高中数学人教版选修2-3 第二章 随机变量及其分布(课件:41张ppt+作业)

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名称 高中数学人教版选修2-3 第二章 随机变量及其分布(课件:41张ppt+作业)
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文件大小 805.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2020-03-07 12:55:24

文档简介

(共41张PPT)
章末归纳整合
互斥事件、相互独立事件的概率及条件概率
2.条件概率是学习相互独立事件的前提和基础,作为教材新增内容之一,在学习知识上起到了完备性的作用,在计算条件概率时,必须搞清楚欲求的条件概率是在哪一个事件发生的条件下的概率,从而选择合适的条件概率公式,分别求出相应事件的概率进行计算.
方法点评:对立事件,互斥事件,相互独立事件是概率中三个最重要的概念,也是容易混淆的概念,在学习中我们要仔细体会,彻底搞清楚其具体含义,在具体的问题情景中辨别清楚它们,只有这样我们才算学好了概率的基础知识.
1.离散型随机变量的分布列在高中阶段主要学习两种:超几何分布与二项分布,由于这两种分布列在生活中应用较为广泛,故在高考中对该知识点的考查相对较灵活,常与期望、方差融合在一起,横向考查.
2.对于分布列的求法,其难点在于每个随机变量取值时相关概率的求法,计算时可能会用到等可能性事件、互斥事件、相互独立事件的概率公式等.
离散型随机变量的分布列、均值与方差
3.均值与方差都是随机变量重要的数字特征,方差是建立在均值这一概念之上的,它表明了随机变量所取的值相对于它的均值的集中与离散程度,二者联系密切,在现实生产生活中特别是风险决策中有着重要意义,因此在当前的高考中是一个热点问题.
【例2】
在10件产品中,有3件一等品,4件二等品,3件三等品,从这10件产品中任取3件,求:
(1)取出的3件产品中一等品件数X的分布列和数学期望;
(2)取出的3件产品中一等品件数多于二等品件数的概率.
方法点评:求离散型随机变量的分布列,必须首先弄清ξ的含义及ξ的取值情况,并准确求出ξ取值下的概率,然后检验计算结果是否满足分布列的第二条性质.
在本章的学习中,正态密度曲线恰好关于参数μ对称,因此充分利用该图形的对称性及3个区间内的概率值来求解其他区间的概率值,是一种非常简捷的方式,也是近几年高考的一个新动向.
正态分布
离散型随机变量分布列的计算是均值和方差计算的基础,又是概率计算的延伸,涉及排列、组合、二项式定理和概率的知识,综合性强,因而是高考考查的重点.特别是两点分布、超几何分布和二项分布等重要的概率模型,应用性强,更是高考命题的重中之重.
2.(2019年新课标Ⅰ)甲、乙两队进行篮球决赛,采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时,该队获胜,决赛结束).根据前期比赛成绩,甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”.设甲队主场取胜的概率为0.6,客场取胜的概率为0.5,且各场比赛结果相互独立,则甲队以获胜的概率是 
 .
【答案】0.18
 
(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影的概率;
(2)从第四类电影和第五类电影中各随机选取1部,估计恰有1部获得好评的概率;
(3)假设每类电影得到人们喜欢的概率与表格中该类电影的好评率相等,用“ξk=1”表示第k类电影得到人们喜欢,“ξk=0”表示第k类电影没有得到人们喜欢(k=1,2,3,4,5,6),写出方差Dξ1,Dξ2,Dξ3,Dξ4,Dξ5,Dξ6的大小关系.
4.(2019年新课标Ⅰ)为治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验.试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验.对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药.一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验.当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效.为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得-1分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得-1分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X.
(1)求X的分布列;
(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,pi(i=0,1,…,8)表示“甲药的累计得分为i时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则p0=0,p8=1,pi=api-1+bpi+cpi+1(i=1,2,…,7),其中a=P(X=-1),b=P(X=0),c=P(X=1).假设α=0.5,β=0.8.
①证明:{pi+1-pi}(i=0,1,2,…,7)为等比数列;
②求p4,并根据p4的值解释这种试验方案的合理性.第二章能力检测
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(2017年漳州模拟)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
【答案】C
2.设X的分布列如下,则P(X<2)等于(  )
X
0
1
2
3
P
0.1
0.3
0.4
0.2
A.0.1
B.0.4
C.0.3
D.0.8
【答案】B
3.在一次考试中,某班语文、数学、外语平均分在80分以上的概率分别为,,,则该班的三科平均分都在80分以上的概率是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
4.已知某一随机变量ξ的分布列如下且Eξ=6.3,则a的值为(  )
ξ
4
a
9
P
0.5
0.1
b
A.5
B.6
C.7
D.8
【答案】C
5.(2017年岳阳模拟)把一枚硬币任意抛掷三次,事件A为“至少一次出现反面”,事件B为“恰有一次出现正面”,则P(B|A)=(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
6.柜子里有3双不同的鞋,随机地取出2只,取出的鞋一只是左脚,另一只是右脚且不成对的概率为(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
7.某计算机网络有n个终端,每个终端在一天中使用的概率为p,则这个网络在一天中平均使用的终端个数为(  )
A.np(1-p)
B.np
C.n
D.p(1-p)
【答案】B
8.(2018年温州模拟)已知X的分布列
X
-1
0
1
P
则在下列式子中:①E(X)=-;②D(X)=;③P(X=0)=.其中正确的个数是(  )
A.0   
B.1   
C.2   
D.3
【答案】C
9.某个游戏中,一个珠子按如图所示的通道,由上至下的滑下,从最下面的六个出口出来.规定猜中者为胜,如果你在该游戏中,猜得珠子从出口3出来,那么你取胜的概率为(  )
A.
B.
C.
D.以上都不对
【答案】A
10.(2019年锦州期末)甲、乙两位同学各自独立地解答同一个问题,他们能够正确解答该问题的概率分别是和,在这个问题已被正确解答的条件下,甲、乙两位同学都能正确回答该问题的概率为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
11.(2019年潮州模拟)一试验田某种作物一株所结果实个数X服从正态分布N(90,σ2),且P(X<70)=0.2,从试验田中随机抽取10株,果实个数在[90,110]的株数记作随机变量X,则X的方差为(
)
A.3
B.2.1
C.0.3
D.0.21
【答案】B
12.(2019年浙江模拟)甲和乙两人独立的从五门选修课课程中任选三门进行学习,记两人所选课程相同的门数为ξ,则E(ξ)为(
)
A.1.2
B.1.5
C.1.8
D.2
【答案】C
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分)
13.(2018年抚顺校级月考)已知随机变量X~N(2,σ2),若P(X【答案】0.44
14.甲、乙两工人在一天生产中出现废品数分别是两个随机变量ξ,η,其分布列分别为
ξ
0
1
2
3
P
0.4
0.3
0.2
0.1
η
0
1
2
P
0.3
0.5
0.2
若甲、乙两人的日产量相等,则甲、乙两人中技术较好的是________.
【答案】乙
15.某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率等于______.
【答案】0.128
16.设随机变量ξ只能取5,6,7,…,16这12个值且取每一个值概率均相等,若P(ξ<x)=,则x的取值范围是________.
【答案】(5,6]
三、解答题(本大题共6小题,满分70分)
17.(10分)某跳高运动员一次试跳2米高度成功的概率是失败概率的4倍且每次试跳成功与否相互之间没有影响.
(1)求甲试跳三次,第三次才成功的概率;
(2)求甲在三次试跳中恰有两次试跳成功的概率.
【解析】设该跳高运动员在一次试跳中成功的概率为p,则失败概率为1-p.依题意有p=4(1-p),解得p=.
(1)由于每次试跳成功与否相互之间没有影响,
所以试跳三次中第三次才成功的概率为
(1-p)2p=2×=.
(2)甲的三次试跳可看成三次独立重复试验,设甲在三次试跳中恰有两次成功的概率为P,则
P=C2×=.
18.(12分)设S是不等式x2-x-6≤0的解集,整数m,n∈S.
(1)记“使得m+n=0成立的有序数组(m,n)”为事件A,试列举
A包含的基本事件;
(2)设ξ=m2,求ξ的分布列.
【解析】(1)由x2-x-6≤0,得-2≤x≤3,即S={x|-2≤x≤3}.
由于m,n∈Z,m,n∈S且m+n=0,
所以A包含的基本事件为(-2,2),(2,-2),(-1,1),(1,-1),(0,0).
(2)由于m的所有不同取值为-2,-1,0,1,2,3,
所以ξ=m2的所有不同取值为0,1,4,9且有
P(ξ=0)=,P(ξ=1)==,
P(ξ=4)==,P(ξ=9)=.
故ξ的分布列为
ξ
0
1
4
9
P
19.(12分)某校新、老校区之间开车单程所需时间为T,T只与道路通畅状况有关,对其容量为100的样本进行统计,结果如下:
T/分钟
25
30
35
40
频数/次
20
30
40
10
(1)求T的分布列与数学期望ET;
(2)刘教授驾车从老校区出发,前往新校区做一个50分钟的讲座,结束后立即返回老校区,求刘教授从离开老校区到返回老校区共用时间不超过120分钟的概率.
【解析】(1)由统计结果可得T的频率分布为
T/分钟
25
30
35
40
频率
0.2
0.3
0.4
0.1
以频率估计概率得T的分布列为
T
25
30
35
40
P
0.2
0.3
0.4
0.1
从而数学期望ET=25×0.2+30×0.3+35×0.4+40×0.1=32(分钟).
(2)设T1,T2分别表示往、返所需时间,T1,T2的取值相互独立且与T的分布列相同,设事件A表示“刘教授共用时间不超过120分钟”,由于讲座时间为50分钟,所以事件A对应于“刘教授在路途中的时间不超过70分钟”.P()=P(T1+T2>70)=P(T1=35,T2=40)+P(T1=40,T2=35)+P(T1=40,T2=40)=0.4×0.1+0.1×0.4+0.1×0.1=0.09,
故P(A)=1-
P()=0.91.
20.(12分)某工厂生产甲、乙两种产品.甲产品的一等品率为80%,二等品率为20%;乙产品的一等品率为90%,二等品率为10%.生产1件甲产品,若是一等品则获得利润4万元,若是二等品则亏损1万元;生产1件乙产品,若是一等品则获得利润6万元,若是二等品则亏损2万元.设生产各件产品相互独立.
(1)记X(单位:万元)为生产1件甲产品和1件乙产品可获得的总利润,求X的分布列;
(2)求生产4件甲产品所获得的利润不少于10万元的概率.
【解析】(1)由题意,知X的可能取值为10,5,2,-3.
P(X=10)=0.8×0.9=0.72,
P(X=5)=0.2×0.9=0.18,
P(X=2)=0.8×0.1=0.08,
P(X=-3)=0.2×0.1=0.02,
所以X的分布列为
X
-3
2
5
10
P
0.02
0.08
0.18
0.72
(2)设生产的4件甲产品中一等品有n(n≤4且n∈N
)件,则二等品有(4-n)件.
由题设,知4n-(4-n)≥10,解得n≥.
又n∈N
,得n=3或n=4.
所以P=C×0.83×0.2+C×0.84=0.819
2.
故所求概率为0.819
2.
21.(2019年威海模拟)随着人口老龄化的到来,我国的劳动力人口在不断减少,“延迟退休”已经成为人们越来越关注的话题,为了了解公众对“延迟退休”的态度,某校课外研究性学习小组从某社区随机抽取了50人进行调查,将调查情况进行整理后制成下表:
年龄
[20,25)
[25,30)
[30,35)
[35,40)
[40,45)
人数
4
5
8
5
3
年龄
[45,50)
[50,55)
[55,60)
[60,65)
[65,70)
人数
6
7
3
5
4
年龄在[25,30),[55,60)的被调查者中赞成人数分别是3人和2人,现从这两组的被调查者中各随机选取2人,进行跟踪调查.
(1)求从年龄在[25,30)的被调查者中选取的2人都赞成的概率;
(2)求选中的4人中,至少有3人赞成的概率;
(3)若选中的4人中,不赞成的人数为X,求随机变量X的分布列和数学期望.
【解析】(1)设“年龄在[25,30)的被调查者中选取的2人都赞成”为事件A,
则P(A)=eq
\f(C,C)=.
(2)设“选中的4人中,至少有3人赞成”为事件B,
则P(B)=eq
\f(CCC,CC)+eq
\f(CCC,CC)+eq
\f(CC,CC)=.
(3)X的可能取值为0,1,2,3,
P(X=0)=eq
\f(CC,CC)=,
P(X=1)=eq
\f(CCC+CCC,CC)=,
P(X=2)=eq
\f(CC+CCCC,CC)=,
P(X=3)=eq
\f(CCC,CC)=.
所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
22.(12分)(2017年天水检测)现有两种投资方案,一年后投资盈亏的情况如下表:
投资股市:
投资结果
获利40%
不赔不赚
亏损20%
概 率
购买基金:
投资结果
获利20%
不赔不赚
亏损10%
概 率
p
q
(1)当p=时,求q的值;
(2)已知甲、乙两人分别选择了“投资股市”和“购买基金”进行投资,如果一年后他们中至少有一人盈利的概率大于,求p的取值范围;
(3)丙要将家中闲置的10万元钱进行投资,决定在“投资股市”和“购买基金”这两种方案中选择一种,已知p=,q=,那么丙选择哪种投资方案,才能使得一年后投资收益的数学期望较大?结合结果并说明理由.
【解析】(1)∵“购买基金”后,投资结果只有“获利”“不赔不赚”“亏损”三种,∴p++q=1.
又p=,∴q=.
(2)记事件A为“甲投资股市且盈利”,事件B为“乙购买基金且盈利”,事件C为“一年后甲、乙两人中至少有一人投资盈利”,
则C=A∪B∪AB且A,B独立.
由表可知P(A)=,P(B)=p,
∴P(C)=P(A)+P(B)+P(AB)
=(1-p)+p+p=+p.
∵P(C)=+p>,∴p>.
又p++q=1,q≥0,∴p≤.
综上,(3)假设丙选择“投资股市”方案进行投资,X为丙投资股市的获利金额(单位:万元),
则X的分布列为
X
4
0
-2
P
则E(X)=4×+0×+(-2)×=.
假设丙选择“购买基金”方案进行投资,Y为丙购买基金的获利金额(单位:万元),
则Y的分布列为
Y
2
0
-1
P
∴E(Y)=2×+0×+(-1)×=.
∵E(X)>E(Y),∴丙选择“投资股市”,才能使得一年后的投资收益的数学期望较大.(共4张PPT)
本章的主要内容是离散型随机变量及其分布列、均值与方差,二项分布及其应用,正态分布.
研究一个随机现象,就是要了解它所有可能出现的结果和每一个结果出现的概率,分布列正是描述了离散型随机变量取值的概率规律,二项分布和超几何分布是两个应用广泛的概率模型,要求通过实例引入这两个概率模型,不追求形式化的描述.
第二章随机变量及具9而
内容概述
章导学
学法指导