσ+=.682 6. (2)(0)(0)P P ξξ≤=>,又图形与x 轴所围的面积为1, ∴(0)(0)1P P ξξ≤+>=.∴1(0)2P ξ≤=. (3)(0)(0)P P ξξ≥=<,∵(0)(0)1P P ξξ<+≥=,∴1(0)2P ξ≥=.(4)(22)(22)0P P ξμσξμσ-<≤=-<≤+=.954 4, ∴1(02)(22)02P P ξξ<≤=-<≤=.477 2. ∵1(0)2P ξ>=, ∴(2)(0)(02)0P P P ξξξ≥=>-<≤=.182 8.13.(2018江西高考,理16)某饮料公司招聘了一名员工,现对其进行一项测试,以便确定工资级别.公司准备了两种不同的饮料共8杯,其颜色完全相同,并且其中4杯为A 饮料,另外4杯为B 饮料,公司要求此员工一一品尝后,从8杯饮料中选出4杯A 饮料.若4杯都选对,则月工资定为3 500元;若4杯选对3杯,则月工资定为2 800元;否则月工资定为2 100元.令X 表示此人选对A 饮料的杯数.假设此人对A 和B 两种饮料没有鉴别能力. (1)求X 的分布列;(2)求此员工月工资的期望.【解】 (1)X 的所有可能取值为0,1,2,3,4,P 44448C C ()(01C i i X i i -===,,2,3,4), 即(2)令Y 表示新录用员工的月工资,则Y 的所有可能取值为2 100,2 800,3 500, 则P (Y =3 500)=P 1(4)70X ==,P (Y =2 800)=P 8(3)35X ==,P (Y =2 53100)(2)70P X =≤=,E (Y )=3 1500270⨯+ 16800270⨯+53100270⨯= 280,所以新录用员工月工资的期望为2 280元.拓展延伸14.(2018陕西高考,理20)如图,A 地到火车站共有两条路径1L 和2L ,据统计,通过两条路径所用的时间互不影响,所用时间落在各时间段内的频率如下表:现甲、乙两人分别有40分钟和50分钟时间用于赶往火车站.(1)为了尽最大可能在各自允许的时间内赶到火车站,甲和乙应如何选择各自的路径?(2)用X 表示甲、乙两人中在允许的时间内能赶到火车站的人数,针对(1)的选择方案,求X 的分布列和数学期望.【解】 (1)i A 表示事件”甲选择路径i L 时,40分钟内赶到火车站”,i =1,2,i B 表示事件”乙选择路径i L 时,50分钟内赶到火车站”,i =1,2.用频率估计相应的概率可得1()0P A =.1+0.2+0.3=0.26()0P A ,=.1+0.4=0.5, ∵12()()P A P A >,∴甲应选择1L ;1()0P B =.1+0.2+0.3+0.2=0.28()0P B ,=.1+0.4+0.4=0.9, ∵21()()P B P B >,∴乙应选择2L .(2)A,B 分别表示针对(1)的选择方案,甲、乙在各自允许的时间内赶到火车站, 由(1)知P (A)=0.6,P (B)=0.9, 又由题意知,A,B 独立,∴P (X =0)=P (A B )=P (A )P (B )=0.40⨯.1=0.18,P (X =1)=P (A B A ⋃B )=P (A )P (B)+P (A)P (B ) =0.40⨯.9+0.60⨯.1=0.42,P (X =2)=P (AB)=P (A)P (B)=0.60⨯.9=0.54. ∴X 的分布列为∴()00E X =⨯.0410+⨯.4220+⨯.54=1.5.。