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随机变量及其分布
第七章
7.4.1 二项分布
7.4 二项分布与超几何分布
课程内容标准 学科素养凝练
1.通过具体实例,了解伯努利试验. 2.掌握二项分布及其数字特征,并能解决简单的实际问题. 1.在理解伯努利试验和二项分布的过程中,提升数学抽象的核心素养.
2.在求解二项分布数字特征的过程中,增强逻辑推理、数学建模和数学运算的核心素养.
课前 预习案
(1)伯努利试验:把只包含_______可能结果的试验叫做伯努利试验.我们将一个伯努利试验独立地重复进行n次所组成的随机试验称为________________.
(2)n重伯努利试验的特征:
①同一个伯努利试验重复做____次;②各次试验的结果___________.
一、伯努利试验
两个
n重伯努利试验
n
相互独立
二、二项分布
pk(1-p)n-k
X~B(n,p)
np
np(1-p)
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)某同学投篮的命中率为0.6,他10次投篮中命中的次数X是一个随机变量,且X~B(10,0.6). ( )
(2)某福彩的中奖概率为P,某人一次买了8张,中奖张数X是一个随机变量,且X~B(8,P). ( )
答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.(多选题)独立重复试验满足的条件是 ( )
A.每次试验之间是相互独立的
B.每次试验只有发生和不发生两种情况
C.每次试验中发生的机会是均等的
D.每次试验发生的事件是互斥的
答案 ABC
解析 由n次独立重复试验的定义知A、B、C正确.
课堂 探究案
探究一 利用二项分布求概率
[方法总结] 利用二项分布求概率的三个步骤
(1)判断:依据n次独立重复试验的特征,判断所给试验是否为独立重复试验.
(2)分拆:判断所求事件是否需要分拆.
(2)计算:就每个事件依据n次独立重复试验的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式计算.
[训练1] 某气象站天气预报的准确率为80%,计算:(结果保留到小数点后第2位)
(1)“5次预报中恰有2次准确”的概率;
(2)“5次预报中至少有2次准确”的概率.
解 (1)记“预报一次准确”为事件A,则P(A)=0.8,用X表示事件A发生的次数,则X~B(5, 0.8),“恰有2次准确”等价于X=2,
于是P(X=2)=C×0.82×0.23=0.051 2≈0.05,
因此5次预报中恰有2次准确的概率约为0.05.
探究二 二项分布的分布列
[变式] 本例条件不变,试求这名学生在途中至少遇到一次红灯的概率.
某车间有10台同类型的机床,每台机床配备的电动机功率为10 kW,已知每台机床工作时,平均每小时实际开动12 min,且开动与否是相互独立的.现因当地电力供应紧张,供电部门只提供50 kW的电力.
(1)这10台机床能够正常工作的概率为多大?
(2)在一个工作班的8 h内,不能正常工作的时间大约是多少?
探究三 二项分布的应用
解题程序:
第一步:泛读题目明待求结论:(1)求10台机床正常工作的概率;(2)求机床不能正常工作的时间.
第二步:精读题目挖已知条件:(1)10台同型机床每台配备电动机功率为10 kW;(2)每台机床平均每小时开动12 min且开动与否相互独立;(3)供电部门提供50 kW的电力.
第三步:建立联系寻解题思路:判断工作机床台数服从二项分布.(1)由电力部门只提供50 kW的电力知同时开动的机床台数不超过5台,由此求概率;(2)求出不能正常工作的概率,进而求出8小时内不能正常工作的时间.
第四步:书写过程养规范习惯.
[方法总结] 二项分布实际应用问题的解题思路
(1)根据题意设出随机变量.
(2)分析出随机变量服从二项分布.
(3)找到参数n(试验的次数)和p(事件发生的概率).
(4)写出二项分布的分布列.
[训练3] 某工厂的检验员为了检测生产线上生产零件的情况,现从产品中随机抽取了80个零件进行测量,根据测量的数据作出如图所示的频率分布直方图.
注 尺寸数据在[63.0,64.5) 内的零件为合格品,频率作为概率.
(1)从产品中随机抽取4个,记合格品的个数为ξ,求ξ的分布列与期望;
(2)从产品中随机抽取n个,全是合格品的概率不小于0.3,求n的最大值;
(3)为了提高产品合格率,现提出A,B两种不同的改进方案进行试验.若按A方案进行试验后,随机抽取15个产品,不合格品个数X的期望是2;若按B方案进行试验后,随机抽取25个产品,不合格品个数Y的期望是4.你会选择哪种改进方案?