2019版高考数学大一轮复习 第十一章 计数原理、概率、随机变量及其分布 联系客服

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213

解 记E={甲组研发新产品成功},F={乙组研发新产品成功},由题设知P(E)=,P(E)=,P(F)=,P(F)

3352

=,且事件E与F,E与F,E与F,E与F都相互独立. 5(1)记H={至少有一种新产品研发成功},则H=E F, 122

于是P(H)=P(E)P(F)=×=,

3515

213

故所求的概率为P(H)=1-P(H)=1-=. 1515

122

(2)设企业可获利润为X(万元),则X的可能取值为0,100,120,220,因为P(X=0)=P(EF)=×=,3 515

P(X=100)=P(EF)=×==, P(X=120)=P(EF)=×=, P(X=220)=P(EF)=×==. 故所求的分布列为

2335

615

25

2235

415

133531515

X P 0 2 15100 1 5120 4 15220 2 5规律方法 (1)求解该类问题在于正确分析所求事件的构成,将其转化为彼此互斥事件的和或相互独立事件的积,然后利用相关公式进行计算.

(2)求相互独立事件同时发生的概率的主要方法 ①利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解.

②正面计算较繁(如求用“至少”表述的事件的概率)或难以入手时,可从其对立事件入手计算.

【训练2】 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________.

解析 记“该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮”为事件A,由题意,若该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮,必有第二个问题回答错误,第三、四个回答正确,第一个问题可对可错,故P(A)=1×0.2×0.8×0.8=0.128. 答案 0.128

考点三 独立重复试验与二项分布(易错警示)

【例3】 某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上的40件产品作为样本称出它们的质量(单位:克),质量的分组区间为(490,495],(495,500],…,(510,515].由此得到样本的

5

频率分布直方图(如下图).

(1)根据频率分布直方图,求质量超过505克的产品数量;

(2)在上述抽取的40件产品中任取2件,设X为质量超过505克的产品数量,求X的分布列; (3)从该流水线上任取2件产品,设Y为质量超过505克的产品数量,求Y的分布列. 解 (1)质量超过505克的产品的频率为5×0.05+5×0.01=0.3, 所以质量超过505克的产品数量为40×0.3=12(件).

(2)重量超过505的产品数量为12件,则重量未超过505克的产品数量为28件,X的取值为0,1,2,

X服从超几何分布.①

C2863

P(X=0)=2=,

C40130C12C2828

P(X=1)=2=,

C4065C1211

P(X=2)=2=,

C40130∴X的分布列为

21

12

X P 0 63 1301 28 652 11 130123

(3)根据样本估计总体的思想,取一件产品,该产品的质量超过505克的概率为=.

4010

从流水线上任取2件产品互不影响,该问题可看成2次独立重复试验,质量超过505克的件数Y的可能取值3??为0,1,2,且Y~B?2,?,② ?10?3??P(Y=k)=C2?1-??10?

k2-k3k??, ?10???

2

49?7?所以P(Y=0)=C·??=,

?10?100

02

P(Y=1)=C1·=, 2·

9?3?P(Y=2)=C·??=. ?10?100

22

3107211050

2

6

∴Y的分布列为

Y P 0 49 1001 21 502 9 100规律方法 利用独立重复试验概率公式可以简化求概率的过程,但需要注意检查该概率模型是否满足公式

kn-kP(X=k)=Ck的三个条件:(1)在一次试验中某事件A发生的概率是一个常数p;(2)n次试验不仅np(1-p)

是在完全相同的情况下进行的重复试验,而且各次试验的结果是相互独立的;(3)该公式表示n次试验中事件A恰好发生了k次的概率.

易错警示 1.对于①,超几何分布对应的抽取问题是不放回抽取,各次抽取不独立,而二项分布对应的抽取问题是有放回抽取,各次抽取是独立的,故①处不要误作二项分布来处理;对于②,当超几何分布所对应的总体数量很大时,可近似为二项分布来处理,这一点不易想到. 2.这两个分布列的期望是相等的,请思考这是否是巧合呢?

【训练3】 (2018·河北“五个一”名校联盟二模)空气质量指数(AirQuality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,空气质量按照AQI大小分为六级:0~50为优;51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~300为重度污染;300以上为严重污染.

一环保人士记录去年某地六月10天的AQI的茎叶图如图. (1)利用该样本估计该地六月空气质量为优良(AQI≤100)的天数;

(2)将频率视为概率,从六月中随机抽取3天,记三天中空气质量为优良的天数为ξ,求ξ的分布列. 解 (1)从茎叶图中可以发现样本中空气质量为优的天数为2,空气质量为良的天数为4, 63∴该样本中空气质量为优良的频率为=,

105

3

从而估计该地六月空气质量为优良的天数为30×=18.

53

(2)由(1)估计某天空气质量为优良的概率为,

5

?3?ξ的所有可能取值为0,1,2,3,且ξ~B?3,?.

5

?

?

8?2?∴P(ξ=0)=??=,

?5?12536?3??2?P(ξ=1)=C????=,

?5??5?125

13

3

2

?3?P(ξ=2)=C???5?

23

22

??=54, ?5?125??

7

27?3?P(ξ=3)=??=,

?5?125ξ的分布列为

ξ 0 8 1251 36 1252 54 1253 27 1253

P 考点四 正态分布

【例4】 (1)(2018·郑州模拟)已知随机变量ξ服从正态分布N(2,σ),且P(ξ<4)=0.8,则P(0<ξ<4)=( ) A.0.6

B.0.4

C.0.3

D.0.2

2

(2)在如图所示的正方形中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分(曲线C为正态分布N(-1,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为( )

附:若X~N(μ,σ),则P(μ-σ

2

P(μ-2σ

A.1 193

B.1 359

C.2 718

2

D.3 413

解析 (1)因为随机变量ξ服从正态分布N(2,σ),μ=2,得对称轴为x=2,P(ξ<4)=0.8,∴P(ξ≥4)=P(ξ≤0)=0.2,∴P(0<ξ<4)=0.6.

1(2)对于正态分布N(-1,1),μ=-1,σ=1,正态曲线关于x=-1对称,故题图中阴影部分的面积为×211

[P(-3

220.135 9

=0.135 9,所以点落入题图中阴影部分的概率P==0.135 9,投入10 000个点,落入阴影部分的

1个数约为10 000×0.135 9=1 359. 答案 (1)A (2)B

规律方法 (1)利用3σ原则求概率问题时,要注意把给出的区间或范围与正态变量的μ,σ进行对比联系,确定它们属于(μ-σ,μ+σ),(μ-2σ,μ+2σ),(μ-3σ,μ+3σ)中的哪一个.

(2)利用正态分布密度曲线的对称性研究相关概率问题,涉及的知识主要是正态曲线关于直线x=μ对称,及曲线与x轴之间的面积为1.注意下面两个结论的活用: ①P(X<a)=1-P(X≥a);②P(X<μ-σ)=P(X≥μ+σ).

【训练4】 已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,3),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为

(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)( )

8

2

2