閩教版小學英語教案
發(fā)表時間:2020-10-13新人教A版選修2-32.1離散型隨機變量及其分布列教案。
2.1.1離散型隨機變量教學目標:
知識目標:1.理解隨機變量的意義;
2.學會區(qū)分離散型與非離散型隨機變量,并能舉出離散性隨機變量
的例子;
3.理解隨機變量所表示試驗結(jié)果的含義,并恰當?shù)囟x隨機變量.
能力目標:發(fā)展抽象、概括能力,提高實際解決問題的能力.
情感目標:學會合作探討,體驗成功,提高學習數(shù)學的興趣.
教學重點:隨機變量、離散型隨機變量、連續(xù)型隨機變量的意義
教學難點:隨機變量、離散型隨機變量、連續(xù)型隨機變量的意義
授課類型:新授課
課時安排:1課時
教具:多媒體、實物投影儀
內(nèi)容分析:
本章是在初中“統(tǒng)計初步”和高中必修課“概率”的基礎上,學習隨機變量和統(tǒng)計的一些知識.學習這些知識后,我們將能解決類似引言中的一些實際問題
教學過程:
一、復習引入:
展示教科書章頭提出的兩個實際問題(有條件的學??捎糜嬎銠C制作好課件輔助教學),激發(fā)學生的求知欲
某人射擊一次,可能出現(xiàn)命中0環(huán),命中1環(huán),…,命中10環(huán)等結(jié)果,即可能出現(xiàn)的結(jié)果可能由0,1,……10這11個數(shù)表示;
某次產(chǎn)品檢驗,在可能含有次品的100件產(chǎn)品中任意抽取4件,那么其中含有的次品可能是0件,1件,2件,3件,4件,即可能出現(xiàn)的結(jié)果可以由0,1,2,3,4這5個數(shù)表示
在這些隨機試驗中,可能出現(xiàn)的結(jié)果都可以用一個數(shù)來表示.這個數(shù)在隨機試驗前是否是預先確定的?在不同的隨機試驗中,結(jié)果是否不變?
觀察,概括出它們的共同特點
二、講解新課:
思考1:擲一枚骰子,出現(xiàn)的點數(shù)可以用數(shù)字1,2,3,4,5,6來表示.那么擲一枚硬幣的結(jié)果是否也可以用數(shù)字來表示呢?
擲一枚硬幣,可能出現(xiàn)正面向上、反面向上兩種結(jié)果.雖然這個隨機試驗的結(jié)果不具有數(shù)量性質(zhì),但我們可以用數(shù)1和0分別表示正面向上和反面向上(圖2.1一1).
在擲骰子和擲硬幣的隨機試驗中,我們確定了一個對應關(guān)系,使得每一個試驗結(jié)果都用一個確定的數(shù)字表示.在這個對應關(guān)系下,數(shù)字隨著試驗結(jié)果的變化而變化.
定義1:隨著試驗結(jié)果變化而變化的變量稱為隨機變量(randomvariable).隨機變量常用字母X,Y,,,…表示.
思考2:隨機變量和函數(shù)有類似的地方嗎?
隨機變量和函數(shù)都是一種映射,隨機變量把隨機試驗的結(jié)果映為實數(shù),函數(shù)把實數(shù)映為實數(shù).在這兩種映射之間,試驗結(jié)果的范圍相當于函數(shù)的定義域,隨機變量的取值范圍相當于函數(shù)的值域.我們把隨機變量的取值范圍叫做隨機變量的值域.
例如,在含有10件次品的100件產(chǎn)品中,任意抽取4件,可能含有的次品件數(shù)X將隨著抽取結(jié)果的變化而變化,是一個隨機變量,其值域是{0,1,2,3,4}.
利用隨機變量可以表達一些事件.例如{X=0}表示“抽出0件次品”,{X=4}表示“抽出4件次品”等.你能說出{X3}在這里表示什么事件嗎?“抽出3件以上次品”又如何用X表示呢?
定義2:所有取值可以一一列出的隨機變量,稱為離散型隨機變量(discreterandomvariable).
離散型隨機變量的例子很多.例如某人射擊一次可能命中的環(huán)數(shù)X是一個離散型隨機變量,它的所有可能取值為0,1,…,10;某網(wǎng)頁在24小時內(nèi)被瀏覽的次數(shù)Y也是一個離散型隨機變量,它的所有可能取值為0,1,2,….
思考3:電燈的壽命X是離散型隨機變量嗎?
電燈泡的壽命X的可能取值是任何一個非負實數(shù),而所有非負實數(shù)不能一一列出,所以X不是離散型隨機變量.
在研究隨機現(xiàn)象時,需要根據(jù)所關(guān)心的問題恰當?shù)囟x隨機變量.例如,如果我們僅關(guān)心電燈泡的使用壽命是否超過1000小時,那么就可以定義如下的隨機變量:
與電燈泡的壽命X相比較,隨機變量Y的構(gòu)造更簡單,它只取兩個不同的值0和1,是一個離散型隨機變量,研究起來更加容易.
連續(xù)型隨機變量:對于隨機變量可能取的值,可以取某一區(qū)間內(nèi)的一切值,這樣的變量就叫做連續(xù)型隨機變量
如某林場樹木最高達30米,則林場樹木的高度是一個隨機變量,它可以?。?,30]內(nèi)的一切值
4.離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量的區(qū)別與聯(lián)系:離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量都是用變量表示隨機試驗的結(jié)果;但是離散型隨機變量的結(jié)果可以按一定次序一一列出,而連續(xù)性隨機變量的結(jié)果不可以一一列出
注意:(1)有些隨機試驗的結(jié)果雖然不具有數(shù)量性質(zhì),但可以用數(shù)量來表達如投擲一枚硬幣,=0,表示正面向上,=1,表示反面向上
(2)若是隨機變量,是常數(shù),則也是隨機變量
三、講解范例:
例1.寫出下列隨機變量可能取的值,并說明隨機變量所取的值表示的隨機試驗的結(jié)果
(1)一袋中裝有5只同樣大小的白球,編號為1,2,3,4,5現(xiàn)從該袋內(nèi)隨機取出3只球,被取出的球的最大號碼數(shù)ξ;
(2)某單位的某部電話在單位時間內(nèi)收到的呼叫次數(shù)η
解:(1)ξ可取3,4,5
ξ=3,表示取出的3個球的編號為1,2,3;
ξ=4,表示取出的3個球的編號為1,2,4或1,3,4或2,3,4;
ξ=5,表示取出的3個球的編號為1,2,5或1,3,5或1,4,5或2,3或3,4,5
(2)η可取0,1,…,n,…
η=i,表示被呼叫i次,其中i=0,1,2,…
例2.拋擲兩枚骰子各一次,記第一枚骰子擲出的點數(shù)與第二枚骰子擲出的點數(shù)的差為ξ,試問:“ξ4”表示的試驗結(jié)果是什么?
答:因為一枚骰子的點數(shù)可以是1,2,3,4,5,6六種結(jié)果之一,由已知得-5≤ξ≤5,也就是說“ξ4”就是“ξ=5”所以,“ξ4”表示第一枚為6點,第二枚為1點
例3某城市出租汽車的起步價為10元,行駛路程不超出4km,則按10元的標準收租車費若行駛路程超出4km,則按每超出lkm加收2元計費(超出不足1km的部分按lkm計).從這個城市的民航機場到某賓館的路程為15km.某司機常駕車在機場與此賓館之間接送旅客,由于行車路線的不同以及途中停車時間要轉(zhuǎn)換成行車路程(這個城市規(guī)定,每停車5分鐘按lkm路程計費),這個司機一次接送旅客的行車路程ξ是一個隨機變量,他收旅客的租車費可也是一個隨機變量
(1)求租車費η關(guān)于行車路程ξ的關(guān)系式;
(Ⅱ)已知某旅客實付租車費38元,而出租汽車實際行駛了15km,問出租車在途中因故停車累計最多幾分鐘?
解:(1)依題意得η=2(ξ-4)+10,即η=2ξ+2
(Ⅱ)由38=2ξ+2,得ξ=18,5×(18-15)=15.
所以,出租車在途中因故停車累計最多15分鐘.
四、課堂練習:
1.①某尋呼臺一小時內(nèi)收到的尋呼次數(shù);②長江上某水文站觀察到一天中的水位;③某超市一天中的顧客量其中的是連續(xù)型隨機變量的是()
A.①;B.②;C.③;D.①②③
2.隨機變量的所有等可能取值為,若,則()
A.;B.;C.;D.不能確定
3.拋擲兩次骰子,兩個點的和不等于8的概率為()
A.;B.;C.;D.
4.如果是一個離散型隨機變量,則假命題是()
A.取每一個可能值的概率都是非負數(shù);B.取所有可能值的概率之和為1;
C.取某幾個值的概率等于分別取其中每個值的概率之和;
D.在某一范圍內(nèi)取值的概率大于它取這個范圍內(nèi)各個值的概率之和
答案:1.B2.C3.B4.D
五、小結(jié):隨機變量離散型、隨機變量連續(xù)型隨機變量的概念隨機變量ξ是關(guān)于試驗結(jié)果的函數(shù),即每一個試驗結(jié)果對應著一個實數(shù);隨機變量ξ的線性組合η=aξ+b(其中a、b是常數(shù))也是隨機變量
六、課后作業(yè):
七、板書設計(略)
八、教學反思:
1、怎樣防止所謂新課程理念流于形式,如何合理選擇值得討論的問題,實現(xiàn)學生實質(zhì)意義的參與.
2、防止過于追求教學的情境化傾向,怎樣把握一個度.
擴展閱讀
2.3離散型隨機變量的均值與方差教案二(新人教A版選修2-3)
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師掌握上課時的教學節(jié)奏。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“2.3離散型隨機變量的均值與方差教案二(新人教A版選修2-3)”,僅供參考,希望能為您提供參考!
2.3離散型隨機變量的均值與方差
2.3.1離散型隨機變量的均值
教學目標:
知識與技能:了解離散型隨機變量的均值或期望的意義,會根據(jù)離散型隨機變量的分布列求出均值或期望.
過程與方法:理解公式“E(aξ+b)=aEξ+b”,以及“若ξB(n,p),則Eξ=np”.能熟
練地應用它們求相應的離散型隨機變量的均值或期望。
情感、態(tài)度與價值觀:承前啟后,感悟數(shù)學與生活的和諧之美,體現(xiàn)數(shù)學的文化功能與人文
價值。
教學重點:離散型隨機變量的均值或期望的概念
教學難點:根據(jù)離散型隨機變量的分布列求出均值或期望
授課類型:新授課
課時安排:2課時
教具:多媒體、實物投影儀
教學過程:
一、復習引入:
1.隨機變量:如果隨機試驗的結(jié)果可以用一個變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機變量隨機變量常用希臘字母ξ、η等表示
2.離散型隨機變量:對于隨機變量可能取的值,可以按一定次序一一列出,這樣的隨機變量叫做離散型隨機變量
3.連續(xù)型隨機變量:對于隨機變量可能取的值,可以取某一區(qū)間內(nèi)的一切值,這樣的變量就叫做連續(xù)型隨機變量
4.離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量的區(qū)別與聯(lián)系:離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量都是用變量表示隨機試驗的結(jié)果;但是離散型隨機變量的結(jié)果可以按一定次序一一列出,而連續(xù)性隨機變量的結(jié)果不可以一一列出
若是隨機變量,是常數(shù),則也是隨機變量并且不改變其屬性(離散型、連續(xù)型)
5.分布列:設離散型隨機變量ξ可能取得值為x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一個值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表
ξx1x2…xi…
PP1P2…Pi…
為隨機變量ξ的概率分布,簡稱ξ的分布列
6.分布列的兩個性質(zhì):⑴Pi≥0,i=1,2,…;⑵P1+P2+…=1.
7.離散型隨機變量的二項分布:在一次隨機試驗中,某事件可能發(fā)生也可能不發(fā)生,在n次獨立重復試驗中這個事件發(fā)生的次數(shù)ξ是一個隨機變量.如果在一次試驗中某事件發(fā)生的概率是P,那么在n次獨立重復試驗中這個事件恰好發(fā)生k次的概率是
,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到隨機變量ξ的概率分布如下:
ξ01…k…n
P
…
稱這樣的隨機變量ξ服從二項分布,記作ξ~B(n,p),其中n,p為參數(shù),并記=b(k;n,p).
8.離散型隨機變量的幾何分布:在獨立重復試驗中,某事件第一次發(fā)生時,所作試驗的次數(shù)ξ也是一個正整數(shù)的離散型隨機變量.“”表示在第k次獨立重復試驗時事件第一次發(fā)生.如果把k次試驗時事件A發(fā)生記為、事件A不發(fā)生記為,P()=p,P()=q(q=1-p),那么
(k=0,1,2,…,).于是得到隨機變量ξ的概率分布如下:
ξ123…k…
P
…
…
稱這樣的隨機變量ξ服從幾何分布
記作g(k,p)=,其中k=0,1,2,…,.
二、講解新課:
根據(jù)已知隨機變量的分布列,我們可以方便的得出隨機變量的某些制定的概率,但分布列的用途遠不止于此,例如:已知某射手射擊所得環(huán)數(shù)ξ的分布列如下
ξ45678910
P0.020.040.060.090.280.290.22
在n次射擊之前,可以根據(jù)這個分布列估計n次射擊的平均環(huán)數(shù).這就是我們今天要學習的離散型隨機變量的均值或期望
根據(jù)射手射擊所得環(huán)數(shù)ξ的分布列,
我們可以估計,在n次射擊中,預計大約有
次得4環(huán);
次得5環(huán);
…………
次得10環(huán).
故在n次射擊的總環(huán)數(shù)大約為
,
從而,預計n次射擊的平均環(huán)數(shù)約為
.
這是一個由射手射擊所得環(huán)數(shù)的分布列得到的,只與射擊環(huán)數(shù)的可能取值及其相應的概率有關(guān)的常數(shù),它反映了射手射擊的平均水平.
對于任一射手,若已知其射擊所得環(huán)數(shù)ξ的分布列,即已知各個(i=0,1,2,…,10),我們可以同樣預計他任意n次射擊的平均環(huán)數(shù):
….
1.均值或數(shù)學期望:一般地,若離散型隨機變量ξ的概率分布為
ξx1x2…xn…
Pp1p2…pn…
則稱……為ξ的均值或數(shù)學期望,簡稱期望.
2.均值或數(shù)學期望是離散型隨機變量的一個特征數(shù),它反映了離散型隨機變量取值的平均水平
3.平均數(shù)、均值:一般地,在有限取值離散型隨機變量ξ的概率分布中,令…,則有…,…,所以ξ的數(shù)學期望又稱為平均數(shù)、均值
4.均值或期望的一個性質(zhì):若(a、b是常數(shù)),ξ是隨機變量,則η也是隨機變量,它們的分布列為
ξx1x2…xn…
η
…
…
Pp1p2…pn…
于是……
=……)……)
=,
由此,我們得到了期望的一個性質(zhì):
5.若ξB(n,p),則Eξ=np
證明如下:
∵,
∴0×+1×+2×+…+k×+…+n×.
又∵,
∴++…++…+.
故若ξ~B(n,p),則np.
三、講解范例:
例1.籃球運動員在比賽中每次罰球命中得1分,罰不中得0分,已知他命中的概率為0.7,求他罰球一次得分的期望
解:因為,
所以
例2.一次單元測驗由20個選擇題構(gòu)成,每個選擇題有4個選項,其中有且僅有一個選項是正確答案,每題選擇正確答案得5分,不作出選擇或選錯不得分,滿分100分學生甲選對任一題的概率為0.9,學生乙則在測驗中對每題都從4個選擇中隨機地選擇一個,求學生甲和乙在這次英語單元測驗中的成績的期望
解:設學生甲和乙在這次英語測驗中正確答案的選擇題個數(shù)分別是,則~B(20,0.9),,
由于答對每題得5分,學生甲和乙在這次英語測驗中的成績分別是5和5所以,他們在測驗中的成績的期望分別是:
例3.根據(jù)氣象預報,某地區(qū)近期有小洪水的概率為0.25,有大洪水的概率為0.01.該地區(qū)某工地上有一臺大型設備,遇到大洪水時要損失60000元,遇到小洪水時要損失10000元.為保護設備,有以下3種方案:
方案1:運走設備,搬運費為3800元.
方案2:建保護圍墻,建設費為2000元.但圍墻只能防小洪水.
方案3:不采取措施,希望不發(fā)生洪水.
試比較哪一種方案好.
解:用X1、X2和X3分別表示三種方案的損失.
采用第1種方案,無論有無洪水,都損失3800元,即
X1=3800.
采用第2種方案,遇到大洪水時,損失2000+60000=62000元;沒有大洪水時,損失2000元,即
同樣,采用第3種方案,有
于是,
EX1=3800,
EX2=62000×P(X2=62000)+200000×P(X2=2000)
=62000×0.01+2000×(1-0.01)=2600,
EX3=60000×P(X3=60000)+10000×P(X3=10000)+0×P(X3=0)
=60000×0.01+10000×0.25=3100.
采取方案2的平均損失最小,所以可以選擇方案2.
值得注意的是,上述結(jié)論是通過比較“平均損失”而得出的.一般地,我們可以這樣來理解“平均損失”:假設問題中的氣象情況多次發(fā)生,那么采用方案2將會使損失減到最?。捎诤樗欠癜l(fā)生以及洪水發(fā)生的大小都是隨機的,所以對于個別的一次決策,采用方案2也不一定是最好的.
例4.隨機拋擲一枚骰子,求所得骰子點數(shù)的期望
解:∵,
=3.5
例5.有一批數(shù)量很大的產(chǎn)品,其次品率是15%,對這批產(chǎn)品進行抽查,每次抽取1件,如果抽出次品,則抽查終止,否則繼續(xù)抽查,直到抽出次品為止,但抽查次數(shù)不超過10次求抽查次數(shù)的期望(結(jié)果保留三個有效數(shù)字)
解:抽查次數(shù)取110的整數(shù),從這批數(shù)量很大的產(chǎn)品中抽出1件檢查的試驗可以認為是彼此獨立的,取出次品的概率是0.15,取出正品的概率是0.85,前次取出正品而第次(=1,2,…,10)取出次品的概率:
(=1,2,…,10)
需要抽查10次即前9次取出的都是正品的概率:由此可得的概率分布如下:
12345678910
0.150.12750.10840.0920.07830.06660.05660.04810.04090.2316
根據(jù)以上的概率分布,可得的期望
例6.隨機的拋擲一個骰子,求所得骰子的點數(shù)ξ的數(shù)學期望.
解:拋擲骰子所得點數(shù)ξ的概率分布為
ξ123456
所以
1×+2×+3×+4×+5×+6×
=(1+2+3+4+5+6)×=3.5.
拋擲骰子所得點數(shù)ξ的數(shù)學期望,就是ξ的所有可能取值的平均值.
例7.某城市出租汽車的起步價為10元,行駛路程不超出4km時租車費為10元,若行駛路程超出4km,則按每超出lkm加收2元計費(超出不足lkm的部分按lkm計).從這個城市的民航機場到某賓館的路程為15km.某司機經(jīng)常駕車在機場與此賓館之間接送旅客,由于行車路線的不同以及途中停車時間要轉(zhuǎn)換成行車路程(這個城市規(guī)定,每停車5分鐘按lkm路程計費),這個司機一次接送旅客的行車路程ξ是一個隨機變量.設他所收租車費為η
(Ⅰ)求租車費η關(guān)于行車路程ξ的關(guān)系式;
(Ⅱ)若隨機變量ξ的分布列為
ξ15161718
P0.10.50.30.1
求所收租車費η的數(shù)學期望.
(Ⅲ)已知某旅客實付租車費38元,而出租汽車實際行駛了15km,問出租車在途中因故停車累計最多幾分鐘?
解:(Ⅰ)依題意得η=2(ξ-4)十10,即η=2ξ+2;
(Ⅱ)
∵η=2ξ+2
∴2Eξ+2=34.8(元)
故所收租車費η的數(shù)學期望為34.8元.
(Ⅲ)由38=2ξ+2,得ξ=18,5(18-15)=15
所以出租車在途中因故停車累計最多15分鐘
四、課堂練習:
1.口袋中有5只球,編號為1,2,3,4,5,從中任取3球,以表示取出球的最大號碼,則()
A.4;B.5;C.4.5;D.4.75
答案:C
2.籃球運動員在比賽中每次罰球命中的1分,罰不中得0分.已知某運動員罰球命中的概率為0.7,求
⑴他罰球1次的得分ξ的數(shù)學期望;
⑵他罰球2次的得分η的數(shù)學期望;
⑶他罰球3次的得分ξ的數(shù)學期望.
解:⑴因為,,所以
1×+0×
⑵η的概率分布為
η012
P
所以0×+1×+2×=1.4.
⑶ξ的概率分布為
ξ0123
P
所以0×+1×+2×=2.1.
3.設有m升水,其中含有大腸桿菌n個.今取水1升進行化驗,設其中含有大腸桿菌的個數(shù)為ξ,求ξ的數(shù)學期望.
分析:任取1升水,此升水中含一個大腸桿菌的概率是,事件“ξ=k”發(fā)生,即n個大腸桿菌中恰有k個在此升水中,由n次獨立重復實驗中事件A(在此升水中含一個大腸桿菌)恰好發(fā)生k次的概率計算方法可求出P(ξ=k),進而可求Eξ.
解:記事件A:“在所取的1升水中含一個大腸桿菌”,則P(A)=.
∴P(ξ=k)=Pn(k)=C)k(1-)n-k(k=0,1,2,….,n).
∴ξ~B(n,),故Eξ=n×=
五、小結(jié):(1)離散型隨機變量的期望,反映了隨機變量取值的平均水平;
(2)求離散型隨機變量ξ的期望的基本步驟:①理解ξ的意義,寫出ξ可能取的全部值;②求ξ取各個值的概率,寫出分布列;③根據(jù)分布列,由期望的定義求出Eξ公式E(aξ+b)=aEξ+b,以及服從二項分布的隨機變量的期望Eξ=np
六、課后作業(yè):P64-65練習1,2,3,4P69A組1,2,3
1.一袋子里裝有大小相同的3個紅球和兩個黃球,從中同時取出2個,則其中含紅球個數(shù)的數(shù)學期望是(用數(shù)字作答)
解:令取取黃球個數(shù)(=0、1、2)則的要布列為
012
p
于是E()=0×+1×+2×=0.8
故知紅球個數(shù)的數(shù)學期望為1.2
2.袋中有4個黑球、3個白球、2個紅球,從中任取2個球,每取到一個黑球記0分,每取到一個白球記1分,每取到一個紅球記2分,用表示得分數(shù)
①求的概率分布列
②求的數(shù)學期望
解:①依題意的取值為0、1、2、3、4
=0時,取2黑p(=0)=
=1時,取1黑1白p(=1)=
=2時,取2白或1紅1黑p(=2)=+
=3時,取1白1紅,概率p(=3)=
=4時,取2紅,概率p(=4)=
01234
p
∴分布列為
(2)期望E=0×+1×+2×+3×+4×=
3.學校新進了三臺投影儀用于多媒體教學,為保證設備正常工作,事先進行獨立試驗,已知各設備產(chǎn)生故障的概率分別為p1、p2、p3,求試驗中三臺投影儀產(chǎn)生故障的數(shù)學期望
解:設表示產(chǎn)生故障的儀器數(shù),Ai表示第i臺儀器出現(xiàn)故障(i=1、2、3)
表示第i臺儀器不出現(xiàn)故障,則:
p(=1)=p(A1)+p(A2)+p(A3)
=p1(1-p2)(1-p3)+p2(1-p1)(1-p3)+p3(1-p1)(1-p2)
=p1+p2+p3-2p1p2-2p2p3-2p3p1+3p1p2p3
p(=2)=p(A1A2)+p(A1)+p(A2A3)
=p1p2(1-p3)+p1p3(1-p2)+p2p3(1-p1)
=p1p2+p1p3+p2p3-3p1p2p3
p(=3)=p(A1A2A3)=p1p2p3
∴=1×p(=1)+2×p(=2)+3×p(=3)=p1+p2+p3
注:要充分運用分類討論的思想,分別求出三臺儀器中有一、二、三臺發(fā)生故障的概率后再求期望
4.一個袋子里裝有大小相同的3個紅球和2個黃球,從中同時取出2個,含紅球個數(shù)的數(shù)學期望是1.2
解:從5個球中同時取出2個球,出現(xiàn)紅球的分布列為
012
5.、兩個代表隊進行乒乓球?qū)官悾筷犎爢T,隊隊員是,隊隊員是,按以往多次比賽的統(tǒng)計,對陣隊員之間勝負概率如下:
對陣隊員A隊隊員勝的概率B隊隊員勝的概率
A1對B1
A2對B2
A3對B3
現(xiàn)按表中對陣方式出場,每場勝隊得1分,負隊得0分,設隊,隊最后所得分分別為,
(1)求,的概率分布;(2)求,
解:(Ⅰ),的可能取值分別為3,2,1,0
根據(jù)題意知,所以
(Ⅱ);
因為,所以
七、板書設計(略)
八、教學反思:
(1)離散型隨機變量的期望,反映了隨機變量取值的平均水平;
(2)求離散型隨機變量ξ的期望的基本步驟:
①理解ξ的意義,寫出ξ可能取的全部值;
②求ξ取各個值的概率,寫出分布列;
③根據(jù)分布列,由期望的定義求出Eξ公式E(aξ+b)=aEξ+b,以及服從二項分布的隨機變量的期望Eξ=np。
2.3離散型隨機變量的均值與方差教案一(新人教A版選修2-3)
2.3.2離散型隨機變量的方差
教學目標:
知識與技能:了解離散型隨機變量的方差、標準差的意義,會根據(jù)離散型隨機變量的分布列求出方差或標準差。
過程與方法:了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),則Dξ=np(1—p)”,并會應用上述公式計算有關(guān)隨機變量的方差。
情感、態(tài)度與價值觀:承前啟后,感悟數(shù)學與生活的和諧之美,體現(xiàn)數(shù)學的文化功能與人文價值。
教學重點:離散型隨機變量的方差、標準差
教學難點:比較兩個隨機變量的期望與方差的大小,從而解決實際問題
教具準備:多媒體、實物投影儀。
教學設想:了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),則Dξ=np(1—p)”,并會應用上述公式計算有關(guān)隨機變量的方差。
授課類型:新授課
課時安排:2課時
教具:多媒體、實物投影儀
內(nèi)容分析:
數(shù)學期望是離散型隨機變量的一個特征數(shù),它反映了離散型隨機變量取值的平均水平,表示了隨機變量在隨機實驗中取值的平均值,所以又常稱為隨機變量的平均數(shù)、均值.今天,我們將對隨機變量取值的穩(wěn)定與波動、集中與離散的程度進行研究.其實在初中我們也對一組數(shù)據(jù)的波動情況作過研究,即研究過一組數(shù)據(jù)的方差.
回顧一組數(shù)據(jù)的方差的概念:設在一組數(shù)據(jù),,…,中,各數(shù)據(jù)與它們的平均值得差的平方分別是,,…,,那么++…+
叫做這組數(shù)據(jù)的方差
教學過程:
一、復習引入:
1.隨機變量:如果隨機試驗的結(jié)果可以用一個變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機變量隨機變量常用希臘字母ξ、η等表示
2.離散型隨機變量:對于隨機變量可能取的值,可以按一定次序一一列出,這樣的隨機變量叫做離散型隨機變量
3.連續(xù)型隨機變量:對于隨機變量可能取的值,可以取某一區(qū)間內(nèi)的一切值,這樣的變量就叫做連續(xù)型隨機變量
4.離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量的區(qū)別與聯(lián)系:離散型隨機變量與連續(xù)型隨機變量都是用變量表示隨機試驗的結(jié)果;但是離散型隨機變量的結(jié)果可以按一定次序一一列出,而連續(xù)性隨機變量的結(jié)果不可以一一列出
5.分布列:
ξx1x2…xi…
PP1P2…Pi…
6.分布列的兩個性質(zhì):⑴Pi≥0,i=1,2,…;⑵P1+P2+…=1.
7.二項分布:ξ~B(n,p),并記=b(k;n,p).
ξ01…k…n
P
…
…
8.幾何分布:g(k,p)=,其中k=0,1,2,…,.
ξ123…k…
P
…
9.數(shù)學期望:一般地,若離散型隨機變量ξ的概率分布為
ξx1x2…xn…
Pp1p2…pn…
則稱……為ξ的數(shù)學期望,簡稱期望.
10.數(shù)學期望是離散型隨機變量的一個特征數(shù),它反映了離散型隨機變量取值的平均水平
11平均數(shù)、均值:在有限取值離散型隨機變量ξ的概率分布中,令…,則有…,…,所以ξ的數(shù)學期望又稱為平均數(shù)、均值
12.期望的一個性質(zhì):
13.若ξB(n,p),則Eξ=np
二、講解新課:
1.方差:對于離散型隨機變量ξ,如果它所有可能取的值是,,…,,…,且取這些值的概率分別是,,…,,…,那么,
=++…++…
稱為隨機變量ξ的均方差,簡稱為方差,式中的是隨機變量ξ的期望.
2.標準差:的算術(shù)平方根叫做隨機變量ξ的標準差,記作.
3.方差的性質(zhì):(1);(2);
(3)若ξ~B(n,p),則np(1-p)
4.其它:
⑴隨機變量ξ的方差的定義與一組數(shù)據(jù)的方差的定義式是相同的;
⑵隨機變量ξ的方差、標準差也是隨機變量ξ的特征數(shù),它們都反映了隨機變量取值的穩(wěn)定與波動、集中與離散的程度;
⑶標準差與隨機變量本身有相同的單位,所以在實際問題中應用更廣泛
三、講解范例:
例1.隨機拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,求向上一面的點數(shù)的均值、方差和標準差.
解:拋擲散子所得點數(shù)X的分布列為
ξ123456
從而
例2.有甲乙兩個單位都愿意聘用你,而你能獲得如下信息:
甲單位不同職位月工資X1/元1200140016001800
獲得相應職位的概率P10.40.30.20.1
乙單位不同職位月工資X2/元1000140018002000
獲得相應職位的概率P20.40.30.20.1
根據(jù)工資待遇的差異情況,你愿意選擇哪家單位?
解:根據(jù)月工資的分布列,利用計算器可算得
EX1=1200×0.4+1400×0.3+1600×0.2+1800×0.1
=1400,
DX1=(1200-1400)2×0.4+(1400-1400)2×0.3
+(1600-1400)2×0.2+(1800-1400)2×0.1
=40000;
EX2=1000×0.4+1400×0.3+1800×0.2+2200×0.1=1400,
DX2=(1000-1400)2×0.4+(1400-1400)×0.3+(1800-1400)2×0.2+(2200-1400)2×0.l
=160000.
因為EX1=EX2,DX1DX2,所以兩家單位的工資均值相等,但甲單位不同職位的工資相對集中,乙單位不同職位的工資相對分散.這樣,如果你希望不同職位的工資差距小一些,就選擇甲單位;如果你希望不同職位的工資差距大一些,就選擇乙單位.
例3.設隨機變量ξ的分布列為
ξ12…n
P
…
求Dξ
解:(略),
例4.已知離散型隨機變量的概率分布為
1234567
P
離散型隨機變量的概率分布為
3.73.83.944.14.24.3
P
求這兩個隨機變量期望、均方差與標準差
解:;
;
;
=0.04,.
點評:本題中的和都以相等的概率取各個不同的值,但的取值較為分散,的取值較為集中.,,,方差比較清楚地指出了比取值更集中.
=2,=0.02,可以看出這兩個隨機變量取值與其期望值的偏差
例5.甲、乙兩射手在同一條件下進行射擊,分布列如下:射手甲擊中環(huán)數(shù)8,9,10的概率分別為0.2,0.6,0.2;射手乙擊中環(huán)數(shù)8,9,10的概率分別為0.4,0.2,0.24用擊中環(huán)數(shù)的期望與方差比較兩名射手的射擊水平
解:
+(10-9);
同理有
由上可知,,所以,在射擊之前,可以預測甲、乙兩名射手所得的平均環(huán)數(shù)很接近,均在9環(huán)左右,但甲所得環(huán)數(shù)較集中,以9環(huán)居多,而乙得環(huán)數(shù)較分散,得8、10環(huán)地次數(shù)多些.
點評:本題中,和所有可能取的值是一致的,只是概率的分布情況不同.=9,這時就通過=0.4和=0.8來比較和的離散程度,即兩名射手成績的穩(wěn)定情況
例6.A、B兩臺機床同時加工零件,每生產(chǎn)一批數(shù)量較大的產(chǎn)品時,出次品的概率如下表所示:
A機床B機床
次品數(shù)ξ10123次品數(shù)ξ10123
概率P0.70.20.060.04概率P0.80.060.040.10
問哪一臺機床加工質(zhì)量較好
解:Eξ1=0×0.7+1×0.2+2×0.06+3×0.04=0.44,
Eξ2=0×0.8+1×0.06+2×0.04+3×0.10=0.44.
它們的期望相同,再比較它們的方差
Dξ1=(0-0.44)2×0.7+(1-0.44)2×0.2+(2-0.44)2
×0.06+(3-0.44)2×0.04=0.6064,
Dξ2=(0-0.44)2×0.8+(1-0.44)2×0.06+(2-0.44)2
×0.04+(3-0.44)2×0.10=0.9264.
∴Dξ1Dξ2故A機床加工較穩(wěn)定、質(zhì)量較好.
四、課堂練習:
1.已知,則的值分別是()
A.;B.;C.;D.
答案:1.D
2.一盒中裝有零件12個,其中有9個正品,3個次品,從中任取一個,如果每次取出次品就不再放回去,再取一個零件,直到取得正品為止.求在取得正品之前已取出次品數(shù)的期望.
分析:涉及次品率;抽樣是否放回的問題.本例采用不放回抽樣,每次抽樣后次品率將會發(fā)生變化,即各次抽樣是不獨立的.如果抽樣采用放回抽樣,則各次抽樣的次品率不變,各次抽樣是否抽出次品是完全獨立的事件.
解:設取得正品之前已取出的次品數(shù)為ξ,顯然ξ所有可能取的值為0,1,2,3
當ξ=0時,即第一次取得正品,試驗停止,則
P(ξ=0)=
當ξ=1時,即第一次取出次品,第二次取得正品,試驗停止,則
P(ξ=1)=
當ξ=2時,即第一、二次取出次品,第三次取得正品,試驗停止,則
P(ξ=2)=
當ξ=3時,即第一、二、三次取出次品,第四次取得正品,試驗停止,則P(ξ=3)=
所以,Eξ=
3.有一批數(shù)量很大的商品的次品率為1%,從中任意地連續(xù)取出200件商品,設其中次品數(shù)為ξ,求Eξ,Dξ
分析:涉及產(chǎn)品數(shù)量很大,而且抽查次數(shù)又相對較少的產(chǎn)品抽查問題.由于產(chǎn)品數(shù)量很大,因而抽樣時抽出次品與否對后面的抽樣的次品率影響很小,所以可以認為各次抽查的結(jié)果是彼此獨立的.解答本題,關(guān)鍵是理解清楚:抽200件商品可以看作200次獨立重復試驗,即ξB(200,1%),從而可用公式:Eξ=np,Dξ=npq(這里q=1-p)直接進行計算
解:因為商品數(shù)量相當大,抽200件商品可以看作200次獨立重復試驗,所以ξB(200,1%)因為Eξ=np,Dξ=npq,這里n=200,p=1%,q=99%,所以,Eξ=200×1%=2,Dξ=200×1%×99%=1.98
4.設事件A發(fā)生的概率為p,證明事件A在一次試驗中發(fā)生次數(shù)ξ的方差不超過1/4
分析:這是一道純數(shù)學問題.要求學生熟悉隨機變量的期望與方差的計算方法,關(guān)鍵還是掌握隨機變量的分布列.求出方差Dξ=P(1-P)后,我們知道Dξ是關(guān)于P(P≥0)的二次函數(shù),這里可用配方法,也可用重要不等式證明結(jié)論
證明:因為ξ所有可能取的值為0,1且P(ξ=0)=1-p,P(ξ=1)=p,
所以,Eξ=0×(1-p)+1×p=p
則Dξ=(0-p)2×(1-p)+(1-p)2×p=p(1-p)
5.有A、B兩種鋼筋,從中取等量樣品檢查它們的抗拉強度,指標如下:
ξA110120125130135ξB100115125130145
P0.10.20.40.10.2P0.10.20.40.10.2
其中ξA、ξB分別表示A、B兩種鋼筋的抗拉強度.在使用時要求鋼筋的抗拉強度不低于120,試比較A、B兩種鋼筋哪一種質(zhì)量較好
分析:兩個隨機變量ξA和ξB都以相同的概率0.1,0.2,0.4,0.1,0.2取5個不同的數(shù)值.ξA取較為集中的數(shù)值110,120,125,130,135;ξB取較為分散的數(shù)值100,115,125,130,145.直觀上看,猜想A種鋼筋質(zhì)量較好.但猜想不一定正確,需要通過計算來證明我們猜想的正確性
解:先比較ξA與ξB的期望值,因為
EξA=110×0.1+120×0.2+125×0.4+130×0.1+135×0.2=125,
EξB=100×0.1+115×0.2+125×0.4十130×0.1+145×0.2=125.
所以,它們的期望相同.再比較它們的方差.因為
DξA=(110-125)2×0.1+(120-125)2×0.2+(130-125)2×0.1+(135-125)2×0.2=50,
DξB=(100-125)2×0.1+(110-125)2×0.2+(130-125)2×0.1+(145-125)2×0.2=165.
所以,DξADξB.因此,A種鋼筋質(zhì)量較好
6.在有獎摸彩中,一期(發(fā)行10000張彩票為一期)有200個獎品是5元的,20個獎品是25元的,5個獎品是100元的.在不考慮獲利的前提下,一張彩票的合理價格是多少元?
分析:這是同學們身邊常遇到的現(xiàn)實問題,比如福利彩票、足球彩票、奧運彩票等等.一般來說,出臺各種彩票,政府要從中收取一部分資金用于公共福利事業(yè),同時也要考慮工作人員的工資等問題.本題的“不考慮獲利”的意思是指:所收資金全部用于獎品方面的費用
解:設一張彩票中獎額為隨機變量ξ,顯然ξ所有可能取的值為0,5,25,100依題
意,可得ξ的分布列為
ξ0525100
P
答:一張彩票的合理價格是0.2元.
五、小結(jié):⑴求離散型隨機變量ξ的方差、標準差的步驟:①理解ξ的意義,寫出ξ可能取的全部值;②求ξ取各個值的概率,寫出分布列;③根據(jù)分布列,由期望的定義求出Eξ;④根據(jù)方差、標準差的定義求出、.若ξ~B(n,p),則不必寫出分布列,直接用公式計算即可.
⑵對于兩個隨機變量和,在和相等或很接近時,比較和
,可以確定哪個隨機變量的性質(zhì)更適合生產(chǎn)生活實際,適合人們的需要
六、課后作業(yè):P69練習1,2,3P69A組4B組1,2
1.設~B(n、p)且E=12D=4,求n、p
解:由二次分布的期望與方差性質(zhì)可知E=npD=np(1-p)
∴∴
2.已知隨機變量服從二項分布即~B(6、)求b(2;6,)
解:p(=2)=c62()2()4
3.已知甲、乙兩名射手在一次射擊中的得分為兩個相互獨立的隨機變量和,已知和的分布列如下:(注得分越大,水平越高)
123
pA0.10.6
123
p0.3b0.3
試分析甲、乙技術(shù)狀況
解:由0.1+0.6+a+1a=0.3
0.3+0.3+b=1a=0.4
∴E=2.3,E=2.0
D=0.81,D=0.6
七、板書設計(略)
八、教學反思:
⑴求離散型隨機變量ξ的方差、標準差的步驟:
①理解ξ的意義,寫出ξ可能取的全部值;
②求ξ取各個值的概率,寫出分布列;
③根據(jù)分布列,由期望的定義求出Eξ;
④根據(jù)方差、標準差的定義求出、.若ξ~B(n,p),則不必寫出分布列,直接用公式計算即可.
⑵對于兩個隨機變量和,在和相等或很接近時,比較和,可以確定哪個隨機變量的性質(zhì)更適合生產(chǎn)生活實際,適合人們的需要
離散型隨機變量的期望說案
一、教材分析
教材的地位和作用
期望是概率論和數(shù)理統(tǒng)計的重要概念之一,是反映隨機變量取值分布的特征數(shù),學習期望將為今后學習概率統(tǒng)計知識做鋪墊。同時,它在市場預測,經(jīng)濟統(tǒng)計,風險與決策等領域有著廣泛的應用,為今后學習數(shù)學及相關(guān)學科產(chǎn)生深遠的影響。
教學重點與難點
重點:離散型隨機變量期望的概念及其實際含義。
難點:離散型隨機變量期望的實際應用。
[理論依據(jù)]本課是一節(jié)概念新授課,而概念本身具有一定的抽象性,學生難以理解,因此把對離散性隨機變量期望的概念的教學作為本節(jié)課的教學重點。此外,學生初次應用概念解決實際問題也較為困難,故把其作為本節(jié)課的教學難點。
二、教學目標
[知識與技能目標]
通過實例,讓學生理解離散型隨機變量期望的概念,了解其實際含義。
會計算簡單的離散型隨機變量的期望,并解決一些實際問題。
[過程與方法目標]
經(jīng)歷概念的建構(gòu)這一過程,讓學生進一步體會從特殊到一般的思想,培養(yǎng)學生歸納、概括等合情推理能力。
通過實際應用,培養(yǎng)學生把實際問題抽象成數(shù)學問題的能力和學以致用的數(shù)學應用意識。
[情感與態(tài)度目標]
通過創(chuàng)設情境激發(fā)學生學習數(shù)學的情感,培養(yǎng)其嚴謹治學的態(tài)度。在學生分析問題、解決問題的過程中培養(yǎng)其積極探索的精神,從而實現(xiàn)自我的價值。
三、教法選擇
引導發(fā)現(xiàn)法
四、學法指導
“授之以魚,不如授之以漁”,注重發(fā)揮學生的主體性,讓學生在學習中學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。
2012屆高考數(shù)學備考復習概率、隨機變量及其分布列教案
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師掌握上課時的教學節(jié)奏。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?為了讓您在使用時更加簡單方便,下面是小編整理的“2012屆高考數(shù)學備考復習概率、隨機變量及其分布列教案”,僅供參考,希望能為您提供參考!
專題六:概率與統(tǒng)計、推理與證明、算法初步、復數(shù)
第二講概率、隨機變量及其分布列
【最新考綱透析】
1.概率
(1)了解隨機事件發(fā)生的不確定性和頻率的穩(wěn)定性,了解概率的意義,了解頻率與概率的區(qū)別。
(2)了解兩個互斥事件的概率加法公式。
(3)理解古典概型及其概率計算公式。
(4)了解幾何概型的意義。
(5)了解條件概率。
2.兩個事件相互獨立,n次獨立重復試驗
(1)了解兩個事件相互獨立的概念;
(2)理解n次獨立重復試驗的模型并能解決一些實際問題;
3.離散型隨機變量及其分布列
(1)理解取有限個值的離散隨機變量及其分布列的概念。
(2)理解二項分布,并解決一些簡單問題。
4.離散型隨機變量的均值、方差
(1)理解取有限個值的離散型隨機變量的均值、方差的概念;
(2)能計算簡單離散型隨機變量的均值、方差,并能解決一些實際問題。
【核心要點突破】
要點考向1:古典概型
考情聚焦:1.古典概型是高考重點考查的概率模型,常與計數(shù)原理、排列組合結(jié)合起來考查。
2.多以選擇題、填空題的形式考查,屬容易題。
考向鏈接:1.有關(guān)古典模型的概率問題,關(guān)鍵是正確求出基本事件總數(shù)和所求事件包含的基本事件數(shù),這常常用到計數(shù)原理與排列、組合的相關(guān)知識。
2.在求基本事件的個數(shù)時,要準確理解基本事件的構(gòu)成,這樣才能保證所求事件所包含的基本事件數(shù)的求法與基本事件總數(shù)的求法的一致性。
3.對于較復雜的題目,要注意正確分類,分類時應不重不漏。
例1:(2010北京高考文科T3)從{1,2,3,4,5}中隨機選取一個數(shù)為a,從{1,2,3}中隨機選取一個數(shù)為b,則ba的概率是()
(A)(B)(C)(D)
【命題立意】本題考查古典概型,熟練掌握求古典概型概率的常用方法是解決本題的關(guān)鍵。
【思路點撥】先求出基本事件空間包含的基本事件總數(shù),再求出事件“”包含的基本事件數(shù),從而。
【規(guī)范解答】選D。,包含的基本事件總數(shù)。事件“”為,包含的基本事件數(shù)為。其概率。
【方法技巧】列古典概型的基本事件空間常用的方法有:(1)列舉法;(2)坐標網(wǎng)格法;(3)樹圖等。
要點考向2:幾何概型
考情聚焦:1.幾何模型是新課標新增內(nèi)容,預計今后會成為新課標高考的增長點,應引起高度重視。
2.易與解析幾何、定積分等幾何知識交匯命題,多以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),屬中、低檔題目。
考向鏈接:1.當試驗的結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域為長度、面積、體積、弧長、夾角等時,應考慮使用幾何概型求解。
2.利用幾何概型求概率時,關(guān)鍵是試驗的全部結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域和事件發(fā)生的區(qū)域的尋找,有時需要設出變量,在坐標系中表示所需要的區(qū)域。
例2:(2010湖南高考文科T11)在區(qū)間[-1,2]上隨即取一個數(shù)x,則x∈[0,1]的概率為。
【命題立意】以非常簡單的區(qū)間立意,運算不復雜,但能切中考查幾何概型的要害。
【思路點撥】一元幾何概型→長度之比
【規(guī)范解答】[-1,2]的長度為3,[0,1]的長度為1,所以概率是.
【方法技巧】一元幾何概型→長度之比,二元幾何概型→面積之比,三元幾何概型→體積之比
要點考向3:條件概率
考情聚焦:1.條件概率是新課標新增內(nèi)容,在2007年山東高考重點亮相過,預計在今后課改省份高考中會成為亮點。
2.常出現(xiàn)在解答題中和其他知識一同考查,當然也會在選擇題、填空題中單獨考查。
考向鏈接:(1)利用公式是求條件概率最基本的方法,這種方法的關(guān)鍵是分別求出P(A)和P(AB),其中P(AB)是指事件A和B同時發(fā)生的概率。
(2)在求P(AB)時,要判斷事件A與事件B之間的關(guān)系,以便采用不同的方法求P(AB)。其中,若,則P(AB)=P(B),從而
例3:(2010安徽高考理科T15)甲罐中有5個紅球,2個白球和3個黑球,乙罐中有4個紅球,3個白球和3個黑球。先從甲罐中隨機取出一球放入乙罐,分別以和表示由甲罐取出的球是紅球,白球和黑球的事件;再從乙罐中隨機取出一球,以表示由乙罐取出的球是紅球的事件,則下列結(jié)論中正確的是________(寫出所有正確結(jié)論的編號)。
①;
②;
③事件與事件相互獨立;
④是兩兩互斥的事件;
⑤的值不能確定,因為它與中哪一個發(fā)生有關(guān)。
【命題立意】本題主要考查概率的綜合問題,考查考生對事件關(guān)系的理解和條件概率的認知水平.
【思路點撥】根據(jù)事件互斥、事件相互獨立的概念,條件概率及把事件B的概率轉(zhuǎn)化為可辨析此題。
【規(guī)范解答】顯然是兩兩互斥的事件,
有,,,
而
,
且,,有
可以判定②④正確,而①③⑤錯誤。
【答案】②④
要點考向4:復雜事件的概率與隨機變量的分布列、期望、方差
考情聚焦:1.復雜事件的概率與隨機變量的分布列、期望、方差是每年高考必考的內(nèi)容,與生活實踐聯(lián)系密切。
2.多以解答題的形式呈現(xiàn),屬中檔題。
例4:(2010湖南高考理科T4)
圖4是某城市通過抽樣得到的居民某年的月均用水量(單位:噸)的頻率分布直方圖
(Ⅰ)求直方圖中x的值
(II)若將頻率視為概率,從這個城市隨機抽取3位居民(看作有放回的抽樣),求月均用水量在3至4噸的居民數(shù)X的分布列和數(shù)學期望。
【命題立意】以實際生活為背景,考查頻率分布直方圖的認識,進而考查分布列和期望等統(tǒng)計知識.
【思路點撥】頻率分布直方圖→矩形的面積表示頻率反映概率;隨機抽取3位居民(看作有放回的抽樣)是三個獨立重復實驗→計算概率時遵循貝努力概型.
【規(guī)范解答】(1)依題意及頻率分布直方圖知,0.02+0.1+x+0.37+0.39=1,解得x=0.12.
(2)由題意知,X~B(3,0.1).
因此P(x=0)=P(X=1)=
P(X=2)=P(X=3)=
故隨機變量X的分布列為
X0123
P0.7290.2430.0270.001
X的數(shù)學期望為EX=3×0.1=0.3.
【方法技巧】1、統(tǒng)計的常用圖:條形圖,徑葉圖;直方圖,折線圖等。要學會識圖.2、概率問題的解題步驟:首先思考實驗的個數(shù)、實驗關(guān)系和實驗結(jié)果,然后思考目標時間如何用基本事件表示出來,最后利用對立事件、對立事件和互斥事件進行運算.3、在求期望和方差時注意使用公式.
注:(1)求復雜事件的概率,要正確分析復雜事件的構(gòu)成,看復雜事件能轉(zhuǎn)化為幾個彼此互斥的事件的和事件還是能轉(zhuǎn)化為幾個相互獨立事件同時發(fā)生的積事件,然后用概率公式求解。
(2)一個復雜事件若正面情況比較多,反而情況較少,則一般利用對立事件進行求解。對于“至少”,“至多”等問題往往用這種方法求解。
(3)求離散型隨機變量的分布列的關(guān)鍵是正確理解隨機變量取每一個所表示的具體事件,然后綜合應用各類求概率的公式,求出概率。
(4)求隨機變量的均值和方差的關(guān)鍵是正確求出隨機變量的分布列,若隨機變量服從二項分布,則可直接使用公式求解。
【高考真題探究】
1.(2010遼寧高考理科T3)兩個實習生每人加工一個零件.加工為一等品的概率分別為和,兩個零件是否加工為一等品相互獨立,則這兩個零件中恰有一個一等品的概率為()
(A)(B)(C)(D)
【命題立意】本題考查獨立事件同時發(fā)生的概率,
【思路點撥】恰有一個一等品,包含兩類情況,
【規(guī)范解答】選B.所求概率為。
【方法技巧】1、要準確理解恰有一個產(chǎn)含義,
2、事件A、B相互獨立,則P(AB)=P(A)P(B)
3、本題也可用對立事件的概率來解決。所求概率p=1-.
2.(2010福建高考理科T13)某次知識競賽規(guī)則如下:在主辦方預設的5個問題中,選手若能連續(xù)回答出兩個問題,即停止答題,晉級下一輪。假設某選手正確回答每個問題的概率都是0.8,且每個問題的回答結(jié)果相互獨立,則該選手恰好回答了4個問題就晉級下一輪的概率等于。
【命題立意】本題主要考查相互獨立事件同時發(fā)生的概率的求解。
【思路點撥】分析題意可得:該選手第一個問題可以答對也可以答錯,第二個問題一定回答錯誤,第三、四個問題一定答對,進而求解“相互獨立事件同時發(fā)生的概率”。
【規(guī)范解答】依題意得:該選手第一個問題可以答對也可以答錯,第二個問題一定回答錯誤,第三、四個問題一定答對,所以其概率.
3.(2010江蘇高考T3)盒子里共有大小相同的3只白球,1只黑球,若從中隨機地摸出兩只球,則它們顏色不同的概率是___.
【命題立意】本題考查古典概型的概率求法。
【思路點撥】先求出從盒子中隨機地摸出兩只球的所有方法數(shù),再求出所摸兩只球顏色不同的方法數(shù),最后代入公式計算即可。
【規(guī)范解答】從盒子中隨機地摸出兩只球,共有種情況,而摸兩只球顏色不同的種數(shù)為種情況,故所求的概率為
【答案】
4.(2010湖北高考文科T13)一個病人服用某種新藥后被治愈的概率為0.9.則服用這種新藥的4個病人中至少3人被治愈的概率為_______(用數(shù)字作答).
【命題立意】本題主要考查獨立重復試驗及互斥事件的概率,考查考生的分類討論思想和運算求解能力.
【思路點撥】“4個病人服用某種新藥”相當于做4次獨立重復試驗,“至少3人被治愈”即“3人被治愈”,“4人被治愈”兩個互斥事件有一個要發(fā)生,由獨立重復試驗和概率的加法公式即可得出答案.
【規(guī)范解答】4個病人服用某種新藥3人被治愈的概率為:;
4個病人服用某種新藥4人被治愈的概率為:,故服用這種新藥的4個
病人中至少3人被治愈的概率為.
【答案】0.9477.
【方法技巧】求多個事件至少有一個要發(fā)生的概率一般有兩種辦法:1、將該事件分解為若干個互斥事件的“和事件”,然后利用概率的加法公式求解;2、考慮對立事件。如:本題也可另解為
5.(2010重慶高考文科T14)加工某一零件經(jīng)過三道工序,設第一、二、三道工序的次品率分別為、、,且各道工序互不影響,則加工出來的零件的次品率為.
【命題立意】本小題考查概率、相互獨立試驗等基礎知識,考查運算求解能力,考查分類討論的思想.
【思路點撥】加工零件需要完成三道工序,考慮問題的對立事件,加工出合格零件則需要三道工序都是合格品.
【規(guī)范解答】因為第一、二、三道工序的次品率分別為、、,所以第一、二、三道工序的正品率分別為,所以加工出來的零件的次品率為
【答案】.
【方法技巧】當所求事件的情形較多時,它的對立事件的情形較少,采用對立事件求解就是“正難則反易”的方法.
6.(2010重慶高考文科T17)在甲、乙等6個單位參加的一次“唱讀講傳”演出活動中,每個單位的節(jié)目集中安排在一起.若采用抽簽的方式隨機確定各單位的演出順序(序號為1,2,…,6),求:
(1)甲、乙兩單位的演出序號均為偶數(shù)的概率;
(2)甲、乙兩單位的演出序號不相鄰的概率.
【命題立意】本小題考查排列、組合、古典概型的基礎知識及其綜合應用,考查運算求解能力,及分類討論的數(shù)學思想.
【思路點撥】先求出事件的總的基本事件的個數(shù),再求出符合題意要求的基本事件的個數(shù),最后計算概率.
【規(guī)范解答】(方法一)考慮甲乙兩個單位的排列順序,甲乙兩個單位可以排列在6個位置中的任意兩個位置,有種等可能的結(jié)果;
(1)設A表示“甲、乙的演出序號均為偶數(shù)”,則事件A包含的基本事件的個數(shù)是,所以;
(2)設B表示事件“甲乙兩單位的演出序號不相鄰”,則表示事件“甲乙兩單位的演出序號相鄰”,事件包含的基本事件的個數(shù)是,
所以
(方法二)不考慮甲乙兩個單位的排列順序,甲乙兩個單位可以在6個位置中的任選兩個位置,有種等可能的結(jié)果;
(1)設A表示“甲、乙的演出序號均為偶數(shù)”,則事件A包含的基本事件的個數(shù)是,所以;
(2)設B表示事件“甲乙兩單位的演出序號不相鄰”,則表示事件“甲乙兩單位的演出序號相鄰”,事件包含的基本事件的個數(shù)是5,所以.
(方法三)考慮所有單位的排列位置,各單位的演出順序共有(種)情形;
(1)設A表示“甲、乙的演出序號均為偶數(shù)”,則事件A包含的基本事件的個數(shù)是,所以;
(2)設B表示事件“甲乙兩單位的演出序號不相鄰”,則表示事件“甲乙兩單位的演出序號相鄰”,事件包含的基本事件的個數(shù)是,
所以.
【跟蹤模擬訓練】
一、選擇題(每小題6分,共36分)
1.鍋中煮有芝麻餡湯圓6個,花生餡湯圓5個,豆沙餡湯圓4個,這三種湯圓的外部特征完全相同。從中任意舀取4個湯圓,則每種湯圓都至少取到1個的概率為()
(A)(B)(C)(D)
2.已知函數(shù)、都是定義在上的函數(shù),且(且),,在有窮數(shù)列()中,任意取正整數(shù),則其前項和大于的概率是()
A.B.C.D.
3.先后拋擲兩枚均勻的正方體骰子,記骰子落地后朝上的點數(shù)分別為x、y,則的概率為()A.B.C.D.
4.一個容量為100的樣本,其數(shù)據(jù)的分組與各組的頻數(shù)如下表:
組別
頻數(shù)1213241516137
則樣本數(shù)據(jù)落在上的頻率為
A.0.13B.0.39C.0.52D.0.64
5.(2010屆安徽省合肥高三四模(理))從足夠多的四種顏色的燈泡中任選六個安置在如右圖的6個頂點處,則相鄰頂點處燈泡顏色不同的概率為()
A.B.C.D.
6.(2010屆杭州五中高三下5月模擬(理))將一枚骰子拋擲兩次,若先后出現(xiàn)的點數(shù)分別為,則方程有實根的概率為()
A.B.C.D.
二、填空題(每小題6分,共18分)
7.某班有36名同學參加數(shù)學、物理、化學課外興趣小組,每名同至多參加兩個小組,已知參加數(shù)學、物理、化學小組的人數(shù)分別為26,15,13,同時參加數(shù)學和物理小組的有6人,同時參加物理和化學小組的有4人,則同時參加數(shù)學和化學小組的有人.
8.從5名世博志愿者中選出3名,分別從事翻譯、導游、保潔三項不同的工作,每人承擔一項,其中甲不能從事翻譯工作,則不同的選派方案共有種.
9.已知集合A={(x,y)||x|≤2,|y|≤2,x,y∈Z},集合B={(x,y)|(x-2)2+(y-2)2≤4,x,y∈Z},在集合A中任取一個元素p,則p∈B的概率是_______.
三、解答題(10、11題每題15分,12題16分,共46分)
10.一個口袋中裝有n個紅球(n≥5且n∈N)和5個白球,一次摸獎從中摸出兩個球,兩個球顏色不同則為中獎.
(1)試用n表示一次摸獎中獎的概率P;
(2)若n=5,求三次摸獎(每次摸獎后放回)恰有一次中獎的概率;
(3)記三次摸獎(每次摸獎后放回)恰有一次中獎的概率記為P3(1),當n取多少時,P3(1)值最大?
11.袋內(nèi)裝有6個球,每個球上都記有從1到6的一個號碼,設號碼為n的球重克,這些球等可能地從袋里取出(不受重量、號碼的影響)。
(1)如果任意取出1球,求其重量大于號碼數(shù)的概率;
(2)如果不放回地任意取出2球,求它們重量相等的概率。
12.大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,某班一周內(nèi)(周六、周日休息)各天語文、數(shù)學、外語三科有作業(yè)的概率如下表:
根據(jù)上表:(I)求周五沒有語文、數(shù)學、外語三科作業(yè)的概率;
(II)設一周內(nèi)有數(shù)學作業(yè)的天數(shù)為,求隨機變量的分布列和數(shù)學期望。
參考答案
1.C
2.C
3.C
4.C
5.C
6.C
7.8
8.48
9.【解析】集合A中共有25個元素,既屬于集合A又屬于集合B的元素為(0,2),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),共6個,故所求概率為P=.
答案:
11.解析:(1)由題意,任意取出1球,共有6種等可能的方法。
由不等式
所以,于是所求概率為
(2)從6個球中任意取出2個球,共有15種等可能的方法,列舉如下:
(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(1,6)(2,3)(2,4)(2,5)(2,6)(3,4)(3,5)
(3,6)(4,5)(4,6)(5,6)
設第n號與第m號的兩個球的重量相等,
則有
故所求概率為
12.解析:(I)設周五有語文、數(shù)學、外語三科作業(yè)分別為事件A1、A2、A3周五沒有語文、數(shù)學、外語三科作業(yè)為事件A,則由已知表格得
、、
(II)設一周內(nèi)有數(shù)學作業(yè)的天數(shù)為,則
所以隨機變量的概率分布列如下:
3.若在二項式(x+1)10的展開式中任取一項,則該項的系數(shù)為奇數(shù)的概率為_______.
【解析】展開式共有11項,其中第1,3,9,11項系數(shù)為奇數(shù),故所求概率為P=.
答案:
4.平面區(qū)域U={(x,y)|x+y≤6,x≥0,y≥0},M={(x,y)|x≤4,y≥0,x-2y≥0},若向區(qū)域U內(nèi)隨機投一點P,則點P落入?yún)^(qū)域M的概率為________.
【解析】本題考查了線性規(guī)劃知識及幾何概型求概率等知識.如圖,作出兩集合表示的平面區(qū)域,
容易得出U所表示的平面區(qū)域為三
角形AOB及其邊界,M表示的區(qū)域
為三角形OCD及其邊界.
容易求得D(4,2)恰為直線x=4,
x-2y=0,x+y=6的交點.
6.一廠家向用戶提供的一箱產(chǎn)品共10件,其中有2件次品,用戶先對產(chǎn)品進行抽檢以決定是否接收,抽檢規(guī)則是這樣的:一次取一件產(chǎn)品檢查(取出的產(chǎn)品不放回箱子),若前三次沒有抽查到次品,則用戶接收這箱產(chǎn)品;若前三次中一抽查到次品就立即停止抽檢,并且用戶拒絕接收這箱產(chǎn)品.
(1)求這箱產(chǎn)品被用戶接收的概率;
(2)記抽檢的產(chǎn)品件數(shù)為ξ,求ξ的分布列和數(shù)學期望.
7.袋中裝有標號分別為1,2,3,4,5,6的卡片各1張,從中任取兩張卡片,其標號分別記為x,y(其中x>y).
(1)求這兩張卡片的標號之和為偶數(shù)的概率;
(2)設ξ=x-y,求隨機變量ξ的概率分布列與數(shù)學期望.