高考数学一轮复习第九章第七讲条件概率、二项分布与正态分布课件
展开1.了解两个事件相互独立的含义.
2.理解随机事件的独立性和条件概率的关系,会利用全概率
3.理解二项分布、正态分布的概念,能解决一些简单的实际
(1)定义:设 A,B 为两个事件,如果 P(AB)=P(A)·P(B),则称
事件 A 与事件 B 相互独立.
5.独立重复试验与二项分布(1)伯努利实验
只包含两个可能结果的试验叫做伯努利实验.将一个伯努利试验独立地重复进行 n 次所组成的随机试验称为 n 重伯努利试验.n重伯努利试验具有如下特征:
①同一个伯努利试验重复做 n 次;②各次试验的结果相互独立.
6.正态分布(1)正态分布的定义及表示
则称随机变量 X 服从正态分布,记作 X~N(μ,σ2).特别地,当μ=0,σ=1 时,称随机变量 X 服从标准正态分布.
正态总体在三个特殊区间内取值的概率值①P(μ-σ
,x∈R.其中实数μ和σ为
参数(σ>0,μ∈R).我们称函数 f(x)的图象为正态密度曲线,简称正态曲线.
①曲线位于 x 轴上方,与 x 轴不相交.②曲线是单峰的,它关于直线 x=μ对称.
④当|x|无限增大时,曲线无限接近 x 轴.⑤曲线与 x 轴之间的面积为 1.
⑥当σ一定时,曲线的位置由μ确定,且随着μ的变化而沿 x
轴平移,如图 9-7-1(1)所示.
⑦当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;σ越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散,如图 9-7-1(2)所示.
考点一 条件概率1.投掷一枚质地均匀的骰子两次,记 A=“两次的点数均为奇
数”,B=“两次的点数之和为 4”,则 P(B|A)=(
解析:由题意知事件 A 包含的样本点为(1,1),(1,3),(1,5),(3,1),(3,3),(3,5),(5,1),(5,3),(5,5)共 9 个,在 A 发生的条件下,事件 B 包含的样本点为(1,3),(3,1)共 2 个,所以
=0.6 .故选 D.
2.(2023 年吉安市校级开学)已知事件 A,B 满足 P(A)=0.7,
P(B)=0.6,P(AB)=0.42,则 P(B|A)的值是(
解析:由题意知,P(B|A)=
3.报名足球俱乐部的有 50 人,报名乒乓球俱乐部的有 60 人,报名足球或乒乓球俱乐部的有 70 人.若已知某人报了足球俱乐部,
则其报了乒乓球俱乐部的概率为(
【题后反思】求条件概率的常用方法
考点二 全概率公式与贝叶斯公式
考向 1 全概率公式
[例 1]有一批同一型号的产品,已知其中由一厂生产的占30%,二厂生产的占 50%,三厂生产的占 20%.已知这三个厂的产品次品率分别为 2%,1%,1%,问从这批产品中任取一件是次品的概率是多少?
解:设事件 A 为“任取一件为次品”,
事件 Bi 为“任取一件为 i 厂的产品”,i=1,2,3.如图972,B1∪B2∪B3=S,
由全概率公式得P(A)=P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)+P(A|B3)P(B3). P(B1)=0.3,P(B2)=0.5,P(B3)=0.2,P(A|B1)=0.02,P(A|B2)=0.01,P(A|B3)=0.01, 故P(A)=P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)·P(B2)+P(A|B3)P(B3)=0.02×0.3+0.01×0.5+0.01×0.2=0.013.
考向 2 贝叶斯公式[例 2](2023 年泰州市校级期中)医生按照某流行病检验指标将人群分为感染者和正常者,针对该病的快速检验试剂有阴性和阳性 2 种结果.根据前期研究数据,该试剂将感染者判为阳性的概率是 80%,将正常者判为阳性的概率是 10%.专家预测,某小区有5%的人口感染了该病,则某人在单次检验的结果为阴性的前提下,
【题后反思】“化整为零”求多事件的全概率问题
(2)已知事件 B 的发生有各种可能的情形 Ai(i=1,2,…,n),事件 B 发生的可能性,就是各种可能情形 Ai 发生的可能性与已知在 Ai 发生的条件下事件 B 发生的可能性的乘积之和.
【变式训练】1.(考向 1)(2023 年合肥市校级期末)假设有两箱零件,第一箱内装有 10 件,其中有 2 件次品;第二箱内装有 20 件,其中有 3件次品,现从两箱中随意挑选一箱,然后从该箱中随机取 1 个零
件,则取出的零件是次品的概率为(
解析:设 Ai 表示从第 i(i=1,2)箱中取一个零件,B 表示取出的零件是次品,则P(B)=P(A1B)+P(A2B)=P(A1)·P(B|A1)+
2.(考向 2)某学生接连参加同一课程的两次考试,第一次及格的概率为 p,若第一次及格则第二次及格的概率也为 p;若第一次
及格的概率为________.
解析:设“该学生第 i 次及格”为事件 Ai,i=1,2.
考点三 独立重复试验与二项分布
考向 1 相互独立事件的概率
回答这道题正确”分别为事件A,B,C,则P(A)=
(1)求乙、丙两个家庭各自回答这道题正确的概率;
(2)求甲、乙、丙三个家庭中不少于 2 个家庭回答这道题正确
解:(1)记“甲回答这道题正确”“乙回答这道题正确”“丙
[例4]已知某种植物种子每粒成功发芽的概率都为 ,某植物
考向 2 独立重复试验
研究所分三个小组分别独立进行该种子的发芽试验,每次试验种一粒种子,每次试验结果相互独立.假定某次试验种子发芽则称该次试验是成功的,如果种子没有发芽,则称该次试验是失败的.
(1)第一小组做了四次试验,求该小组恰有两次失败的概率;(2)第二小组做了四次试验,设试验成功与失败的次数的差的
绝对值为 X,求 X 的分布列及数学期望;
(3)第三小组进行试验,到成功了四次为止,在第四次成功之前共有三次失败的前提下,求恰有两次连续失败的概率.
解:(1)第一小组恰有两次失败的概率
考向 3 二项分布
[例 5]某社区组织开展“扫黑除恶”宣传活动,为鼓励更多的人积极参与到宣传活动中来,宣传活动现场设置了抽奖环节.在盒中装有 9 张大小相同的精美卡片,卡片上分别印有“扫黑除恶利国利民”或“普法宣传人人参与”图案.抽奖规则:参加者从盒中抽取卡片两张,若抽到两张分别是“普法宣传人人参与”卡和“扫黑除恶利国利民”卡即可获奖,否则,均为不获奖.卡片用后放回盒子,下一位参加者继续重复进行.活动开始后,一位参加者
知道,从盒中抽取两张都是‘扫黑除恶利国利民’卡的概率是 .”
问:“盒中有几张‘普法宣传人人参与’卡?”主持人答:“我只
(1)求抽奖者获奖的概率;
(2)为了增加抽奖的趣味性,规定每个抽奖者先从装有 9 张卡片的盒中随机抽出 1 张不放回,再用剩下 8 张卡片按照之前的抽奖规则进行抽奖,现有甲、乙、丙三人依次抽奖,用 X 表示获奖的人数,求 X 的分布列和均值.
【题后反思】(1)求相互独立事件同时发生的概率的方法①利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解;
②正面计算较烦琐或难以入手时,可从其对立事件入手计算.(2)独立重复试验与二项分布问题的常见类型及解题策略①在求 n 次独立重复试验中事件恰好发生 k 次的概率时,首
先要确定 n 和 k 的值,再准确利用公式求概率;
②在根据独立重复试验求二项分布的有关问题时,关键是理清事件与事件之间的关系,确定二项分布的试验次数 n 和变量的概率,从而求得概率.
解析:设“从甲袋中摸出一个红球”为事件 A1,“从乙袋中摸出
一个红球”为事件 A2,
2.(考向 2)一款击鼓小游戏的规则如下:每盘游戏都需击鼓三次,每次击鼓要么出现一次音乐,要么不出现音乐;每盘游戏击鼓三次后,出现一次音乐获得 10 分,出现两次音乐获得 20 分,出现三次音乐获得 100 分,没有出现音乐则扣除 200 分(即获得
(1)设每盘游戏获得的分数为 X,求 X 的分布列;(2)玩三盘游戏,至少有一盘出现音乐的概率是多少?
解:(1)X 可能的取值为 10,20,100,-200.根据题意,有
3.(考向 3)(2022 年汕头市一模)足球比赛全场比赛时间为 90 分钟,在 90 分钟结束时成绩持平,若该场比赛需要决出胜负,需进行 30 分钟的加时赛,若加时赛仍是平局,则采取“点球大战”的方式决定胜负.“点球大战”的规则如下:①两队应各派 5 名队员,双方轮流踢点球,累计进球个数多者胜;②如果在踢满 5 轮前,一队的进球数已多于另一队踢满 5 次可能射中的球数,则不需再踢,例如第 4 轮结束时,双方进球数比为 2∶0,则不需再踢第 5轮了;③若前 5 轮点球大战中双方进球数持平,则采用“突然死
(1)已知小明在点球训练中射进点球的概率是 .在一次赛前训
亡法”决出胜负,即从第 6 轮起,双方每轮各派 1 人罚点球,若均进球或均不进球,则继续下一轮,直到出现一方进球另一方不进球的情况,进球方胜.
练中,小明射了 3 次点球,且每次射点球互不影响,记 X 为射进点球的次数,求 X 的分布列及数学期望.
(2)现有甲、乙两校队在淘汰赛中(需要分出胜负)相遇,120 分钟比赛后双方仍旧打平,需进行“点球大战”决出胜负.设甲队每
轮点球中,进球与否互不影响,各轮结果也互不影响.求在第 4 轮结束时,甲队进了 3 个球并刚好胜出的概率.
(2)记“在第 4 轮结束时,甲队进了 3 个球并刚好胜出”为事
由题意可知,在第 4 轮结束时,甲队进了 3 个球并刚好胜出,则甲、乙两队进球数之比为 3∶0 或 3∶1.“甲、乙两队进球数之比为 3∶0”记为事件 A1,“甲、乙两队进球数之比为 3∶1”记为事件 A2,
则 A=A1+A2,且 A1 与 A2 互斥,
[例 6](2023 年惠州市模拟)某网络平台开展了一项有奖闯关活动,并根据难度对每一关进行赋分,竞猜活动共 5 关,规定:上一关通过则进入下一关,本关第一次未通过有再挑战一次的机会,两次均未通过则闯关失败,且各关能否通过相互独立.已知甲、乙、丙三人都参加了该项活动.
(2)已知该闯关活动累计得分服从正态分布,且满分为 450 分,现要根据得分给 2 500 名参加者中得分前 400 名发放奖励,①假设该闯关活动平均分数为 171 分,351 分以上共有 57 人,已知甲的得分为 270 分,甲能否获得奖励?请说明理由;
②丙得知他的分数为 430 分,而乙告诉丙:“这次闯关活动平均分数为 201 分,351 分以上共有 57 人”,请结合统计学知识帮助丙辨别乙所说信息的真伪.
附:若随机变量X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7;P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5;P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3.
解析:(1)设 A=“甲通过了第一关”,B=“甲通过了第二
(2)设此次闯关活动的分数记为 X,X 服从正态分布,故 X~N(μ,σ2).
0.16,μ+σ=261,所以前 400 名参赛者的最低得分高于 261.因为甲的得分为 270分,所以甲能够获得奖励.
所以 X≥μ+3σ为小概率事件,即丙的分数为 430 分是小概率
根据小概率事件的定义可以认为其发生的可能性较小,但却
又发生了,故可认为乙所说大概率为假.
【题后反思】正态分布下两类常见的概率计算
(1)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,曲线与 x 轴之间的面积为 1.
(2)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,确定他们属于[μ-σ,μ+σ],[μ-2σ,μ+2σ],[μ-3σ,μ+3σ]中的哪一个.
(2023 年佛山市校级月考)在某次考试中,学生的数学成绩服从正态分布 N(100,100).已知参加本次考试的学生有 1 000 人,则本次考试数学成绩在 70 分至 110 分之间的学生大约有________人.
[参考数据:P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-3σ≤X≤μ+
3σ)≈0.997 3]
解析:学生的数学成绩 X 服从正态分布 N(100,100),所以μ=100,σ=10.
3σ)]≈0.84,故本次考试数学成绩在 70 分至 110 分之间的学生人数大约为 1 000×0.84=840.
⊙二项分布与超几何分布模型识别问题(数据分析、数学建模)教科书和考题中常涉及二项分布与超几何分布,学生对这两种模型的定义不能很好地理解,一遇到“取”或“摸”的题型,就认为是超几何分布,不加分析,滥用公式,运算对象不明晰,事实上,超几何分布和二项分布确实有着密切的联系,但也有明显的区别.
[例 7]写出下列离散型随机变量的分布列,并指出其中服从二
项分布的是哪些?服从超几何分布的是哪些?
(1)X1 表示 n 次重复抛掷 1 枚骰子出现点数是 3 的倍数的次数;(2)X2 表示连续抛掷 2 枚骰子,所得的 2 个骰子的点数之和;(3)有一批产品共有 N 件,其中次品有 M 件(N>M>0),采用有放回抽取方法抽取 n 次(n>N),抽出的次品件数为 X3;(4)有一批产品共有 N 件,其中 M 件为次品,采用不放回抽取方法抽 n 件,出现次品的件数为X4(N-M≥n>0,m=min{M,n}).
解:(1)X1 的分布列为
(2)X2 的分布列为
X2 既不服从二项分布,也不服从超几何分布.
(3)X3 的分布列为
(4)X4 的分布列为
X4 服从超几何分布.
超几何分布与二项分布的区别与联系
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],由此得到样本的频率分布直方图(如图 9-7-4).
(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)质量超过 505 克的产品数量为 12 件,则质量未超过 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.
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