名称 | 2026届高中数学(通用版)一轮复习:第九章 第6课时 二项分布、超几何分布与正态分布(课件 学案 练习,共3份) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 7.7MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 通用版 | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2025-05-22 10:18:05 |
跟进训练 【教用·备选题】 D.E(X)=E(Y) 1.8+0.1)<0.2,B正确,A错误.故选BC.] 1.8+0.1)<0.2,B正确,A错误.故选BC.]
3.(1)B (2)ACD (3)5 [(1)由μX=2<μY=3,故曲线C1的对称轴在曲线C2的左侧,排除C、D;
由==,故曲线C2比曲线C1瘦高,曲线C1比曲线C2矮胖,排除A.故选B.
(2)随机变量X~N σ2=1,μ=0,则A正确; P=P=1-2[1-f (x)]=2f (x)-1,则B错误;
随机变量X~N,结合正态曲线易得函数f在上是增函数,则C正确;
正态分布的曲线关于x=0对称,f=P(X≤-x)=P=1-f,则D正确,故选ACD.
(3)依题意,μ=400,由3σ原则,得400+3σ≤415,解得σ≤5,所以σ的最大值是5.]
微点突破8
跟进训练
1.B [依题意知,ξ1的所有可能取值为0,1,2,ξ1~B,
所以E(ξ1)=2×=,D(ξ1)=2×=.
当无放回地依次取出两个小球时,记取出的红球数为ξ2,则ξ2的所有可能取值为0,1,
P(ξ2=0)==,
P(ξ2=1)==,
所以E(ξ2)=0×+1×=,
D(ξ2)==.
所以E(ξ1)=E(ξ2),D(ξ1)>D(ξ2).故选B.]
2.BCD [A选项,由题意得P==,故错误; B选项,由题意得取出1个白球的概率为P===,故正确;
C选项,若从甲盒中连续抽取3次,每次取1个球,每次抽取后都放回,设抽到白球个数为Y,则Y~B,
则恰好得到2个白球的概率为P==,故正确;
D选项,从甲盒中取出白球放入乙盒中,从乙盒中取出的1球为白球,此时概率为==,
从甲盒中取出黑球放入乙盒中,从乙盒中取出的1球为白球,此时概率为=,故P(B)==,故正确.故选BCD.]
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第九章 计数原理、概率、随机变量及其分布
第6课时 二项分布、超几何分布与正态分布
[考试要求] 1.理解二项分布、超几何分布的概念,能解决一些简单的实际问题.
2.借助正态曲线了解正态分布的概念,并进行简单应用.
链接教材·夯基固本
1.n重伯努利试验与二项分布
(1)n重伯努利试验
把只包含__________结果的试验叫做伯努利试验.
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_______________.
两个可能
n重伯努利试验
(2)二项分布
在n重伯努利试验中,设每次试验中事件A发生的概率为p(0<p<1),用X表示事件A发生的次数,则X的分布列为P(X=k)=________________,k=0,1,2,…,n,则称随机变量X服从__________,记作X~___________.
(3)两点分布与二项分布的均值、方差
①若随机变量X服从两点分布,那么E(X)=p,D(X)=___________.
②若X~B(n,p),则E(X)=____,D(X)=____________.
pk(1-p)n-k
二项分布
B(n,p)
p(1-p)
np
np(1-p)
2.超几何分布
(1)定义
在含有M件次品的N件产品中,随机抽取n件(不放回),用X表示抽取
的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=________,k=m,m+1,m+2,…,r,其中n,M,N∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=min{n,M},称随机变量X服从超几何分布.
(2)超几何分布的均值
若X服从参数为N,M,n的超几何分布,则E(X)=______.
3.正态曲线与正态分布
(1)我们称f (x)=,x∈R,其中μ∈R,σ>0为参数,为正态密度函数,称其图象为正态密度曲线,简称正态曲线.
(2)若随机变量X的概率分布密度函数为f (x),则称随机变量X服从正态分布,记为_______________.特别地,当μ=___,σ=___时,称随机变量X服从标准正态分布.
X~N(μ,σ2)
0
1
(3)正态曲线的特点
①曲线是单峰的,它关于直线______对称;
②曲线在______处达到峰值;
③当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴.
x=μ
x=μ
(4)正态变量在三个特殊区间内取值的概率
①P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈___________;
②P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈___________;
③P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈___________.
在实际应用中,通常认为服从于正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取[μ-3σ,μ+3σ]中的值,这在统计学中称为3σ原则.
(5)正态分布的均值与方差
若X~N(μ,σ2),则E(X)=___,D(X)=____.
0.682 7
0.954 5
0.997 3
μ
σ2
提醒:正态分布是连续型随机变量,要注意它是用面积表示概率,解决问题一定用到对称性.
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)X表示n次重复抛掷1枚骰子出现点数是3的倍数的次数,则X服从二项分布. ( )
(2)从4名男演员和3名女演员中选出4人,其中女演员的人数X服从超几何分布. ( )
(3)超几何分布与二项分布的期望值相同. ( )
(4)正态曲线与x轴围成的面积随参数μ,σ的变化而变化. ( )
√
√
√
×
√
二、教材经典衍生
1.(人教A版选择性必修第三册P79例6改编)袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,则3次中恰有2次抽到黄球的概率是( )
A. B. C. D.
D [袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,每次取到黄球的概率P1=,∴3次中恰有2次抽到黄球的概率P==.]
2.(人教A版选择性必修第三册P78探究改编)设50个产品中有10个次品,任取产品20个,取到的次品可能有X个,则E(X)=( )
A.4 B.3
C.2 D.1
√
A [由题意,E(X)==4.故选A.]
3.(人教A版选择性必修第三册P87练习T1改编)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.0.477 B.0.628
C.0.954 D.0.977
√
C [∵μ=0,∴P(ξ>2)=P(ξ<-2)=0.023,
∴P(-2≤ξ≤2)=1-2×0.023=0.954.]
4.(人教A版选择性必修第三册P78例5改编)在含有3件次品的10件产品中,任取4件,X表示取到的次品的个数,则P(X=2)=________.
[由题意得P(X=2)==.]
考点一 二项分布
考向1 二项分布的期望
[典例1] (2024·湘豫名校联考)甲、乙两人进行乒乓球比赛,比赛规则:每一局比赛中,胜者得1分,负者得0分,且比赛中没有平局.根据以往战绩,每局比赛甲获胜的概率为,每局比赛的结果互不影响.
典例精研·核心考点
(1)经过3局比赛,记甲的得分为X,求X的分布列和期望;
(2)若比赛采取3局制,试计算3局比赛后,甲的累计得分高于乙的累计得分的概率.
解:(1)由题意得,X~B,X的可能取值为0,1,2,3,
则P==,
P==,
P==,P(X=3)==.
所以X的分布列为
X 0 1 2 3
P
因为X~B,所以X的期望E=np=3×=2.
(2)第3局比赛后,甲的累计得分高于乙的累计得分有两种情况:
甲获胜2局,甲获胜3局,
所以所求概率为P=P+P==.
【教用·备选题】
小明和小亮两名同学每天利用课余时间进行羽毛球比赛.规定每一局比赛中获胜方记2分,失败方记0分,没有平局,谁先获得10分就获胜,比赛结束.假设每局比赛小明获胜的概率都是.
(1)求比赛结束时恰好打了7局的概率;
(2)若现在是小明以6∶2的比分领先,记X表示结束比赛还需打的局数,求X的分布列及期望.
解:(1)恰好打了7局小明获胜的概率
P1==,
恰好打了7局小亮获胜的概率
P2==,
∴比赛结束时恰好打了7局的概率为
P=P1+P2==.
(2)X的可能取值为2,3,4,5.
P==,
P===,
P===,
P===,
∴X的分布列为
E=2×+3×+4×+5×=.
X 2 3 4 5
P
考向2 二项分布的性质
[典例2] (2024·河北唐山一模)某项测试共有8道题,每道题答对得5分,不答或答错得0分.某人答对每道题的概率都是,每道试题答对或答错互不影响,设某人答对题目的个数为X.
(1)求此人得分的期望;
(2)指出此人答对几道题的可能性最大,并说明理由.
解:(1)某人答对每道题的概率都是,则答对题目的个数X服从二项分布,
即X~B,E=8×=2,由于每道题答对得5分,
所以此人答题得分为5X,因此,在此项测试中,
此人答题得分的期望为E=5E=5×2=10.
(2)设此人答对k道题的可能性为P=,k=0,1,2,…,8,
记pk=P,则=====1+,k=1,2,…,8,
当k<时,pk>pk-1,pk随k的增加而增加,即p2>p1>p0;
当k>时,pk
【教用·备选题】
若X~B,则当k=0,1,2,…,100时( )
A.P(X=k)≤P(X=50)
B.P(X=k)≤P(X=32)
C.P(X=k)≤P(X=33)
D.P(X=k)≤P(X=49)
√
C [由题意,得
即 化简得≤k≤,
又k为整数,可得k=33,所以P(X=k)≤P(X=33),故选C.]
名师点评 二项分布问题的解题关键
定型 ①在每一次试验中,事件发生的概率相同.
②各次试验中的事件是相互独立的.
③在每一次试验中,试验的结果只有两个,即发生与不发生
定参 确定二项分布中的两个参数n和p,即试验发生的次数和试验中事件发生的概率
提醒:下列问题能转化为二项分布
①条件不变,重复进行试验,一般取球后再放回;②该地区人数多或不知总体,从中抽取几个;③某产品服从正态分布,若干个产品服从二项分布;④用频率表示概率,有时转化为二项分布.
[跟进训练]
1.(1)经检测一批产品中每件产品的合格率为,现从这批产品中任取5件,设取得合格产品的件数为X,则以下说法正确的是( )
A.X的可能取值为1,2,3,4,5
B.P(X=2)=
C.X=3的概率最大
D.X服从超几何分布
√
(2)甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别为和.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求甲射击4次,至少有1次未击中目标的概率;
②求两人各射击4次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标3次的概率;
③假设每人连续2次未击中目标,则终止其射击.问:乙恰好射击5次后,被终止射击的概率为多少?
(1)C [对于A,X的可能取值为0,1,2,3,4,5,A错误;
对于B,P(X=2)=,B错误;
对于D,由题意,随机变量X~B,D错误;
对于C,随机变量X~B,所以P(X=k)=,
若P(X=k)取得最大值,
则
则
即
解得2.6≤k≤3.6,k∈N*,则k=3,故X=3的概率最大,C正确.故选C.]
(2)解:①记“甲射击4次,至少有1次未击中目标”为事件A1,则事件A1的对立事件为“甲射击4次,全部击中目标”.由题意可知,射击4次相当于做了4重伯努利试验,
故P()==.
所以P(A1)=1-P()=1-=.
所以甲射击4次,至少有1次未击中目标的概率为.
②记“甲射击4次,恰好击中目标2次”为事件A2,“乙射击4次,恰好击中目标3次”为事件B2,
则P(A2)==,
P(B2)==.
由于甲、乙射击相互独立,
故P(A2B2)=P(A2)P(B2)==.
所以两人各射击4次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标3次的概率为.
③记“乙恰好射击5次后,被终止射击”为事件A3,“乙第i次射击未击中”为事件Di(i=1,2,3,4,5),
则A3=),
且P(Di)=.
由于各事件相互独立,故
P(A3)=P(D5)P(D4)P()P(+D1+D2)==.
所以乙恰好射击5次后,被终止射击的概率为.
【教用·备选题】
1.已知随机变量X~B,若P最大,则D=________.
24
24 [由题意知,P=·0.26-k·0.8k,
要使P最大,有
解得≤k≤,故k=5.
又D(X)=6×0.8×0.2=0.96,
故D=D=52D(X)=24.]
2.(2024·江苏苏锡常镇一模)我国无人机发展迅猛,在全球具有领先优势,已经成为“中国制造”一张靓丽的新名片,并广泛用于森林消防、抢险救灾、环境监测等领域.某森林消防支队在一次消防演练中利用无人机进行投弹灭火试验,消防员甲操控无人机对同一目标起火点进行了三次投弹试验,已知无人机每次投弹时击中目标的概率都为,每次投弹是否击中目标相互独立.无人机击中目标一次起火点被扑灭的概率为,击中目标两次起火点被扑灭的概率为,击中目标三次起火点必定被扑灭.
(1)求起火点被无人机击中次数X的分布列及数学期望;
(2)求起火点被无人机击中且被扑灭的概率.
解:(1)起火点被无人机击中次数X的所有可能取值为0,1,2,3,
P==,
P==,
P==,P==.
∴X的分布列为:
X 0 1 2 3
P
∵X~B,∴E=3×=.
(2)击中一次被扑灭的概率为P1==,
击中两次被扑灭的概率为P2==,
击中三次被扑灭的概率为P3==,
∴所求概率P==.
考点二 超几何分布
[典例3] (2024·山东青岛一模)为促进全民阅读,建设书香校园,某校在寒假面向全体学生发出“读书好、读好书、好读书”的号召,并开展阅读活动.开学后,学校统计了高一年级共1 000名学生的假期日均阅读时间(单位:分钟),得到
了如图所示的频率分布直方图,若前
两个小矩形的高度分别为0.007 5,
0.012 5,后三个小矩形的高度比为
3∶2∶1.
(1)根据频率分布直方图,估计高一年级1 000名学生假期日均阅读时间的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);
(2)开学后,学校从高一日均阅读时间不低于60分钟的学生中,按照分层随机抽样的方式,抽取6名学生作为代表分两周进行国旗下演讲,假设第一周演讲的3名学生日均阅读时间处于[80,100)的人数记为ξ,求随机变量ξ的分布列与数学期望.
解:(1)由题知:各组频率分别为0.15,0.25,0.3,0.2,0.1,
日均阅读时间的平均数为:
30×0.15+50×0.25+70×0.3+90×0.2+110×0.1=67(分钟).
(2)由题意,在[60,80),[80,100),[100,120]三组分别抽取3,2,1人,所以ξ的可能取值为0,1,2.
则P(ξ=0)==;P(ξ=1)==;
P(ξ=2)==.
所以ξ的分布列为
ξ 0 1 2
P
E=0×+1×+2×=1.
【教用·备选题】
某公司采购部需要采购一箱电子元件,供货商对该电子元件整箱出售,每箱10个.在采购时,随机选择一箱并从中随机抽取3个逐个进行检验.若其中没有次品,则直接购买该箱电子元件;否则,不购买该箱电子元件.
(1)若某箱电子元件中恰有一个次品,求该箱电子元件能被直接购买的概率;
(2)若某箱电子元件中恰有两个次品,记对随机抽取的3个电子元件进行检验时次品的个数为X,求X的分布列及期望.
解:(1)设某箱电子元件有一个次品能被直接购买为事件A,则P==.
(2)由已知得10个元件中有2个次品,8个正品,
随机抽取3个电子元件进行检验时,次品的个数为X,X可取0,1,2.
P(X=0)==,
P(X=1)==,
P(X=2)==,
所以X的分布列为
故E(X)=0×+1×+2×=.
X 0 1 2
P
名师点评 (1)超几何分布描述的是不放回抽样问题,随机变量为抽到的某类个体的个数.
(2)超几何分布的特征是:
①考察对象分两类;②已知各类对象的个数;③从中抽取若干个个体,考查某类个体数X的概率分布.
(3)超几何分布主要用于抽检产品、摸不同类别的小球等概率模型,其实质是古典概型.
[跟进训练]
2.(2025·重庆模拟)已知一个袋子中装有大小、形状完全相同的3个白球和2个黑球.
(1)若从袋中一次任取3个球,设取到的3个球中有X个黑球,求X的分布列及数学期望;
(2)若从袋中每次随机取出一个球,记下颜色后将球放回袋中,重复此过程,直至他连续2次取到黑球才停止,设他在第Y次取球后停止取球,求P.
解: (1) X的可能取值为0,1,2,P=,其中k=0,1,2.
所以X的分布列为
X 0 1 2
P
故X的数学期望E==.
(2)当Y=5时知第四、五次取到的是黑球,第三次取到的是白球,前两次不能都取到黑球,
所以所求概率P(Y=5)==.
考点三 正态分布
[典例4] (1)概率论中有一个重要的结论是棣莫弗一拉普拉斯极限定理,它表明,若随机变量Y~B(n,p),当n充分大时,二项随机变量Y可以由正态随机变量X来近似,且正态随机变量X的期望和方差与二项随机变量Y的期望和方差相同.现抛掷一枚质地均匀的硬币100次,则利用正态分布近似估算硬币正面向上次数不超过45次的概率为( )
(附:若X~N,则P≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3)
A.0.158 7 B.0.022 8
C.0.002 7 D.0.001 4
√
(2)(多选)(2025·广东八校开学考试)随机变量X服从正态分布N,若P=P,则( )
A.μ=2 B.P=
C.P> D.P>P
√
√
(1)A (2)AB [(1)抛掷一枚质地均匀的硬币100次,设硬币正面向上次数为X,则X~B,
所以E=np=100×=50,D=np(1-p)=100×=25,由题意,X~N(μ,σ2),且μ=E=50,σ2=D=25,则σ=5,因为P≈0.682 7,所以利用正态分布近似估算硬币正面向上次数不超过45次的概率为P=P ≈≈0.158 7,故选A.
(2)对于A,由P=P知μ是1和3的中间值,故μ=2,故A正确;
对于B,C,在正态分布X~N中,P=P=,故B正确,C错误;
对于D,当σ∈时,0<σ2<σ<1,由正态曲线的特征可得,P
(1)(2021·新高考Ⅱ卷)某物理量的测量结果服从正态分布N(10,σ2),则下列结论中不正确的是( )
A.σ越小,该物理量一次测量结果落在(9.9,10.1)内的概率越大
B.该物理量一次测量结果大于10的概率为0.5
C.该物理量一次测量结果大于10.01的概率与小于9.99的概率相等
D.该物理量一次测量结果落在(9.9,10.2)内的概率与落在(10,10.3)内的概率相等
√
(2)设随机变量X~N(2,9),若P(X>c+1)=P(X<c-1),则c的值为________,P(-4≤X≤8)=__________.(若X~N(μ,σ2),则P(|X-μ|≤2σ)≈0.954 5)
(3)对一个物理量做n次测量,并以测量结果的平均值作为该物理量的最后结果.已知最后结果的误差εn~N,为使误差εn在[-0.5,0.5]的概率不小于0.954 5,至少要测量________次.(若X~N(μ,σ2),则P(|X-μ|≤2σ)≈0.954 5)
2
0.954 5
32
(1)D (2)2 0.954 5 (3)32 [(1)σ越小,正态分布的图象越瘦长,总体分布越集中在对称轴附近,A正确.由于正态分布图象的对称轴为μ=10,B,C正确.D显然错误.故选D.
(2)由X~N(2,9)可知,正态分布的图象关于直线x=2对称(如图所示),
又P(X>c+1)=P(X<c-1),
故有2-(c-1)=(c+1)-2,
∴c=2.
∴P(-4≤X≤8)=P(2-2×3≤X≤2+2×3)≈0.954 5.
(3)P(|εn-μ|≤2σ)≈0.954 5,又μ=0,σ2=,即P(μ-2σ≤εn≤μ+2σ)
=P≈0.954 5,
由题意知2σ≤0.5,即2,所以n≥32.]
名师点评 解决正态分布问题的三个关键点
(1)对称轴x=μ; (2)标准差σ; (3)分布区间.
利用对称性可求指定范围内的概率值;由μ,σ,分布区间的特征进行转化,使分布区间转化为3σ特殊区间,从而求出所求概率;μ决定正态曲线位置,σ的大小决定正态曲线的稳定与波动大小,即高矮与胖瘦;注意只有在标准正态分布下对称轴才为x=0.
[跟进训练]
3.(1)(2024·河南信阳一模)对A,B两地国企员工上班迟到情况进行统计,可知两地国企员工的上班迟到时间均符合正态分布,其中A地员工的上班迟到时间为X(单位:min),X~N,对应的曲线为C1,B地员工的上班迟到时间为Y(单位:min),Y~N,对应的曲线为C2,则下列图象正确的是( )
A B
C D
√
(2)(多选)(2024·江苏宿迁一模)设随机变量X~N,f=P,其中x>0,下列说法正确的是( )
A.变量X的方差为1,均值为0
B.P=1-2f
C.函数f在上是增函数
D.f=1-f
√
√
√
(3)(2024·广东佛山二模)统计学中通常认为服从于正态分布N的随机变量X只取 中的值,简称为3σ原则.假设某厂有一条包装食盐的生产线,正常情况下食盐质量服从正态分布N(单位:g),某天生产线上的检测员随机抽取了一包食盐,称得其质量大于415 g,他立即判断生产线出现了异常,要求停产检修.由此可以得出,σ的最大值是________.
5
(1)B (2)ACD (3)5 [(1)由μX=2<μY=3,故曲线C1的对称轴在曲线C2的左侧,排除C、D;
由==,故曲线C2比曲线C1瘦高,曲线C1比曲线C2矮胖,排除A.故选B.
(2)随机变量X~N σ2=1,μ=0,则A正确; P=P=1-2[1-f (x)]=2f (x)-1,则B错误;
随机变量X~N,结合正态曲线易得函数f在上是增函数,则C正确;
正态分布的曲线关于x=0对称,f=P(X≤-x)=P=1-f,则D正确,故选ACD.
(3)依题意,μ=400,由3σ原则,得400+3σ≤415,解得σ≤5,所以σ的最大值是5.]
【教用·备选题】
(1)已知X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3.今有一批数量庞大的零件,假设这批零件的某项质量指标ξ(单位:mm)服从正态分布N(5.40,0.052),现从中随机抽取M个,这M个零件中恰有K个的质量指标ξ位于区间[5.35,5.55].若K=45,试以使得P(K=45)最大的M值作为M的估计值,则M为( )
A.45 B.53
C.54 D.90
√
(2)(多选)(2024·石家庄模拟)若随机变量X~N(1,σ2),且正态分布N(1,σ2)的正态密度曲线如图所示,则下列选项中,可以表示图中阴影部分面积的是( )
A.-P(X≤0)
B.-P(X≥2)
C.P(X≤2)-P(X≤0)
D.-P(1≤X≤2)
√
√
√
(3)为了解高三复习备考情况,某校组织了一次阶段考试.经数据分析,高三全体考生的数学成绩X近似服从正态分布N(100,17.52).已知成绩在117.5分以上(不含117.5分)的学生有80人,则此次参加考试的学生成绩低于82.5分的概率为__________;如果成绩大于135分的为特别优秀,那么本次数学考试成绩特别优秀的大约有________人.(若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5)
0.158 65
11
(1)B (2)ABC (3)0.158 65 11 [(1)由已知可得,P(5.35≤ξ≤5.55)=P(5.40-0.05≤ξ≤5.40+3×0.05)=P(μ-σ≤ξ≤μ+3σ).
又P(μ-σ≤ξ≤μ+3σ)=
≈=0.84,
所以K~B(M,0.84),P(K=45)=·0.8445·0.16M-45.
设f (x)=·0.8445·0.16x-45,
令==0.16·=0.16·>1,
所以x<=52+,所以f (53)>f (52).
令==0.16·=0.16·<1,
所以x>=53+,所以f (53)>f (54).
所以,以使得P(K=45)最大的M值作为M的估计值,则M为53.
故选B.
(2)根据正态分布的性质可知,正态密度曲线关于直线x=1对称,所以题图中阴影部分的面积为-P(X≤0),A正确;根据对称性,P(X≤0)=P(X≥2),B正确;阴影部分的面积也可以表示为,C正确;阴影部分的面积也可以表示为P(0≤X≤1),而P(0≤X≤1)=P(1≤X≤2),D不正确.故选ABC.
(3)因为数学成绩X服从正态分布N(100,17.52),则P(100-17.5≤X≤100+17.5)=P(82.5≤X≤117.5)≈0.682 7,所以此次参加考试的学生成绩低于82.5分的概率P(X<82.5)= ≈=0.158 65.又P(100-17.5×2≤X≤100+17.5×2)=P(65≤X≤135)≈0.954 5,所以数学成绩特别优秀的概率P(X>135)=≈=0.022 75.
又P(X<82.5)=P(X>117.5)=0.158 65,则本次考试数学成绩特别优秀的人数大约是×0.022 75≈11.]
超几何分布 二项分布
区别 描述的是不放回抽样问题(总体在变化),一次性取 描述的是有放回抽样问题(总体不改变),一个一个的取
考察对象分为两类 每一次试验是伯努利试验
已知各类对象的个数
联系 (当总体容量很大时)超几何分布可近似看作二项分布
[典例] 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的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).
(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X为质量超过505 g的产品数量,求X的分布列;
(3)从该流水线上任取2件产品,设Y为质量超过505 g的产品数量,求Y的分布列.
[赏析] (1)质量超过505 g的产品的频率为5×0.05+5×0.01=0.3,
所以质量超过505 g的产品数量为40×0.3=12.
(2)突破点1:总体一定,不放回抽样,超几何分布
质量超过505 g的产品数量为12,则质量未超过505 g的产品数量为28,X的取值为0,1,2,X服从超几何分布.
P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,
所以X的分布列为
X 0 1 2
P
(3)根据样本估计总体的思想,取一件产品,该产品的质量超过505 g的概率为=.
突破点2:总体容量大,不放回抽样,视为二项分布
从流水线上任取2件产品互不影响,该问题可看成2重伯努利试验,质量超过505 g的件数Y的可能取值为0,1,2,且Y~B,
P(Y=k)=,k=0,1,2.
所以P(Y=0)==,
P(Y=1)==,
P(Y=2)==.
所以Y的分布列为
Y 0 1 2
P
名师点评 抓住超几何分布与二项分布的各自特征,明确两者间的区别与联系是破解此类问题的关键所在.
[跟进训练]
1.一个袋中放有大小、形状均相同的小球,其中有1个红球、2个黑球,现随机等可能地取出小球.当有放回地依次取出两个小球时,记取出的红球数为ξ1;当无放回地依次取出两个小球时,记取出的红球数为ξ2,则( )
A.E(ξ1)
C.E(ξ1)=E(ξ2),D(ξ1)
√
B [依题意知,ξ1的所有可能取值为0,1,2,ξ1~B,
所以E(ξ1)=2×=,D(ξ1)=2×=.
当无放回地依次取出两个小球时,记取出的红球数为ξ2,则ξ2的所有可能取值为0,1,
P(ξ2=0)==,
P(ξ2=1)==,
所以E(ξ2)=0×+1×=,
D(ξ2)==.
所以E(ξ1)=E(ξ2),D(ξ1)>D(ξ2).故选B.]
2.(多选)(2025·辽宁鞍山模拟)甲盒中有3个白球,2个黑球,乙盒中有2个白球,3个黑球,则下列说法中正确的是( )
A.若从甲盒中一次性取出2个球,记X表示取出白球的个数,则P(X=1)=
B.若从甲盒和乙盒中各取1个球,则恰好取出1个白球的概率为
C.若从甲盒中连续抽取3次,每次取1个球,每次抽取后都放回,则恰好得到2个白球的概率为
D.若从甲盒中取出1球放入乙盒中,再从乙盒中取出1球,记B:从乙盒中取出的1球为白球,则P(B)=
√
√
√
BCD [A选项,由题意得P==,故错误; B选项,由题意得取出1个白球的概率为P===,故正确;
C选项,若从甲盒中连续抽取3次,每次取1个球,每次抽取后都放回,设抽到白球个数为Y,则Y~B,
则恰好得到2个白球的概率为P==,故正确;
D选项,从甲盒中取出白球放入乙盒中,从乙盒中取出的1球为白球,此时概率为==,
从甲盒中取出黑球放入乙盒中,从乙盒中取出的1球为白球,此时概率为=,故P(B)==,故正确.故选BCD.]
【教用·备选题】
1.(多选)某工厂进行产品质量抽测,两位员工随机从生产线上各抽取数量相同的一批产品,已知在两人抽取的一批产品中均有5件次品,员工A从这一批产品中有放回地随机抽取3件产品,员工B从这一批产品中无放回地随机抽取3件产品.设员工A抽取到的3件产品中次品数量为X,员工B抽取到的3件产品中次品数量为Y,k=0,1,2,3.则下列判断正确的是( )
A.随机变量X服从二项分布
B.随机变量Y服从超几何分布
C.P(X=k)
√
√
√
ABD [对于A,B选项,由超几何分布和二项分布的概念可知两个选项均正确;
对于D选项,设该批产品有M件,则E(X)=3·=,E(Y)=,因此D正确;
对于C选项,假如C正确可得E(X)
(1)从袋中任意摸出三个球,标号为奇数的球的个数记为X,写出X的分布列;
(2)从袋中一次性摸两个球,和为奇数记为事件A,有放回地摇匀后连摸五次,事件A发生的次数记为Y,求Y的分布列、数学期望和方差.
解:(1)由题可得X的所有可能取值为0,1,2.
P(X=0)==,
P(X=1)===,
P(X=2)==.
则X的分布列为
X 0 1 2
P
(2)由题易知P(A)===,因此Y服从二项分布B.
所以P(Y=k)=(k=0,1,2,3,4,5),
则Y的分布列为
Y 0 1 2 3 4 5
P
所以E(Y)=5×=3,D(Y)=5×=.
题号
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一、单项选择题
1.接种疫苗是预防和控制传染病最经济、有效的公共卫生干预措施.根据实验数据,人在接种某种病毒疫苗后,有80%不会感染这种病毒,若有4人接种了这种疫苗,则最多1人被感染的概率为( )
A. B. C. D.
13
课后作业(六十二) 二项分布、超几何分布与正态分布
√
A [由题得最多1人被感染的概率为==.故选A.]
题号
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2.(2024·山东济宁三模)若随机变量X~N,随机变量Y=(X-3),则=( )
A.0 B.
C. D.2
题号
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√
题号
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B [由X~N可知,E(X)=3,D(X)=4,
又因为Y=(X-3),所以E(Y)=E=E==0,
D(Y)=D=D=1,
则==.故选B.]
3.(2025·河北石家庄模拟)如图所示,已知一质点在外力的作用下,从原点O出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为.若该质点每次移动一个单位长度,设经过5次移动后,该质点位于X的位置,则P(X>0)=( )
A. B.
C. D.
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√
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D [设该质点向右移动的次数为Y,则Y~B,Y=0,1,2,3,4,5,而X=Y-(5-Y)=2Y-5>0,所以X的可能取值为1,3,5.
所以P(X>0)=P(X=1)+P(X=3)+P(X=5)=P(Y=3)+P(Y=4)+P(Y=5)==.故选D.]
题号
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4.已知某社区居民每周运动总时间为随机变量X(单位:小时),且X~N,P=0.2.现从该社区中随机抽取2名居民,则恰有1名居民每周运动总时间为5至6小时的概率为( )
A.0.60 B.0.48
C.0.36 D.0.24
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√
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B [由题意得P=0.5,
则P=0.5-0.2=0.3,
所以P=0.3×2=0.6.
所以恰有1名居民每周运动总时间为5至6小时的概率为×0.61×0.41=2×0.6×0.4=0.48.故选B.]
题号
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5.口袋中有6个球(除颜色外其他属性都相同),其中3个黑球,2个红球,1个白球,ξ表示有放回地摸球3次,每次摸一个,取出红球的数目,η表示不放回地摸球3次,每次摸一个,取出黑球的数目,则下列结论成立的是( )
A.E
C.E=E D.无法判断
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题号
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A [ξ表示有放回地摸球3次,每次摸一个,取出红球的数目, ξ的可能取值为0,1,2,3,则ξ~B,则E=3×=1;
η表示不放回地摸球3次,每次摸一个,取出黑球的数目, η的可能取值为0,1,2,3,η满足超几何分布,
则E=3×=,则E
题号
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6.已知随机变量X~N(μ,σ2),有下列四个命题:
甲:P(X>m+1)>P(X
丙:P(X≤m)=0.5;
丁:P(m-1
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
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√
题号
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D [因为只有一个假命题,故乙、丙只要有一个错,另一个一定错,不合题意,
所以乙、丙一定都正确,则μ=m,P(X>m+1)=P(X
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二、多项选择题
7.(2024·新高考Ⅰ卷)随着“一带一路”国际合作的深入,某茶叶种植区多措并举推动茶叶出口,为了解推动出口后的亩收入(单位:万元)情况,从该种植区抽取样本,得到推动出口后亩收入的样本均值=2.1,样本方差s2=0.01,已知该种植区以往的亩收入X服从正态分布N(1.8,0.12),假设推动出口后的亩收入Y服从正态分布N(,s2),则(若随机变量Z服从正态分布N(μ,σ2),P(Z<μ+σ)≈0.841 3)( )
A.P(X>2)>0.2 B.P(X>2)<0.5
C.P(Y>2)>0.5 D.P(Y>2)<0.8
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√
√
题号
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BC [依题可知,=2.1,s2=0.01,
所以Y~N(2.1,0.12),
故P(Y>2)=P(Y>2.1-0.1)=P(Y<2.1+0.1)≈0.841 3>0.5,C正确,D错误;
因为X~N(1.8,0.12),
所以P(X>2)=P(X>1.8+2×0.1).
因为P(X<1.8+0.1)≈0.841 3,
所以P(X>1.8+0.1)≈1-0.841 3=0.158 7<0.2,
而P(X>2)=P(X>1.8+2×0.1)
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8.(2023·新高考Ⅱ卷)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.发送0时,收到1的概率为α(0<α<1),收到0的概率为1-α;发送1时,收到0的概率为β(0<β<1),收到1的概率为1-β.考虑两种传输方案:单次传输和三次传输.单次传输是指每个信号只发送1次;三次传输是指每个信号重复发送3次.收到的信号需要译码,译码规则如下:单次传输时,收到的信号即为译码;三次传输时,收到的信号中出现次数多的即为译码(例如,若依次收到1,0,1,则译码为1).( )
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题号
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A.采用单次传输方案,若依次发送1,0,1,则依次收到1,0,1的概率为(1-α)(1-β)2
B.采用三次传输方案,若发送1,则依次收到1,0,1的概率为β(1-β)2
C.采用三次传输方案,若发送1,则译码为1的概率为β(1-β)2+(1-β)3
D.当0<α<0.5时,若发送0,则采用三次传输方案译码为0的概率大于采用单次传输方案译码为0的概率
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√
√
√
题号
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ABD [由题意,发0收1的概率为α,发0收0的概率为1-α;发1收0的概率为β,发1收1的概率为1-β.对于A,发1收1的概率为1-β,发0收0的概率为1-α,发1收1的概率为1-β,所以所求概率为(1-α)(1-β)2,A正确.对于B,相当于发了1,1,1,收到1,0,1,则概率为(1-β)β(1-β)=β(1-β)2,B正确.对于C,相当于发了1,1,1,收到1,1,0或1,0,1或0,1,1或1,1,1,则概率为=3β(1-β)2+(1-β)3,C不正确.对于D,
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发送0,采用三次传输方案译码为0,相当于发0,0,0,收到0,0,1或0,1,0或1,0,0或0,0,0,则此方案的概率P1=(1-α)3=3α(1-α)2+(1-α)3;发送0,采用单次传输方案译码为0的概率P2=1-α,当0<α<0.5时,P1-P2=3α(1-α)2+(1-
α)3-(1-α)=α(1-α)(1-2α)>0,D正确.故选ABD.]
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三、填空题
9.(教材改编)如图是一块高尔顿板的示意图.在一块木板上钉着若干排相互平行但错开的圆柱形小木钉,小木钉之间留有适当的空隙作为通道,前面挡有一块玻璃.将小球从顶端放入,小球下落过程中,每次碰到小木钉后可能向左或向右下落,其中向左下落的概率为,向右下落的概率为,最后落入底部的格子中.格子从左到右分别编号
为0,1,2,…,10,则小球落入________号格子的概
率最大.
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7
题号
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7 [小球下落需要10次碰撞,每次向左下落的概率为,向右下落的概率为,
小球掉入0号格子,需要向左10次,概率为,
小球掉入1号格子,需要向左9次,向右1次,概率为,
小球掉入2号格子,需要向左8次,向右2次,概率为,
小球掉入3号格子,需要向左7次,向右3次,概率为,
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题号
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12
依此类推,小球掉入k号格子,需要向左(10-k)次,向右k次,
概率为,
设小球落入k号格子的概率最大,显然k≠0,k≠10,
则,解得≤k≤,又k为整数,所以k=7,
所以小球落入7号格子的概率最大.]
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题号
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12
10.某校召开春季运动会,为了组建一支朝气蓬勃、训练有素的赛会志愿者队伍,欲从4名男志愿者,3名女志愿者中随机抽取3人聘为志愿者队的队长,则在“抽取的3人中至少有一名男志愿者”的前提下,“抽取的3人中全是男志愿者”的概率是________;若用X表示抽取的3人中女志愿者的人数,则E(X)=________.
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题号
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[由题意3人全是男志愿者,即X=0,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==,
E(X)=1×+2×+3×=.
记全是男志愿者为事件A,至少有一名男志愿者为事件B,则
P(A)=P(X=0)=,
P(B)=1-P(X=3)=,
P(A|B)===.]
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四、解答题
11.(2024·河南名校联考)在一个不透明的密闭纸箱中装有10个大小、形状完全相同的小球,其中8个白球,2个黑球.小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,记随机变量X为小张摸出白球的个数.
(1)若小张每次从纸箱中随机摸出一个小球后放回纸箱,求E和D;
(2)若小张每次从纸箱中随机摸出一个小球后不放回纸箱,求X的分布列.
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题号
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12
解:(1)由小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,且每次从纸箱中随机摸出一个小球后放回纸箱,所以随机变量X~B(4,0.8),所以E=4×0.8=3.2,D=4×0.8×=0.64.
(2)由小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,
且每次从纸箱中随机摸出一个小球后不放回纸箱,随机变量X服从超几何分布,
则P=,k=2,3,4,
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题号
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可得P==,P==,P==,
所以X的分布列为
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X 2 3 4
P
题号
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12.(2024·北京西城期中)某校设计了一个实验学科的实验考查方案.考生从6道备选题中一次性随机抽取3题,按照题目要求独立完成全部实验操作,规定:至少正确完成其中2题便可通过.已知6道备选题中考生甲有4题能正确完成,2题不能正确完成;考生乙每题正确完成的概率都是,且每题正确完成与否互不影响,求:
(1)分别写出甲、乙两考生正确完成题数的概率分布列,并计算数学期望;
(2)试用统计知识分析比较两考生的实验操作能力.
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题号
1
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12
解:(1)设考生甲正确完成实验操作的题数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3,
P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==,
所以ξ的分布列为
13
ξ 1 2 3
P
题号
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10
11
12
则E(ξ)=1×+2×+3×=2.
设考生乙正确完成实验操作的题数为η,易知η~B,
所以P(η=0)==,P(η=1)==,
P(η=2)==,P(η=3)==.
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1
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12
所以η的分布列为
所以E(η)=3×=2.
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η 0 1 2 3
P
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(2)由(1),知E(ξ)=E(η)=2,D(ξ)=(1-2)2×+(2-2)2×+(3-2)2×=,
D(η)=3×=,P(ξ≥2)==,P(η≥2)==.
所以D(ξ)
故从正确完成实验操作的题数的均值方面分析,两人水平相当;
从正确完成实验操作的题数的方差方面分析,甲的水平更稳定;
从至少正确完成2题的概率方面分析,甲通过的可能性更大.因此甲的实验操作能力较强.
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题号
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13.(2024·江苏南京、盐城一模)已知某种机器的电源电压U(单位:V)服从正态分布N.其电压通常有3种状态:①不超过200 V;②在200 V~240 V之间;③超过240 V.在上述三种状态下,该机器生产的零件为不合格品的概率分别为0.15,0.05,0.2.
(1)求该机器生产的零件为不合格品的概率;
13
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
(2)从该机器生产的零件中随机抽取n(n≥2)件,记其中恰有2件不合格品的概率为pn,求pn取得最大值时n的值.
附:若Z~N,取P=0.68,P=0.95.
题号
1
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解:(1)记电压“不超过200 V”、“在200 V~240 V之间”、“超过240 V”分别为事件A,B,C,“该机器生产的零件为不合格品”为事件D.
因为U~N,所以P=P(U≤200)===0.16,
P=P=P(μ-σP=P===0.16.
所以P=PP+PP+PP
=0.16×0.15+0.68×0.05+0.16×0.2=0.09,
所以该机器生产的零件为不合格品的概率为0.09.
13
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
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(2)从该机器生产的零件中随机抽取n件,设不合格品件数为X,则X~B,
所以pn=P=·0.91n-2·0.092.
由==×0.91>1,
解得2≤n<.
所以当2≤n≤21时,pn
因此当n=22时,pn最大.
13
谢 谢!课后作业(六十二) 二项分布、超几何分布与正态分布
说明:单项选择题每题5分,多项选择题每题6分,填空题每题5分,本试卷共95分
一、单项选择题
1.接种疫苗是预防和控制传染病最经济、有效的公共卫生干预措施.根据实验数据,人在接种某种病毒疫苗后,有80%不会感染这种病毒,若有4人接种了这种疫苗,则最多1人被感染的概率为( )
A. B. C. D.
2.(2024·山东济宁三模)若随机变量X~N,随机变量Y=(X-3),则=( )
A.0 B.
C. D.2
3.(2025·河北石家庄模拟)如图所示,已知一质点在外力的作用下,从原点O出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为.若该质点每次移动一个单位长度,设经过5次移动后,该质点位于X的位置,则P(X>0)=( )
A. B.
C. D.
4.已知某社区居民每周运动总时间为随机变量X(单位:小时),且X~N,P=0.2.现从该社区中随机抽取2名居民,则恰有1名居民每周运动总时间为5至6小时的概率为( )
A.0.60 B.0.48
C.0.36 D.0.24
5.口袋中有6个球(除颜色外其他属性都相同),其中3个黑球,2个红球,1个白球,ξ表示有放回地摸球3次,每次摸一个,取出红球的数目,η表示不放回地摸球3次,每次摸一个,取出黑球的数目,则下列结论成立的是( )
A.E
C.E=E D.无法判断
6.已知随机变量X~N(μ,σ2),有下列四个命题:
甲:P(X>m+1)>P(X
丙:P(X≤m)=0.5;
丁:P(m-1
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
二、多项选择题
7.(2024·新高考Ⅰ卷)随着“一带一路”国际合作的深入,某茶叶种植区多措并举推动茶叶出口,为了解推动出口后的亩收入(单位:万元)情况,从该种植区抽取样本,得到推动出口后亩收入的样本均值=2.1,样本方差s2=0.01,已知该种植区以往的亩收入X服从正态分布N(1.8,0.12),假设推动出口后的亩收入Y服从正态分布N(,s2),则(若随机变量Z服从正态分布N(μ,σ2),P(Z<μ+σ)≈0.841 3)( )
A.P(X>2)>0.2 B.P(X>2)<0.5
C.P(Y>2)>0.5 D.P(Y>2)<0.8
8.(2023·新高考Ⅱ卷)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.发送0时,收到1的概率为α(0<α<1),收到0的概率为1-α;发送1时,收到0的概率为β(0<β<1),收到1的概率为1-β.考虑两种传输方案:单次传输和三次传输.单次传输是指每个信号只发送1次;三次传输是指每个信号重复发送3次.收到的信号需要译码,译码规则如下:单次传输时,收到的信号即为译码;三次传输时,收到的信号中出现次数多的即为译码(例如,若依次收到1,0,1,则译码为1).( )
A.采用单次传输方案,若依次发送1,0,1,则依次收到1,0,1的概率为(1-α)(1-β)2
B.采用三次传输方案,若发送1,则依次收到1,0,1的概率为β(1-β)2
C.采用三次传输方案,若发送1,则译码为1的概率为β(1-β)2+(1-β)3
D.当0<α<0.5时,若发送0,则采用三次传输方案译码为0的概率大于采用单次传输方案译码为0的概率
三、填空题
9.(教材改编)如图是一块高尔顿板的示意图.在一块木板上钉着若干排相互平行但错开的圆柱形小木钉,小木钉之间留有适当的空隙作为通道,前面挡有一块玻璃.将小球从顶端放入,小球下落过程中,每次碰到小木钉后可能向左或向右下落,其中向左下落的概率为,向右下落的概率为,最后落入底部的格子中.格子从左到右分别编号为0,1,2,…,10,则小球落入________号格子的概率最大.
10.某校召开春季运动会,为了组建一支朝气蓬勃、训练有素的赛会志愿者队伍,欲从4名男志愿者,3名女志愿者中随机抽取3人聘为志愿者队的队长,则在“抽取的3人中至少有一名男志愿者”的前提下,“抽取的3人中全是男志愿者”的概率是________;若用X表示抽取的3人中女志愿者的人数,则E(X)=________.
四、解答题
11.(2024·河南名校联考)在一个不透明的密闭纸箱中装有10个大小、形状完全相同的小球,其中8个白球,2个黑球.小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,记随机变量X为小张摸出白球的个数.
(1)若小张每次从纸箱中随机摸出一个小球后放回纸箱,求E和D;
(2)若小张每次从纸箱中随机摸出一个小球后不放回纸箱,求X的分布列.
12.(2024·北京西城期中)某校设计了一个实验学科的实验考查方案.考生从6道备选题中一次性随机抽取3题,按照题目要求独立完成全部实验操作,规定:至少正确完成其中2题便可通过.已知6道备选题中考生甲有4题能正确完成,2题不能正确完成;考生乙每题正确完成的概率都是,且每题正确完成与否互不影响,求:
(1)分别写出甲、乙两考生正确完成题数的概率分布列,并计算数学期望;
(2)试用统计知识分析比较两考生的实验操作能力.
13.(2024·江苏南京、盐城一模)已知某种机器的电源电压U(单位:V)服从正态分布N.其电压通常有3种状态:①不超过200 V;②在200 V~240 V之间;③超过240 V.在上述三种状态下,该机器生产的零件为不合格品的概率分别为0.15,0.05,0.2.
(1)求该机器生产的零件为不合格品的概率;
(2)从该机器生产的零件中随机抽取n(n≥2)件,记其中恰有2件不合格品的概率为pn,求pn取得最大值时n的值.
附:若Z~N,取P=0.68,P=0.95.
课后作业(六十二)
[A组 在基础中考查学科功底]
1.A [由题得最多1人被感染的概率为==.故选A.]
2.B [由X~N可知,E(X)=3,D(X)=4,
又因为Y=(X-3),所以E(Y)=E=E==0,
D(Y)=D=D=1,
则==.故选B.]
3.D [设该质点向右移动的次数为Y,则Y~B,Y=0,1,2,3,4,5,而X=Y-(5-Y)=2Y-5>0,所以X的可能取值为1,3,5.
所以P(X>0)=P(X=1)+P(X=3)+P(X=5)=P(Y=3)+P(Y=4)+P(Y=5)==.故选D.]
4.B [由题意得P=0.5,
则P=0.5-0.2=0.3,
所以P=0.3×2=0.6.
所以恰有1名居民每周运动总时间为5至6小时的概率为×0.61×0.41=2×0.6×0.4=0.48.故选B.]
5.A [ξ表示有放回地摸球3次,每次摸一个,取出红球的数目, ξ的可能取值为0,1,2,3,则ξ~B,则E=3×=1;
η表示不放回地摸球3次,每次摸一个,取出黑球的数目, η的可能取值为0,1,2,3,η满足超几何分布,
则E=3×=,则E
所以乙、丙一定都正确,则μ=m,P(X>m+1)=P(X
所以Y~N(2.1,0.12),
故P(Y>2)=P(Y>2.1-0.1)=P(Y<2.1+0.1)≈0.841 3>0.5,C正确,D错误;
因为X~N(1.8,0.12),
所以P(X>2)=P(X>1.8+2×0.1).
因为P(X<1.8+0.1)≈0.841 3,
所以P(X>1.8+0.1)≈1-0.841 3=0.158 7<0.2,
而P(X>2)=P(X>1.8+2×0.1)
8.ABD [由题意,发0收1的概率为α,发0收0的概率为1-α;发1收0的概率为β,发1收1的概率为1-β.对于A,发1收1的概率为1-β,发0收0的概率为1-α,发1收1的概率为1-β,所以所求概率为(1-α)(1-β)2,A正确.对于B,相当于发了1,1,1,收到1,0,1,则概率为(1-β)β(1-β)=β(1-β)2,B正确.对于C,相当于发了1,1,1,收到1,1,0或1,0,1或0,1,1或1,1,1,则概率为=3β(1-β)2+(1-β)3,C不正确.对于D,发送0,采用三次传输方案译码为0,相当于发0,0,0,收到0,0,1或0,1,0或1,0,0或0,0,0,则此方案的概率P1=(1-α)3=3α(1-α)2+(1-α)3;发送0,采用单次传输方案译码为0的概率P2=1-α,当0<α<0.5时,P1-P2=3α(1-α)2+(1-α)3-(1-α)=α(1-α)(1-2α)>0,D正确.故选ABD.]
9.7 [小球下落需要10次碰撞,每次向左下落的概率为,向右下落的概率为,
小球掉入0号格子,需要向左10次,概率为,
小球掉入1号格子,需要向左9次,向右1次,概率为,
小球掉入2号格子,需要向左8次,向右2次,概率为,
小球掉入3号格子,需要向左7次,向右3次,概率为,
依此类推,小球掉入k号格子,需要向左(10-k)次,向右k次,
概率为,
设小球落入k号格子的概率最大,显然k≠0,k≠10,
则,解得≤k≤,又k为整数,所以k=7,
所以小球落入7号格子的概率最大.]
10. [由题意3人全是男志愿者,即X=0,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==,
E(X)=1×+2×+3×=.
记全是男志愿者为事件A,至少有一名男志愿者为事件B,则
P(A)=P(X=0)=,
P(B)=1-P(X=3)=,
P(A|B)===.]
11.解:(1)由小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,且每次从纸箱中随机摸出一个小球后放回纸箱,所以随机变量X~B(4,0.8),所以E=4×0.8=3.2,D=4×0.8×=0.64.
(2)由小张每次从纸箱中随机摸出一个小球观察其颜色,连续摸4次,
且每次从纸箱中随机摸出一个小球后不放回纸箱,随机变量X服从超几何分布,
则P=,k=2,3,4,
可得P==,P==,P==,
所以X的分布列为
X 2 3 4
P
12.解:(1)设考生甲正确完成实验操作的题数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3,
P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==,
所以ξ的分布列为
ξ 1 2 3
P
则E(ξ)=1×+2×+3×=2.
设考生乙正确完成实验操作的题数为η,易知η~B,
所以P(η=0)==,P(η=1)==,
P(η=2)==,P(η=3)==.
所以η的分布列为
η 0 1 2 3
P
所以E(η)=3×=2.
(2)由(1),知E(ξ)=E(η)=2,D(ξ)=(1-2)2×+(2-2)2×+(3-2)2×=,
D(η)=3×=,P(ξ≥2)==,P(η≥2)==.
所以D(ξ)
故从正确完成实验操作的题数的均值方面分析,两人水平相当;
从正确完成实验操作的题数的方差方面分析,甲的水平更稳定;
从至少正确完成2题的概率方面分析,甲通过的可能性更大.因此甲的实验操作能力较强.
[B组 在综合中考查关键能力]
13.解:(1)记电压“不超过200 V”、“在200 V~240 V之间”、“超过240 V”分别为事件A,B,C,“该机器生产的零件为不合格品”为事件D.
因为U~N,所以P=P(U≤200)===0.16,
P=P=P(μ-σP=P===0.16.
所以P=PP+PP+PP
=0.16×0.15+0.68×0.05+0.16×0.2=0.09,
所以该机器生产的零件为不合格品的概率为0.09.
(2)从该机器生产的零件中随机抽取n件,设不合格品件数为X,则X~B,
所以pn=P=·0.91n-2·0.092.
由==×0.91>1,
解得2≤n<.
所以当2≤n≤21时,pn
因此当n=22时,pn最大.
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