高考数学11.3随机变量及其分布(4)

2019-03-10 14:46

2k2k22?kkP(??k)?C3?()?(1?)?C3?3,k?0,1,2,3.333

22因为?~B(3,),所以E??3??233k(Ⅱ)解法一:用C表示“甲得2分乙得1分”这一事件,用D表示“甲得3分乙得0分”这一事件,所以AB=C∪D,且C、D互斥,又

2?211121211?2P(C)?C23?()2?(1?)???????????3?332332332?310 ?4,321114P(D)?C23?()2?(??)?5,33323由互斥事件的概率公式得

P(AB)?P(C)?P(D)?1043434 ??5?43532433.解法二:用Ak表示“甲队得k分”这一事件,用Bk表示“已队得k分”这一事件,k=0,1,2,3

由于事件A3B0,A2B1为互斥事件,故事 P(AB)=P(A3B0∪A2B1)=P(A3B0)+P(A2B1).

22311111222()?(2?)?C33?(?2??C12?2)32323233=34 ?.243注:求离散型随机变量分布列时要注意两个问题:一是求出随机变量所有可能的值;二是求出取每一个值时的概率。求随机变量的分布列,关键是概率类型的确定与转化,如古典概率、互斥事件的概率、相互独立事件同时发生的概率、n次独立重复试验有k次发生的概率等。

(二)均值与方差的实际应用 ※相关链接※

1.DX表示随机变量X对EX的平均偏离程度,DX越大表明平均偏离程度越大,说明X的取值越分散;反之,DX越小,X的取值越集中在EX附近,统计中常用DX来描述X的分散程度。

2.随机变量的均值反映了随机变量取值的平均水平,方差反映了随机变量稳定于均值

的程度,它们从整体和全局上刻画了随机变量,是生产实际中用于方案取舍的重要的理论依据,一般先比较均值,若均值相同,再用方差来决定。

※例题解析※

〖例〗现有甲、乙两个项目,对甲项目每投资十万元,一年后利润是1.2万元、1.18万元、1.17万元的概率分别为

111、、;已知乙项目的利润与产品价格的调整有关,在623每次调整中,价格下降的概率都是p(0

(1)求X1,X2的概率分布列和均值EX1,EX2; (2)当EX1<EX2时,求p的取值范围。

思路解析:(1)求分布列,应先确定X2的取值,再求X2的取值对应的概率; (2)由EX1<EX2,找出关于p的不等式,即可求出p的范围。 解答:(1)方法一:X1的概率分布列为

X1 P 1.2 1.18 1.17 1 61 21 3111EX1=1.2×+1.18×+1.17×=1.18。

623由题设得X~B(2,p),即X的概率分布列为

X p 0 (1-p)2

故X2的概率分布列为

1 2p(1-p) 2 P2 X2 P 所以X2的均值列为

1.3 (1-p) 21.25 2p(1-p) 0.2 P 2EX2=1.3×(1-p)2+1.25×2p(1-p)+ 0.2×P2=- P2-0.1p+1.3

方法二: X1的概率分布列为

X1 P 1.2 1.18 1.17 1 61 21 3111EX1=1.2×+1.18×+1.17×=1.18。

623设Ai表示事件“第i次调整,价格下降”(i=1,2),则P(X=0)=P(A1)P(A2)=(1-p)2, P(X=1)=P(A1)P(A2)+P(A1)P(A2)=2p(1-p), P(X=2)=P(A1)P(A2)=P2. 故X2的概率分布列为

X2 P 所以X2的均值列为

1.3 (1-p)2 1.25 2p(1-p) 0.2 P2 EX2=1.3×(1-p)2+1.25×2p(1-p)+ 0.2×P2=- P2-0.1p+1.3

(2)由EX1<EX2,得- P2-0.1p+1.3>1.18,整理得(p+0.4)(p-0.3) <0, 解得-0.4<p<0.3.

因为0<p<1,所以当EX1<EX2时,p的取值范围是0<p<0.3. (三)均值与方差性质的应用

〖例〗设随机变量?具有分布E(?+2)2,D(2?-1),?(?-1).

思路解析:利用性质E(a??b)?aE??b,D(a??b)?aD?. 解答:

2P(?=k)=

1,k=1,2,3,4,5,求51111115E??1??2??3??4??5???3,55555511111E?2?1???22??32??42??52??11,55555111111D??(1?3)2??(2?3)2??(3?3)2??(4?3)2??(5?3)2??(4?1?0?1?4)?2,

555555E(??2)2?E(?2?4??4)?E?2?4E??4?11?12?4?27.D(2??1)?4D??8?(??1)?D(??1)?D??2.注: ?是随机变量,则??f(?)一般是随机变量,在求?的均值和方差时,熟练应用均值和方差的性质,可以避免再求?的分布列带来的繁琐运算.

四、正态分布

(一)正态分布下的概率计算 ※相关链接※

关于正态总体在某个区间内取值的概率求法

(1)熟记P(????X????),P(??2??X???2?),P(??3??X???3?)的值。

(2)充分利用正态曲线的对称性和曲线与x轴之间面积为1。

注:在利用对称性转化区间时,要注意正态曲线的对称轴是x??,而不是

x?0(??0)。

※例题解析※

〖例〗设X~N(5,1),求P(6<X<7)。

思路解析:根据P(????X????),求P(4<X<6)→根据

P(??2??X???2?),求P(3<X<7)→根据正态曲线对称性,求P(6<X<7)

解答:由已知??5,??1.

∵P(4<X<6)=0.6826, P(3<X<7)=0.9544.

∴P(3<X<7)+ P(6<X<7)=0.9544-0.6826=0.2718. 如图,

由正态曲线的对称性可得P(3<X<4)= P(6<X<7) ∴P(6<X<7)=

0.2718?0.1359. 2(二)正态曲线的性质 ※相关链接※

正态曲线指的是一个函数的图象,其函数解析式是??,?(x)?的性质告诉我们:

(1)该函数的值域为正实数集的子集;

(2)该函数的图象关于直线x??对称,且以x为渐近线; (3)该函数在x??时取得最大值; (4)解析式中前面有一个系数1e2??(x??)22?2。正态曲线

1,后面是一个以e为底数的指数函数的形式,幂2??(x??)2指数为?,其中?这个参数在解析式中的两个位置上出现,注意两者的一致性。 22?※例题解析※

〖例〗如图是一个正态曲线。

试根据该图象写出其正态曲线函数解析式,求出总体随机变量的期望和方差。 思路解析:给出一个正态曲线,就给出了该曲线的对称轴和最大值,从而就能求出总体随机变量的期望、标准差以及解析式。


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