名称 | 第10章 第6节 离散型随机变量及其分布列与数字特征(课件 学案 练习)2026届高中数学人教A版(2019)大一轮复习 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 23.1MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教A版(2019) | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2025-06-22 21:27:42 |
(ⅰ)为使得甲、乙所在队的比赛成绩为15分的概率最大,应该由谁参加第一阶段比赛?
(ⅱ)为使得甲、乙所在队的比赛成绩的数学期望最大,应该由谁参加第一阶段比赛?
【规范解答】 (1)设A1=“甲、乙所在队进入第二阶段”,则P(A1)=1-(1-0.4)3=0.784.
思维点1:计算甲、乙所在队进入第二阶段的概率.
设A2=“乙在第二阶段至少得5分”,则P(A2)=1-(1-0.5)3=0.875.
思维点2:计算乙至少得5分的概率,从而计算甲、乙所在队不少于5分的概率.
设A3=“甲、乙所在队的比赛成绩不少于5分”,则P(A3)=P(A1)·P(A2)=0.686.
(2)(ⅰ)设甲参加第一阶段比赛时甲、乙所在队得15分的概率为P甲,
则P甲=[1-(1-p)3]·q3=pq3·(3-3p+p2).
思维点3:计算甲参加第一阶段比赛时甲、乙所在队得15分的概率.
设乙参加第一阶段比赛时甲、乙所在队得15分的概率为P乙,
则P乙=[1-(1-q)3]·p3=qp3·(3-3q+q2).
思维点4:计算乙参加第一阶段比赛时甲、乙所在队得15分的概率.
则P甲-P乙=pq(3q2-3pq2+p2q2-3p2+3p2q-p2q2)=3pq(q-p)(p+q-pq),
由0
0,p+q-pq=p+q(1-p)>0,
所以P甲-P乙>0,即P甲>P乙.
思维点5:作差法比较大小.
故应该由甲参加第一阶段比赛.
( ⅱ)若甲参加第一阶段比赛,则甲、乙所在队的比赛成绩X的所有可能取值为0,5,10,15.
P(X=0)=(1-p)3+[1-(1-p)3]·(1-q)3,
P(X=5)=[1-(1-p)3]·C·q·(1-q)2,
P(X=10)=[1-(1-p)3]·C·q2·(1-q),
P(X=15)=[1-(1-p)3]·Cq3,
所以E(X)=[1-(1-p)3]·[15q(1-q)2+30q2(1-q)+15q3]=[1-(1-p)3]·15q=15pq(p2-3p+3).
思维点6:计算甲参加第一阶段比赛,甲、乙所在队比赛成绩的数学期望.
若乙参加第一阶段比赛,则甲、乙所在队的比赛成绩Y的所有可能取值为0,5,10,15.
同理,可得E(Y)=15pq(q2-3q+3).
思维点7:计算乙参加第一阶段比赛,甲、乙所在队比赛成绩的数学期望.
E(X)-E(Y)=15pq(p2-3p-q2+3q)=15pq·(q-p)(3-p-q),
由0
0,3-p-q=3-(p+q)>0, 1.75,则p的取值范围为________.
所以E(X)-E(Y)>0,即E(X)>E(Y).
思维点8:作差法比较大小.
故应该由甲参加第一阶段比赛.
本题以相互独立事件的概率、离散型随机变量的分布列为工具,考查分类讨论思想和推理论证能力,使思维能力强的学生能够展示素养、发挥潜力、脱颖而出,发挥高考的选拔功能,引导数学教学关注对学生核心素养的培养.
【训练2】 某公司计划在2025年年初将1 000万元用于投资,现有两个项目供选择.项目一:新能源汽车.据市场调研,投资到该项目上,到年底可能获利30%,也可能亏损15%,且这两种情况发生的概率分别为和.
项目二:通信设备.据市场调研,投资到该项目上,到年底可能获利50%,也可能亏损30%,也可能不赔不赚,且这三种情况发生的概率分别为,,.
(1)针对以上两个投资项目,请你为投资公司选择一个合理的项目,并说明理由;
(2)若市场预期不变,该投资公司按照你选择的项目长期投资(每一年的利润和本金继续用作投资),大约在哪一年年底总资产(利润+本金)可以翻一番?(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)
第六节 离散型随机变量及其分布列与数字特征
必备知识·梳理
教材回顾
1.唯一
3.≥ 1
4.(1)x1p1+x2p2+…+xnpn 平均水平
(2)(xi-E(X))2pi 标准差 偏离程度
5.(1)aE(X)+b (2)a2D(X)
小题快练
1.AB 2.C
3.A 解析 由分布列的性质,得0.3+a+b+0.2=1,则a+b=0.5 ①.因为E(X)=0.5,所以-1×0.3+0×a+1×b+2×0.2=0.5,解得b=0.4.将b的值代入①,得a=0.1.故选A.
4. 解析 E(X)=-+=-,E(Y)=E(2X+3)=2E(X)+3=-+3=.
5. 解析 随机变量X的取值为0,1,2,则P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==.所以E(X)=0×+1×+2×=,D(X)=2×+2×+2×=.
关键能力·落实
1.ABD 解析 因为0.1+0.2+0.4+0.2+a=1,解得a=0.1,故A正确;由分布列知P(X≤2)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=0.1+0.2+0.4=0.7,故B正确.P(X≥3)=P(X=3)+P(X=4)=0.2+0.1=0.3,故C错误;P(X≤1)=P(X=0)+P(X=1)=0.1+0.2=0.3,故D正确.故选ABD.
2.C 解析 由|X-2|=1,解得X=3或X=1.由分布列的性质可得m=1-=,所以P(|X-2|=1)=P(X=1)+P(X=3)=+=.故选C.
3.C 解析 因为随机变量X的分布列为P(X=k)=(k=1,2,5),由分布列的性质可知,P(X=1)+P(X=2)+P(X=5)=++=1,解得a=1.P(0
(2)因为X为取出的3个小球上的最小数字,所以X的所有可能取值为1,2,3,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==.故X的分布列为
X 1 2 3
P
X的数学期望E(X)=1×+2×+3×=.
【训练1】 解 (1)记抛掷骰子的样本点为(a,b),则样本空间Ω={(a,b)|1≤a≤6,1≤b≤6,a∈Z,b∈Z},则n(Ω)=36,记事件A=“X>0”,记事件B=“X==”,则A={(a,b)|1≤a≤b≤6,a∈Z,b∈Z},且n(A)=21,又AB={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,2),(2,4),(2,6),(3,3),(3,6),(4,4),(5,5),(6,6)},则n(AB)=14,所以P(B|A)===,即在X>0的条件下,X=的概率为.
(2)X所有可能取值为0,1,2,3,4,5,6.
P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==,P(X=4)=,P(X=5)=,P(X=6)=,所以X的分布列为
X 0 1 2 3 4 5 6
P
所以,E(X)=0×+1×+2×+3×+4×+5×+6×=.D(X)=E(X2)-[E(X)]2=-2=.
【训练2】 解 (1)若投资项目一,设获利为ξ1万元(负值表示亏损),则ξ1的分布列为
ξ1 300 -150
P
E(ξ1)=300×+(-150)×=200.
若投资项目二,设获利为ξ2万元(负值表示亏损,0表示不赔不赚),则ξ2的分布列为
ξ2 500 0 -300
P
E(ξ2)=500×+0×+(-300)×=200.所以E(ξ1)=E(ξ2),即投资项目一和项目二获利的期望相同.D(ξ1)=(300-200)2×+(-150-200)2×=35 000,D(ξ2)=(500-200)2×+(0-200)2×+(-300-200)2×=140 000,所以D(ξ1)
第六节
第十章 计数原理、概率、随机变量及其分布
离散型随机变量及其分布列与数字特征
课
程
标
准
必备知识/梳理
第一部分
——回扣知识
教|材|回|顾
微|点|延|伸
小|题|快|练
解析
解析
解析
关键能力/落实
第二部分
——考向探究
类型一
离散型随机变量分布列、均值、方差的性质 自练自悟
解析
解析
解析
类型二
求离散型随机变量的均值与方差
解
解
解
解
解
类型三
决策问题
规范解答
规范解答
规范解答
规范解答
规范解答
规范解答
规范解答
解
解
解
解
R
赢在欲点微练(八十五) 离散型随机变量及其分布列与数字特征
基础过关
一、单项选择题
1.袋中装有10个红球、5个黑球.每次随机抽取1个球后,若取得黑球则另换1个红球放回袋中,直到取到红球为止.设抽取的次数为ξ,则表示“放回5个红球”事件的是( )
A.ξ=4 B.ξ=5
C.ξ=6 D.ξ≤5
2.已知P(X=i)=(i=1,2,3),随机变量Y=2X-1,则P(Y≥3)=( )
A. B. C. D.
3.已知离散型随机变量X的分布列为
X 1 2 3
P a
则X的均值E(X)等于( )
A. B.2
C. D.3
4.已知X的分布列为
X -1 0 1
P
且Y=aX+3,E(Y)=,则a为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
5.现有3道单选题,学生李明对其中的2道题有思路,1道题完全没有思路,有思路的题答对的概率为,没有思路的题只好任意猜一个答案,猜对答案的概率为,若每题答对得5分,不答或答错得0分,则李明这3道题得分的均值为( )
A. B. C. D.
6.已知甲、乙两种产业收益的分布列分别为:
甲产业收益分布列
收益X/亿元 -1 0 2
概率 0.1 0.3 0.6
乙产业收益分布列
收益Y/亿元 0 1 2
概率 0.3 0.4 0.3
则下列说法正确的是( )
A.甲产业收益的期望大,风险高
B.甲产业收益的期望小,风险小
C.乙产业收益的期望大,风险小
D.乙产业收益的期望小,风险高
二、多项选择题
7.一盒中有7个乒乓球,其中5个未使用过,2个已使用过.现从盒子中任取3个球来用,用完后再装回盒中.记盒中已使用过的球的个数为X,则( )
A.X的所有可能取值是3,4,5
B.X最有可能的取值是5
C.X取值是3的概率为
D.X的数学期望是
8.已知某商场某种商品的单件销售利润为X,X的可能取值为0,a,2,根据以往销售经验可得0X 0 a 2
P b
则下列结论正确的是( )
A.b=
B.若该商场销售5件该商品,其中有3件销售利润为0的概率为
C.D(X)min=
D.当D(X)最小时,E(X)=
三、填空题
9.某射击选手射击环数的分布列为
X 7 8 9 10
P 0.3 0.3 a b
若射击不小于9环为优秀,其射击一次的优秀率为________.
10.某日A,B两个沿海城市受台风袭击(相互独立)的概率相同,已知A市或B市受台风袭击的概率为0.36,若用X表示这一天受台风袭击的城市个数,则E(X)=________.
11.已知排球发球考试规则:每位考生最多可发球三次,若发球成功,则停止发球,否则一直发到3次结束为止.某考生一次发球成功的概率为p(0
四、解答题
12.从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,设随机变量X表示所选3人中女生的人数,求:
(1)“所选3人中女生人数X≤1”的概率;
(2)X的均值与方差.
13.(2025·辽宁模拟)民航招飞是指普通高校飞行技术专业(本科)通过高考招收飞行学生,报名的学生参加预选初检、体检鉴定、飞行职业心理学检测、背景调查、高考选拔这5项流程,其中前4项流程选拔均通过,则被确认为有效招飞申请,然后参加高考,由招飞院校择优录取.据统计,每位报名学生通过前4项流程的概率依次约为,,,1.假设学生能否通过这5项流程相互独立,现有某校高三学生A,B,C这三人报名民航招飞.
(1)求A,B,C这三人中恰好有两人被确认为有效招飞申请的概率;
(2)根据A,B,C这三人的平时学习成绩,预估高考成绩能被招飞院校录取的概率分别为,,,设随机变量X为A,B,C这三人中能被招飞院校录取的人数,求X的分布列和数学期望.
素养提升
14.(2024·北京高考)某保险公司为了解该公司某种保险产品的索赔情况,从合同保险期限届满的保单中随机抽取1 000份,记录并整理这些保单的索赔情况,获得数据如下表:
索赔次数 0 1 2 3 4
保单份数 800 100 60 30 10
假设:一份保单的保费为0.4万元;前三次索赔时,保险公司每次赔偿0.8万元;第四次索赔时,保险公司赔偿0.6万元.
假设不同保单的索赔次数相互独立.用频率估计概率.
(1)估计一份保单索赔次数不少于2的概率;
(2)一份保单的毛利润定义为这份保单的保费与赔偿总金额之差.
(ⅰ)记X为一份保单的毛利润,估计X的数学期望E(X);
(ⅱ)如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,试比较这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值与(ⅰ)中E(X)估计值的大小.(结论不要求证明)
微练(八十五) 离散型随机变量及其分布列与数字特征
1.C 解析 “放回5个红球”表示前五次抽到黑球,第六次抽到红球,故ξ=6.故选C.
2.B 解析 由题意可知P(Y≥3)=P(X≥2)=P(X=2)+P(X=3)=+=.故选B.
3.A 解析 由题意得+a+=1,解得a=,故E(X)=1×+2×+3×=.故选A.
4.B 解析 E(X)=(-1)×+0×+1×=-,由Y=aX+3得E(Y)=aE(X)+3,所以=a×+3,解得a=2.故选B.
5.B 解析 记李明这3道题的得分为随机变量X,则X的所有可能取值为0,5,10,15,P(X=0)=2×=,P(X=5)=C×××+2×=,P(X=10)=C×××+2×=,P(X=15)=2×=,所以E(X)=0×+5×+10×+15×=.故选B.
6.A 解析 由题意可得E(X)=-1×0.1+0×0.3+2×0.6=1.1,D(X)=(-1-1.1)2×0.1+(0-1.1)2×0.3+(2-1.1)2×0.6=1.29;E(Y)=0×0.3+1×0.4+2×0.3=1,D(Y)=(0-1)2×0.3+(1-1)2×0.4+(2-1)2×0.3=0.6,故E(X)>E(Y),D(X)>D(Y),即甲产业收益的期望大,风险高.故选A.
7.AC 解析 记 “一个未使用过的乒乓球”为A, “一个已使用过的乒乓球”为B,任取3个球的所有可能是1A2B,2A1B,3A,A使用后成为B,故X的所有可能取值是3,4,5,故A正确;P(X=3)==,P(X=4)==,P(X=5)==,所以X最有可能的取值是4,故B错误,C正确;E(X)=3×+4×+5×=,故D错误.故选AC.
8.ABC 解析 对A,由题意知,+b+=1,所以b=,故选项A正确.对B,该商场销售5件该商品,其中有3件销售利润为0的概率为C32=,故选项B正确.对C,随机变量X的期望E(X)=0×+a+2×=(a+1),D(X)=2×+2×+2×=×(2a2-2a+5)=×,因为09.40% 解析 由分布列的性质,得P(X≥9)=a+b=1-0.3-0.3=0.4,故射击一次的优秀率为40%.
10.0.4 解析 设A,B两市受台风袭击的概率均为p,则A市和B市均不受台风袭击的概率为(1-p)2=1-0.36,解得p=0.2或p=1.8(舍去),则P(X=0)=1-0.36=0.64,P(X=1)=C×0.8×0.2=0.32,P(X=2)=0.2×0.2=0.04,所以E(X)=0×0.64+1×0.32+2×0.04=0.4.
11. 解析 由题意知P(X=1)=p,P(X=2)=p(1-p),P(X=3)=(1-p)2,所以E(X)=p+2p(1-p)+3(1-p)2>1.75,解得p>或p<,又p∈(0,1),所以p∈.
12.解 (1)“所选3人中女生人数X≤1”的概率P=P(X=0)+P(X=1)=+=+=.
(2)因为从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,随机变量X表示所选3人中女生的人数,所以X的可能取值为0,1,2,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,所以X的分布列为
X 0 1 2
P
所以E(X)=0×+1×+2×=1.D(X)=(0-1)2×+(1-1)2×+(2-1)2×=.
13.解 (1)因为每位报名学生通过前4项流程的概率依次约为,,,1,且能否通过相互独立,所以每位报名学生被确认为有效招飞申请的概率为P=×××1=.故A,B,C这三人中恰好有两人被确认为有效招飞申请的概率P0=C2×=.
(2)因为每位报名学生被确认为有效招飞申请的概率为P=,且预估A,B,C能被招飞院校录取的概率分别为,,,所以A能被招飞院校录取的概率为P1=×=,B能被招飞院校录取的概率为P2=×=,C能被招飞院校录取的概率为P3=×=,由题知,X的可能取值为0,1,2,3,所以P(X=0)=××=,P(X=1)=××+×××2=,P(X=2)=×××2+××=,P(X=3)=××=,
所以X的分布列为
X 0 1 2 3
P
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
14.解 (1)解法一:记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,由索赔次数不少于2,知索赔次数为2,3,4,所以P(A)===.
解法二:记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,由索赔次数不少于2,知可利用间接法计算,则P(A)=1-=.
(2)(ⅰ)由题知X的所有可能取值为0.4,-0.4,-1.2,-2.0,-2.6,则P(X=0.4)==0.8,P(X=-0.4)==0.1,P(X=-1.2)==0.06,P(X=-2.0)==0.03,P(X=-2.6)==0.01,故E(X)=0.4×0.8-0.4×0.1-1.2×0.06-2.0×0.03-2.6×0.01=0.122.
(ⅱ)如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值比(ⅰ)中E(X)估计值大.证明如下:
设调整保费后一份保单的毛利润(单位:万元)为Y,则
对于索赔次数为0的保单,Y=0.4×(1-4%)=0.384,
对于索赔次数为1的保单,Y=0.4×(1+20%)-0.8=-0.32,
对于索赔次数为2的保单,Y=-0.32-0.8=-1.12,
对于索赔次数为3的保单,Y=-1.12-0.8=-1.92,
对于索赔次数为4的保单,Y=-1.92-0.6=-2.52,
故E(Y)=0.384×0.8-0.32×0.1-1.12×0.06-1.92×0.03-2.52×0.01=0.125 2.所以E(X)
微练(八十五)
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素养提升
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解
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