高考数学11.3随机变量及其分布(2)

2019-03-10 14:46

(3)3?原则

通常认为服从于正态分布N(?,?2)的随机变量X只取(?-3?,?+3?)之间的值,并简称为3?原则。

正态总体几乎总取值于区间(?-3?,?+3?)之内,而在此区间以外取值的概率只有0.0026,通常认为这种情况在一次试验中几乎不可能发生。

【热点难点精析】

一、离散型随机变量及其分布列 (一)随机变量的概念 ※相关链接※

1.所谓随机变量,就是试验结果和实数之间的一个对应关系。这与函数概念在本质上是相同的,不同的是函数的自变量是实数,而随机变量的自变量是试验结果。

2.如果随机变量可能取的值为有限个,则我们能够把其结果一一列举出来。 3.随机变量是随机试验的结果数量化,变量的取值对应随机试验的某一个随机事件,在学习中,要注意随机变量与以前所学的变量的区别与联系。

※例题解析※

〖例〗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)一个口袋中装有2个白球和5个黑球,从中任取3个,其中所含白球的个数为?。 (2)投掷两枚骰子,所得点数之和为X,所得点数的最大值为Y。

思路解析:(1)3个球中,可能有1个白球,也可能有两个,还可能没有。(2)投掷结果为(i,j),其中1?i?6,1?j?6且i,j?N。利用投掷结果确定X,Y。

解答:(1)?可取0,1,2。

?=0表示所取3个球中没有白球;

?=1表示所取3个球中有一个白球,2个黑球; ?=2表示所取3个球鞋中有2个白球,1个黑球。

(1)X的可能取值2,3,4,5,??,12。Y的可能取值为1,2,3,??,6。若以(i,j)表示先后投掷的两枚骰子出现的点数。则X=2表示(1,1),X=3表示(1,2),(2,1),X=4

表示(1,3),(2,2),(3,1),??,X=12表示(6,6);

Y=1表示(1,1),Y=2表示(1,2),(2,1),(2,2),Y=3表示(1,3),(2,3),(3,3),(3,1),(3,2),??,Y=6表示(1,6),(2,6),(3,6),??,(6,6),(6,5),??,(6,1)。

(二)离散型随机变量的分布列 ※相关链接※

1.分布列可由三种形式,即表格、等式和图象表示。在分布列的表格表示中,结构为2行n+1列,第1行表示随机变量的取植,第2行是对应的变量的概率。

2.求分布列分为以下几步:(1)明确随机变量的取值范围;(2)求出每一个随机变量取值的概率;(3)列成表格。

注:分布的求解应注意以下几点:(1)搞清随机变量每个取值对应的随机事件;(2)计算必须准确无误;(3)注意运用分布列的两条性质检验所求的分布列是否正确。

※例题解析※

〖例〗一袋装有6个同样大小的黑球,编号为1,2,3,4,5,6,现从中随机取出3球鞋,以X表示取出球的最大号码,求X的分布列。

思路解析:确定X的所有取值?求出随机变量X对应的概率?写出随机变量X的分布列。

解答:随机变量X的取值为3,4,5,6,从袋中随机地取3个球,包含的基本事件总数为C6,事件“X=3”包含的基本事件总数为C3,事件“X=4”包含的基本事件总数为C1C3;事件“X=5”包含的基本事件总数为C1C4;事件“X=6”包含的基本事件总数为C1C5;从而有

12123312

∴随机变量X的分布列为:

X P 3 4 5 6 1 203 203 101 2(三)离散型随机变量分布列的性质 〖例〗设离散型随机变量X的分布列为

X P 0 0.2 1 0.1

求:(1)2X+1的分布列; (2)|X-1|的分布列。

思路解析:先由分布列的性质,求出m,由函数对应关系求出2X+1和|X-1|的值及概率。 解答:由分布列的性质知: 0.2+0.1+0.1+0.3+m=1,∴m=0.3. 首先列表为:

X 2X+1 |X-1| 0 1 1 1 3 0

从而由上表得两个分布列为: (1)2X+1的分布列:

2 5 1 3 7 2 4 9 3 2 0.1 3 0.3 4 m

(2)|X-1|的分布列:

注:利用分布列的性质,可以求分布列中的参数值。对于随机变量的函数(仍是随机变量)的分布列,可以按分布的定义来求。

(四)利用随机变量分布解决概率分布问题

〖例〗某车间甲组有10名工人,其中有4名女工人;乙组有5名工人,其中有3名女工人,现采用分层抽样方法(层内采用不放回简单随机抽样)从甲、乙两组中共抽取3名工人进行技术考核

(1)求从甲、乙两组各抽取的人数;

(I2)求从甲组抽取的工人中恰有1名女工人的概率;

(3)记?表示抽取的3名工人中男工人数,求?的分布列及数学期望。

解析:(1)这一问较简单,关键是把握题意,理解分层抽样的原理即可。另外要注意 此分层抽样与性别无关。

(2)在第一问的基础上,这一问处理起来也并不困难。

11C4?C68P??2C15 10 从甲组抽取的工人中恰有1名女工人的概率

(3)?的可能取值为0,1,2,3

1111221C3C4C6C3C4C4C2628P(??0)?2?1?P(??1)?2?1?2?1?C10C575,C10C5C10C575,

1C62C21031P(??3)?2?1?P(??2)?1?P(??0)?P(??1)?P(??3)?C10C575,75

分布列及期望略.

二、二项分布及其应用 (一)条件概率 ※相关链接※ 条件概率的求法

(1)利用定义,分别求P(A)和P(AB),得P(B|A)=P(AB)/P(A)。

(2)借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件数n(A),再在事件A发生的条件下求事件B包含的基本事件数,即n(AB),得P(B|A)= n(AB)/ n(A).

※例题解析※

〖例〗1号箱中有2个白球和4个红球,2号箱中有5个白球和3个红球,现随机地从1号箱中取出一球放入2号箱,然后从2号箱随机取出一球,问从2号箱取出红球的概率是多少?

思路解析:本题可分为两种互斥的情况:一是从1号箱取出红球;二是1号箱取出白球.然后利用条件概率知识来解决.

解答:记事件A:最后从2号箱中取出的是红球;事件B:从1号箱中取出的是红球. 则

1.P(A|B)=(3+1)/(8+1)=4/9.P(A|B)=3/(8+1)=1/311113.从而P(A)=P(AB)+P(AB)= P(A|B) P(B)+ P(A|B)P(B)=4/9×2/3+×=.

3327P(B)=4/(2+4)=2/3,P(B)?1?P(B)?(二)事件的相互独立性 ※相关链接※

1.判断事件是否相互独立的方法 (1)利用定义:

事件A、B相互独立?P(AB)=P(A)·P(B).

(2)利用性质:A与B相互独立,则A与B,A与B, A与B也都相互独立. (3)具体背景下:

①有放回地摸球,每次摸球结果是相互独立的.

②当产品数量很大时,不放回抽样也可近似看作独立重复试验.

2.在解题过程中,要明确事件中的“至少有一个发生”“至多有一个发生”“恰有一个发生”“都发生”“都不发生”“不都发生”等词语的意义.已知两个事件A、B,它们的概率分别为P(A)、P(B),则


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