2019-2020年高考數(shù)學二輪復習 第一部分 微專題強化練 專題22 隨機變量及其分布列 理(含解析).doc
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2019-2020年高考數(shù)學二輪復習 第一部分 微專題強化練 專題22 隨機變量及其分布列 理(含解析) 一、解答題 1.(xx安徽理,17)甲、乙兩人進行圍棋比賽,約定先連勝兩局者直接贏得比賽,若賽完 5 局仍未出現(xiàn)連勝,則判定獲勝局數(shù)多者贏得比賽.假設每局甲獲勝的概率為,乙獲勝的概率為,各局比賽結果相互獨立. (1)求甲在 4 局以內(含 4 局)贏得比賽的概率; (2)記 X 為比賽決出勝負時的總局數(shù),求X的分布列和均值(數(shù)學期望). [分析] ①甲在四局內贏得比賽,即甲前兩局勝,或第一局敗,二、三局勝,或第一局勝,第二局敗,第三、四局勝. ②比賽總局數(shù)最少2局,最多5局,求概率時,既要考慮甲勝結束,又要考慮乙勝結束. ③由于各局比賽結果相互獨立,故按獨立事件公式計算積事件的概率. [解析] 用A表示“甲在4局以內(含4局)贏得比賽”,Ak表示“第k局甲獲勝”,Bk表示“第k局乙獲勝”,則P(Ak)=,P(Bk)=,k=1,2,3,4,5. (1)P(A)=P(A1A2)+P(B1A2A3)+P(A1B2A3A4) =P(A1)P(A2)+P(B1)P(A2)P(A3)+P(A1)P(B2)P(A3)P(A4)=()2+()2+()2=. (2)X的可能取值為2,3,4,5. P(X=2)=P(A1A2)+P(B1B2) =P(A1)P(A2)+P(B1)P(B2)=, P(X=3)=P(B1A2A3)+P(A1B2B3) =P(B1)P(A2)P(A3)+P(A1)P(B2)P(B3)=, P(X=4)=P(A1B2A3A4)+P(B1A2B3B4) =P(A1)P(B2)P(A3)P(A4)+P(B1)P(A2)P(B3)P(B4)=, P(X=5)=1-P(X=2)-P(X=3)-P(X=4)=. 故X的分布列為 X 2 3 4 5 P [方法點撥] 1.求復雜事件的概率的一般步驟: 1列出題中涉及的各事件,并且用適當?shù)姆柋硎荆? 2理清各事件之間的關系,列出關系式; 3根據(jù)事件之間的關系準確選取概率公式進行計算. 2.直接計算符合條件的事件的概率較繁時,可先間接地計算對立事件的概率,再求出符合條件的事件的概率. 3.要準確理解隨機變量取值的意義,準確把握每一個事件所包含的基本事件,然后依據(jù)類型代入概率公式進行計算. 4.概率與統(tǒng)計知識結合的問題,先依據(jù)統(tǒng)計知識明確條件,求出有關統(tǒng)計的結論,再將所求問題簡化為純概率及其分布的問題,依據(jù)概率及其分布列、期望、方差的知識求解. 5.離散型隨機變量的分布列的性質: 設離散型隨機變量X的分布列為: X x1 x2 … xi … xn P p1 p2 … pi … pn 則①pi≥0,i=1,2,…,n; ②p1+p2+…+pi+…+pn=1. 2.(xx重慶理,17)端午節(jié)吃粽子是我國的傳統(tǒng)習俗.設一盤中裝有10個粽子,其中豆沙粽2個,肉粽3個,白粽5個,這三種粽子的外觀完全相同.從中任意選取3個. (1)求三種粽子各取到1個的概率; (2)設X表示取到的豆沙粽個數(shù),求X的分布列與數(shù)學期望. [分析] 考查了古典概型的概率以及分布列、數(shù)學期望,屬于簡單題型.(1)由古典概型概率公式計算;(2)從含有2個豆沙粽的10個粽子中取3個,據(jù)此可得出X的可能取值及其概率,列出分布列求得期望. [解析] (1)令A表示事件“三種粽子各取到1個”,由古典概型的概率計算公式有 P(A)==. (2)X的可能取值為0,1,2,且 P(X=0)==, P(X=1)==, P(X=2)== 綜上知,X的分布列為: X 0 1 2 P 故E(X)=0+1+2=(個) [方法點撥] 如果題目條件是從含A類物品M件,總數(shù)為N的A、B兩類物品中,抽取n件,其中含有A類物品件數(shù)X為隨機變量,則按超幾何分布公式直接計算. 請練習下題: 一盒中有12個零件,其中有3個次品,從盒中每一次取出一個零件,取后不放回,求在取到正品前已取次數(shù)X的分布列和期望. [分析] 由于題設中要求取出次品不再放回,故應仔細分析每一個X所對應的事件的準確含義.據(jù)此正確地計算概率p. [解析] X可能的取值為0、1、2、3這四個數(shù),而X=k表示,共取了k+1次零件,前k次取得的是次品,第k+1次取得正品,其中k=0、1、2、3. (1)當X=0時,第1次取到正品,試驗中止,此時 P(X=0)==. (2)當X=1時,第1次取到次品,第2次取到正品, P(X=1)==. (3)當X=2時,前2次取到次品,第3次取到正品, P(X=2)==. 當X=3時,前3次將次品全部取出, P(X=3)==. 所以X的分布列為: X 0 1 2 3 P E(X)=0+1+2+3=. 3.(xx石家莊質檢)某商場為了了解顧客的購物信息,隨機的在商場收集了100位顧客購物的相關數(shù)據(jù),整理如下: 一次購物款 (單位:元) [0,50) [50,100) [100,150) [150,200) [200,+∞) 顧客人數(shù) m 20 30 n 10 統(tǒng)計結果顯示:100位顧客中購物款不低于100元的顧客占60%.據(jù)統(tǒng)計該商場每日大約有5000名顧客,為了增加商場銷售額度,對一次性購物不低于100元的顧客發(fā)放紀念品(每人一件).(注:視頻率為概率) (1)試確定m、n的值,并估計該商場每日應準備紀念品的數(shù)量; (2)現(xiàn)有4人去該商場購物,求獲得紀念品的人數(shù)ξ的分布列與數(shù)學期望. [解析] (1)由已知,100位顧客中購物款不低于100元的顧客有n+40=10060%, n=20; m=100-(20+30+20+10)=20. 該商場每日應準備紀念品的數(shù)量大約為5000=3000件. (2)由(1)可知1人購物獲得紀念品的頻率即為概率 p==. 故4人購物獲得紀念品的人數(shù)ξ服從二項分布B(4,). P(ξ=0)=C()0()4=, P(ξ=1)=C()1()3=, P(ξ=2)=C()2()2=, P(ξ=3)=C()3()1=, P(ξ=4)=C()4()0=, ξ的分布列為 ξ 0 1 2 3 4 P ξ數(shù)學期望為E(ξ)=0+1+2+3+4=. 或由E(ξ)=4=. [方法點撥] 1.獨立重復試驗與二項分布 一般地,如果在一次試驗中事件A發(fā)生的概率是p,那么在n次獨立重復試驗中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為Pn(k)=Cpk(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n).稱事件A發(fā)生的次數(shù)X服從參數(shù)為n、p的二項分布. 若X~B(n,p),則E(X)=np,D(X)=np(1-p). 2.離散型隨機變量的期望:設離散型隨機變量X的分布列為 X x1 x2 … xi … xn P p1 p2 … pi … pn 則E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn,D(X)=(x1-E(X))2p1+(x2-E(X))2p2+…+(xn-E(X))2pn. 3.準確辨別獨立重復試驗的基本特征(①在每次試驗中,試驗結果只有發(fā)生與不發(fā)生兩種情況;②在每次試驗中,事件發(fā)生的概率相同),牢記公式Pn(k)=Cpk(1-p)n-k,k=0,1,2,…,n,并深刻理解其含義,是解二項分布問題的關鍵. 4.對于復雜事件,要先辨析其構成,依據(jù)互斥事件,或者相互獨立事件按事件的和或積的概率公式求解,還要注意含“至多”,“至少”類詞語的事件可轉化為對立事件的概率求解. 請練習下題: 為了了解今年某校高三畢業(yè)班準備報考飛行員學生的身體素質,學校對他們的體重進行了測量,將所得的數(shù)據(jù)整理后,畫出了頻率分布直方圖(如圖),已知圖中從左到右的前3個小組的頻率之比為123,其中第2小組的頻數(shù)為12. (1)求該校報考飛行員的總人數(shù); (2)以這所學校的樣本數(shù)據(jù)來估計全省的總體數(shù)據(jù),若從全省報考飛行員的學生中(人數(shù)很多)任選3人,設X表示體重超過60kg的學生人數(shù),求X的分布列和數(shù)學期望. [分析] 先由頻率直方圖中前三組頻率的比及第2小組頻數(shù)及頻率分布直方圖的性質求出n的值和任取一個報考學生體重超過60kg的概率.再由從報考飛行員的學生中任選3人知,這是三次獨立重復試驗,故X服從二項分布. [解析] (1)設報考飛行員的人數(shù)為n,前3個小組的頻率分別為p1,p2,p3,則由條件可得: 解得p1=0.125,p2=0.25,p3=0.375. 又因為p2=0.25=,故n=48. (2)由(1)可得,一個報考學生體重超過60kg的概率為 P=p3+(0.037+0.013)5=, 由題意知X服從二項分布B(3,), P(x=k)=C()k()3-k(k=0,1,2,3), 所以隨機變量X的分布列為 X 0 1 2 3 P E(X)=0+1+2+3=. 4.(xx江西省質量監(jiān)測)一家面包房根據(jù)以往某種面包的銷售記錄,繪制了日銷售量的頻率分布直方圖,如圖所示: 老板根據(jù)銷售量給予店員獎勵,具體獎勵規(guī)定如下表 銷售量X個 X<100 100≤X<150 150≤X<200 X≥200 獎勵金額(元) 0 50 100 150 (1)求在未來連續(xù)3天里,店員共獲得獎勵150元的概率; (2)記未來連續(xù)2天,店員獲得獎勵X元,求隨機變量X的分布列及數(shù)學期望E(X). [解析] (1)由頻率分布直方圖得店員一天獲得50元、100元、150元的概率分別是0.3,0.2,0.1,不得獎勵的概率是0.4, 所以未來連續(xù)3天里,店員共獲得獎勵150元的概率 P=0.33+A0.30.20.4+C0.420.1=0.219; (2)X可能取值有0,50,100,150,200,250,300. P(X=0)=0.42=0.16,P(X=50)=20.40.3=0.24. P(X=100)=0.32+20.40.2=0.25,P(X=150)=20.40.1+20.30.2=0.20. P(X=200)=0.22+20.30.1=0.10, P(X=250)=20.20.1=0.04, P(X=300)=0.12=0.01, 所以隨機變量X的分布列是: X 0 50 100 150 200 250 300 P(X) 0.16 0.24 0.25 0.20 0.10 0.04 0.01 E(X)=00.16+500.24+1000.25+1500.20+2000.10+2500.04+3000.01=100(或E(X)=2(00.4+500.3+1000.2+1500.1)=100) [方法點撥] 概率與統(tǒng)計知識相結合是高考主要命題方式之一.一般先解答統(tǒng)計問題,最后依據(jù)條件確定隨機變量的取值及其概率,再列出分布列求期望.請練習下題: (xx江西上饒市三模)對某校高二年級學生暑期參加社會實踐次數(shù)進行統(tǒng)計,隨機抽取M名學生作為樣本,得到這M名學生參加社會實踐的次數(shù).根據(jù)此數(shù)據(jù)作出了頻數(shù)與頻率的統(tǒng)計表和頻率分布直方圖如下: 分組 頻數(shù) 頻率 [10,15) 20 0.25 [15,20) 48 n [20,25) m p [25,30) 4 0.05 合計 M 1 (1)求出表中M,p及圖中a的值; (2)在所取樣本中,從參加社會實踐的次數(shù)不少于20次的學生中任選3人,記參加社會實踐次數(shù)在區(qū)間[25,30)內的人數(shù)為X,求X的分布列和期望. [解析] (1)由頻率分布表和頻率分布直方圖的知識與性質知,=0.25,=n,0.25+n+p+0.05=1,=a,解之可得M=80,p=0.1,a=0.12. (2)參加社會實踐次數(shù)分別在[20,25]和[25,30)的人數(shù)依次為0.180=8人,0.0580=4人,從這12人中隨機抽取3人,隨機變量X的取值為0,1,2,3. P(X=0)===, P(X=1)===, P(X=2)===, P(X=3)===. 分布列如下: X 0 1 2 3 P 可得E(X)=1. 5.(xx河南八市質量監(jiān)測)某市在xx年2月份的高三期末考試中對數(shù)學成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,全市10000名學生的成績服從正態(tài)分布N(115,25),現(xiàn)某校隨機抽取了50名學生的數(shù)學成績分析,結果這50名同學的成績全部介于80分到140分之間.現(xiàn)將結果按如下方式分為6組,第一組[80,90),第二組[90,100),……,第六組[130,140],得到如下圖所示的頻率分布直方圖. (1)試估計該校數(shù)學的平均成績(同一組中的數(shù)據(jù)用該區(qū)間的中點值作代表); (2)這50名學生中成績在120分(含120分)以上的同學中任意抽取3人,該3人在全市前13名的人數(shù)記為X,求X的分布列和期望. 附:若X~N(μ,σ2),則P(μ-σ- 配套講稿:
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