2017-2018学年高中数学第二章随机变量及其分布阶段复习课课件新人教A版选修2-3
高中数学第二章随机变量及其分布全章素养整合课件新人教A版选修23
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解析:(1)油罐引爆的对立事件为油罐没有引爆,没有引爆的可能情况是:射击 5 次只击 中一次或一次也没有击中,故该事件的概率为 P=C15×23×134+135, 所以所求的概率为 1-P=1-C15×23×134+135=223423.
(2)当 ξ=4 时,记事件为 A, P(A)=C13×23×132×23=247, 当 ξ=5 时,意味着前 4 次射击只击中一次或一次也未击中,记为事件 B. 则 P(B)=C14×23×133+134=19, 所以所求概率为 P(A∪B)=P(A)+P(B)=247+19=277.
解析:(1)记事件 A1 为“从甲箱中摸出的 1 个球是红球”, A2 为“从乙箱中摸出的 1 个球是红球”, B 为“顾客抽奖 1 次能获奖”, 则 B 表示“顾客抽奖 1 次没有获奖”. 由题意 A1 与 A2 相互独立,则 A 1 与 A 2 相互独立,且 B = A 1·A 2, 因为 P(A1)=140=25,P(A2)=150=12, 所以 P( B )=P( A 1·A 2)=1-25·1-12=130, 故所求事件的概率 P(B)=1-P( B )=1-130=170.
[例 2] 甲、乙两队进行一场排球比赛,根据以往经验,单局比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,求前三局比赛甲队领先的概率. [解析] 单局比赛甲队胜乙队的概率为 0.6,乙队胜甲队的概率为 1-0.6=0.4, 记“甲队胜三局”为事件 A,“甲队胜二局”为事件 B,则: P(A)=0.63=0.216; P(B)=C23×0.62×0.4=0.432, ∴前三局比赛甲队领先的概率为 P(A)+P(B)=0.648.
X1 5 6 7 8 P 0.4 a b 0.1 且 X1 的均值 E(X1)=6,求 a,b 的值;
高中数学《第二章随机变量及其分布2.4正态分布信息技术应用μ,σ对正...》207PPT课件
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能说 说正态 曲线的特点 吗?
2曲 线 是单 峰 的,它 关 于直 线x μ
对 称;
3曲线在x μ处达到峰值;
4曲 线 与x轴 之 间 的 面 积 为1.
正态曲线下的面积规律
• X轴与正态曲线所夹面积恒等于1 。 • 对称区域面积相等。
S(-,-X)
S(X,)=S(-,-X)
例1: 在一次测试中,测量结果X服从正态分布 N(2,σ2)(σ>0),若X在(0,2)内取值的概率为
观察正态分布曲线的变化
用几何画板研究正态曲线随着 和变化的特点
信息技术 的应用
2. 正态曲线的特点
的意义
正态曲线 f x
1
x 2
e 2 2 , x ,
2
由图象可以知道
(1)曲线是单峰的,它关于直线 x 对称.
(2)曲线在 x 处达到峰值 1
.
2
参数反映随机变量取值的平均水平
我们从上图看到,正态总体在(μ-2σ,μ+2σ)以外取值的概率只有 4.5%,在
3 , 3 以外取值的概率只有 0.27%。
小概率事件:
.由图可知,正态分布几乎总取值于区间 3 , 3 之内,而在此区间以外
取值的概率只有 0.0027, 由于这些概率值很小(一般不超过 5%),通常称这些
标准正态曲线
正态曲线的函数表示式
f x
1
x 2
e 2 2 , x ,
2
标准正态曲线
y
当时
f x
1
e
x2 2
,
x
,
2
-3 -2 -1 0 1 2 3 x
称为标准正态分布的函数,其图象称为标准正态曲线.
从正态曲线分析,随机变量X在区间(a,b]内取值的 概率有什么几何意义?在理论上如何计算?
《概率论与数理统计》课件-第2章随机变量及其分布 (1)
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HAINAN UNIVERSITY
概率论与数理统计
第二五章 基随本机极变限量定及理其分布
泊松分布的应用
“稠密性”问题(一段时间内,电话交换中心接到的呼叫次 数,公共汽车车站候车的乘客数,售票窗口买票的人数, 原子放射的粒子数,保险公司在一定时期内被索赔的次 数等)都服从泊松分布.
随机变量的分布函数
1.定义: 设X为一随机变量, x为任意实数, 称函数 F(x)=P{X≤x}为X的分布函数.
注: ① F(x)是一普通函数, 其定义域为 ,; ② F x的值为事件X x的概率; ③ F x可以完全地描述随机变量取值的规律性.
例如: Pa X b PX b PX a
连续型随机变量及概率密度函数
1.定义: 设X ~ F(x), 若存在一个非负可积的函数 f (x),
使 x R, 有
F ( x)
PX
x
x
f
(t)dt
,
则称X为连续型随机变量, f (x) 称为X的概率密度函数或
分布密度函数.
2.几何意义:
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第二五章 基随本机极变限量定及理其分布
二、随机变量的概念
定义: 设试验E的样本空间为 , 若对于每个样本
点 , 均有一个实数 X ()与之对应, 这样就得
到一个定义在 上的单值函数 X X () , 称X为随
机变量.
X
样本空间
实数
注: ① 随机变量是一个定义在样本空间上的实函数, 它取值的随机性是由样本点的随机性引起的;
x 1
x0
0 x x
不是 (不满足规范性)
高中数学第二章随机变量及其分布 事件的独立性学案含解析新人教A版选修2_3
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2.2.2 事件的独立性自主预习·探新知情景引入在一次有关“三国演义”的知识竞赛中,三个“臭皮匠”能答对某题目的概率分别为50%,45%,40%,“诸葛亮”能答对该题目的概率为85%,如果将“三个臭皮匠”组成一组与“诸葛亮”进行比赛,各选手独立答题,不得商量,团队中只要有一人答出即为该组获胜.试问:哪方获胜的可能性大?新知导学相互独立事件1.概念(1)设A,B为两个事件,若事件A是否发生对事件B发生的概率没有影响,即__P(B|A)=P(B)__,则称两个事件A,B相互独立,并把这两个事件叫做__相互独立事件__.(2)对于n个事件A1,A2,…,A n,如果其中任一个事件发生的概率不受__其他事件是否发生__的影响,则称n个事件A1,A2,…,A n相互独立.2.性质(1)如果事件A与B相互独立,那么事件A与__B__,A与__B__,__A__与__B__也都相互独立.(2)若事件A与B相互独立,则P(A|B)=__P(A)__,P(A∩B)=__P(A)×P(B)__.(3)若事件A1,A2,…,A n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积__,即P(A1∩A2∩…∩A n)=P(A1)×P(A2)×…×P(A n).并且上式中任意多个事件A i换成其对立事件后等式仍成立.预习自测1.(2020·刑台高二检测)甲、乙两人各用篮球投篮一次,若两人投中的概率都是0.7,则恰有一人投中的概率是( A )A .0.42B .0.49C .0.7D .0.91[解析] 设甲投篮一次投中为事件A ,则P (A )=0.7, 则甲投篮一次投不中为事件A ,则P (A )=1-0.7=0.3, 设乙投篮一次投中为事件B ,则P (B )=0.7,则乙投篮一次投不中为事件B ,则P (B )=1-0.7=0.3, 则甲、乙两人各投篮一次恰有一人投中的概率为:P =P (A ∩B )+P (A ∩B )=P (A )·P (B )+P (A )·P (B )=0.7×0.3+0.7×0.3=0.42.故选A . 2.国庆节放假,甲、乙、丙去北京旅游的概率分别是13、14、15.假定三人的行动相互之间没有影响,那么这段时间内至少有1人去北京旅游的概率为( B )A .5960B .35C .12D .160[解析] 设甲、乙、丙去北京旅游分别为事件A 、B 、C ,则P (A )=13,P (B )=14,P (C )=15,P (A )=23,P (B )=34,P (C )=45,由于A ,B ,C 相互独立,故A ,B ,C 也相互独立,故P (A B C )=23×34×45=25,因此甲、乙、丙三人至少有1人去北京旅游的概率P =1-P (A B C )=1-25=35. 3.已知A 、B 是相互独立事件,且P (A )=12,P (B )=23,则P (A B )=__16__;P (A B )=__16__.[解析] ∵A 、B 是相互独立事件, ∴A 与B ,A 与B 也是相互独立事件. 又∵P (A )=12,P (B )=23,故P (A )=12,P (B )=1-23=13,∴P (A B )=P (A )×P (B )=12×13=16;P (A B )=P (A )×P (B )=12×13=16.4.某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率等于__0.128__.[解析] 此选手恰好回答4个问题就晋级下一轮,说明此选手第2个问题回答错误,第3、第4个问题均回答正确,第1个问题答对答错都可以.因为每个问题的回答结果相互独立,故所求的概率为1×0.2×0.82=0.128.互动探究·攻重难互动探究解疑 命题方向❶事件独立性的判断典例1 判断下列各对事件是不是相互独立事件:(1)甲组3名男生,2名女生;乙组2名男生,3名女生,现从甲、乙两组中各选1名同学参加演讲比赛,“从甲组中选出1名男生”与“从乙组中选出1名女生”;(2)容器内盛有5个白乒乓球和3个黄乒乓球,“从8个球中任意取出1个,取出的是白球”与“从剩下的7个球中任意取出1个,取出的还是白球”;(3)掷一颗骰子一次,“出现偶数点”与“出现3点或6点”.[解析] (1)“从甲组中选出1名男生”这一事件是否发生,对“从乙组中选出1名女生”这一事件发生的概率没有影响,所以它们是相互独立事件.(2)“从8个球中任意取出1个,取出的是白球”的概率为58,若这一事件发生了,则“从剩下的7个球中任意取出1个,取出的仍是白球”的概率为47,若前一事件没有发生,则后一事件发生的概率为57.可见,前一事件是否发生,对后一事件发生的概率有影响,所以两者不是相互独立事件.(3)记A :出现偶数点,B :出现3点或6点,则A ={2,4,6},B ={3,6},AB ={6}, ∴P (A )=36=12,P (B )=26=13,P (AB )=16,∴P (AB )=P (A )·P (B ), ∴事件A 与B 相互独立.『规律总结』 (1)利用相互独立事件的定义(即P (AB )=P (A )·P (B ))可以准确地判定两个事件是否相互独立,这是用定量计算方法,较准确,因此我们必须熟练掌握.(2)判别两个事件是否为相互独立事件也可以从定性的角度进行分析,即看一个事件的发生对另一个事件的发生是否有影响.没有影响就是相互独立事件,有影响就不是相互独立事件.┃┃跟踪练习1__■一个家庭中有若干个小孩,假设生男孩和生女孩是等可能的,设A ={一个家庭中既有男孩,又有女孩},B ={一个家庭中最多有一个女孩}. 对下列两种情况讨论事件A 与B 的独立性.(1)家庭中有两个小孩; (2)家庭中有三个小孩.[解析] (1)有两个小孩的家庭,对应的样本空间Ω={(男,男),(男,女),(女,男),(女,女)},有4个基本事件,每个基本事件的概率均为14,这时A ={(男,女),(女,男)},B ={(男,男),(男,女),(女,男)},AB={(男,女),(女,男)},于是P (A )=12,P (B )=34,P (AB )=12.由此可知P (AB )≠P (A )P (B ),所以事件A ,B 不相互独立.(2)有三个小孩的家庭,样本空间为Ω={(男,男,男),(男,男,女),(男,女,男),(女,男,男),(男,女,女),(女,男,女),(女,女,男),(女,女,女)},每个基本事件的概率均为18,这时A 中有6个基本事件,B 中有4个基本事件,AB 中含有3个基本事件,于是P (A )=68=34,P (B )=48=12.P (A )·P (B )=38,即P (AB )=38=P (A )P (B )成立,从而事件A 与B 是相互独立的. 命题方向❷求相互独立事件的概率典例2 (2020·鹤岗高二检测)小王某天乘火车从重庆到上海去办事,若当天从重庆到上海的三列火车正点到达的概率分别为0.8,0.7,0.9,假设这三列火车之间是否正点到达互不影响.求:(1)这三列火车恰好有两列正点到达的概率; (2)这三列火车至少有一列正点到达的概率.[解析] 用A ,B ,C 分别表示这三列火车正点到达的事件,则P (A )=0.8,P (B )=0.7,P (C )=0.9,所以P (A )=0.2,P (B )=0.3,P (C )=0.1.(1)由题意得A ,B ,C 之间互相独立,所以恰好有两列正点到达的概率为P 1=P (A BC )+P (A B C )+P (AB C )=P (A )P (B )P (C )+P (A )P (B )P (C )+P (A )P (B )P (C )=0.2×0.7×0.9+0.8×0.3×0.9+0.8×0.7×0.1=0.398.(2)三列火车至少有一列正点到达的概率为P 2=1-P (ABC )=1-P (A )P (B )P (C )=1-0.2×0.3×0.1=0.994.『规律总结』 与相互独立事件有关的概率问题求解策略明确事件中的“至少有一个发生”“至多有一个发生”“恰好有一个发生”“都发生”“都不发生”“不都发生”等词语的意义.一般地,已知两个事件A ,B ,它们的概率分别为P (A ),P (B ),那么: (1)A ,B 中至少有一个发生为事件A +B ; (2)A ,B 都发生为事件AB ; (3)A ,B 都不发生为事件A B ; (4)A ,B 恰有一个发生为事件A B +A B .(5)A ,B 中至多有一个发生为事件A B +A B +A B . 它们之间的概率关系如表所示:┃┃跟踪练习2__■(2020·浙江杭州高级中学检测)甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别为23和34.假设两人射击是否击中目标相互之间没有影响,每人每次射击是否击中目标相互之间也没有影响.(1)求甲、乙各射击一次均击中目标概率; (2)求甲射击4次,恰有3次连续击中目标的概率;(3)若乙在射击中出现连续2次未击中目标则会被终止射击,求乙恰好射击4次后被终止射击的概率.[解析] (1)记事件A 表示“甲击中目标”,事件B 表示“乙击中目标”. 依题意知,事件A 和事件B 相互独立,因此甲、乙各射击一次均击中目标的概率为P (AB )=P (A )·P (B )=23×34=12.(2)记事件A i 表示“甲第i 次射击击中目标”(其中i =1,2,3,4),并记“甲4次射击恰有3次连续击中目标”为事件C ,则C =A 1A 2A 3A 4∪A 1A 2A 3A 4,且A 1A 2A 3A 4与A 1A 2A 3A 4是互斥事件. 由于A 1,A 2,A 3,A 4之间相互独立,所以A i 与A j (i ,j =1,2,3,4,且i ≠j )之间也相互独立. 由于P (A 1)=P (A 2)=P (A 3)=P (A 4)=23,故P (C )=P (A 1A 2A 3A 4∪A 1A 2A 3A 4)=P (A 1)P (A 2)P (A 3)P (A 4)+P (A 1)P (A 2)P (A 3)P (A 4) =(23)3×13+13×(23)3=1681. (3)记事件B i 表示“乙第i 次射击击中目标”(其中i =1,2,3,4),并记事件D 表示“乙在第4次射击后终止射击”,则D =B 1B 2B 3B 4∪B 1B 2B3B 4,且B 1B 2B3B 4与B 1B 2B 3B 4是互斥事件.由于B 1,B 2,B 3,B 4之间相互独立,所以B i 与B j (i ,j =1,2,3,4,且i ≠j )之间也相互独立. 由于P (B i )=34(i =1,2,3,4),故P (D )=P (B 1B 2B3B 4∪B 1B 2B3B 4)=P (B 1)P (B 2)P (B 3)P (B 4)+P (B 1)P (B 2)P (B 3)P (B 4) =(34)2×(14)2+34×(14)3=364. 命题方向❸相互独立事件的综合应用典例3 (2020·西安高二检测)在一场娱乐晚会上,有5位民间歌手(1至5号)登台演唱,由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手.各位观众须彼此独立地在选票上选3名歌手,其中观众甲是1号歌手的歌迷,他必选1号,不选2号,另在3至5号中随机选2名.观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱,因此在1至5号中随机选3名歌手.(1)求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率; (2)X 表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,求X 的分布列. [解析] (1)设事件A 表示:观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手. 观众甲选中3号歌手的概率为23,观众乙未选中3号歌手的概率为1-35.所以P (A )=23×(1-35)=415.因此,观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率为415.(2)X 表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,则X 可取0,1,2,3. 观众甲选中3号歌手的概率为23,观众乙、丙选中3号歌手的概率为35.当观众甲、乙、丙均未选中3号歌手时,这时X =0, P (X =0)=(1-23)×(1-35)2=475.当观众甲、乙、丙中只有1人选中3号歌手时,这时X =1,P (X =1)=23×(1-35)2+(1-23)×35×(1-35)+(1-23)×(1-35)×35=8+6+675=2075.当观众甲、乙、丙中只有2人选中3号歌手时,这时X =2,P (X =2)=23×35×(1-35)+(1-23)×35×35+23×(1-35)×35=12+9+1275=3375.当观众甲、乙、丙均选中3号歌手时,这时X =3, P (X =3)=23×(35)2=1875.X 的分布列如下表:『规律总结』 概率问题中的数学思想(1)正难则反.灵活应用对立事件的概率关系(P (A )+P (A )=1)简化问题,是求解概率问题最常用的方法.(2)化繁为简.将复杂事件的概率转化为简单事件的概率,即寻找所求事件与已知事件之间的关系.“所求事件”分几类(考虑加法公式,转化为互斥事件)还是分几步组成(考虑乘法公式,转化为互独事件).(3)方程思想.利用有关的概率公式和问题中的数量关系,建立方程(组),通过解方程(组)使问题获解.┃┃跟踪练习3__■某公司为了解用户对其产品的满意度,从A ,B 两地区分别随机调查了20个用户,得到用户对产品的满意度评分如下:A 地区:62 73 81 92 95 85 74 64 53 76 78 86 95 66 97 78 88 82 76 89B 地区:73 83 62 51 91 46 53 73 64 82 93 48 65 81 74 56 54 76 65 79(1)根据两组数据完成两地区用户满意度评分的茎叶图,并通过茎叶图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,得出结论即可);(2)根据用户满意度评分,将用户的满意度从低到高分为三个等级:满意度评分 低于70分 70分到89分不低于90分 满意度等级不满意满意非常满意记事件C :“A 地区用户的满意度等级高于B 地区用户的满意度等级”,假设两地区用户的评价结果相互独立,根据所给数据,以事件发生的频率作为相应事件发生的概率,求C 的概率.[解析] (1)两地区用户满意度评分的茎叶图如图.通过茎叶图可以看出,A 地区用户满意度评分的平均值高于B 地区用户满意度评分的平均值;A 地区用户满意度评分比较集中,B 地区用户满意度评分比较分散.(2)记C A 1表示事件:“A 地区用户的满意度等级为满意或非常满意”; C A 2表示事件:“A 地区用户的满意度等级为非常满意”; C B 1表示事件:“B 地区用户的满意度等级为不满意”; C B 2表示事件:“B 地区用户的满意度等级为满意”;则C A 1与C B 1相互独立,C A 2与C B 2相互独立,C B 1与C B 2互斥,C =C B 1C A 1∪C B 2C A 2. P (C )=P (C B 1C A 1∪C B 2C A 2) =P (C B 1C A 1)+P (C B 2C A 2) =P (C B 1)P (C A 1)+P (C B 2)P (C A 2),由所给数据得C A 1,C A 2,C B 1,C B 2的频率分别为1620,420,1020,820,故P (C A 1)=1620,P (C A 2)=420,P (C B 1)=1020, P (C B 2)=820,所以P (C )=1020×1620+820×420=0.48.学科核心素养正难则反的思想的应用正难则反的思想在求解概率问题中应用广泛,尤其是解概率问题的综合题中,出现“至少”或“至多”等事件的概率求解问题,如果从正面考虑,它们是诸多事件的和或积,求解过程繁杂,而且容易出错,但如果考虑“至少”或“至多”事件的对立事件往往会简单,其概率很容易求出,此时可逆向分析问题,先求出其对立事件的概率,再利用概率的和或积的互补公式求出原来事件的概率.典例4三支球队中,甲队胜乙队的概率为0.4,乙队胜丙队的概率为0.5,丙队胜甲队的概率为0.6,比赛顺序是:第一局是甲队对乙队,第二局是第一局的胜者对丙队,第三局是第二局的胜者对第一局的败者,第四局是第三局的胜者对第二局的败者,求乙队连胜四局的概率.[思路分析]乙队每局胜利的事件是相互独立的,可由其公式计算概率.[解析]设乙队连胜四局为事件A,有下列情况:第一局中乙胜甲(A1),其概率为1-0.4=0.6,第二局中乙胜丙(A2),其概率为0.5,第三局中乙胜甲(A3),其概率为1-0.4=0.6,第四局中乙胜丙(A4),其概率为0.5,因各局比赛中的事件相互独立,故乙队连胜四局的概率为P(A)=P(A1A2A3A4)=0.62·0.52=0.09.『规律总结』(1)求复杂事件的概率一般可分三步进行:①列出题中涉及的各个事件,并用适当的符号表示它们;②理清各事件之间的关系,列出关系式;③根据事件之间的关系准确地运用概率公式进行计算.(2)直接计算符合条件的事件个数较复杂,可间接地先计算对立事件的个数,求得对立事件的概率,再求出符合条件的事件的概率.┃┃跟踪练习4__■在一段线路中并联着3个自动控制的常开开关,只要其中1个开关能够闭合,线路就能正常工作.假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率.[解析]如图所示,分别记这段时间内开关J A,J B,J C能够闭合为事件A,B,C.由题意,这段时间内3个开关是否能够闭合相互之间没有影响,根据相互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合的概率是P(A B C)=P(A)P(B)P(C)=[1-P(A)][1-P(B)][1-P(C)]=(1-0.7)(1-0.7)(1-0.7)=0.027,于是这段时间内至少有1个开关能够闭合,从而使线路能正常工作的概率是1-P (A B C )=1-0.027=0.973.易混易错警示因混淆独立事件和互斥事件而致错典例5 设事件A 与B 相互独立,两个事件中只有A 发生的概率和只有B 发生的概率都是14,求事件A 和事件B 同时发生的概率.[错解] ∵A 与B 相互独立,且只有A 发生的概率和只有B 发生的概率都是14,∴P (A )=P (B )=14,∴P (AB )=P (A )·P (B )=14×14=116.[正解] 在相互独立事件A 和B 中,只有A 发生即事件A B 发生,只有B 发生即事件A B 发生.∵A 和B 相互独立,∴A 与B ,A 和B 也相互独立.∴P (A B )=P (A )·P (B )=P (A )·[1-P (B )]=14,① P (A B )=P (A )·P (B )=[1-P (A )]·P (B )=14.② ①-②得P (A )=P (B ).③联立①③可解得P (A )=P (B )=12.∴P (AB )=P (A )·P (B )=12×12=14.[误区警示] 在A 与B 中只有A 发生是指A 发生和B 不发生这两个事件同时发生,即事件A B 发生.课堂达标·固基础1.下列事件A ,B 是相互独立事件的是( A )A .一枚硬币掷两次,A =“第一次为正面”,B =“第二次为反面”B .袋中有2个白球,2个黑球,不放回地摸球两次,每次摸一球,A =“第一次摸到白球”,B =“第二次摸到白球”C .掷一枚骰子,A =“出现点数为奇数”,B =“出现点数为偶数”D .A =“一个灯泡能用1 000小时”,B =“一个灯泡能用2 000小时”[解析] 把一枚硬币掷两次,对于每次而言是相互独立的,其结果不受先后影响,故A 是相互独立事件;B 中是不放回地摸球,显然A 事件与B 事件不相互独立;对于C,其结果具有唯一性,A ,B 应为互斥事件;D 中事件B 受事件A 的影响.故选A .2.已知A ,B 是两个相互独立事件,P (A ),P (B )分别表示它们发生的概率,则1-P (A )P (B )是下列哪个事件的概率( C )A .事件A ,B 同时发生B .事件A ,B 至少有一个发生C .事件A ,B 至多有一个发生D .事件A ,B 都不发生[解析] P (A )P (B )是指A ,B 同时发生的概率,1-P (A )P (B )是A ,B 不同时发生的概率,即至多有一个发生的概率.3.投掷一枚均匀硬币和一枚均匀骰子各一次,记“硬币正面向上”为事件A ,“骰子向上的点数是3”为事件B ,则事件A 、B 中至少有一件发生的概率是( C )A .512B .12C .712D .34[解析] 由题意P (A )=12,P (B )=16,事件A 、B 中至少有一个发生的概率P =1-12×56=712. 4.甲袋中有8个白球,4个红球,乙袋中有6个白球,6个红球.从每袋中任取一个球,则取得同色球的概率为__12__. [解析] 若都取到白球,P 1=812×612=13,若都取到红球,P 2=412×612=16, 则所求概率P =P 1+P 2=13+16=12. 5.甲、乙两人独立地破译密码的概率分别为13、14.求: (1)两个人都译出密码的概率;(2)两个人都译不出密码的概率;(3)恰有一人译出密码的概率;(4)至多一人译出密码的概率;(5)至少一人译出密码的概率.[解析] 记事件A 为“甲独立地译出密码”,事件B 为“乙独立地译出密码”.(1)两个人都译出密码的概率为P (AB )=P (A )P (B )=13×14=112.(2)两个人都译不出密码的概率为P(A B)=P(A)P(B)=[1-P(A)][1-P(B)]=(1-13)(1-14)=12.(3)恰有一人译出密码分为两类:甲译出乙译不出,乙译出甲译不出, 即A B+A B,∴P(A B+A B)=P(A B)+P(A B)=P(A)·P(B)+P(A)P(B)=13×(1-14)+(1-13)×14=512.(4)至多一人译出密码的对立事件是两人都译出密码,∴其概率为1-P(AB)=1-112=1112.(5)至少一人译出密码的对立事件为两个都没有译出密码, ∴其概率为1-P(A B)=1-12=12.。
高中数学 第二章 随机变量及其分布章末复习课练习(含解析)新人教A版高二选修2-3数学试题
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章末复习课[整合·网络构建][警示·易错提醒]1.“互斥事件”与“相互独立事件”的区别.“互斥事件”是说两个事件不能同时发生,“相互独立事件”是说一个事件发生与否对另一个事件发生的概率没有影响.2.对独立重复试验要准确理解.(1)独立重复试验的条件:第一,每次试验是在同样条件下进行;第二,任何一次试验中某事件发生的概率相等;第三,每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生.(2)独立重复试验概率公式的特点:关于P(X=k)=C k n p k(1-p)n-k,它是n次独立重复试验中某事件A恰好发生k次的概率.其中n是重复试验次数,p是一次试验中某事件A发生的概率,k是在n次独立试验中事件A恰好发生的次数,弄清公式中n,p,k的意义,才能正确运用公式.3.(1)准确理解事件和随机变量取值的意义,对实际问题中事件之间的关系要清楚.(2)认真审题,找准关键字句,提高解题能力.如“至少有一个发生”“至多有一个发生”“恰有一个发生”等.(3)常见事件的表示.已知两个事件A、B,则A,B中至少有一个发生为A∪B;都发生为A·B;都不发生为—A ·—B ;恰有一个发生为(—A ·B)∪(A·—B );至多有一个发生为(—A ·—B )∪(—A ·B)∪(A·—B ).4.对于条件概率,一定要区分P(AB)与P(B|A).5.(1)离散型随机变量的期望与方差若存在则必唯一,期望E (ξ)的值可正也可负,而方差的值则一定是一个非负值.它们都由ξ的分布列唯一确定.(2)D (ξ)表示随机变量ξ对E (ξ)的平均偏离程度.D (ξ) 越大表明平均偏离程度越大,说明ξ的取值越分散;反之D (ξ)越小,ξ的取值越集中.(3)D (aξ+b )=a 2D (ξ),在记忆和使用此结论时,请注意D (aξ+b )≠aD (ξ)+b ,D (aξ+b )≠aD (ξ).6.对于正态分布,要特别注意N (μ,σ2)由μ和σ唯一确定,解决正态分布问题要牢记其概率密度曲线的对称轴为x =μ.专题一 条件概率的求法条件概率是高考的一个热点,常以选择题或填空题的形式出现,也可能是大题中的一个部分,难度中等.[例1] 坛子里放着7个大小、形状相同的鸭蛋,其中有4个是绿皮的,3个是白皮的.如果不放回地依次拿出2个鸭蛋,求:(1)第1次拿出绿皮鸭蛋的概率;(2)第1次和第2次都拿出绿皮鸭蛋的概率;(3)在第1次拿出绿皮鸭蛋的条件下,第2次拿出绿皮鸭蛋的概率.解:设“第1次拿出绿皮鸭蛋”为事件A ,“第2次拿出绿皮鸭蛋”为事件B ,则“第1次和第2次都拿出绿皮鸭蛋”为事件AB .(1)从7个鸭蛋中不放回地依次拿出2个的事件数为n (Ω)=A 27=42, 根据分步乘法计数原理,n (A )=A 14×A 16=24. 于是P (A )=n (A )n (Ω)=2442=47.(2)因为n (AB )=A 24=12, 所以P (AB )=n (AB )n (Ω)=1242=27.(3)法一 由(1)(2)可得,在第1次拿出绿皮鸭蛋的条件下,第2次拿出绿皮鸭蛋的概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=27÷47=12. 法二 因为n (AB )=12,n (A )=24, 所以P (B |A )=n (AB )n (A )=1224=12.归纳升华解决概率问题的步骤.第一步,确定事件的性质:古典概型、互斥事件、独立事件、独立重复试验、条件概率,然后把所给问题归结为某一种.第二步,判断事件的运算(和事件、积事件),确定事件至少有一个发生还是同时发生,分别运用相加或相乘事件公式.第三步,利用条件概率公式求解:(1)条件概率定义:P (B |A )=P (AB )P (A ).(2)针对古典概型,缩减基本事件总数P (B |A )=n (AB )n (A ).[变式训练] 已知100件产品中有4件次品,无放回地从中抽取2次每次抽取1件,求下列事件的概率:(1)第一次取到次品,第二次取到正品; (2)两次都取到正品.解:设A ={第一次取到次品},B ={第二次取到正品}.(1)因为100件产品中有4件次品,即有正品96件,所以第一次取到次品的概率为P (A )=4100,第二次取到正品的概率为P (B |A )=9699,所以第一次取到次品,第二次取到正品的概率为P (AB )=P (A )P (B |A )=4100×9699=32825. (2)因为A ={第一次取到次品},且P (A )=1-P (A )=96100, P (B |A )=9599,所以P (AB )=P (A )P (B |A )=96100×9599=152165. 专题2 独立事件的概率要正确区分互斥事件与相互独立事件,准确应用相关公式解题,互斥事件是不可能同时发生的事件,相互独立事件是指一个事件的发生与否对另一个事件没有影响.[例2] 某射击小组有甲、乙两名射手,甲的命中率为P 1=23,乙的命中率为P 2,在射击比赛活动中每人射击两发子弹则完成一次检测,在一次检测中,若两人命中次数相等且都不少于一发,则称该射击小组为“先进和谐组”.(1)若P 2=12,求该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的概率.(2)计划在2018年每月进行1次检测,设这12次检测中该小组获得“先进和谐组”的次数为ξ,如果E (ξ)≥5,求P 2的取值X 围.解析:(1)因为P 1=23,P 2=12,根据“先进和谐组”的定义可得,该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的包括两人两次都射中,两人恰好各射中一次,所以该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的概率P =⎝⎛⎭⎪⎫C 12·23·13·⎝ ⎛⎭⎪⎫C 12·12·12+⎝ ⎛⎭⎪⎫23·23⎝ ⎛⎭⎪⎫12·12=13.(2)该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的概率P =⎝⎛⎭⎪⎫C 12·23·13[C 12·P 2·(1-P 2)]+⎝ ⎛⎭⎪⎫23·23()P 2·P 2=89P 2-49P 22, 又ξ~B (12,P ),所以E (ξ)=12P , 由E (ξ)≥5知,⎝ ⎛⎭⎪⎫89P 2-49P 22·12≥5,解得34≤P 2≤1.[变式训练] 甲、乙两射击运动员分别对一目标射击1次,甲射中的概率为0.8,乙射中的概率为0.9,求:(1)2人都射中目标的概率. (2)2人中恰有1人射中目标的概率. (3)2人中至少有1人射中目标的概率.解:记“甲射击1次,击中目标”为事件A ,“乙射击1次,击中目标”为事件B ,则A 与B ,与B , A 与B ,与为相互独立事件.(1)2人都射中目标的概率为P (AB )=P (A )·P (B )=0.8×0.9=0.72.(2)“2人中恰有1人射中目标”包括两种情况:一种是甲射中、乙未射中(事件A 发生),另一种是甲未射中、乙射中(事件B 发生).根据题意,知事件A 与B 互斥,所求的概率为P =P (A )+P (B )=P (A )P ()+P ()P (B )=0.8×(1-0.9)+(1-0.8)×0.9=0.08+0.18=0.26.(3)“2人中至少有1人射中目标”包括“2人都射中”和“2人中有1人射中”2种情况,其概率为P =P (AB )+[P (A )+P (B )]=0.72+0.26=0.98.专题三 独立重复试验与二项分布二项分布是高考考查的重点,要准确理解、熟练运用其概率公式P n (k )=C kn ·p k(1-p )n -k,k =0,1,2,…,n ,高考以解答题为主,有时也用选择题、填空题形式考查.[例3] 现有10道题,其中6道甲类题,4道乙类题,X 同学从中任取3道题解答. (1)求X 同学所取的3道题至少有1道乙类题的概率;(2)已知所取的3道题中有2道甲类题,1道乙类题.设X 同学答对每道甲类题的概率都是35,答对每道乙类题的概率都是45,且各题答对与否相互独立.用X 表示X 同学答对题的个数,求X 为1和3的概率.解:(1)设事件A =“ X 同学所取的3道题至少有1道乙类题”,则有A =“X 同学所取的3道题都是甲类题”.因为P (— A )=C 36C 310=16,所以P (A )=1-P (— A )=56.(2)P (X =1)=C 12⎝ ⎛⎭⎪⎫351·⎝ ⎛⎭⎪⎫251·15+C 02⎝ ⎛⎭⎪⎫350·⎝ ⎛⎭⎪⎫252·45=28125; P (X =3)=C 22⎝ ⎛⎭⎪⎫352·⎝ ⎛⎭⎪⎫25·45=36125. 归纳升华解决二项分布问题必须注意: (1)对于公式P n (k )=C k n ·p k (1-p )n -k,k =0,1,2,…,n 必须在满足“独立重复试验”时才能运用,否则不能应用该公式.(2)判断一个随机变量是否服从二项分布,关键有两点:一是对立性,即一次试验中,事件发生与否两者必有其一;二是重复性,即试验独立重复地进行了n 次.[变式训练] 口袋中装有大小、轻重都无差别的5个红球和4个白球,每一次从袋中摸出2个球,若颜色不同,则为中奖.每次摸球后,都将摸出的球放回口袋中,则3次摸球恰有1次中奖的概率为()A.80243B.100243C.80729D.100729解析:每次摸球中奖的概率为C 14C 15C 29=2036=59,由于是有放回地摸球,故3次摸球相当于3次独立重复实验, 所以3次摸球恰有1次中奖的概率P =C 13×59×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-592=80243.答案:A专题四 离散型随机变量的期望与方差离散型随机变量的均值和方差在实际问题中具有重要意义,也是高考的热点内容. [例4] (2016·某某卷)某小组共10人,利用假期参加义工活动,已知参加义工活动次数为1,2,3的人数分别为3,3,4.现从这10人中随机选出2人作为该组代表参加座谈会.(1)设A 为事件“选出的2人参加义工活动次数之和为4”,求事件A 发生的概率; (2)设X 为选出的2人参加义工活动次数之差的绝对值,求随机变量X 的分布列和数学期望.解:(1)由已知,有P (A )=C 13C 14+C 23C 210=13. 所以,事件A 发生的概率为13.(2)随机变量X 的所有可能取值为0,1,2. P (X =0)=C 23+C 23+C 24C 210=415, P (X =1)=C 13C 13+C 13C 14C 210=715, P (X =2)=C 13C 14C 210=415.所以随机变量X 的分布列为:X 0 1 2 P415715415随机变量X 的数学期望E (X )=0×415+1×715+2×415=1.归纳升华(1)求离散型随机变量的分布列有以下三个步骤:①明确随机变量X 取哪些值;②计算随机变量X 取每一个值时的概率;③将结果用表格形式列出.计算概率时要注意结合排列组合知识.(2)均值和方差的求解方法是:在分布列的基础上利用E (X )=x 1p 1+x 2p 2+…+x i p i +…+x n p n 求出均值,然后利用D (X )=∑i =1n[x i -E (X )]2p i 求出方差.[变式训练] 根据以往的经验,某工程施工期间的降水量X (单位:mm)对工期的影响如下表:0.3,0.7,0.9,求:(1)工期延误天数Y 的均值与方差.(2)在降水量至少是300的条件下,工期延误不超过6天的概率.解:(1)由已知条件有P (X <300)=0.3,P (300≤X <700)=P (X <700)-P (X <300)=0.7-0.3=0.4,P (700≤X <900)=P (X <900)-P (X <700)=0.9-0.7=0.2. P (X ≥900)=1-P (X <900)=1-0.9=0.1.所以Y 的分布列为于是,E (Y )=0×0.3D (Y )=(0-3)2×0.3+(2-3)2×0.4+(6-3)2×0.2+(10-3)2×0.1=9.8.故工期延误天数Y 的均值为3,方差为9.8.(2)由概率的加法公式,P (X ≥300)=1-P (X <300)=0.7, 又P (300≤X <900)=P (X <900)-P (X <300)=0.9-0.3=0.6. 由条件概率,得P (Y ≤6|X ≥300)=P (X <900|X ≥300)=P (300≤X <900)P (X ≥300)=0.60.7=67.故在降水量X 至少是300的条件下,工期延误不超过6天的概率是67.专题五 正态分布及简单应用高考主要以选择题、填空题形式考查正态曲线的形状特征与性质,抓住其对称轴是关键. [例5] 某市去年高考考生成绩服从正态分布N (500,502),现有25 000名考生,试确定考生成绩在550~600分的人数.解:因为考生成绩X ~N (500,502),所以μ=500,σ=50,所以P (550<X ≤600)=12[P (500-2×50<X ≤500+2×50)-P (500-50<X ≤500+50)]=12(0.954 4-0.682 6)=0.135 9.故考生成绩在550~600分的人数为25 000×0.135 9≈3 398(人). 归纳升华正态分布概率的求法1.注意3σ原则,记住正态总体在三个区间内取值的概率.2.注意数形结合.由于正态分布密度曲线具有完美的对称性,体现了数形结合的重要思想,因此运用对称性结合图象解决某一区间内的概率问题成为热点问题.[变式训练] 某镇农民年收入服从μ=5 000元,σ=200元的正态分布.则该镇农民平均收入在5 000~5 200元的人数的百分比是________.解析:设X 表示此镇农民的平均收入,则X ~N (5 000,2002). 由P (5 000-200<X ≤5 000+200)=0.682 6. 得P (5 000<X ≤5 200)=0.682 62=0.341 3.故此镇农民平均收入在5 000~5 200元的人数的百分比为34.13%. 答案:34.13% 专题六 方程思想方程思想是解决概率问题中的重要思想,在求离散型随机变量的分布列,求两个或三个事件的概率时常会用到方程思想.即根据题设条件列出相关未知数的方程(或方程组)求得结果.[例6] 甲、乙、丙三台机床各自独立地加工同一种零件,已知甲机床加工的零件是一等品而乙机床加工的零件不是一等品的概率为14,乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件不是一等品的概率为112,甲、丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为29.(1)分别求甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率;(2)从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,求至少有一个一等品的概率. 解:记A ,B ,C 分别为甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的事件. 由题设条件有⎩⎪⎨⎪⎧P (A — B )=14,P (B — C )=112,P (AC )=29,即⎩⎪⎨⎪⎧P (A )[1-P (B )]=14, ①P (B )[1-P (C )]=112,②P (A )P (C )=29. ③由①③得P (B )=1-98P (C ),代入②得27[P (C )]2-51P (C )+22=0.解得P (C )=23或P (C )=119(舍去).将P (C )=23分别代入②③可得P (A )=13,P (B )=14.故甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率分别是13,14,23.(2)记D 为从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有一个一等品的事件.则P (D )=1-P (— D )=1-[1-P (A )][1-P (B )][1-P (C )]=1-23×34×13=56.故从甲、乙、丙加工的零件中各取一个检验,至少有一个一等品的概率为56.归纳升华(1)在求离散型随机变量的分布列时,常利用分布列的性质:①p 1≥0,i =1,2,3,…,n ;②∑i =1np i =1,列出方程或不等式求出未知数.(2)在求两个或多个概率时,常根据不同类型的概率公式列出方程或方程组求出未知数. [变式训练] 若离散型随机变量ξ的分布列为:ξ 0 1 P9a 2-a3-8a求常数a 解:由离散型随机变量的性质得⎩⎪⎨⎪⎧9a 2-a +3-8a =1,0≤9a 2-a ≤1,0≤3-8a ≤1,解得a =23(舍去)或a =13.所以,随机变量的分布列为:ξ 0 1 P2313。
人教A版必修第三册课件2.1.1离散型随机变量
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(2)写出下列随机变量可能的取值,并说明随机变量所
取的值表示的随机试验的结果.
①一袋中装有5只同样大小的白球,编号为1,2,3,4,5, 现从该袋内随机取出3只球,被取出的球的最大号码数
ξ;
②某单位的某部电话在单位时间内收到的呼叫次数η.
【解析】①因为降雨量的大小是随机的,所以降雨量X是 随机变量;②因为交易所的交易额也是随机的,所以Y是
随机变量;③因为投球10次,命中的次数可能是
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,所以Z是随机变量;④因为比 赛中的得分是不确定的,所以M是随机变量;⑤因为年龄 大于18岁的人数是一个常数,所以N不是随机变量.
【解析】选D.抛掷2枚骰子,其中1枚是x点,另1枚是y点,
其中x,y=1,2,…,6.而ξ=x+y,ξ=4⇔
x y
1,或 3
x y
2, 2.
2.甲、乙两人下象棋,赢了得3分,平局得1分,输了
得0分,共下三局.用ξ表示甲的得分,则{ξ=3}表
示( )
A.甲赢三局
B.甲赢一局
C.甲、乙平局三次 D.甲赢一局或甲、乙平局三次
随机变量.
(2)投一颗骰子出现的结果是1点,2点,3点,4点,5点,6点
中的一个且出现哪个结果是随机的,因此是随机变量.
(3)属相是出生时便定的,不随年龄的变化而变化,不是
随机变量.
(4)标准状况下,在-5 ℃时水结冰是必然事件,不是随机
变量.
【方法总结】随机变量的辨析方法 (1)随机试验的结果具有可变性,即每次试验对应的结
结论: 离散型随机变量 所有取值可以_一__一__列__出__的随机变量称为离散型随机变
高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.1.2 离散型随机变量的分布列学案 新人教A版选修2-3-新
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2.1.2 离散型随机变量的分布列1.理解取有限值的离散型随机变量及其分布列的概念与性质.2.会求某些简单的离散型随机变量的分布列.3.理解两点分布和超几何分布及其推导过程,并能简单的运用.,1.离散型随机变量的分布列(1)一般地,若离散型随机变量X可能取的不同值为x1,x2,…,x i,…,x n,X取每一个值x i(i=1,2,…,n)的概率P(X=x i)=p i,以表格的形式表示如下:X x1x2…x i…x nP p1p2…p i…p n这个表格称为离散型随机变量X的概率分布列,简称为X的分布列.(2)离散型随机变量的分布列的性质:①p i≥0,i=1,2,…,n;(1)离散型随机变量的分布列完全描述了由这个随机变量所刻画的随机现象.和函数的表示法一样,离散型随机变量的分布列也可以用表格、等式P(X=x i)=p i,i=1,2,…,n 和图象表示.(2)随机变量的分布列不仅能清楚地反映随机变量的所有可能取值,而且能清楚地看到取每一个值的概率的大小,从而反映了随机变量在随机试验中取值的分布情况.2.两个特殊分布(1)两点分布X 0 1P 1-p p若随机变量X 的分布列具有上表的形式,则称X 服从两点分布,并称p =P (X =1)为成功概率.(2)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,则P (X =k )=C k M C n -kN -MC n N,k =0,1,2,…,m ,即X 0 1 … mPC 0M C n -0N -MC n NC 1M C n -1N -MC n N…C m M C n -mN -MC n N其中m =min{M ,n },且n ≤N ,M ≤N ,n ,M ,N ∈N *.如果随机变量X 的分布列具有上表的形式,则称随机变量X 服从超几何分布.(1)超几何分布的模型是不放回抽样. (2)超几何分布中的参数是M ,N ,n .(3)超几何分布可解决产品中的正品和次品、盒中的白球和黑球、同学中的男和女等问题,往往由差异明显的两部分组成.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在离散型随机变量分布列中每一个可能值对应的概率可以为任意的实数.( ) (2)在离散型随机变量分布列中,在某一范围内取值的概率等于它取这个范围内各值的概率之积.( )(3)在离散型随机变量分布列中,所有概率之和为1.( ) (4)超几何分布的模型是放回抽样.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×下列表中能成为随机变量ξ的分布列的是( ) A.ξ -1 0 1 P0.30.40.4B.ξ 1 2 3 P0.40.7-0.1C.ξ -1 0 1 P0.30.40.3D.ξ 1 2 3 P0.30.10.4答案:C若随机变量X 服从两点分布,且P (X =0)=0.8,P (X =1)=0.2.令Y =3X -2,则P (Y =-2)=________. 答案:0.8探究点1 离散型随机变量的分布列某班有学生45人,其中O 型血的有15人,A 型血的有10人,B 型血的有12人,AB 型血的有8人.将O ,A ,B ,AB 四种血型分别编号为1,2,3,4,现从中抽1人,其血型编号为随机变量X ,求X 的分布列. 【解】 X 的可能取值为1,2,3,4. P (X =1)=C 115C 145=13,P (X =2)=C 110C 145=29,P (X =3)=C 112C 145=415,P (X =4)=C 18C 145=845.故X 的分布列为X 1 2 3 4 P1329415845求离散型随机变量分布列的一般步骤(1)确定X 的所有可能取值x i (i =1,2,…)以及每个取值所表示的意义. (2)利用概率的相关知识,求出每个取值相应的概率P (X =x i )=p i (i =1,2,…). (3)写出分布列.(4)根据分布列的性质对结果进行检验.抛掷甲,乙两个质地均匀且四个面上分别标有1,2,3,4的正四面体,其底面落于桌面,记底面上的数字分别为x ,y .设ξ为随机变量,若x y 为整数,则ξ=0;若x y为小于1的分数,则ξ=-1;若x y为大于1的分数,则ξ=1. (1)求概率P (ξ=0); (2)求ξ的分布列.解:(1)依题意,数对(x ,y )共有16种情况,其中使x y为整数的有以下8种: (1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(2,1),(3,1),(4,1),(4,2), 所以P (ξ=0)=816=12.(2)随机变量ξ的所有取值为-1,0,1. 由(1)知P (ξ=0)=12;ξ=-1有以下6种情况:(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),故P (ξ=-1)=616=38;ξ=1有以下2种情况:(3,2),(4,3),故P (ξ=1)=216=18,所以随机变量ξ的分布列为ξ -1 0 1 P381218探究点2 离散型随机变量的分布列的性质设随机变量X 的分布列P (X =k5)=ak (k =1,2,3,4,5).(1)求常数a 的值;(2)求P (X ≥35);(3)求P (110<X <710).【解】 (1)由P (X =k5)=ak ,k =1,2,3,4,5可知,∑k =15P (X =k5)=∑k =15ak =a +2a +3a +4a +5a =1,解得a =115.(2)由(1)可知P (X =k 5)=k15(k =1,2,3,4,5),所以P (X ≥35)=P (X =35)+P (X =45)+P (X =1)=315+415+515=45. (3)P (110<X <710)=P (X =15)+P (X =25)+P (X =35)=115+215+315=25.离散型随机变量分布列的性质的应用(1)利用离散型随机变量的分布列的性质可以求与概率有关的参数的取值或范围,还可以检验所求分布列是否正确.(2)由于离散型随机变量的各个可能值表示的事件是彼此互斥的,所以离散型随机变量在某一范围内取值的概率等于它取这个范围内各个值的概率之和.(2018·河北邢台一中月考)随机变量X 的分布列为P (X =k )=ck (k +1),k=1,2,3,4,c 为常数,则P ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<X <52的值为( )A.45 B.56 C.23D.34解析:选B.由题意c 1×2+c 2×3+c 3×4+c4×5=1,即45c =1,c =54, 所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<X <52=P (X =1)+P (X =2) =54×⎝ ⎛⎭⎪⎫11×2+12×3=56.故选B. 探究点3 两点分布与超几何分布一个袋中装有6个形状大小完全相同的小球,其中红球有3个,编号为1,2,3;黑球有2个,编号为1,2;白球有1个,编号为1.现从袋中一次随机抽取3个球. (1)求取出的3个球的颜色都不相同的概率.(2)记取得1号球的个数为随机变量X ,求随机变量X 的分布列.【解】 (1)从袋中一次随机抽取3个球,基本事件总数n =C 36=20,取出的3个球的颜色都不相同包含的基本事件的个数为C 13C 12C 11=6,所以取出的3个球的颜色都不相同的概率P =620=310. (2)由题意知X =0,1,2,3.P (X =0)=C 33C 36=120,P (X =1)=C 13C 23C 36=920,P (X =2)=C 23C 13C 36=920,P (X =3)=C 33C 36=120,所以X 的分布列为X 0 1 2 3 P120920920 1201.[变问法]在本例条件下,记取到白球的个数为随机变量η,求随机变量η的分布列. 解:由题意知η=0,1,服从两点分布,又P (η=1)=C 25C 36=12,所以随机变量η的分布列为η 0 1 P12122.[变条件]将本例的条件“一次随机抽取3个球”改为“有放回地抽取3次球,每次抽取1个球”其他条件不变,结果又如何?解:(1)取出3个球颜色都不相同的概率P =C 13×C 12×C 11×A 3363=16. (2)由题意知X =0,1,2,3. P (X =0)=3363=18,P (X =1)=C 13×3×3×363=38. P (X =2)=C 23C 13×3×363=38, P (X =3)=3363=18.所以X 的分布列为X 0 1 2 3 P18383818求超几何分布问题的注意事项(1)在产品抽样检验中,如果采用的是不放回抽样,则抽到的次品数服从超几何分布. (2)在超几何分布公式中,P (X =k )=C k M C n -kN -MC n N ,k =0,1,2,…,m ,其中,m =min{M ,n },且0≤n ≤N ,0≤k ≤n ,0≤k ≤M ,0≤n -k ≤N -M .(3)如果随机变量X 服从超几何分布,只要代入公式即可求得相应概率,关键是明确随机变量X 的所有取值.(4)当超几何分布用表格表示较繁杂时,可用解析式法表示.某高校文学院和理学院的学生组队参加大学生电视辩论赛,文学院推荐了2名男生,3名女生,理学院推荐了4名男生,3名女生,文学院和理学院所推荐的学生一起参加集训,由于集训后学生水平相当,从参加集训的男生中随机抽取3人,女生中随机抽取3人组成代表队.(1)求文学院至少有一名学生入选代表队的概率;(2)某场比赛前,从代表队的6名学生再随机抽取4名参赛,记X 表示参赛的男生人数,求X 的分布列.解:(1)由题意,参加集训的男、女学生各有6人,参赛学生全从理学院中抽出(等价于文学院中没有学生入选代表队)的概率为:C 33C 34C 36C 36=1100,因此文学院至少有一名学生入选代表队的概率为:1-1100=99100.(2)某场比赛前,从代表队的6名队员中随机抽取4人参赛,X 表示参赛的男生人数, 则X 的可能取值为:1,2,3.P (X =1)=C 13C 33C 46=15,P (X =2)=C 23C 23C 46=35,P (X =3)=C 13C 33C 46=15.所以X 的分布列为X 1 2 3 P1535151.设某项试验的成功率是失败率的2倍,用随机变量ξ描述一次试验的成功次数,则P (ξ=0)等于( )A .0 B.13 C.12D.23解析:选B.设P (ξ=1)=p ,则P (ξ=0)=1-p . 依题意知,p =2(1-p ),解得p =23.故P (ξ=0)=1-p =13.2.(2018·昆明质检)一盒中有12个乒乓球,其中9个新的,3个旧的,从盒中任取3个球来用,用完后装回盒中,此时盒中旧球个数X 是一个随机变量,则P (X =4)的值为( ) A.1220 B.2755C.27220D.2125解析:选C.X =4表示取出的3个球为2个旧球1个新球,故P (X =4)=C 23C 19C 312=27220.3.随机变量η的分布列如下η 1 23 4 5 6 P0.2x0.350.10.150.2则x =________,P (η≤3)=________. 解析:由分布列的性质得0.2+x +0.35+0.1+0.15+0.2=1,解得x =0.故P (η≤3)=P (η=1)+P (η=2)+P (η=3)=0.2+0.35=0.55. 答案:0 0.554.某高二数学兴趣小组有7位同学,其中有4位同学参加过高一数学“南方杯”竞赛.若从该小组中任选3位同学参加高二数学“南方杯”竞赛,求这3位同学中参加过高一数学“南方杯”竞赛的同学数ξ的分布列及P (ξ<2). 解:由题意可知,ξ的可能取值为0,1,2,3. 则P (ξ=0)=C 04C 33C 37=135,P (ξ=1)=C 14C 23C 37=1235,P (ξ=2)=C 24C 13C 37=1835,P (ξ=3)=C 34C 03C 37=435.所以随机变量ξ的分布列为ξ 0 1 2 3 P13512351835435P (ξ<2)=P (ξ=0)+P (ξ=1)=135+1235=1335.知识结构深化拓展1.离散型随机变量分布列的性质是检验一个分布列正确与否的重要依据(即看分布列中的概率是否均为非负实数且所有的概率之和是否等于1),还可以利用性质②求出分布列中的某些参数,也就是利用概率和为1这一条件求出参数. 2.超几何分布在实际生产中常用来检验产品的次品数,只要知道N 、M 和n 就可以根据公式:P (X =k )=C k M C n -kN -MC n N 求出X 取不同值k 时的概率.学习时,不能机械地去记忆公式,而要结合条件以及组合知识理解M 、N 、n 、k 的含义., [A 基础达标]1.袋中有大小相同的5个球,分别标有1,2,3,4,5五个号码,现在在有放回抽取的条件下依次取出两个球,设两个球号码之和为随机变量X ,则X 所有可能取值的个数是( ) A .5 B .9 C .10D .25解析:选B.号码之和可能为2,3,4,5,6,7,8,9,10,共9种.2.随机变量X 所有可能取值的集合是{-2,0,3,5},且P (X =-2)=14,P (X =3)=12,P (X=5)=112,则P (X =0)的值为( )A .0 B.14C.16D.18解析:选C.因为P (X =-2)+P (X =0)+P (X =3)+P (X =5)=1,即14+P (X =0)+12+112=1,所以P (X =0)=212=16,故选C.3.设随机变量X 的概率分布列为则P (|X -3|=1)=A.712 B.512C.14D.16解析:选B.根据概率分布列的性质得出:13+m +14+16=1,所以m =14,随机变量X 的概率分布列为所以P (|X -3|=1)=P (X =4)+P (X =2)=12.故选B.4.若随机变量η的分布列如下:则当P (η<x )=0.8A .x ≤1 B .1≤x ≤2 C .1<x ≤2D .1≤x <2解析:选C.由分布列知,P (η=-2)+P (η=-1)+P (η=0)+P (η=1)=0.1+0.2+0.2+0.3=0.8, 所以P (η<2)=0.8,故1<x ≤2.5.(2018·湖北武汉二中期中)袋子中装有大小相同的8个小球,其中白球5个,分别编号1,2,3,4,5;红球3个,分别编号1,2,3,现从袋子中任取3个小球,它们的最大编号为随机变量X ,则P (X =3)等于( )287C.1556 D.27解析:选D.X =3第一种情况表示1个3,P 1=C 12·C 24C 38=314,第二种情况表示2个3,P 2=C 22·C 14C 38=114,所以P (X =3)=P 1+P 2=314+114=27.故选D. 6.随机变量Y 的分布列如下:则(1)x =________(3)P (1<Y ≤4)=________.解析:(1)由∑6i =1p i =1,得x =0.1. (2)P (Y >3)=P (Y =4)+P (Y =5)+P (Y =6)=0.1+0.15+0.2=0.45. (3)P (1<Y ≤4)=P (Y =2)+P (Y =3)+P (Y =4)=0.1+0.35+0.1=0.55. 答案:(1)0.1 (2)0.45 (3)0.557.某篮球运动员在一次投篮训练中的得分X 的分布列如下表,其中a ,b ,c 成等差数列,且c =ab .则这名运动员得3分的概率是________. 解析:由题意得,2b =a +c ,c =ab ,a +b +c =1,且a ≥0,b ≥0,c ≥0, 联立得a =12,b =13,c =16,故得3分的概率是16.68.一袋中装有10个大小相同的黑球和白球.已知从袋中任意摸出2个球,至少得到1个白球的概率是79.从袋中任意摸出3个球,记得到白球的个数为X ,则P (X =2)=________.解析:设10个球中有白球m 个,则C 210-m C 210=1-79,解得:m =5.P (X =2)=C 25C 15C 310=512.答案:5129.设离散型随机变量X 的分布列为:试求:(1)2X +1的分布列; (2)|X -1|的分布列.解:由分布列的性质知0.2+0.1+0.1+0.3+m =1, 所以m =0.3. 列表为:(1)2X +1的分布列为:(2)|X -1|10.从集合{1,2,3,4,5}中,等可能地取出一个非空子集.(1)记性质r :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; (2)记所取出的非空子集的元素个数为X ,求X 的分布列. 解:(1)记“所取出的非空子集满足性质r ”为事件A . 基本事件总数n =C 15+C 25+C 35+C 45+C 55=31.事件A 包含的基本事件是{1,4,5},{2,3,5},{1,2,3,4},事件A 包含的基本事件数m =3.所以P (A )=m n =331.(2)依题意,X 的所有可能值为1,2,3,4,5. 又P (X =1)=C 1531=531,P (X =2)=C 2531=1031,P (X =3)=C 3531=1031,P (X =4)=C 4531=531,P (X =5)=C 5531=131.故X 的分布列为11.已知随机变量ξ只能取三个值x 1,x 2,x 3,其概率依次成等差数列,则该等差数列公差的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,13 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,13 C .[-3,3]D .[0,1]解析:选B.设随机变量ξ取x 1,x 2,x 3的概率分别为a -d ,a ,a +d ,则由分布列的性质得(a -d )+a +(a +d )=1,故a =13,由⎩⎪⎨⎪⎧13-d ≥013+d ≥0,解得-13≤d ≤13.12.袋中装有5只红球和4只黑球,从袋中任取4只球,取到1只红球得3分,取到1只黑球得1分,设得分为随机变量ξ,则ξ≥8的概率P (ξ≥8)=________. 解析:由题意知P (ξ≥8)=1-P (ξ=6)-P (ξ=4)=1-C 15C 34C 49-C 44C 49=56.答案:5613.某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上40件产品作为样本,称出它们的质量(单位:g),质量的分组区间为(490,495],(495,500],…,(510,515],由此得到样本的频率分布直方图,如图所示.(1)根据频率分布直方图,求质量超过505 g 的产品数量;(2)在上述抽取的40件产品中任取2件,设Y 为质量超过505 g 的产品数量,求Y 的分布列. 解:(1)根据频率分布直方图可知,质量超过505 g 的产品数量为40×(0.05×5+0.01×5)=40×0.3=12(件).(2)随机变量Y 的可能取值为0,1,2,且Y 服从参数为N =40,M =12,n =2的超几何分布,故P (Y =0)=C 012C 228C 240=63130,P (Y =1)=C 112C 128C 240=2865,P (Y =2)=C 212C 028C 240=11130.所以随机变量Y 的分布列为Y 0 1 2 P6313028651113014.(选做题)袋中装着外形完全相同且标有数字1,2,3,4,5的小球各2个,从袋中任取3个小球,按3个小球上最大数字的9倍计分,每个小球被取出的可能性都相等,用X 表示取出的3个小球上的最大数字,求:(1)取出的3个小球上的数字互不相同的概率; (2)随机变量X 的分布列;(3)计算介于20分到40分之间的概率.解:(1)“一次取出的3个小球上的数字互不相同”的事件记为A , 则P (A )=C 35C 12C 12C 12C 310=23.(2)由题意,知X 的所有可能取值为2,3,4,5, P (X =2)=C 22C 12+C 12C 22C 310=130, P (X =3)=C 22C 14+C 12C 24C 310=215, P (X =4)=C 22C 16+C 12C 26C 310=310, P (X =5)=C 22C 18+C 12C 28C 310=815. 所以随机变量X 的分布列为则P (C )=P (X =3)+P (X =4)=215+310=1330.。
高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.3.2 离散型随机变量的方差学案(含解析)新人教A版选修2-
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2.3.2 离散型随机变量的方差[目标] 1.理解取有限个值的离散型随机变量的方差及标准差的概念.2.能计算简单离散型随机变量的方差,并能解决一些实际问题.3.掌握方差的性质,以及两点分布、二项分布的方差的求法.[重点] 离散型随机变量的方差和标准差的概念和计算;方差的性质以及两点分布、二项分布的方差的求法.[难点] 离散型随机变量的方差的计算与应用.知识点一 离散型随机变量的方差、标准差[填一填]1.方差及标准差的定义 设离散型随机变量X 的分布列为X x 1 x 2 … x i … x n Pp 1p 2…p i…p n(1)方差D (X )=∑i =1n(x i -E (X ))2·p i . (2)标准差为D (x ). 2.方差的性质 D (aX +b )=a 2D (X ).[答一答]1.方差与标准差有什么实际意义?提示:随机变量X 的方差和标准差都反映了随机变量X 取值的稳定与波动、集中与离散的程度.D (X )越小,稳定性越高,波动越小.显然D (X )≥0,随机变量的标准差与随机变量本身有相同的单位.2.你能类比样本数据方差的计算公式,理解离散型随机变量方差的计算公式吗? 提示:设x 1、x 2、…、x n 为样本的n 个数据,x =x 1+…+x n n ,则该样本数据的方差s 2=∑i =1n(x i -x )2·1n ,由于x 相当于离散型随机变量中的E (X ),而1n相当于每个数据出现的频率(概率)p i ,故离散型随机变量X 的方差可定义为:D (X )=∑i =1n(x i -E (X ))2·p i (i =1,2,…,n ).3.随机变量的方差与样本方差有什么关系?提示:随机变量的方差即为总体的方差,它是一个客观存在的常数,不随抽样样本的变化而变化;样本方差则是随机变量,它是随着样本的不同而变化的.对于简单随机样本,随着样本容量的增加,样本方差越来越接近于总体方差.知识点二 两个常见分布的方差[填一填]1.若X 服从两点分布,则D (X )=p (1-p ). 2.若X ~B (n ,p ),则D (X )=np (1-p ).[答一答]4.两点分布的方差同二项分布的方差存在什么关系?提示:由于两点分布是特殊的二项分布,故两点分布的方差同二项分布的方差存在特殊与一般的关系.1.对随机变量X 的方差、标准差的理解(1)随机变量X 的方差的定义与一组数据的方差的定义是相同的.(2)随机变量X 的方差和标准差都反映了随机变量X 取值的稳定性和波动、集中与离散程度.(3)D (X )越小,稳定性越高,波动越小.(4)标准差与随机变量本身有相同的单位,所以在实际问题中应用更广泛. 2.剖析方差的性质当a ,b 均为常数时,随机变量η=aξ+b 的方差D (η)=D (aξ+b )=a 2D (ξ).特别地: (1)当a =0时,D (b )=0,即常数的方差等于0.(2)当a =1时,D (ξ+b )=D (ξ),即随机变量与常数之和的方差等于这个随机变量的方差本身.(3)当b =0时,D (aξ)=a 2D (ξ),即随机变量与常数之积的方差,等于这个常数的平方与这个随机变量方差的乘积.类型一 离散型随机变量的方差及性质【例1】 已知η的分布列如下:η 0 10 20 50 60 P1325115215115(1)求η(2)设Y =2η-E (η),求D (Y ).【分析】 (1)首先求出均值E (η),然后利用D (η)的定义求方差;(2)由于E (η)是一个常数,所以D (Y )=D [2η-E (η)]=22D (η).【解】 (1)∵E (η)=0×13+10×25+20×115+50×215+60×115=16,∴D (η)=(0-16)2×13+(10-16)2×25+(20-16)2×115+(50-16)2×215+(60-16)2×115=384,∴D (η)=8 6.(2)∵Y =2η-E (η),∴D (Y )=D [2η-E (η)]=22D (η)=4×384=1 536.(1)求离散型随机变量的均值或方差的关键是列分布列,而列分布列的关键是要清楚随机试验中每一个可能出现的结果,同时还要正确求出每一个结果出现的概率.(2)利用离散型随机变量X 的方差的性质:当a ,b 为常数时,随机变量Y =aX +b ,则D (Y )=D (aX +b )=a 2D (X ),可以简化解答过程,提高解题效率.某校从6名学生会干部(其中男生4人,女生2人)中选3人参加市中学生运动会志愿者. (1)所选3人中女生人数为ξ,求ξ的分布列及方差. (2)在男生甲被选中的情况下,求女生乙也被选中的概率. 解:(1)ξ的可能取值为0,1,2. 由题意P (ξ=0)=C 34C 36=15,P (ξ=1)=C 24C 12C 36=35,P (ξ=2)=C 14C 22C 36=15,所以ξ的分布列为ξ 0 1 2 P153515E (ξ)=0×15+1×35+2×15=1,D (ξ)=(0-1)2×15+(1-1)2×35+(2-1)2×15=25.(2)设在男生甲被选中的情况下,女生乙也被选中的事件为C ,男生甲被选中的种数为C 25=10,男生甲被选中,女生乙也被选中的种数为C 14=4,所以P (C )=C 14C 25=410=25,在男生甲被选中的情况下,女生乙也被选中的概率为25.类型二 二项分布的方差【例2】 已知某运动员投篮命中率p =0.6. (1)求一次投篮命中次数ξ的数学期望与方差;(2)求重复5次投篮时,命中次数η的数学期望与方差.【分析】 解本题的关键是正确地判断出第(1)小题属于两点分布,第(2)小题属于二项分布,利用相应的公式计算可得解.【解】 (1)投篮一次命中次数ξ的分布列为:ξ 0 1 P0.40.6则E (ξ)=0×0.4+1×0.6=0.6,D (ξ)=(0-0.6)2×0.4+(1-0.6)2×0.6=0.24.(2)由题意知重复5次投篮,命中的次数η服从二项分布,即η~B (5,0.6). 由二项分布的数学期望与方差的公式得: E (η)=5×0.6=3,D (η)=5×0.6×0.4=1.2.解此类题的一般步骤如下:第一步,判断随机变量X 服从什么分布(两点分布还是二项分布).第二步,代入相应的公式,X 服从两点分布时,D (X )=p (1-p );X 服从二项分布,即X ~B (n ,p )时,D (X )=np (1-p ).甲、乙比赛时,甲每局赢的概率是p =0.51,乙每局赢的概率是p =0.49.甲乙一共进行了10次比赛,当各次比赛的结果是相互独立时,计算甲平均赢多少局,乙平均赢多少局,哪一个技术比较稳定?解:用X 表示10局中甲赢的次数,则X 服从二项分布B (10,0.51).E (X )=10×0.51=5.1,即甲平均赢5.1局.用Y 表示10局中乙赢的次数,则Y 服从二项分布B (10,0.49).E (Y )=10×0.49=4.9,于是乙平均赢4.9局.又D (X )=10×0.51×0.49=2.499,D (Y )=10×0.49×0.51=2.499.所以他们技术一样稳定.类型三 离散型随机变量方差的应用【例3】 某花店每天以每枝5元的价格从农场购进若干枝玫瑰花,然后以每枝10元的价格出售,如果当天卖不完,剩下的玫瑰花作垃圾处理.(1)若花店一天购进16枝玫瑰花,求当天的利润y (单位:元)关于当天需求量n (单位:枝,n ∈N )的函数解析式.(2)花店记录了100天玫瑰花的日需求量(单位:枝),整理得下表:日需求量n 14 15 16 17 18 19 20 频数10201616151310以100①若花店一天购进16枝玫瑰花,X 表示当天的利润(单位:元),求X 的分布列,数学期望及方差.②若花店计划一天购进16枝或17枝玫瑰花,你认为应购进16枝还是17枝?请说明理由.【解】 (1)当n ≥16时,y =16×(10-5)=80. 当n ≤15时,y =5n -5(16-n )=10n -80.得:y =⎩⎨⎧10n -80(n ≤15),80(n ≥16)(n ∈N ).(2)①X可取60,70,80.P(X=60)=0.1,P(X=70)=0.2,P(X=80)=0.7.X的分布列为X 607080P 0.10.20.7E(X)=60×0.1+70×0.2+80×0.7=76,D(X)=162×0.1+62×0.2+42×0.7=44.②购进17枝时,当天的利润的期望值为y=(14×5-3×5)×0.1+(15×5-2×5)×0.2+(16×5-1×5)×0.16+17×5×0.54=76.4.由76.4>76得,应购进17枝.有甲、乙两名同学,据统计,他们在解答同一份数学试卷时,各自的分数在80分,90分,100分的概率分布大致如下表所示:试分析甲、乙两名同学谁的成绩好一些.解:在解答同一份数学试卷时,甲、乙两人成绩的均值分别为E(X甲)=80×0.2+90×0.6+100×0.2=90,E(X乙)=80×0.4+90×0.2+100×0.4=90.方差分别为D (X 甲)=(80-90)2×0.2+(90-90)2×0.6+(100-90)2×0.2=40, D (X 乙)=(80-90)2×0.4+(90-90)2×0.2+(100-90)2×0.4=80. 由上面数据,可知E (X 甲)=E (X 乙),D (X 甲)<D (X 乙).这表示甲、乙两人所得分数的均值相等,但两人的分数的稳定程度不同,甲同学分数较稳定,乙同学分数波动较大,所以甲同学的成绩较好.离散型随机变量期望与方差的综合应用【例4】 设袋子中装有a 个红球,b 个黄球,c 个蓝球,且规定:取出一个红球得1分,取出一个黄球得2分,取出一个蓝球得3分.(1)当a =3,b =2,c =1时,从该袋子中任取(有放回,且每球取到的机会均等)2个球,记随机变量ξ为取出此2球所得分数之和,求ξ的分布列;(2)从该袋子中任取(每球取到的机会均等)1个球,记随机变量η为取出此球所得分数.若E (η)=53,D (η)=59,求abc .【思路分析】 第一问关键是分清取出2个球所得分数之和的所有情况,然后分类讨论,根据情况算出相应的概率、写出分布列;第二问类似地写出分布列,根据期望、方差的公式建立方程求解.【解】 (1)由题意得ξ=2,3,4,5,6. 故P (ξ=2)=3×36×6=14,P (ξ=3)=2×3×26×6=13,P (ξ=4)=2×3×1+2×26×6=518,P (ξ=5)=2×2×16×6=19,P (ξ=6)=1×16×6=136.所以ξ的分布列为ξ 2 3 4 5 6 P141351819136(2)由题意知η的分布列为η 1 2 3 paa +b +cba +b +cca +b +c所以E (η)=a a +b +c +2b a +b +c +3c a +b +c =53,D (η)=(1-53)2·a a +b +c +(2-53)2·b a +b +c +(3-53)2·c a +b +c =59.化简得⎩⎪⎨⎪⎧2a -b -4c =0,a +4b -11c =0,解得a =3c ,b =2c ,故abc =321.【解后反思】 离散型随机变量的分布列和期望是理科数学考题中的高频考点之一,其中,浙江省又多以摸球为背景,以对立事件、相互独立事件、两点分布、二项分布等知识为载体,综合考查事件发生的概率及随机变量的分布列、数学期望与方差.解题时首先要理解关键词,其次要准确无误地找出随机变量的所有可能取值,计算出相应的概率,后面一般就是计算问题.若随机事件A 在1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2D (ξ)-1E (ξ)的最大值.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 2-p +14)+14=-(p -12)2+14,∵0<p <1,∴当p =12时,D (ξ)取得最大值,最大值为14.(2)2D (ξ)-1E (ξ)=2(p -p 2)-1p =2-(2p +1p ),∵0<p <1,∴2p +1p≥2 2.当2p =1p ,p =22时,取“=”,因此,当p =22时,2D (ξ)-1E (ξ)取得最大值2-2 2.1.下面说法中正确的是(D)A.离散型随机变量ξ的期望E(ξ)反映了ξ取值的概率的平均值B.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的平均水平C.离散型随机变量ξ的期望E(ξ)反映了ξ取值的波动水平D.离散型随机变量ξ的方差D(ξ)反映了ξ取值的波动水平解析:由于离散型随机变量ξ的期望E(ξ)反映的是随机变量的平均取值水平,而不是概率的平均值,故A错.而D(ξ)则反映随机变量的集中(或稳定)的程度,即波动水平.2.若X~B(n,p),且E(X)=1.6,D(X)=1.28,则(A)A.n=8,p=0.2 B.n=4,p=0.4C.n=5,p=0.32 D.n=7,p=0.45解析:由E(X)=np=1.6,D(X)=np(1-p)=1.28,可知1-p=0.8,所以p=0.2,n=8.3.已知随机变量ξ,D(ξ)=19,则ξ的标准差为13.解析:D(ξ)=19=13.4.有两台自动包装机甲与乙,包装质量分别为随机变量ξ1,ξ2,已知E(ξ1)=E(ξ2),D(ξ1)>D(ξ2),则自动包装机乙的质量较好.解析:均值仅体现了随机变量取值的平均大小,如果两个随机变量的均值相等,还要看随机变量的取值如何在均值周围变化,方差大说明随机变量取值较分散;方差小,说明取值较集中.故乙的质量较好.5.已知随机变量X的分布列是X 0123 4P 0.2m n 0.20.1且E(X)=1.8.(1)求D(X);(2)设Y=2X-1,求D(Y).解:(1)由分布列可知0.2+m+n+0.2+0.1=1,且E(X)=0×0.2+1×m+2×n+3×0.2+4×0.1=1.8.即⎩⎪⎨⎪⎧ m +n =0.5,m +2n =0.8,解得m =0.2,n =0.3. ∴D (X )=(0-1.8)2×0.2+(1-1.8)2×0.2+(2-1.8)2×0.3+(3-1.8)2×0.2+(4-1.8)2×0.1=1.56.(2)∵D (X )=1.56,∴D (2X -1)=4D (X )=6.24.。
2017年高中数学第二章随机变量及其分布2.2.2事件的相互独立性习题课件新人教A版选修2_3
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解:记“甲射击 1 次,击中目标”为事件 A,“乙射击 1 次, 击中目标”为事件 B,则 A 与 B,A 与 B,A 与 B ,A 与 B 为相互 独立事件,
(1)2 人都射中目标的概率为: P(AB)=P(A)·P(B)=0.8×0.9=0.72.
(2)“2 人各射击 1 次,恰有 1 人射中目标”包括两种情况: 一种是甲射中、乙未射中(事件 A B 发生),另一种是甲未射中、乙 射中(事件 A B 发生).根据题意,事件 A B 与 A B 互斥,根据互斥 事件的概率加法公式和相互独立事件的概率乘法公式,所求的概 率为:
(2)D= C ,P(D)=1-P(C)=1-0.8=0.2, P(E)=0.8×0.2×0.8+0.8×0.8×0.2+0.2×0.8×0.8=0.384.
11.某项选拔共有四轮考核,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、四轮问题的概率分别为45、35、25、15,且各轮问 题能否正确回答互不影响:
(3)分别抛掷 2 枚相同的硬币,事件 M:“第 1 枚为正面”,
事件 N:“两枚结果相同”.
这 3 个问题中,M,N 是相互独立事件的有( )
A.3 个
B.2 个
C.1 个
D.0 个
解析:(1)中,M,N 是互斥事件;(2)中,P(M)=35,P(N)=12.
即事件 M 的结果对事件 N 的结果有影响,所以 M,N 不是相互
P(A B )+P( A B)=P(A)·P( B )+P( A )·P(B) =0.8×(1-0.9)+(1-0.8)×0.9 =0.08+0.18=0.26.
(3)“2 人至少有 1 人射中”包括“2 人都中”和“2 人有 1 人 射中”2 种情况,其概率为
数学:第二章《随机变量及其分布》教案(1)(新人教A版选修2-3)
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2.1.1离散型随机变量知识目标:1.理解随机变量的意义;2.学会区分离散型与非离散型随机变量,并能举出离散性随机变量的例子;3.理解随机变量所表示试验结果的含义,并恰当地定义随机变量.能力目标:发展抽象、概括能力,提高实际解决问题的能力.情感目标:学会合作探讨,体验成功,提高学习数学的兴趣.教学重点:随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量的意义教学难点:随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量的意义授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体、实物投影仪内容分析:本章是在初中“统计初步”和高中必修课“概率”的基础上,学习随机变量和统计的一些知识.学习这些知识后,我们将能解决类似引言中的一些实际问题教学过程:一、复习引入:展示教科书章头提出的两个实际问题(有条件的学校可用计算机制作好课件辅助教学),激发学生的求知欲某人射击一次,可能出现命中0环,命中1环,…,命中10环等结果,即可能出现的结果可能由0,1,……10这11个数表示;某次产品检验,在可能含有次品的100件产品中任意抽取4件,那么其中含有的次品可能是0件,1件,2件,3件,4件,即可能出现的结果可以由0,1,2,3,4这5个数表示在这些随机试验中,可能出现的结果都可以用一个数来表示.这个数在随机试验前是否是预先确定的?在不同的随机试验中,结果是否不变?观察,概括出它们的共同特点二、讲解新课:思考1:掷一枚骰子,出现的点数可以用数字1 , 2 ,3,4,5,6来表示.那么掷一枚硬币的结果是否也可以用数字来表示呢?掷一枚硬币,可能出现正面向上、反面向上两种结果.虽然这个随机试验的结果不具有数量性质,但我们可以用数1和 0分别表示正面向上和反面向上(图2.1一1 ) .在掷骰子和掷硬币的随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示.在这个对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化.定义1:随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量(random variable ).随机变量常用字母 X , Y,ξ,η,…表示.思考2:随机变量和函数有类似的地方吗?随机变量和函数都是一种映射,随机变量把随机试验的结果映为实数,函数把实数映为实数.在这两种映射之间,试验结果的范围相当于函数的定义域,随机变量的取值范围相当于函数的值域.我们把随机变量的取值范围叫做随机变量的值域.例如,在含有10件次品的100 件产品中,任意抽取4件,可能含有的次品件数X 将随着抽取结果的变化而变化,是一个随机变量,其值域是{0, 1, 2 , 3, 4 } .利用随机变量可以表达一些事件.例如{X=0}表示“抽出0件次品” , {X =4}表示“抽出4件次品”等.你能说出{X< 3 }在这里表示什么事件吗?“抽出 3 件以上次品”又如何用 X 表示呢?定义2:所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量 ( discrete random variable ) .离散型随机变量的例子很多.例如某人射击一次可能命中的环数 X 是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0,1,…,10;某网页在24小时内被浏览的次数Y 也是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0, 1,2,….思考3:电灯的寿命X 是离散型随机变量吗?电灯泡的寿命 X 的可能取值是任何一个非负实数,而所有非负实数不能一一列出,所以 X 不是离散型随机变量.在研究随机现象时,需要根据所关心的问题恰当地定义随机变量.例如,如果我们仅关心电灯泡的使用寿命是否超过1000 小时,那么就可以定义如下的随机变量:⎧⎨≥⎩0,寿命<1000小时;Y=1,寿命1000小时.与电灯泡的寿命 X 相比较,随机变量Y 的构造更简单,它只取两个不同的值0和1,是一个离散型随机变量,研究起来更加容易.连续型随机变量: 对于随机变量可能取的值,可以取某一区间内的一切值,这样的变量就叫做连续型随机变量如某林场树木最高达30米,则林场树木的高度ξ是一个随机变量,它可以取(0,30]内的一切值4.离散型随机变量与连续型随机变量的区别与联系: 离散型随机变量与连续型随机变量都是用变量表示随机试验的结果;但是离散型随机变量的结果可以按一定次序一一列出,而连续性随机变量的结果不可以一一列出 注意:(1)有些随机试验的结果虽然不具有数量性质,但可以用数量来表达如投掷一枚硬币,ξ=0,表示正面向上,ξ=1,表示反面向上(2)若ξ是随机变量,b a b a ,,+=ξη是常数,则η也是随机变量三、讲解范例例1. 写出下列随机变量可能取的值,并说明随机变量所取的值表示的随机试验的结果 (1)一袋中装有5只同样大小的白球,编号为1,2,3,4,5 现从该袋内随机取出3只球,被取出的球的最大号码数ξ;(2)某单位的某部电话在单位时间内收到的呼叫次数η 解:(1) ξ可取3,4,5ξ=3,表示取出的3个球的编号为1,2,3;ξ=4,表示取出的3个球的编号为1,2,4或1,3,4或2,3,4;ξ=5,表示取出的3个球的编号为1,2,5或1,3,5或1,4,5或2,3或3,4,5(2)η可取0,1,…,n ,…η=i ,表示被呼叫i 次,其中i=0,1,2,…例2. 抛掷两枚骰子各一次,记第一枚骰子掷出的点数与第二枚骰子掷出的点数的差为ξ,试问:“ξ> 4”表示的试验结果是什么?答:因为一枚骰子的点数可以是1,2,3,4,5,6六种结果之一,由已知得-5≤ξ≤5,也就是说“ξ>4”就是“ξ=5”所以,“ξ>4”表示第一枚为6点,第二枚为1点例3 某城市出租汽车的起步价为10元,行驶路程不超出4km ,则按10元的标准收租车费若行驶路程超出4km ,则按每超出lkm 加收2元计费(超出不足1km 的部分按lkm 计).从这个城市的民航机场到某宾馆的路程为15km .某司机常驾车在机场与此宾馆之间接送旅客,由于行车路线的不同以及途中停车时间要转换成行车路程(这个城市规定,每停车5分钟按lkm 路程计费),这个司机一次接送旅客的行车路程ξ是一个随机变量,他收旅客的租车费可也是一个随机变量(1)求租车费η关于行车路程ξ的关系式;(2)已知某旅客实付租车费38元,而出租汽车实际行驶了15km ,问出租车在途中因故停车累计最多几分钟? 解:(1)依题意得η=2(ξ-4)+10,即η=2ξ+2 (2)由38=2ξ+2,得ξ=18,5×(18-15)=15. 所以,出租车在途中因故停车累计最多15分钟. 四、课堂练习:1.①某寻呼台一小时内收到的寻呼次数ξ;②长江上某水文站观察到一天中的水位ξ;③某超市一天中的顾客量ξ其中的ξ是连续型随机变量的是( ) A .①; B .②; C .③; D .①②③2.随机变量ξ的所有等可能取值为1,2,,n …,若()40.3P ξ<=,则( ) A .3n =; B .4n =; C .10n =; D .不能确定 3.抛掷两次骰子,两个点的和不等于8的概率为( ) A .1112; B .3136; C .536; D .112 4.如果ξ是一个离散型随机变量,则假命题是( )A. ξ取每一个可能值的概率都是非负数;B. ξ取所有可能值的概率之和为1;C. ξ取某几个值的概率等于分别取其中每个值的概率之和;D. ξ在某一范围内取值的概率大于它取这个范围内各个值的概率之和答案:1.B 2.C 3.B 4.D五、小结 :随机变量离散型、随机变量连续型随机变量的概念随机变量ξ是关于试验结果的函数,即每一个试验结果对应着一个实数;随机变量ξ的线性组合η=a ξ+b(其中a 、b 是常数)也是随机变量 六、课后作业: 七、板书设计(略)八、教学反思:1、怎样防止所谓新课程理念流于形式,如何合理选择值得讨论的问题,实现学生实质意义的参与.2、防止过于追求教学的情境化倾向,怎样把握一个度.2.1.2离散型随机变量的分布列教学目标:知识与技能:会求出某些简单的离散型随机变量的概率分布。
高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.2 二项分布及其应用 2.2.2 事件的相互独立性 新人教A
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解析:根据相互独立事件的概念知,这三个说法都是 正确的.
答案:(1)√ (2)√ (3)√
2.袋内有 3 个白球和 2 个黑球,从中不放回地摸球, 用 A 表示“第一次摸得白球”,用 B 表示“第二次摸得白 球”,则 A 与 B 是( )
A.互斥事件 B.相互独立事件 C.对立事件 D.不相互独立事件 解析:根据互斥事件、对立事件和相互独立事件的定
(3)条件概率法:当 P(A)>0 时,可用 P(B|A)=P(B) 判断.
[变式训练] 下面所给出的两个事件 A 与 B 相互独立
吗? ①抛掷一枚骰子,事件 A=“出现 1 点”,事件 B=
“出现 2 点”; ②先后抛掷两枚均匀硬币,事件 A=“第一枚出现正
面”,事件 B=“第二枚出现反面”;
③在含有 2 红 1 绿三个大小相同的小球的口袋中,任 取一个小球,观察颜色后放回袋中,事件 A=“第一次取 到绿球”,B=“第二次取到绿球”.
解:①事件 A 与 B 是互斥事件,故 A 与 B 不是相互
独立事件.
②第一枚出现正面还是反面,对第二枚出现反面没有
影响,所以 A 与 B 相互独立.
③由于每次取球观察颜色后放回,故事件 A 的发生 对事件 B 发生的概率没有影响,所以 A 与 B 相互独立.
义可知,A 与 B 不是相互独立事件.
答案:D
3.国庆节放假,甲去北京旅游的概率为13,乙、丙去
北京旅游的概率分别为14,15.假定三人的行动相互之间没
有影响,那么这段时间内至少有 1 人去北京旅游的概率为
()
A.5690
B.35
1
1
C.2
D.60
解析:因甲、乙、丙去北京旅游的概率分别为13,14, 15.因此,他们不去北京旅游的概率分别为23,34,45,所以, 至少有 1 人去北京旅游的概率为 P=1-23×34×45=35.
高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.1 离散型随机变量及其分布列 2.1.2 第2课时 两点分
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所以P(X=0)=CC06C13034=310,P(X=1)=CC16C13024=330, P(X=2)=CC26C13014=12,P(X=3)=CC36C13004=130. 所以X的概率分布为:
X
0
1
2
3
P
1 30
3 10
1
1
2
6
(2)由(1)知他能及格的概率为P(X=2)+P(X=3)=
4.从4名男生和2名女生中选3人参加演讲比赛,则 所选3人中女生人数不超过1人的概率是________.
解析:设所选女生人数为X,则X服从超几何分布, 其中N=6,M=2,n=3,
则P(X≤1)=P(X=0)+P(X=1)=CC02C36 34+CC12C36 24=45. 答案:45
5.在掷一枚图钉的随机试验中,令X=
复习课件
高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.1 离散型随机变量及其分布列 2.1.2 第2课时 两点分布与超几何分布同步课件 新人教A版选修2-3
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第二章 随机变量及其分布
2.1 离散型随机变量及其分布列 2.1.2 离散型随机变量的分布列 第 2 课时 两点分布与超几何分布
[学习目标] 1.理解两点分布,并能进行简单的应用 (重点). 2.理解超几何分布及其推导过程,并能进行简 单的应用(重点、难点).
X0
1 …M
P
C0MCnN--0M CnN
C1MCnN--1M CnN
…
CmMCnN--mM CnN
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.
温馨提示 两点分布的随机变量 X 只能取 0 和 1,否 则,只取两个值的分布不是两点分布.
高中数学《第二章随机变量及其分布2.4正态分布信息技术应用μ,σ对正...》181PPT课件
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人教A版 ·选修2-3
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·数学 ·人教A版 ·选修2-2 、2-3
第二章
随机变量及其分布
第二章 随机变量及其分布
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·数学 ·人教A版 ·选修2-2 、2-3
第二章
2.4 正态分布
第二章 随机变量及其分布
课前自主预习
第二章 2.4
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·数学 ·人教A版 ·选修2-2 、2-3
1.称函数 φμ,σ(x)=
1 2πσ
e-x2-σμ22 ,x∈(-∞,+∞)的图象
为 正态分布密度曲线 ,简称 正态曲线 ,其中 μ 和 σ(σ>0)为
参数.
2.一般地,如果对于任意实数 a<b,随机变量 X 满足
第二章 2.4
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·数学 ·人教A版 ·选修2-2 、2-3
[ 解 析 ] (1) 设 学 生 的 得 分 情 况 为 随 机 变 量 X , X ~ N(70,102),则 μ=70,σ=10.
分析在 60~80 之间的学生的比为: P(70-10<X≤70+10)=0.6826, 所以不及格的学生的比为12(1-0.6826)=0.1587, 即成绩不及格的学生占 15.87%.
第二章 2.4
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·数学 ·人教A版 ·选修2-2 、2-3
(2)成绩在 80~90 内的学生的比为 12[P(70-2×10<X≤70+2×10)-0.6826] =12(0.9544-0.6826)=0.1359. 即成绩在 80~90 间的学生占 13.59%.
高中数学 第二章 随机变量及其分布章末复习 新人教A版选修2-3
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解 设顾客所获的奖励额为X,
依题意,得 P(X=60)=CC11·C24 13=12,
即顾客所获的奖励额为 60 元的概率为12.
解答
②顾客所获的奖励额的分布列及均值;
解 依题意得X的所有可能取值为20,60, P(X=20)=CC2423=12,P(X=60)=12,
即X的分布列为
X
20
60
P
1 2
1 2
所以这位顾客所获奖励额的均值为 E(X)=20×12+60×12=40.
解答
(2)商场对奖励总额的预算是60 000元,并规定袋中的4个球只能由标 有面值10元和50元的两种球组成,或标有面值20元和40元的两种球组 成.为了使顾客得到的奖励总额尽可能符合商场的预算且每位顾客所 获的奖励额相对均衡,请对袋中的4个球的面值给出一个合适的设计, 并说明理由.
跟踪训练3 某产品按行业生产标准分成8个等级,等级系数X依次为 1,2,…,8,其中X≥5为标准A,X≥3为标准B,已知甲厂执行标准A生产 该产品,产品的零售价为6元/件;乙厂执行标准B生产该产品,产品的零 售价为4元/件,假定甲、乙两厂的产品都符合相应的执行标准. (1)已知甲厂产品的等级系数X1的分布列如下表:
1 ③曲线在 x=μ 处达到峰值 σ 2π ; ④曲线与x轴之间的面积为 1 ; ⑤当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着 μ 的变化而沿x轴平移, 如图甲所示; ⑥当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ 越小 ,曲线越“瘦高”,表示总 体的分布越集中;σ 越,大曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散,如 图乙所示.
解答
反思与感悟 求离散型随机变量X的均值与方差的步骤 (1)理解X的意义,写出X可能的全部取值; (2)求X取每个值的概率或求出函数P(X=k); (3)写出X的分布列; (4)由分布列和均值的定义求出E(X); (5)由方差的定义,求D(X),若X~B(n,p),则可直接利用公式求,E(X)= np,D(X)=np(1-p).
高中数学《第二章随机变量及其分布2.4正态分布信息技术应用μ,σ对正...》188PPT课件
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连续型 随机变量
正态分布
二项分布
正态分布密度曲线 3σ原则
位于x轴上方,与x轴不相交 单峰曲线,关于 x 对称 在 x 处达到峰值 曲线与x轴之间的面积为1
决定曲线的位置
σ决定曲线的“高矮胖瘦”
这条曲线就是(或近似地是)下面函数的图象:
, (x)
1
2
(x)2
e 2 2 , x (,)
其中实数 和 ( 0) 为参数,我们称, (x)
的图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线。 如果对于任意实数 a,b(a b),随机变量X满足
b
P(a X b) a , (x)dx
则称随机变量X服从正态分布,记作X ~ N(, 2 )
正态分布的应用
若 X ~ N (, 2 ),则对于任何实数 a 0, P( a X a)
a
(x)dx 为图中阴影部分的面积,
a ,
对于固定的 和 a 而言,该面积随着 的减少而变大。这说明 越1.4 小,X落在区间( a, a]
1.2
的概率越大,即X集中在 周围的概率越大。
e 2 2 , x (,)
其中参数 和 ( 0) 就是正态分布随机变量的均
值和标准差,因此可以用样本平均值和标准差来估 计。
y
2
1.5
1
0.5
x
0.5
1
1.5
2
下面我们来研究这两个参数在图象上有怎样的影响:
(1) 表示总体的平均数
y
(2) ( 0) 表示总体的标准差
y
0.25
x
2 3 4
0.5
1
0.8
0.6
0.4
0.2
2.5
2