P(A·B·C)+P(A·B·C)+P(A·B·C)
=P(A)·P(B)·P(C)+P(A)·P(B)·P(C)+P(A)·P(B)·P(C) 42313312747=××+××+××=. 551055105510250(2)至多有两人当选的概率为1-P(ABC) 43783
=1-P(A)·P(B)·P(C)=1-××=.
5510125[类题通法]
求相互独立事件同时发生的概率需注意的三个问题
(1)“P(AB)=P(A)P(B)”是判断事件是否相互独立的充要条件,也是解答相互独立事件概率问题的唯一工具.
(2)涉及“至多”“至少”“恰有”等字眼的概率问题,务必分清事件间的相互关系. (3)公式“P(A+B)=1-P(AB) ”常应用于求相互独立事件至少有一个发生的概率.
[题组训练]
1.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________.
155
解析:用间接法考虑,事件A,B一个都不发生的概率为P(AB)=P(A)·P(B)=×=,
2612则事件A,B中至少有一件发生的概率 P=1-P(AB)=答案:
7 12
7. 12
2.在一次抗洪抢险中,准备用射击的办法引爆从上游漂流而下的一个巨大汽油罐,已知只有5发子弹,第一次命中只能使汽油流出,第二次命中才能引爆,每次射击是相互独立的,且命2中的概率都是.
3
(1)求油罐被引爆的概率;
(2)如果引爆或子弹打光则停止射击,设射击次数为ξ,求ξ不小于4的概率.
解:(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:
2?1?4?1?5
P=C1·+, 5·3?3??3?所以所求的概率为
12?1?4?1?5?=232. C5··+1-P=1-??3?3??3??243
26
(2)当ξ=4时记事件A, 2?1?224则P(A)=C1. 3··3·=3??327
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. 2?1?3?1?41则P(B)=C14··3+3=, 3????9所以所求概率为: P(A∪B)=P(A)+P(B)=
417+=. 27927
离散型随机变量的期望与方差
(1)离散型随机变量的期望和方差是随机变量中两种最重要的特征数,它们反映了随机变量取值的平均值及其稳定性,是高考的一个热点问题,多与概率统计结合考查,难度中高档.
(2)期望与方差在实际优化问题中有大量的应用,关键要将实际问题数学化,然后求出它们的概率分布列,同时,要注意运用两点分布、二项分布等特殊分布的期望、方差公式以及期望与方差的线性性质,如E(aX+b)=aE(X)+b,D(aX+b)=a2D(X).
[考点精要]
(1)求离散型随机变量的期望与方差,一般先列出分布列,再按期望与方差的计算公式计算. (2)要熟记特殊分布的期望与方差公式(如两点分布、二项分布、超几何分布). (3)注意期望与方差的性质.
(4)实际应用问题,要注意分析实际问题用哪种数学模型来表达.
[典例] (全国乙卷)某公司计划购买2 台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200 元.在机器使用期间,如果备件不足再购买,则每个500 元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100 台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得下面柱状图:
以这100 台机器更换的易损零件数的频率代替1 台机器更换的易损零件数发生的概率,记X表示2 台机器三年内共需更换的易损零件数,n表示购买2 台机器的同时购买的易损零件数.
(1)求X的分布列;
(2)若要求P(X≤n)≥0.5,确定n的最小值;
(3)以购买易损零件所需费用的期望值为决策依据,在n=19与n=20之中选其一,应选用哪
27
个?
[解] (1)由柱状图及以频率代替概率可得,一台机器在三年内需更换的易损零件数为8,9,10,11的概率分别为0.2,0.4,0.2,0.2.
从而P(X=16)=0.2×0.2=0.04; P(X=17)=2×0.2×0.4=0.16;
P(X=18)=2×0.2×0.2+0.4×0.4=0.24; P(X=19)=2×0.2×0.2+2×0.4×0.2=0.24; P(X=20)=2×0.2×0.4+0.2×0.2=0.2; P(X=21)=2×0.2×0.2=0.08; P(X=22)=0.2×0.2=0.04. 所以X的分布列为
X P
(2)由(1)知P(X≤18)=0.44,P(X≤19)=0.68, 故n的最小值为19.
(3)记Y表示2台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元). 当n=19时,
E(Y)=19×200×0.68+(19×200+500)×0.2+(19×200+2×500)×0.08+(19×200+3×500)×0.04=4 040;
当n=20时,
E(Y)=20×200×0.88+(20×200+500)×0.08+(20×200+2×500)×0.04=4 080. 可知当n=19时所需费用的期望值小于当n=20时所需费用的期望值,故应选n=19. [类题通法]
求离散型随机变量X的期望与方差的步骤
(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)由分布列和期望的定义求出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).
[题组训练]
1.一袋中装有分别标记着1,2,3数字的3个小球,每次从袋中取出一个球(每只小球被取到的可能性相同),现连续取3次球,若每次取出一个球后放回袋中,记3次取出的球中标号最小的数
28
16 17 18 19 20 21 22 0.04 0.16 0.24 0.24 0.2 0.08 0.04 字与最大的数字分别为X,Y,设ξ=Y-X,则E(ξ)=________.
解析:由题意知ξ的取值为0,1,2,ξ=0,表示X=Y,ξ=1表示X=1,Y=2或X=2,Y=3;2×2×3431
ξ=2表示X=1,Y=3. ∴P(ξ=0)=3=,P(ξ=1)==,
39339
2×3+A3414443
P(ξ=2)==,∴E(ξ)=0×+1×+2×=. 33999934
答案:
3
2.一次同时投掷两枚相同的正方体骰子(骰子质地均匀,且各面分别刻有1,2,2,3,3,3六个数字).
(1)设随机变量η表示一次掷得的点数和,求η的分布列.
(2)若连续投掷10次,设随机变量ξ表示一次掷得的点数和大于5的次数,求E(ξ),D(ξ). 解:(1)由已知,随机变量η的取值为:2,3,4,5,6. 投掷一次正方体骰子所得点数为X,则 111
P(X=1)=,P(X=2)=,P(X=3)=,
632111
即P(η=2)=×=,
6636111
P(η=3)=2××=,
63911115P(η=4)=2××+×=,
623318111
P(η=5)=2××=,
323111P(η=6)=×=.
224故η的分布列为
P η 2 1 363 1 94 5 185 1 36 1 41
(2)由已知,满足条件的一次投掷的点数和取值为6,设其发生的概率为p,由(1)知,p=,
4110,?, 因为随机变量ξ~B?4??
151315
所以E(ξ)=np=10×=,D(ξ)=np(1-p)=10××=.
42448
正态分布
(1)高考主要以选择、填空题形式考查正态曲线的形状特征与性质,在大题中主要以条件或一
29
问呈现,难度中档.
(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.
[考点精要]
正态变量在三个特殊区间内取值的概率
(1)P(μ-σ [典例] 已知随机变量ξ服从正态分布N(0,σ2),若P(ξ>2)=0.023,则P(-2≤ξ≤2)=( ) A.0.447 C.0.954 B.0.628 D.0.977 [解析] ∵随机变量ξ服从标准正态分布N(0,σ2), ∴正态曲线关于x=0对称.又P(ξ>2)=0.023, ∴P(ξ<-2)=0.023.∴P(-2≤ξ≤2)=1-2×0.023=0.954. [答案] C [类题通法] 根据正态曲线的对称性求解概率的三个关键点 (1)正态曲线与x轴围成的图形面积为1; (2)正态曲线关于直线x=μ对称,则正态曲线在对称轴x=μ的左右两侧与x轴围成的面积都为0.5; (3)可以利用等式P(X≥μ+c)=P(X≤μ-c)(c>0)对目标概率进行转化求解. [题组训练] 1.设随机变量ξ服从正态分布N(0,1),P(ξ>1)=p,则P(-1<ξ<0)等于( ) 1A.p 2 1 C.1-2p D.-p 2 解析:选D 由于随机变量服从正态分布N(0,1),由标准正态分布图象可得P(-1<ξ<1)=111 -2P(ξ>1)=1-2p. 故P(-1<ξ<0)=P(-1<ξ<1)=-p. 22 2.已知X~N(μ,σ2),且P(X>0)+P(X≥-4)=1,则μ=________. 解析:∵P(X>0)+P(X≥-4)=1,又∵P(X<-4)+P(X≥-4)=1,∴P(X>0)=P(X<-4),又0与-4关于x=-2对称,∴曲线关于x=-2对称,即μ=-2. 答案:-2 30 B.1-p