5 正态分布(课件 学案 练习)高中数学北师大版(2019)选择性必修 第一册 第六章

文档属性

名称 5 正态分布(课件 学案 练习)高中数学北师大版(2019)选择性必修 第一册 第六章
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文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 北师大版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-07-19 20:48:21

文档简介

5 正态分布
课时目标
1.利用实际问题的频率分布直方图,了解正态曲线的特点及曲线所表示的意义.
2.了解变量在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]上取值的概率大小.
3.会用正态分布去解决实际问题.
1.连续型随机变量
人们把________________________的随机变量称为连续型随机变量,最常见的一类连续型随机变量是由误差引起的.
2.正态分布
由误差引起的连续型随机变量对应的分布密度函数解析式为φμ,σ(x)=e-, x∈(-∞,+∞),其中实数μ,σ(σ>0)为参数,这一类随机变量X的分布密度(函数)称为正态分布密度(函数),简称正态分布.
正态分布是最常见、最重要的连续型随机变量的分布,是刻画误差分布的重要模型,因此也称为误差模型.
3.正态曲线
正态分布对应的图象为正态分布密度曲线,简称为正态曲线.
4.正态分布的特点
(1)如果一个随机变量X服从正态分布,那么对于任何实数a,b(a(2)因为正态分布完全由μ和σ确定,所以正态曲线还具有下列特点:
①当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿____________平移.
②当μ一定时,曲线的形状由σ确定.σ越大,曲线越“________”,表示总体的分布越分散;σ越小,曲线越“________”,表示总体的分布越集中.
5.正态曲线的性质
如果随机变量X服从正态分布,即X~N(μ,σ2),则EX=μ,DX=σ2.
正态曲线有如下性质:
(1)曲线在x轴的上方,与x轴不相交.
(2)曲线是单峰的,关于直线__________对称.
(3)曲线的最高点位于__________处.
(4)当x<μ时,曲线上升;当x>μ时,曲线下降;并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线.
6.正态总体在三个特殊区间内取值的概率
P(μ-σP(μ-2σP(μ-3σ7.3σ原则
在实际应用中,通常认为服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取区间______________之间的值,并称之为3σ原则.
[基点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“?”)
(1)正态分布密度函数中的参数μ,σ的意义分别是样本的均值和方差.(  )
(2)正态曲线是单峰的,其与x轴之间图形的面积是随参数μ,σ的变化而变化的.(  )
(3)正态曲线可以关于y轴对称.(  )
(4)在正态分布中,参数μ是反映随机变量取值的平均水平的特征数,可以用样本均值去估计;σ是衡量随机变量总体波动大小的特征数,可以用样本标准差去估计.(  )
(5)若随机变量X~N(μ,σ2),则X可以是离散型随机变量.(  )
(6)正态曲线的对称轴的位置由μ确定,曲线形状由σ确定.(  )
2.设随机变量X服从正态分布N(0,1),则P(X≤0)=(  )
A. B.
C. D.
3.已知随机变量X~N(2,σ2),P(X≤4)=0.8,那么P(2≤X≤4)=(  )
A.0.2 B.0.3
C.0.4 D.0.8
题型(一) 正态曲线及其性质
[例1] [多选]早在1733年,法国数学家棣莫弗在研究二项概率的近似计算时,提出了正态分布密度函数的形式,其解析式为f(x)=·e,x∈R.其中μ∈R,σ>0为参数.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,下列关于正态分布密度函数及图象的特点的说法中,正确的有(  )
A.曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称
B.曲线在x=μ处达到峰值
C.当σ较小时,峰值低,正态曲线“矮胖”,表示随机变量X的分布分散;当σ较大时,峰值高,正态曲线“高瘦”,表示随机变量X的分布集中
D.当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴
听课记录:
[例2] [多选]已知三个正态分布密度函数φi(x)=e(x∈R,i=1,2,3)的图象如图所示,下列关于μ1,μ2,μ3,σ1,σ2,σ3的大小关系正确的是(  )
A.μ1<μ2=μ3 B.σ1=σ2<σ3
C.μ1>μ2=μ3 D.σ1=σ2>σ3
听课记录:
  利用正态曲线的性质求参数μ,σ
(1)正态曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称,由此性质结合图象求出μ.
(2)正态曲线在x=μ处达到峰值,由此性质结合图象可求出σ. 
[针对训练]
1.已知随机变量ξ~N(3,22),若ξ=2η+3,则Dη=(  )
A.0 B.1
C.4 D.16
2.设X~N(μ1,σ),Y~N(μ2,σ),这两个正态分布密度曲线如图所示,则下列结论正确的是(  )
A.μ1>μ2
B.σ1>σ2
C.P(Y≥μ2)≥P(Y≥μ1)
D.P(X≤μ2)≥P(X≤μ1)
题型(二) 利用正态曲线的性质求概率
[例3] [多选]已知随机变量X~N(3,σ2),且P(1A.P(3B.P(3C.P(-2D.P(-2P(3听课记录:
利用正态分布求概率的两种方法
(1)对称法:由于正态曲线是关于直线x=μ对称的,且概率的和为1,故关于直线x=μ对称的区间的概率相等.如:①P(X②P(X<μ-a)=P(X>μ+a).
(2)“3σ”法:利用随机变量X落在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]内的概率分别约为0.682 6,0.954 4,0.997 4求解. 
[针对训练]
3.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)=________.
4.设X~N(1,22),试求:
(1)P(-1(2)P(3参考数据:P(μ-σ题型(三) 正态分布的应用
[例4] 假设某厂包装食盐的生产线,正常情况下生产出来的食盐质量服从正态分布N(500,52)(单位:g),该生产线上的检测员某天随机抽取了两包食盐,称得其质量均大于515 g.
(1)求正常情况下,任意抽取一包食盐,质量大于515 g的概率为多少;
(2)检测员根据抽检结果,判断出该生产线出现异常,要求立即停产检修,检测员的判断是否合理?请说明理由.
听课记录:
  随机变量X的取值
解题时,应当注意零件尺寸应落在(μ-3σ,μ+3σ]之内,否则可以认为该批产品不合格.判断的根据是小概率事件在一次试验中几乎是不可能发生的,而一旦发生了,就可以认为这批产品不合格.
[针对训练]
5.为了解高三复习备考情况,某校组织了一次阶段考试.若高三全体考生的数学成绩近似服从正态分布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或等于82.5分的概率为________;如果成绩大于135分的为特别优秀,那么此次参加考试的学生成绩特别优秀的概率为________.(若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ5 正态分布
?课前环节
1.具有分布密度函数 4.(2)x轴 矮胖
高瘦 5.(2)x=μ (3)x=μ 6.0.682 6 0.954 4 0.997 4 7.(μ-3σ,μ+3σ]
[基点训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
2.选D 因为随机变量X服从正态分布N(0,1),所以P(X≤0)=.
3.选B 因为X~N(2,σ2),所以P(X≤2)=0.5,又P(X≤4)=0.8,所以P(2≤X≤4)=P(X≤4)-P(X≤2)=0.8-0.5=0.3.
?课堂环节
[题型(一)]
[例1] 选ABD 当x<μ时,y=-单调递增,则f(x)=e单调递增,当x>μ时,y=-单调递减,则f(x)=e单调递减,又f(μ+x)=
e,f(μ-x)=e,所以f(μ+x)=f(μ-x),故曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称,故A正确;因为-≤0,有e-≤1,因此e-≤,当且仅当x=μ时,等号成立,即曲线在x=μ处达到峰值,故B正确;由选项B可知,当σ越小时,峰值越大,则曲线越“高瘦”,故C错误;因为正态曲线与x轴之间的区域的面积总为1,且e>0恒成立,所以结合曲线的单调性可知,当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴,故D正确.
[例2] 选AB 正态分布关于x=μ对称,且μ越大图象的对称轴越靠近右边,故第一个曲线的均值比第二个和第三个的均值小,且二,三两个的均值相等,故μ1<μ2=μ3,故A正确,C错误.σ越小,曲线越“高瘦”,则第二个图象σ要比第三个的σ要小,故σ1=σ2<σ3,故B正确,D错误.
[针对训练]
1.选B ∵ξ~N(3,22),∴Dξ=22=4,
∵ξ=2η+3,∴η==ξ-.
∴Dη=D=Dξ=1.
2.选D 因为X~N(μ1,σ),Y~N(μ2,σ),两曲线分别关于x=μ1,x=μ2对称,所以由题图可知,μ1<μ2,所以A错误;因为X的分布曲线“高瘦”,Y的分布曲线“矮胖”,所以σ1<σ2,所以B错误;所以P(Y≥μ2)≤P(Y≥μ1),P(X≤μ2)≥P(X≤μ1),所以C错误,D正确.故选D.
[题型(二)]
[例3] 选AC 由X~N(3,σ2),得μ=3,由=3,得P(30.23=P(X≤1)>P(-2[针对训练]
3.解析:由随机变量ξ服从正态分布N(0,σ2),可得正态曲线关于x=0对称,
因为P(ξ>2)=0.023,可得P(ξ<-2)=0.023,所以P(-2≤ξ≤2)=1-P(ξ<-2)-P(ξ>2)=1-0.023-0.023=0.954.
答案:0.954
4.解:(1)因为X~N(1,22),所以μ=1,σ=2.
所以P(-1(2)因为P(3所以P(3=[P(μ-2σ[题型(三)]
[例4] 解:(1)设正常情况下,该生产线上生产出来的食盐质量为X g,由题意可知X~N(500,52).由于515=500+3×5,所以根据正态分布的对称性与“3σ原则”可知,P(X>515)=P(|X-3×5|>500)≈×0.3%=0.15%.
(2)检测员的判断是合理的.因为如果生产线不出现异常的话,由(1)可知,随机抽取两包检查,质量都大于515 g的概率约为0.15%×0.15%=2.25×10-6,几乎为零,但这样的事件竟然发生了,所以有理由认为生产线出现了异常,检测员的判断是合理的.
[针对训练]
5.解析:因为数学成绩服从正态分布N(100,17.52),
则P(100-17.5又因为P(100-2×17.5135)=≈=0.022 8.
答案:0.158 7 0.022 8(共73张PPT)
§5
正态分布
(强基课—梯度进阶式教学)
课时目标
1.利用实际问题的频率分布直方图,了解正态曲线的特点及曲线所表示的意义.
2.了解变量在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]上取值的概率大小.
3.会用正态分布去解决实际问题.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
课时跟踪检测
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
1.连续型随机变量
人们把___________________的随机变量称为连续型随机变量,最常见的一类连续型随机变量是由误差引起的.
具有分布密度函数
3.正态曲线
正态分布对应的图象为正态分布密度曲线,简称为正态曲线.
4.正态分布的特点
(1)如果一个随机变量X服从正态分布,那么对于任何实数a,b(a(2)因为正态分布完全由μ和σ确定,所以正态曲线还具有下列特点:
①当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿_______平移.
②当μ一定时,曲线的形状由σ确定.σ越大,曲线越“______”,表示总体的分布越分散;σ越小,曲线越“______”,表示总体的分布越集中.
x轴
矮胖
高瘦
5.正态曲线的性质
如果随机变量X服从正态分布,即X~N(μ,σ2),则EX=μ,DX=σ2.
正态曲线有如下性质:
(1)曲线在x轴的上方,与x轴不相交.
(2)曲线是单峰的,关于直线______对称.
x=μ
(3)曲线的最高点位于_______处.
(4)当x<μ时,曲线上升;当x>μ时,曲线下降;并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线.
x=μ
6.正态总体在三个特殊区间内取值的概率
P(μ-σP(μ-2σP(μ-3σ7.3σ原则
在实际应用中,通常认为服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取区间__________________之间的值,并称之为3σ原则.
0.682 6
0.954 4
0.997 4
(μ-3σ,μ+3σ]
基点训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“?”)
(1)正态分布密度函数中的参数μ,σ的意义分别是样本的均值和方差. (  )
(2)正态曲线是单峰的,其与x轴之间图形的面积是随参数μ,σ的变化而变化的. (  )
(3)正态曲线可以关于y轴对称. (  )
× 
× 

(4)在正态分布中,参数μ是反映随机变量取值的平均水平的特征数,可以用样本均值去估计;σ是衡量随机变量总体波动大小的特征数,可以用样本标准差去估计. (  )
(5)若随机变量X~N(μ,σ2),则X可以是离散型随机变量. (  )
(6)正态曲线的对称轴的位置由μ确定,曲线形状由σ确定. (  )
√ 
× 


3.已知随机变量X~N(2,σ2),P(X≤4)=0.8,那么P(2≤X≤4)=(  )
A.0.2 B.0.3
C.0.4 D.0.8
解析:因为X~N(2,σ2),所以P(X≤2)=0.5,又P(X≤4)=0.8,所以P(2≤X≤4)=P(X≤4)-P(X≤2)=0.8-0.5=0.3.

课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
题型(一) 正态曲线及其性质





解析:正态分布关于x=μ对称,且μ越大图象的对称轴越靠近右边,故第一个曲线的均值比第二个和第三个的均值小,且二,三两个的均值相等,故μ1<μ2=μ3,故A正确,C错误.
σ越小,曲线越“高瘦”,则第二个图象σ要比第三个的σ要小,故σ1=σ2<σ3,故B正确,D错误.
方法技巧
1.已知随机变量ξ~N(3,22),若ξ=2η+3,则Dη=(  )
A.0 B.1
C.4 D.16
针对训练


[例3] [多选]已知随机变量X~N(3,σ2),且P(1A.P(3B.P(3C.P(-2D.P(-2P(3题型(二) 利用正态曲线的性质求概率


利用正态分布求概率的两种方法
(1)对称法:由于正态曲线是关于直线x=μ对称的,且概率的和为1,故关于直线x=μ对称的区间的概率相等.如:
①P(X②P(X<μ-a)=P(X>μ+a).
(2)“3σ”法:利用随机变量X落在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]内的概率分别约为0.682 6,0.954 4,0.997 4求解.  
方法技巧
3.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)=________.
解析:由随机变量ξ服从正态分布N(0,σ2),可得正态曲线关于x=0对称,
因为P(ξ>2)=0.023,可得P(ξ<-2)=0.023,
所以P(-2≤ξ≤2)=1-P(ξ<-2)-P(ξ>2)=1-0.023-0.023=0.954.
针对训练
4.设X~N(1,22),试求:
(1)P(-1(2)P(3参考数据:P(μ-σ解:(1)因为X~N(1,22),所以μ=1,σ=2.
所以P(-1(2)因为P(3[例4] 假设某厂包装食盐的生产线,正常情况下生产出来的食盐质量服从正态分布N(500,52)(单位:g),该生产线上的检测员某天随机抽取了两包食盐,称得其质量均大于515 g.
(1)求正常情况下,任意抽取一包食盐,质量大于515 g的概率为多少;
(2)检测员根据抽检结果,判断出该生产线出现异常,要求立即停产检修,检测员的判断是否合理?请说明理由.
题型(三) 正态分布的应用
解:(1)设正常情况下,该生产线上生产出来的食盐质量为X g,由题意可知X~N(500,52).
由于515=500+3×5,所以根据正态分布的对称性与“3σ原则”可知,
(2)检测员的判断是合理的.因为如果生产线不出现异常的话,由(1)可知,随机抽取两包检查,质量都大于515 g的概率约为0.15%×0.15%=2.25×10-6,几乎为零,但这样的事件竟然发生了,所以有理由认为生产线出现了异常,检测员的判断是合理的.
随机变量X的取值
解题时,应当注意零件尺寸应落在(μ-3σ,μ+3σ]之内,否则可以认为该批产品不合格.判断的根据是小概率事件在一次试验中几乎是不可能发生的,而一旦发生了,就可以认为这批产品不合格.  
方法技巧
5.为了解高三复习备考情况,某校组织了一次阶段考试.若高三全体考生的数学成绩近似服从正态分布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或等于82.5分的概率为________;如果成绩大于135分的为特别优秀,那么此次参加考试的学生成绩特别优秀的概率为________.(若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ针对训练
0.158 7
0.022 8
解析:因为数学成绩服从正态分布N(100,17.52),
则P(100-17.5课时跟踪检测
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解析:由题意,得σ(X)=0.8,σ(Y)=1,σ(Z)=2,因为当σ较小时,峰值高,正态曲线“高瘦”,且σ(X)<σ(Y)<σ(Z),所以三个随机变量X,Y,Z对应曲线的序号依次为①②③.
4.某班有60名同学,一次数学考试(满分150分)的成绩X服从正态分布N(90,σ2),若P(80≤X≤100)=0.6,则本班在100分以上的人数约为(  )
A.6 B.12
C.18 D.24
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6.如果ξ~N(μ,σ2),且P(ξ>3)=P(ξ<1)成立,则μ=_____.
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7.某地区高二理科学生有28 000名,在一次模拟考试中,数学成绩ξ服从正态分布N(100,σ2),已知P(80<ξ≤120)=0.7,则本次考试中数学成绩在120分以上的大约有________人.
解析:由模拟考试中,数学成绩ξ服从正态分布N(100,σ2),且P(80<ξ≤120)=0.7,
4 200
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所以本次考试中数学成绩在120分以上的大约有28 000×0.15=4 200人.
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解析:根据正态曲线的对称性知,要使误差εn在(-0.5,0.5)的概率不小于0.954 5,
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9.设随机变量X~N(2,9),若P(X>c+1)=P(X<c-1).
(1)求c的值;
(2)求P(-4<X≤8).
附:若随机变量X~N(μ,σ2),则P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.954 4.
解:(1)由X~N(2,9)可知,正态曲线关于直线x=2对称.
因为P(X>c+1)=P(X<c-1),
所以2-(c-1)=(c+1)-2,解得c=2.
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(2)由X~N(2,9),得μ=2,σ=3,
所以P(-4<X≤8)=P(2-2×3<X≤2+2×3)=P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.954 4.
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10.某人骑自行车上班,第一条路线较短但拥挤,到达时间X(分钟)服从正态分布N(5,1);第二条路线较长不拥挤,X服从正态分布N(6,0.16).若有一天他出发时离点名时间还有7分钟,问他应选哪一条路线?若离点名时间还有6.5分钟,问他应选哪一条路线?
解:还有7分钟时:
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B级——应用创
11.[多选]山东东阿盛产阿胶,阿胶与人参、鹿茸并称“中药三宝”.阿胶的主要原料是驴皮,配以冰糖、绍酒、豆油等十几种辅料,用东阿特有的含多种矿物质的井水,采取传统的制作工艺熬制而成.已知每盒某阿胶产品的质量M(单位:g)服从正态分布N(250,σ2),且P(M<251)=0.75,P(2491
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A.若从该阿胶产品中随机选取1盒,则这盒阿胶产品的质量大于249 g的概率为0.75
B.若从该阿胶产品中随机选取1盒,则这盒阿胶产品的质量在251 g~253 g内的概率为0.15
C.若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量大于253 g的盒数的方差为47.5
D.若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量在251 g~253 g内的盒数的均值为200



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解析:因为M~N(250,σ2),所以P(M>249)=P(M<251)=0.75,A正确.
因为P(M<251)=0.75,所以P(2491
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因为P(249253)=0.75-0.7=0.05,若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量大于253 g的盒数X~B
(1 000,0.05),所以DX=1 000×0.05×(1-0.05)=47.5,C正确.
P(2511
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12.为庆祝中国共产党成立103周年,不断提升广大党员干部学习党的政治理论知识的自觉性,某市面对全体党员,举办了“强国复兴有我”党史知识竞赛.比赛由初赛、复赛和决赛三个环节组成.已知进入复赛的党员共有100 000人,复赛总分105分,所有选手的复赛成绩都不低于55分.经过复赛,有2 280名党员进入了决赛,并最终评出了若干一等奖和52个特等奖.复赛成绩和决赛成绩都服从正态分布.
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现从中随机选出100名选手的复赛成绩,得到如图所示的频率分布直方图.
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(3)甲在决赛中取得了99分的优异成绩,乙对甲说:“据可靠消息,此次决赛的平均成绩是75分,90分以上才能获得特等奖.”试用统计学的相关知识,分析乙所说消息的真实性.
参考数据:P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 6,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 4,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 4.
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由90=μ+2σ=75+2σ得σ=7.5,
所以μ+3σ=75+22.5=97.5,而P(ξ≥μ+3σ)≈0.001 3,
所以甲取得99分是小概率事件,这几乎是不可能发生的,
根据统计学的相关原理,我们可以判断,乙所说的消息是不真实的.
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13.为了提高学生的法律意识,某校组织全校学生参与答题闯关活动,共两关.现随机抽取100人,对第一关答题情况进行调查.
分数 [0,20) [20,40) [40,60) [60,80) [80,100]
人数 10 15 45 20 10
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(参考数据:若随机变量Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ1
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2课时跟踪检测(五十八) 正态分布
A级——综合提能
1.已知正态分布密度函数f(x)=e,x∈R,则μ,σ分别是(  )
A.0和4 B.0和2
C.0和8 D.0和
2.已知随机变量X服从正态分布N(a,4),且P(X>1)=0.5,则实数a的值为(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
3.如图是三个正态分布X~N(0,0.64),Y~N(0,1),Z~N(0,4)的密度曲线,则三个随机变量X,Y,Z对应曲线的序号依次为(  )
A.①②③ B.③②①
C.②③① D.①③②
4.某班有60名同学,一次数学考试(满分150分)的成绩X服从正态分布N(90,σ2),若P(80≤X≤100)=0.6,则本班在100分以上的人数约为(  )
A.6 B.12
C.18 D.24
5.[多选]设随机变量ξ服从正态分布N(μ,7),若P(ξ<2)=P(ξ>4)=a,则下列结论正确的为(  )
A.μ=3 B.P(3≤ξ≤4)=1-2a
C.Dξ= D.P(2≤ξ≤3)=-a
6.如果ξ~N(μ,σ2),且P(ξ>3)=P(ξ<1)成立,则μ=________.
7.某地区高二理科学生有28 000名,在一次模拟考试中,数学成绩ξ服从正态分布N(100,σ2),已知P(80<ξ≤120)=0.7,则本次考试中数学成绩在120分以上的大约有________人.
8.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).
9.设随机变量X~N(2,9),若P(X>c+1)=P(X<c-1).
(1)求c的值;
(2)求P(-4<X≤8).
附:若随机变量X~N(μ,σ2),则P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.954 4.
10.某人骑自行车上班,第一条路线较短但拥挤,到达时间X(分钟)服从正态分布N(5,1);第二条路线较长不拥挤,X服从正态分布N(6,0.16).若有一天他出发时离点名时间还有7分钟,问他应选哪一条路线?若离点名时间还有6.5分钟,问他应选哪一条路线?
B级——应用创新
11.[多选]山东东阿盛产阿胶,阿胶与人参、鹿茸并称“中药三宝”.阿胶的主要原料是驴皮,配以冰糖、绍酒、豆油等十几种辅料,用东阿特有的含多种矿物质的井水,采取传统的制作工艺熬制而成.已知每盒某阿胶产品的质量M(单位:g)服从正态分布N(250,σ2),且P(M<251)=0.75,P(249A.若从该阿胶产品中随机选取1盒,则这盒阿胶产品的质量大于249 g的概率为0.75
B.若从该阿胶产品中随机选取1盒,则这盒阿胶产品的质量在251 g~253 g内的概率为0.15
C.若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量大于253 g的盒数的方差为47.5
D.若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量在251 g~253 g内的盒数的均值为200
12.为庆祝中国共产党成立103周年,不断提升广大党员干部学习党的政治理论知识的自觉性,某市面对全体党员,举办了“强国复兴有我”党史知识竞赛.比赛由初赛、复赛和决赛三个环节组成.已知进入复赛的党员共有100 000人,复赛总分105分,所有选手的复赛成绩都不低于55分.经过复赛,有2 280名党员进入了决赛,并最终评出了若干一等奖和52个特等奖.复赛成绩和决赛成绩都服从正态分布.现从中随机选出100名选手的复赛成绩,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)试根据频率分布直方图,求这100名选手的平均成绩 (同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(2)若全体复赛选手的平均成绩刚好等于,标准差为9.5,试确定由复赛进入决赛的分数线是多少?
(3)甲在决赛中取得了99分的优异成绩,乙对甲说:“据可靠消息,此次决赛的平均成绩是75分,90分以上才能获得特等奖.”试用统计学的相关知识,分析乙所说消息的真实性.
参考数据:P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 6,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 4,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 4.
13.为了提高学生的法律意识,某校组织全校学生参与答题闯关活动,共两关.现随机抽取100人,对第一关答题情况进行调查.
分数 [0,20) [20,40) [40,60) [60,80) [80,100]
人数 10 15 45 20 10
(1)假设分数Z近似服从正态分布N(μ,σ2),其中μ近似为样本的平均数 (每组数据取区间的中点值),σ2近似为样本方差s2≈212,若该校有4 000名学生参与答题活动,试估计分数在(30,93)内的学生数;
(2)学校规定:分数在[60,100]内的为闯关成功,并对第一关闯关成功的学生记德育学分5分;只有第一关闯关成功才能闯第二关,第二关闯关不成功的学生德育学分只记第一关学分;对两关均闯关成功的学生记德育学分10分.在闯过第一关的同学中,每位同学第二关闯关成功的概率均为,同学之间第二关闯关是相互独立的.从第一关闯关成功的学生中随机抽取2人,记2人本次活动总分为随机变量X,求X的分布列与数学期望.
(参考数据:若随机变量Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ课时跟踪检测(五十八)
1.选B 由题意得f(x)=e=·e,故μ=0,σ=2.
2.选A 因为随机变量X服从正态分布N(a,4),所以正态曲线关于x=a对称,且P(X>a)=0.5,由P(X>1)=0.5,可知a=1.
3.选A 由题意,得σ(X)=0.8,σ(Y)=1,σ(Z)=2,因为当σ较小时,峰值高,正态曲线“高瘦”,且σ(X)<σ(Y)<σ(Z),所以三个随机变量X,Y,Z对应曲线的序号依次为①②③.
4.选B 因为P(X>100)=0.5-=0.2,所以本班在100分以上的人数约为60×0.2=12.
5.选AD 因为P(ξ<2)=P(ξ>4)=a,根据正态曲线的对称性可知,μ==3,故A正确;根据对称性可知,P(3≤ξ≤4)=≠1-2a,故B错误;因为ξ~N(μ,7),所以Dξ=7,故C错误;根据对称性可知,P(2≤ξ≤3)=-a,故D正确.
6.解析:因为ξ~N(μ,σ2),所以正态曲线关于直线x=μ对称,又P(ξ>3)=P(ξ<1),从而μ==2.
答案:2
7.解析:由模拟考试中,数学成绩ξ服从正态分布N(100,σ2),且P(80<ξ≤120)=0.7,
根据正态曲线的对称性,可得P(ξ>120)===0.15,
所以本次考试中数学成绩在120分以上的大约有28 000×0.15=4 200人.
答案:4 200
8.解析:根据正态曲线的对称性知,要使误差εn在(-0.5,0.5)的概率不小于0.954 5,则(μ-2σ,μ+2σ) (-0.5,0.5)且μ=0,σ=,∴0.5≥2,解得n≥32.故至少要测量32次.
答案:32
9.解:(1)由X~N(2,9)可知,正态曲线关于直线x=2对称.
因为P(X>c+1)=P(X<c-1),
所以2-(c-1)=(c+1)-2,解得c=2.
(2)由X~N(2,9),得μ=2,σ=3,
所以P(-4<X≤8)=P(2-2×3<X≤2+2×3)=P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.954 4.
10.解:还有7分钟时:
若选第一条路线,即X~N(5,1),能及时到达的概率P1=P(X≤7)=P(X≤5)+P(5若选第二条路线,即X~N(6,0.16),能及时到达的概率P2=P(X≤7)=P(X≤6)+P(6同理,还有6.5分钟时,应选第一条路线.
11.选ACD 因为M~N(250,σ2),所以P(M>249)=P(M<251)=0.75,A正确.因为P(M<251)=0.75,所以P(249253)=0.75-0.7=0.05,若从该阿胶产品中随机选取1 000盒,则质量大于253 g的盒数X~B(1 000,0.05),所以DX=1 000×0.05×(1-0.05)=47.5,C正确.P(25112.解:(1)由10×(0.005+0.03+0.04+a+0.005)=1,得a=0.02,
所以=60×0.05+70×0.3+80×0.4+90×0.2+100×0.05=79.
(2)由已知,得复赛选手进入决赛的概率为=0.022 8,又因为复赛成绩ξ~N(79,9.52),而P(ξ≥μ+2σ)≈=0.022 8,所以进入决赛的分数线为μ+2σ=79+9.5×2=98.
(3)若乙所说消息为真,则决赛中获得特等奖的概率为≈0.022 8=P(ξ≥μ+2σ),
由90=μ+2σ=75+2σ得σ=7.5,
所以μ+3σ=75+22.5=97.5,
而P(ξ≥μ+3σ)≈0.001 3,所以甲取得99分是小概率事件,这几乎是不可能发生的,
根据统计学的相关原理,我们可以判断,乙所说的消息是不真实的.
13.解:(1)样本的平均数 =10×0.1+30×0.15+50×0.45+70×0.2+90×0.1=51,
所以分数Z近似服从正态分布N(51,212),
即μ=51,σ=21,可得μ-σ=30,μ+2σ=93,
所以P(μ-σ所以分数在(30,93)内的学生数约为4 000×0.818 5=3 274.
(2)随机变量X的所有可能取值为10,15,20,
P(X=10)=2=,
P(X=15)=C××=,
P(X=20)=C×2=,
所以X的分布列为
X 10 15 20
P
EX=10×+15×+20×=17.5.
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