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1、回顧7 概率與統(tǒng)計
[必記知識]
分類加法計數(shù)原理
完成一件事,可以有n類辦法,在第一類辦法中有m1種方法,在第二類辦法中有m2種方法,…,在第n類辦法中有mn種方法,那么完成這件事共有N=m1+m2+…+mn種方法(也稱加法原理).
分步乘法計數(shù)原理
完成一件事需要經(jīng)過n個步驟,缺一不可,做第一步有m1種方法,做第二步有m2種方法,…,做第n步有mn種方法,那么完成這件事共有N=m1×m2×…×mn種方法(也稱乘法原理).
排列數(shù)、組合數(shù)公式及其相關(guān)性質(zhì)
(1)排列數(shù)公式
A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=(m≤n,m,n∈N*),A=n?。絥(n-1)(n
2、-2)…·2·1(n∈N*).
[提醒])?。?)在這個公式中m,n∈N*,且m≤n,并且規(guī)定0?。?,當m=n時,A=n!.
(2)A=主要有兩個作用:①利用此公式計算排列數(shù);②對含有字母的排列數(shù)的式子進行變形時常使用此公式.
(2)組合數(shù)公式
C===(m≤n,n,m∈N*).
[提醒])?。?)公式C=主要有兩個作用:①利用此公式計算組合數(shù);②對含有字母的組合數(shù)的式子進行變形和證明時,常用此公式.
(2)組合數(shù)的性質(zhì),C=C(m≤n,n,m∈N*),C=C+C(m≤n,n,m∈N*).
(3)排列數(shù)與組合數(shù)的聯(lián)系
A=CA.
二項式定理
(a+b)n=Can+Ca
3、n-1b1+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*).這個公式叫做二項式定理,右邊的多項式叫做(a+b)n的二項展開式,其中各項的系數(shù)C(k=0,1,2,…,n)叫做二項式系數(shù).式中的Can-kbk叫做二項展開式的通項,用Tk+1表示,即通項為展開式的第k+1項:Tk+1=Can-kbk(其中0≤k≤n,k∈N,n∈N*).
二項展開式形式上的特點
(1)項數(shù)為n+1.
(2)各項的次數(shù)都等于二項式的冪指數(shù)n,即a與b的指數(shù)的和為n.
(3)字母a按降冪排列,從第一項開始,次數(shù)n逐項減1直到零;字母b按升冪排列,從第一項起,次數(shù)由零逐項增1直到n.
(4)二項式的系數(shù)從C,C,一
4、直到C,C.
[提醒]) 對于二項式定理應用時要注意,(1)區(qū)別“項的系數(shù)”與“二項式系數(shù)”,審題時要仔細.項的系數(shù)與a,b有關(guān),可正可負,二項式系數(shù)只與n有關(guān),恒為正.
(2)運用通項求展開的一些特殊項,通常都是由題意列方程求出k,再求所需的某項;有時需先求n,計算時要注意n和k的取值范圍及它們之間的大小關(guān)系.
(3)賦值法求展開式中的系數(shù)和或部分系數(shù)和,常賦的值為0,±1.
(4)在化簡求值時,注意二項式定理的逆用,要用整體思想看待a,b.
概率的計算公式
(1)古典概型的概率公式
P(A)=;
(2)互斥事件的概率計算公式
P(A∪B)=P(A)+P(B);
(3)
5、對立事件的概率計算公式
P(A)=1-P(A);
(4)幾何概型的概率計算公式
P(A)=.
統(tǒng)計中四個數(shù)據(jù)特征
(1)眾數(shù):在樣本數(shù)據(jù)中,出現(xiàn)次數(shù)最多的那個數(shù)據(jù);
(2)中位數(shù):在樣本數(shù)據(jù)中,將數(shù)據(jù)按大小排列,位于最中間的數(shù)據(jù).如果數(shù)據(jù)的個數(shù)為偶數(shù),就取中間兩個數(shù)據(jù)的平均數(shù)作為中位數(shù);
(3)平均數(shù):樣本數(shù)據(jù)的算術(shù)平均數(shù),
即=(x1+x2+…+xn);
(4)方差與標準差
方差:s2=[(x1-)2+(x2-)2+…+(xn-)2].
標準差:
s=.
二項分布
(1)相互獨立事件的概率運算
①事件A,B相互獨立?P(AB)=P(A)P(B).
②若事件
6、A1,A2,…,An相互獨立,則這些事件同時發(fā)生的概率等于每個事件發(fā)生的概率的積,即P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An).
③事件A,B相互獨立,則和,A與,與B也相互獨立.
(2)條件概率P(B|A)=的性質(zhì)
①0≤P(B|A)≤1.
②若B和C是兩個互斥事件,則P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A).
③若A,B相互獨立,則P(B|A)=P(B).
(3)二項分布
如果在每次試驗中某事件發(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P(ξ=k)=Cpkqn-k,其中k=0,1,…,n,q=1-p,于是得到隨機變量ξ的概率分布列如下
7、:
ξ
0
1
…
k
…
n
P
Cp0qn
Cp1qn-1
…
Cpkqn-k
…
Cpnq0
我們稱這樣的隨機變量ξ服從二項分布,記作ξ~B(n,p),其中n,p為參數(shù),并稱p為成功概率.
[提醒]) 在含有M件次品的N件產(chǎn)品中,任取n件,其中恰有X件次品,則事件{X=k}發(fā)生的概率為P(X=k)=,k=0,1,2,…,m,其中m=min{M,n},且n≤N,M≤N,n,M,N∈N*,此時稱隨機變量X服從超幾何分布.
正態(tài)分布
(1)正態(tài)分布的定義及表示
如果對于任何實數(shù)a,b(a<b),隨機變量X滿足P(a<X≤b)=φμ,σ(x)dx(即直
8、線x=a,直線x=b,正態(tài)曲線及x軸圍成的曲邊梯形的面積),則稱隨機變量X服從正態(tài)分布,記作X~N(μ,σ2),則E(X)=μ,D(X)=σ2.
(2)正態(tài)曲線的特點
①曲線位于x軸上方,與x軸不相交.
②曲線是單峰的,它關(guān)于直線x=μ對稱.
③曲線在x=μ處達到峰值 .
④曲線與x軸之間的面積為1.
⑤當σ一定時,曲線的位置由μ確定,曲線隨著μ的變化而沿x軸平移.
⑥當μ一定時,曲線的形狀由σ確定,σ越小,曲線越“瘦高”,表示總體的分布越集中;σ越大,曲線越“矮胖”,表示總體的分布越分散.
[提醒]) P(X≤a)=1-P(X>a);P(X≤μ-a)=P(X≥μ+a);P(a
9、<X<b)=P(X<b)-P(X≤a).
[必會結(jié)論]
求解排列問題常用的方法
直接法
把符合條件的排列數(shù)直接列式計算
優(yōu)先法
優(yōu)先安排特殊元素或特殊位置
捆綁法
相鄰問題捆綁處理,即可以把相鄰元素看作一個整體與其他元素進行排列,同時注意捆綁元素的內(nèi)部排列
插空法
不相鄰問題插空處理,即先考慮不受限制的元素的排列,再將不相鄰的元素插在前面元素的排列產(chǎn)生的空中
先整體,
后局部
“小集團”排列問題中,先整體,后局部
除法
對于定序問題,可先不考慮順序限制,排列后,再除以定序元素的全排列
間接法
正難則反,等價轉(zhuǎn)化的方法
二項式系數(shù)的性質(zhì)
(1)對稱性:
10、在二項展開式中與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數(shù)相等,即C=C.
(2)增減性與最大值:二項式系數(shù)C,當k<時,二項式系數(shù)逐漸增大;當k>時,二項式系數(shù)逐漸減?。攏是偶數(shù)時,中間一項的二項式系數(shù)最大;當n是奇數(shù)時,中間兩項的二項式系數(shù)最大.
(3)各二項式系數(shù)的和:(a+b)n的展開式的各個二項式系數(shù)的和等于2n,即C+C+…+C=2n.
(4)奇數(shù)項的二項式系數(shù)之和等于偶數(shù)項的二項式系數(shù)之和,即C+C+…=C+C+…=2n-1.
均值與方差的性質(zhì)結(jié)論
(1)均值的性質(zhì)結(jié)論
①E(k)=k(k為常數(shù)).
②E(aX+b)=aE(X)+b.
③E(X1+X2)=E(X1)+
11、E(X2).
④若X1,X2相互獨立,則E(X1·X2)=E(X1)·E(X2).
(2)方差的相關(guān)性質(zhì)結(jié)論
①D(k)=0(k為常數(shù)).
②D(aX+b)=a2D(X).
③D(X)=E(X2)-[E(X)]2.
④若X1,X2,…,Xn兩兩獨立,則D(X1+X2+…+Xn)=D(X1)+D(X2)+…+D(Xn).
(3)兩點分布與二項分布的均值與方差
①若隨機變量X服從兩點分布,則E(X)=p,D(X)=p(1-p).
②若隨機變量X服從二項分布,即X~B(n,p),則E(X)=np,D(X)=np(1-p).
[必練習題]
1.200輛汽車通過某一段公路時的時速
12、的頻率分布直方圖如圖所示,則時速的眾數(shù)、中位數(shù)的估計值為( )
A.62,62.5 B.65,62
C.65,63.5 D.65,65
解析:選D.由圖易知最高的矩形為第三個矩形,所以時速的眾數(shù)為65.前兩個矩形的面積為(0.01+0.02)×10=0.3,由于0.5-0.3=0.2,則×10=5,所以中位數(shù)為60+5=65.故選D.
2.在的展開式中,x的冪指數(shù)是非整數(shù)的項共有( )
A.18項 B.19項
C.20項 D.21項
解析:選C.展開式的通項公式為Tr+1=C(x)24-r·(x)r=Cxr(0≤r≤24,r∈N),若x的冪指數(shù)是整數(shù),則1
13、2-r為整數(shù),所以r=0,6,12,18,24,共可取5個值,因為的展開式中有25項,所以x的冪指數(shù)是非整數(shù)的項共有25-5=20項,故選C.
3.如果的展開式中各項系數(shù)之和為128,則展開式中的系數(shù)是( )
A.7 B.-7
C.21 D.-21
解析:選C.因為的展開式中各項系數(shù)之和為128,所以令x=1,則2n=128,解得n=7,所以的展開式中第r+1項為Tr+1=C(3x)7-r=
(-1)rC37-rx,令7-r=-3,解得r=6,所以的系數(shù)為(-1)6C×3=21.故選C. 4.(x+y)(2x-y)5的展開式中x3y3的系數(shù)為( )
A.-80 B.-40
14、
C.40 D.80
解析:選C.由二項式定理可得,展開式中含x3y3的項為x·C(2x)2(-y)3+y·C(2x)3(-y)2=40x3y3,則x3y3的系數(shù)為40.
5.從6個盒子中選出3個來裝東西,且甲、乙兩個盒子至少有一個被選中的情況有( )
A.16種 B.18種
C.22種 D.37種
解析:選A.可分為兩類,第一類:甲、乙兩個盒子恰有一個被選中,有CC=12種;第二類:甲、乙兩個盒子都被選中,有CC=4種,所以共有12+4=16種不同的情況,故選A.
6.學校組織學生參加社會調(diào)查,某小組共有5名男同學,4名女同學.現(xiàn)從該小組中選出3名同學分別到A,B,C三地進行
15、社會調(diào)查,若選出的同學中男女均有,則不同的安排方法有( )
A.70種 B.140種
C.840種 D.420種
解析:選D.從9名同學中任選3名分別到A,B,C三地進行社會調(diào)查有CA種方法,3名同學全是男生或全是女生有(C+C)A種方法,故選出的同學中男女均有的不同安排方法有CA-(C+C)A=420種.
7.某彩票公司每天開獎一次,從1,2,3,4四個號碼中隨機開出一個作為中獎號碼,開獎時如果開出的號碼與前一天的相同,就要重開,直到開出與前一天不同的號碼為止.如果第一天開出的號碼是4,那么第五天開出的號碼也同樣是4的所有可能的情況有( )
A.14種 B.21種
C.24種
16、 D.35種
解析:選B.第一天開出4,第五天同樣開出4,則第二天開出的號碼有3種情況,如果第三天開出的號碼是4,則第四天開出的號碼有3種情況;如果第三天開出的號碼不是4,則第四天開出的號碼有2種情況,所以滿足條件的情況有3×1×3+3×2×2=21種.
8.五個人負責一個社團的周一至周五的值班工作,每人一天,則甲同學不值周一,乙同學不值周五,且甲、乙不相鄰的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:選B.由題意,總的基本事件數(shù)為五個人的全排列數(shù)A.設“甲不值周一,乙不值周五,且甲、乙不相鄰”為事件A,則事件A包含的基本事件數(shù)可按甲值班日期分類計算,當甲值周二時,有A種;當甲值周
17、三時,有A種;當甲值周四時,有2A種,當甲值周五時,有3A種.所以事件A包含的基本事件數(shù)n(A)=A+A+2A+3A=7A,所以事件A發(fā)生的概率為P(A)==,故選B.
9.編號為A,B,C,D,E的五個小球放在如圖所示的五個盒子里,要求每個盒子只能放一個小球,且A球不能放在4號,5號,B球必須放在與A球相鄰的盒子中,則不同的放法的種數(shù)為________.
解析:根據(jù)A球所在的位置可分三類:(1)若A球放在1號盒子內(nèi),則B球只能放在2號盒子內(nèi),余下的三個盒子放C,D,E球,有3×2×1=6種不同的放法.(2)若A球放在3號盒子內(nèi),則B球只能放在2號盒子內(nèi),余下的三個盒子放C,D,E球,
18、有3×2×1=6種不同的放法.(3)若A球放在2號盒子內(nèi),則B球可以放在1號,3號,4號中的任何一個盒子內(nèi),余下的三個盒子放C,D,E球,有3×3×2×1=18種不同的放法.綜上可得不同的放法共有6+6+18=30種.
答案:30
10.隨機地向半圓0<y<(a為正常數(shù))內(nèi)擲一點,點落在圓內(nèi)任何區(qū)域的概率與區(qū)域的面積成正比,而原點與該點的連線與x軸的夾角小于的概率為________.
解析:由0<y<(a>0).
得(x-a)2+y2<a2.
因此半圓區(qū)域如圖所示.
設A表示事件“原點與該點的連線與x軸的夾角小于”,由幾何概型的概率計算公式得P(A)===+.
答案:+
8