高中数学北师大版 (2019)选择性必修 第一册第六章 概率5 正态分布评课课件ppt
展开状元随笔 (1)对参数μ,σ的理解①正态分布由参数μ、σ唯一确定,因此正态分布常记作N(μ,σ2).②参数μ是反映随机变量取值的平均水平的特征数,可以用样本均值去估计;σ是衡量随机变量总体波动大小的特征数,可以用样本标准差去估计.(2)服从正态分布的随机变量X的概率特点若随机变量X服从正态分布,则X在一点上的取值概率为0,即P(X=a)=0,而{X=a}并不是不可能事件,所以概率为0的事件不一定是不可能事件,从而P(X要点二 正态曲线的性质(1)曲线在x轴的上方,与x轴不相交.(2)曲线是单峰的,关于直线________对称.(3)曲线的最高点位于________处.(4)当x<μ时,曲线________;当x>μ时,曲线________;并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线.(5)当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿x轴________.(6)当μ一定时,曲线的形状由σ确定.σ________,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越________;σ________,曲线越“高瘦”,表示总体的分布越________.
要点三 正态分布随机变量X在三个特殊区间取值的概率P(μ-σ
[基础自测]1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)正态曲线是单峰的,其与x轴围成的面积是随参数μ,σ的变化而变化的.( )(2)正态曲线可以关于y轴对称.( )(3)在正态分布中,参数μ是反映随机变量取值的平均水平的特征数,可以用样本均值去估计;σ是衡量随机变量总体波动大小的特征数,可以用样本标准差去估计.( )(4)正态曲线的对称轴的位置由μ确定,曲线形状由σ确定.( )
解析:由正态曲线关于直线x=μ对称,知μ1<μ2=μ3;σ的大小决定曲线的形状,σ越大,总体分布越分散,曲线越“矮胖”;σ越小,总体分布越集中,曲线越“瘦高”,则σ1=σ2<σ3.故选D.
3.正态曲线关于y轴对称,则它所对应的正态总体均值为( )A.1 B.-1C.0 D.不确定
解析:由正态曲线性质知EX=0.故选C.
4.设随机变量X~N(μ,σ2),且P(X≤c)=P(X>c),则c=________.
解析:由正态曲线关于直线x=μ对称的特点可知c=μ.
题型一 正态曲线及其性质例1 (1)如图是当ξ取三个不同值ξ1,ξ2,ξ3时的三种正态分布密度曲线N(0,σ2)的图象,那么σ1,σ2,σ3的大小关系是( )A.σ1>1>σ2>σ3>0 B.0<σ1<σ2<1<σ3C.σ1>σ2>1>σ3>0 D.0<σ1<σ2=1<σ3
解析:由正态分布密度函数知这次考试的数学平均成绩为80分,标准差为10,故A,D正确.因为函数图象关于直线x=80对称,故分数在110分以上的人数与分数在50分以下的人数相同,C正确.
(2)如图是一个正态曲线,总体随机变量的均值μ=________,方差σ2=________.
题型二 正态分布的概率计算例2 (1)已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),P(X<4)=0.84,则P(X≤0)=( )A.0.16 B.0.32C.0.68 D.0.84
解析:由X~N(2,σ2)可知,其正态曲线如图所示,对称轴为直线x=2,则P(X≤0)=P(X≥4)=1-P(X<4)=1-0.84=0.16.故选A.
(2)若随机变量ξ服从正态分布N(0,1),已知P(ξ<-1.96)=0.025,则P(|ξ|<1.96)=( )A.0.025 B.0.050C.0.950 D.0.975
解析:由随机变量ξ服从正态分布N(0,1),得P(ξ<1.96)=1-P(ξ≥1.96)=1-P(ξ≤-1.96),所以P(|ξ|<1.96)=P(-1.96<ξ<1.96)=P(ξ<1.96)-P(ξ≤-1.96)=1-2P(ξ≤-1.96)=1-2P(ξ<-1.96)=1-2×0.025=0.950.故选C.
(3)据调查统计,某市高二学生中男生的身高X(单位:cm)服从正态分布N(174,9).若该市共有高二男生3 000人,试估计该市高二男生身高在(174,180]范围内的人数为________.
解析:因为身高X~N(174,9),所以μ=174,σ=3.所以μ-2σ=174-2×3=168,μ+2σ=174+2×3=180,所以身高在(168,180]范围内的概率为0.954 4.因为μ=174,所以身高在(168,174]和(174,180]范围内的概率相等,均为0.477 2.故该市高二男生身高在(174,180]范围内的人数为3 000×0.477 2≈1 432.
方法归纳求解正态分布的概率问题的思路利用正态曲线的对称性求概率是正态分布的基本题型,也是高考考查的重点.解题的关键是利用对称轴x=μ确定所求概率对应的随机变量的区间与已知概率对应的随机变量的区间的关系,必要时,可借助图形判断,常用结论如下.1.对于正态分布N(μ,σ2),由直线x=μ是正态曲线的对称轴知:(1)对任意的实数a,P(X<μ-a)=P(X>μ+a);(2)P(X
解析:因为随机变量X服从正态分布N(2,σ2),所以μ=2,对称轴是x=2.因为P(ξ<4)=0.8,所以P(ξ≥4)=P(ξ<0)=0.2,所以P(0<ξ<4)=0.6,所以P(0<ξ<2)=0.3.故选C.
(2)已知随机变量X~N(1,σ2),若P(0
题型三 正态分布的实际应用例3 有一种精密零件,其尺寸X(单位:mm)服从正态分布,即X~N(20,4).若这批零件共有5 000个,试求:(1)这批零件中尺寸在18~22 mm间的零件所占的百分比;(2)若规定尺寸在24~26 mm间的零件不合适,则这批零件中不合适的零件大约有多少个?
方法归纳解答这类问题的关键是:第一,能够根据正态分布的参数,判别出所提供区间与特殊区间的关系;第二,熟记正态变量的取值位于区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]上的概率值,同时又要根据已知的正态分布确定给定区间属于上述三个区间中的哪一个.
跟踪训练3 某厂生产的圆柱形零件的外直径ξ(单位:cm)服从正态分布N(4,0.52).质检人员从该厂生产的1 000件零件中随机抽查1件,测得它的外直径为5.7 cm,试问:该厂生产的这批零件是否合格?
解析:由于外直径ξ~N(4,0.52),则ξ在(4-3×0.5,4+3×0.5)之内取值的概率为0.997 4,在(2.5,5.5)之外取值的概率为0.002 6,而5.7∉(2.5,5.5),这说明在一次试验中,出现了几乎不可能发生的小概率事件,据此可以认为这批零件是不合格的.
易错辨析 混淆正态分布的均值与标准差例4 [多选题]把一条正态曲线C1沿着横轴方向向右移动2个单位长度,得到一条新的曲线C2,下列说法正确的是( )A.曲线C2仍是正态曲线B.曲线C1,C2的最高点的纵坐标相等C.以曲线C2为正态曲线的总体的方差比以曲线C1为正态曲线的总体的方差大2D.以曲线C2为正态曲线的总体的均值比以曲线C1为正态曲线的总体的均值大2
解析:由条件可知μ=0,σ=2.
2.设X~N(10,0.64),则DX等于( )A.0.8 B.0.64C.0.642 D.6.4
解析:由正态分布的性质知DX=0.64.
4.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(X<4)=0.84,则P(X≤0)=________.
解析:由X~N(2,σ2),可知其正态曲线如图所示,对称轴为x=2,则P(X≤0)=P(X≥4)=1-P(X<4)=1-0.84=0.16.
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