新教材人教b版选择性必修第二册423二项分布与超几何分布课件9
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(1)求甲射击 3 次,至少 1 次未击中目标的概率; (2)求两人各射击 2 次,甲恰好击中目标 2 次且乙恰好击中目标 1 次的概率.
[解] (1)记“甲射击 3 次至少有 1 次未击中目标”为事件 A1,由题意,射击 3 次,相当于 3 次独立重复试验.
故 P(A1)=1-P(A1)=1-233=1297. (2)记“甲射击 2 次,恰有 2 次击中目标”为事件 A2,“乙射击 2 次,恰有 1 次 击中目标”为事件 B2,则 P(A2)=C22×232=49,P(B2)=C12×341×1-34=38. 由于甲、乙射击相互独立,故 P(A2B2)=49×38=16.
-(N-M)),而且 P(X=k)=______C_nN_____,k=t,t+1,…,s,这里的 X 称为服从
参数为 N,n,M 的超几何分布,记作 X~_H__(N__,__n_,__M__) _.
二项分布与超几何分布之间的联系 (1)二者之间的辨析:超几何分布与二项分布都是随机变量取非负整数值的离散 分布,表面上看,两种分布的概率求解有截然不同的表达式,但看它们的概率分布 表,会发现其相同点,两种分布的差别就在于“有放回”与“无放回”的差别,只 要将概率模型中的“无放回”改为“有放回”,或将“有放回”改为“无放回”,就 可以实现两种分布之间的转化; (2)超几何分布到二项分布:事实上,在次品件数为确定数 M,产品件数 N 很大 时,任意抽取 n 件,无放回与有放回无区别,故可看作 n 次独立重复试验,其中含 有次品的件数服从二项分布.在这里,超几何分布转化为二项分布.
知识点一 n 次独立重复实验 在相同条件下,_重__复___地做 n 次伯努利试验,这 n 次试验是_相__互__独__立___的,那
么一般就称这 n 次伯努利试验为 n 次独立重复试验.
独立重复试验的特征 (1)每次试验都是在相同的条件下进行; (2)每次试验都只有两个结果:事件发生、事件不发生; (3)各次试验之间相互独立; (4)每次试验,某事件发生的概率都是相同的. 独立重复试验的实际原型是有放回的抽样检验问题,但在实际应用中,从大批 产品中抽取少量样品的不放回检验也可近似地看作是该模型,所以独立重复试验在 实际问题中应用非常广泛.
答案:D
3.独立重复试验满足的条件是________(填序号). ①每次试验之间是相互独立的; ②每次试验只有发生和不发生两种情况; ③每次试验中某事件发生的机会是均等的; ④每次试验发生的事件是互斥的. 解析:由 n 次独立重复试验的定义知①②③正确. 答案:①②③
独立重复试验的概率计算
[例 1] (链接教科书第 71 页尝试与发现)甲、乙两人各射击一次,击中目标的概 率分别是23和34,假设每次射击是否击中目标,相互之间没有影响.
[母题探究] (变设问)在本例(2)的条件下,求甲、乙均击中目标 1 次的概率. 解:记“甲击中目标 1 次”为事件 A3,“乙击中目标 1 次”为事件 B3,则 P(A3)=C12 ×23×13=49,P(B3)=38,因为甲、乙射击相互独立,所以甲、乙均击中目标 1 次的概 率为 P(A3B3)=49×38=16.
所以 X 的分布列为
X
10
20
100
ห้องสมุดไป่ตู้-200
P
3 8
3 8
1 8
1 8
(2)设“第 i 盘游戏没有出现音乐”为事件 Ai(i=1,2,3),则 P(A1)=P(A2)=P(A3)
=P(X=-200)=18,
所以“三盘游戏中至少有一盘出现音乐”的概率为
1-P(A1A2A3)=1-183=1-5112=551112. 因此,玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率是551112.
独立重复试验概率求法的三个步骤
[跟踪训练] 甲、乙两支球队进行总决赛,比赛采用五场三胜制,即若有一队先胜三场,则此队 为总冠军,比赛就此结束.因两队实力相当,每场比赛两队获胜的可能性均为12.据以 往资料统计,第一场比赛可获得门票收入 40 万元,以后每场比赛门票收入比上一场 增加 10 万元. (1)求总决赛中获得门票总收入恰好为 150 万元且甲获得总冠军的概率; (2)求乙队获得总冠军的概率; (3)求门票总收入恰好为 220 万元的概率.
解:(1)门票总收入恰好为 150 万元且甲获得总冠军,即甲队连胜 3 场,故其概率 P1 =C33×123=18. (2)乙队获得冠军,有以下几种情形: ①共比赛 3 场,乙队连胜 3 场,此时概率为 C33×123=18; ②共比赛 4 场,乙队在前 3 场比赛中获胜 2 场,另外 1 场甲队获胜,然后第 4 场比 赛乙队获胜,此时概率为 C23×122×1-12×12=136; ③共比赛 5 场,乙队在前 4 场比赛中获胜 2 场,另外 2 场甲队获胜,然后第 5 场比 赛乙队获胜,此时概率为 C24×122×1-122×12=136. 故乙队获得总冠军的概率为 P2=18+136+136=12.
校的概率均为23,故 X~B3,23,从而 P(X=k)=Ck3×23k×133-k,k=0,1,2,3. 所以随机变量 X 的分布列为
X
0
1
2
3
P
1 27
2
4
9
9
8 27
(2)设乙同学上学期间的三天中 7:30 之前到校的天数为 Y,则 Y~B3,23,且 M ={X=3,Y=1}∪{X=2,Y=0}.由题意知事件{X=3,Y=1}与{X=2,Y=0}互斥,
知识点三 超几何分布
一般地,若有总数为 N 件的甲、乙两类物品,其中甲类有 M 件(M<N),从所
有物品中随机取出 n 件(n≤N),则这 n 件中所含甲类物品数 X 是一个离散型随机变
量,X 能取不小于 t 且不大于 s 的所有自然数,其中 s 是 M 与 n 中的较小者,t 在 n
不大于乙类物品件数(即 n≤N-M)时取 0,否则 t 取 n 减乙类物品件数之差(即 t=n CkMCnN--kM
且事件{X=3}与{Y=1},事件{X=2}与{Y=0}均相互独立,从而由(1)知,P(M)=P({X
=3,Y=1}∪{X=2,Y=0})=P({X=3,Y=1})+P({X=2,Y=0})=P(X=3)P(Y=1)
+P(X=2)P(Y=0)=287×29+49×217=22403.
求解二项分布列的步骤 (1)判断随机变量 X 是否服从二项分布; (2)建立二项分布模型; (3)确定 X 的取值并求出相应的概率; (4)写出分布列.
1.二项分布与两点分布有什么关系? 提示:根据二项分布与两点分布的定义,可知两点分布是一种特殊的二项分布, 即 n=1 时的二项分布.
2.二项分布中公式 P(X=k)=Cknpkqn-k 与二项式定理的通项之间有什么关系? 提示:记 P(X=k)=Cknpk(1-p)n-k=Cknpkqn-k,则它恰好是二项式(q+p)n 展开式 中的第 k+1 项,即[(1-p)+p]n 展开式的第 k+1 项.
[跟踪训练] 一款击鼓小游戏的规则如下:每盘游戏都需击鼓三次,每次击鼓要么出现一次音乐, 要么不出现音乐;每盘游戏击鼓三次后,出现一次音乐获得 10 分,出现两次音乐获 得 20 分,出现三次音乐获得 100 分,没有出现音乐则扣除 200 分(即获得-200 分).设 每次击鼓出现音乐的概率为12,且各次击鼓出现音乐相互独立. (1)设每盘游戏获得的分数为 X,求 X 的分布列; (2)玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率是多少?
(1)用 X 表示甲同学上学期间的三天中 7:30 之前到校的天数,求随机变量 X 的 分布列;
(2)设 M 为事件“上学期间的三天中,甲同学在 7:30 之前到校的天数比乙同学 在 7:30 之前到校的天数恰好多 2”,求事件 M 发生的概率.
[解] (1)因为甲同学上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天 7:30 之前到
解:(1)X 的取值范围是{10,20,100,-200}.根据题意,X 服从参数为 3,12的二 项分布,即 X~B3,12,因此 P(X=10)=C13×121×1-122=38, P(X=20)=C23×122×1-121=38, P(X=100)=C33×123×1-120=18, P(X=-200)=C03×120×1-123=18.
1.已知在 15 个村庄中有 7 个村庄交通不方便,现从中任意选 10 个村庄,用 X 表
示 10 个村庄中交通不方便的村庄数,则下列概率等于CC47C110568的是
A.P(X=2)
B.P(X≤2)
()
C.P(X=4)
D.P(X≤4)
解析:由题意得,变量 X 服从超几何分布,样本点总数为 C1105,所求事件数为
超几何分布
[例 3] (链接教科书第 77 页例 3、例 4)某海域共有 A,B 型两种搜救船 10 艘, 其中 A 型船 7 艘,B 型船 3 艘.
(1)现从中任选 2 艘执行搜救任务,求恰好有一艘 B 型船的概率; (2)假设每艘 A 型船的搜救能力指数为 5,每艘 B 型船的搜救能力指数为 10.现从 这 10 艘船中随机抽出 4 艘执行搜救任务,设搜救能力指数为 ξ,求 ξ 的分布列.
[解] (1)设“恰好有 1 艘 B 型船”为事件 A,则 P(A)=CC17C21013=175,即恰好有 1 艘 B 型船的概率为175.
(2)法一:依题意,ξ的取值范围是{20,25,30,35}.
且 P(ξ=20)=CC41470=16,P(ξ=25)=CC37C41013=12, P(ξ=30)=CC27C41023=130,P(ξ=35)=CC17C14033=310. 因此 ξ 的分布列为
第四
章
概率与统计
4.2 随机变量 4.2.3 二项分布与超几何分布
新课程标准解读 1.能够结合具体实例理解 n 次独立重复试验的概念 2.能够结合具体实例理解并掌握独立重复试验的概率公式,能运用 这个公式解决实际问题 3.能够结合具体实例理解二项分布及其在实际生活中的应用 4.能够结合具体实例理解超几何分布的概念,掌握超几何分布的概 率公式 5.能应用超几何分布解决简单的实际问题,了解二项分布与超几何 分布之间的关系
CX7 C180-X, ∴P(X=4)=CC47C110568,故选 C. 答案:C
2.已知某品种的幼苗每株成活率为 p,则栽种 3 株这种幼苗恰好成活 2 株的概率为
A.p2 C.C23p2
B.p2(1-p) D.C23p2(1-p)
()
解析:令 X 为栽种 3 株这种幼苗成活的株数,则 X~B(3,p),故 P(X=2)=C23p2 (1-p).
(3)门票总收入恰好为 220 万元时,比赛共进行了 4 场. 若甲队获胜,则概率为 C23×122×1-12×12=136; 若乙队获胜,则概率为 C23×122×1-12×12=136, 故所求概率 P3=136+136=38.
二项分布
[例 2] (链接教科书第 73 页例 1)设甲、乙两位同学上学期间,每天 7:30 之前 到校的概率均为23,假定甲、乙两位同学到校情况互不影响,且任一同学每天到校情 况相互独立.
核心素养 数学抽象 数学建模 逻辑推理 数学抽象
逻辑推理
在学校组织的高二篮球比赛中,通过小组循环,甲、乙两班顺利进入最后的决 赛.在每一场比赛中,甲班取胜的概率为 0.6,乙班取胜的概率是 0.4,比赛既可以 采用三局两胜制,又可以采用五局三胜制.
[问题] 如果你是甲班的一名同学,你认为采用哪种赛制对你班更有利?
知识点二 二项分布
一般地,如果一次伯努利试验中,出现“成功”的概率为 p,记 q=1-p,且 n
次独立重复试验中出现“成功”的次数为 X,则 X 的取值范围是{0,1,…,k,…, n},而且 P(X=k)=_C_kn_p_k_q_n_-_k ,k=0,1,…,n,因此 X 的分布列如下表所示.
X
0
1
…
k
…
n
P
C0np0qn
C1np1qn-1
…
Cknpkqn-k
…
Cnnpnq0
注意到上述 X 的分布列第二行中的概率值都是二项展开式,(q+p)n=C0np0qn+
C1np1qn-1+…+Cknpkqn-k+…+Cnnpnq0 中对应项的值,因此称 X 服从参数为 n,p 的 二项分布,记作 X~__B_(_n_,__p_)_.
[解] (1)记“甲射击 3 次至少有 1 次未击中目标”为事件 A1,由题意,射击 3 次,相当于 3 次独立重复试验.
故 P(A1)=1-P(A1)=1-233=1297. (2)记“甲射击 2 次,恰有 2 次击中目标”为事件 A2,“乙射击 2 次,恰有 1 次 击中目标”为事件 B2,则 P(A2)=C22×232=49,P(B2)=C12×341×1-34=38. 由于甲、乙射击相互独立,故 P(A2B2)=49×38=16.
-(N-M)),而且 P(X=k)=______C_nN_____,k=t,t+1,…,s,这里的 X 称为服从
参数为 N,n,M 的超几何分布,记作 X~_H__(N__,__n_,__M__) _.
二项分布与超几何分布之间的联系 (1)二者之间的辨析:超几何分布与二项分布都是随机变量取非负整数值的离散 分布,表面上看,两种分布的概率求解有截然不同的表达式,但看它们的概率分布 表,会发现其相同点,两种分布的差别就在于“有放回”与“无放回”的差别,只 要将概率模型中的“无放回”改为“有放回”,或将“有放回”改为“无放回”,就 可以实现两种分布之间的转化; (2)超几何分布到二项分布:事实上,在次品件数为确定数 M,产品件数 N 很大 时,任意抽取 n 件,无放回与有放回无区别,故可看作 n 次独立重复试验,其中含 有次品的件数服从二项分布.在这里,超几何分布转化为二项分布.
知识点一 n 次独立重复实验 在相同条件下,_重__复___地做 n 次伯努利试验,这 n 次试验是_相__互__独__立___的,那
么一般就称这 n 次伯努利试验为 n 次独立重复试验.
独立重复试验的特征 (1)每次试验都是在相同的条件下进行; (2)每次试验都只有两个结果:事件发生、事件不发生; (3)各次试验之间相互独立; (4)每次试验,某事件发生的概率都是相同的. 独立重复试验的实际原型是有放回的抽样检验问题,但在实际应用中,从大批 产品中抽取少量样品的不放回检验也可近似地看作是该模型,所以独立重复试验在 实际问题中应用非常广泛.
答案:D
3.独立重复试验满足的条件是________(填序号). ①每次试验之间是相互独立的; ②每次试验只有发生和不发生两种情况; ③每次试验中某事件发生的机会是均等的; ④每次试验发生的事件是互斥的. 解析:由 n 次独立重复试验的定义知①②③正确. 答案:①②③
独立重复试验的概率计算
[例 1] (链接教科书第 71 页尝试与发现)甲、乙两人各射击一次,击中目标的概 率分别是23和34,假设每次射击是否击中目标,相互之间没有影响.
[母题探究] (变设问)在本例(2)的条件下,求甲、乙均击中目标 1 次的概率. 解:记“甲击中目标 1 次”为事件 A3,“乙击中目标 1 次”为事件 B3,则 P(A3)=C12 ×23×13=49,P(B3)=38,因为甲、乙射击相互独立,所以甲、乙均击中目标 1 次的概 率为 P(A3B3)=49×38=16.
所以 X 的分布列为
X
10
20
100
ห้องสมุดไป่ตู้-200
P
3 8
3 8
1 8
1 8
(2)设“第 i 盘游戏没有出现音乐”为事件 Ai(i=1,2,3),则 P(A1)=P(A2)=P(A3)
=P(X=-200)=18,
所以“三盘游戏中至少有一盘出现音乐”的概率为
1-P(A1A2A3)=1-183=1-5112=551112. 因此,玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率是551112.
独立重复试验概率求法的三个步骤
[跟踪训练] 甲、乙两支球队进行总决赛,比赛采用五场三胜制,即若有一队先胜三场,则此队 为总冠军,比赛就此结束.因两队实力相当,每场比赛两队获胜的可能性均为12.据以 往资料统计,第一场比赛可获得门票收入 40 万元,以后每场比赛门票收入比上一场 增加 10 万元. (1)求总决赛中获得门票总收入恰好为 150 万元且甲获得总冠军的概率; (2)求乙队获得总冠军的概率; (3)求门票总收入恰好为 220 万元的概率.
解:(1)门票总收入恰好为 150 万元且甲获得总冠军,即甲队连胜 3 场,故其概率 P1 =C33×123=18. (2)乙队获得冠军,有以下几种情形: ①共比赛 3 场,乙队连胜 3 场,此时概率为 C33×123=18; ②共比赛 4 场,乙队在前 3 场比赛中获胜 2 场,另外 1 场甲队获胜,然后第 4 场比 赛乙队获胜,此时概率为 C23×122×1-12×12=136; ③共比赛 5 场,乙队在前 4 场比赛中获胜 2 场,另外 2 场甲队获胜,然后第 5 场比 赛乙队获胜,此时概率为 C24×122×1-122×12=136. 故乙队获得总冠军的概率为 P2=18+136+136=12.
校的概率均为23,故 X~B3,23,从而 P(X=k)=Ck3×23k×133-k,k=0,1,2,3. 所以随机变量 X 的分布列为
X
0
1
2
3
P
1 27
2
4
9
9
8 27
(2)设乙同学上学期间的三天中 7:30 之前到校的天数为 Y,则 Y~B3,23,且 M ={X=3,Y=1}∪{X=2,Y=0}.由题意知事件{X=3,Y=1}与{X=2,Y=0}互斥,
知识点三 超几何分布
一般地,若有总数为 N 件的甲、乙两类物品,其中甲类有 M 件(M<N),从所
有物品中随机取出 n 件(n≤N),则这 n 件中所含甲类物品数 X 是一个离散型随机变
量,X 能取不小于 t 且不大于 s 的所有自然数,其中 s 是 M 与 n 中的较小者,t 在 n
不大于乙类物品件数(即 n≤N-M)时取 0,否则 t 取 n 减乙类物品件数之差(即 t=n CkMCnN--kM
且事件{X=3}与{Y=1},事件{X=2}与{Y=0}均相互独立,从而由(1)知,P(M)=P({X
=3,Y=1}∪{X=2,Y=0})=P({X=3,Y=1})+P({X=2,Y=0})=P(X=3)P(Y=1)
+P(X=2)P(Y=0)=287×29+49×217=22403.
求解二项分布列的步骤 (1)判断随机变量 X 是否服从二项分布; (2)建立二项分布模型; (3)确定 X 的取值并求出相应的概率; (4)写出分布列.
1.二项分布与两点分布有什么关系? 提示:根据二项分布与两点分布的定义,可知两点分布是一种特殊的二项分布, 即 n=1 时的二项分布.
2.二项分布中公式 P(X=k)=Cknpkqn-k 与二项式定理的通项之间有什么关系? 提示:记 P(X=k)=Cknpk(1-p)n-k=Cknpkqn-k,则它恰好是二项式(q+p)n 展开式 中的第 k+1 项,即[(1-p)+p]n 展开式的第 k+1 项.
[跟踪训练] 一款击鼓小游戏的规则如下:每盘游戏都需击鼓三次,每次击鼓要么出现一次音乐, 要么不出现音乐;每盘游戏击鼓三次后,出现一次音乐获得 10 分,出现两次音乐获 得 20 分,出现三次音乐获得 100 分,没有出现音乐则扣除 200 分(即获得-200 分).设 每次击鼓出现音乐的概率为12,且各次击鼓出现音乐相互独立. (1)设每盘游戏获得的分数为 X,求 X 的分布列; (2)玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率是多少?
(1)用 X 表示甲同学上学期间的三天中 7:30 之前到校的天数,求随机变量 X 的 分布列;
(2)设 M 为事件“上学期间的三天中,甲同学在 7:30 之前到校的天数比乙同学 在 7:30 之前到校的天数恰好多 2”,求事件 M 发生的概率.
[解] (1)因为甲同学上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天 7:30 之前到
解:(1)X 的取值范围是{10,20,100,-200}.根据题意,X 服从参数为 3,12的二 项分布,即 X~B3,12,因此 P(X=10)=C13×121×1-122=38, P(X=20)=C23×122×1-121=38, P(X=100)=C33×123×1-120=18, P(X=-200)=C03×120×1-123=18.
1.已知在 15 个村庄中有 7 个村庄交通不方便,现从中任意选 10 个村庄,用 X 表
示 10 个村庄中交通不方便的村庄数,则下列概率等于CC47C110568的是
A.P(X=2)
B.P(X≤2)
()
C.P(X=4)
D.P(X≤4)
解析:由题意得,变量 X 服从超几何分布,样本点总数为 C1105,所求事件数为
超几何分布
[例 3] (链接教科书第 77 页例 3、例 4)某海域共有 A,B 型两种搜救船 10 艘, 其中 A 型船 7 艘,B 型船 3 艘.
(1)现从中任选 2 艘执行搜救任务,求恰好有一艘 B 型船的概率; (2)假设每艘 A 型船的搜救能力指数为 5,每艘 B 型船的搜救能力指数为 10.现从 这 10 艘船中随机抽出 4 艘执行搜救任务,设搜救能力指数为 ξ,求 ξ 的分布列.
[解] (1)设“恰好有 1 艘 B 型船”为事件 A,则 P(A)=CC17C21013=175,即恰好有 1 艘 B 型船的概率为175.
(2)法一:依题意,ξ的取值范围是{20,25,30,35}.
且 P(ξ=20)=CC41470=16,P(ξ=25)=CC37C41013=12, P(ξ=30)=CC27C41023=130,P(ξ=35)=CC17C14033=310. 因此 ξ 的分布列为
第四
章
概率与统计
4.2 随机变量 4.2.3 二项分布与超几何分布
新课程标准解读 1.能够结合具体实例理解 n 次独立重复试验的概念 2.能够结合具体实例理解并掌握独立重复试验的概率公式,能运用 这个公式解决实际问题 3.能够结合具体实例理解二项分布及其在实际生活中的应用 4.能够结合具体实例理解超几何分布的概念,掌握超几何分布的概 率公式 5.能应用超几何分布解决简单的实际问题,了解二项分布与超几何 分布之间的关系
CX7 C180-X, ∴P(X=4)=CC47C110568,故选 C. 答案:C
2.已知某品种的幼苗每株成活率为 p,则栽种 3 株这种幼苗恰好成活 2 株的概率为
A.p2 C.C23p2
B.p2(1-p) D.C23p2(1-p)
()
解析:令 X 为栽种 3 株这种幼苗成活的株数,则 X~B(3,p),故 P(X=2)=C23p2 (1-p).
(3)门票总收入恰好为 220 万元时,比赛共进行了 4 场. 若甲队获胜,则概率为 C23×122×1-12×12=136; 若乙队获胜,则概率为 C23×122×1-12×12=136, 故所求概率 P3=136+136=38.
二项分布
[例 2] (链接教科书第 73 页例 1)设甲、乙两位同学上学期间,每天 7:30 之前 到校的概率均为23,假定甲、乙两位同学到校情况互不影响,且任一同学每天到校情 况相互独立.
核心素养 数学抽象 数学建模 逻辑推理 数学抽象
逻辑推理
在学校组织的高二篮球比赛中,通过小组循环,甲、乙两班顺利进入最后的决 赛.在每一场比赛中,甲班取胜的概率为 0.6,乙班取胜的概率是 0.4,比赛既可以 采用三局两胜制,又可以采用五局三胜制.
[问题] 如果你是甲班的一名同学,你认为采用哪种赛制对你班更有利?
知识点二 二项分布
一般地,如果一次伯努利试验中,出现“成功”的概率为 p,记 q=1-p,且 n
次独立重复试验中出现“成功”的次数为 X,则 X 的取值范围是{0,1,…,k,…, n},而且 P(X=k)=_C_kn_p_k_q_n_-_k ,k=0,1,…,n,因此 X 的分布列如下表所示.
X
0
1
…
k
…
n
P
C0np0qn
C1np1qn-1
…
Cknpkqn-k
…
Cnnpnq0
注意到上述 X 的分布列第二行中的概率值都是二项展开式,(q+p)n=C0np0qn+
C1np1qn-1+…+Cknpkqn-k+…+Cnnpnq0 中对应项的值,因此称 X 服从参数为 n,p 的 二项分布,记作 X~__B_(_n_,__p_)_.