高考数学 第十章 第八节 二项分布、正态分布及其应用课件 理 新人教A版.ppt

第八节二项分布 正态分布及其应用 1 条件概率及其性质 1 定义设a b为两个事件 且p a 0 称p b a 为在 发生的条件下 发生的条件概率 2 性质 条件概率具有一般概率的性质 即0 p b a 1 如果b c是两个互斥事件 则p b c a 事件a 事件b p b a p c a 2 事件的相互独立性 1 定义 设a b是两个事件 若p ab 则称事件a与事件b相互独立 2 性质 若事件a与b相互独立 那么a与 与b 与 也都相互独立 p a p b 3 独立重复试验与二项分布 相同 x b n p 成功 p a1 p a2 p a3 p an 4 正态分布 1 正态曲线的定义 函数 x 其中实数 和 0 为参数 称 x 的图象为正态分布密度曲线 简称正态曲线 2 正态分布的定义及表示 如果对于任何实数a b a b 随机变量x满足p a x b 则称随机变量x服从正态分布 记作n 2 3 正态曲线的特点 曲线位于x轴的 与x轴不相交 曲线是单峰的 它关于直线 对称 曲线在 处达到峰值 曲线与x轴之间的面积为 当 一定时 曲线随着 的变化而沿着 轴平移 当 一定时 曲线的形状由 确定 越小 曲线越 表示总体的分布越 越大 曲线越 表示总体的分布越 上方 x x 1 x 瘦高 集中 矮胖 分散 4 正态分布的三个常用数据 p x p 2 x 2 p 3 x 3 0 6826 0 9544 0 9974 判断下面结论是否正确 请在括号中打 或 1 条件概率一定不等于它的非条件概率 2 相互独立事件就是互斥事件 3 对于任意两个事件 公式p ab p a p b 都成立 4 二项分布是一个概率分布 其公式相当于 a b n二项展开式的通项公式 其中的a p b 1 p 5 p b a 表示在事件a发生的条件下 事件b发生的概率 p ba 表示事件a b同时发生的概率 6 在正态分布函数 x 中 是正态分布的期望值 是正态分布的标准差 解析 1 错误 当a b为相互独立事件时p b a p b 因此该说法错误 2 错误 两个事件互斥是指两个事件不可能同时发生 两个事件相互独立是指一个事件发生与否对另一个事件发生的概率没有影响 两个事件相互独立不一定互斥 3 错误 因为只有两个事件是相互独立事件时 公式p ab p a p b 才成立 4 错误 二项分布是一个概率分布 是一个用公式p x k k 0 1 2 n表示的概率分布 其公式相当于二项展开式的通项公式 其中的a 1 p b p 5 正确 由各式子的意义可知 该说法正确 6 正确 由正态分布函数可知 是正态分布的期望值 是正态分布的标准差 答案 1 2 3 4 5 6 1 某一批花生种子 如果每1粒发芽的概率为那么播下3粒种子恰有2粒发芽的概率是 a b c d 解析 选c 2 下列函数是正态分布函数的是 a f x 0 都是实数 b f x c f x d f x 解析 选b a中的函数值不是随着 x 的增大而无限接近于零 而c中的函数无对称轴 d中的函数图象在x轴下方 所以选b 3 国庆节放假 甲 乙 丙去北京旅游的概率分别为假定三人的行动相互之间没有影响 那么这段时间内至少有1人去北京旅游的概率为 a b c d 解析 选b 因甲 乙 丙去北京旅游的概率分别为因此 他们不去北京旅游的概率分别为所以 至少有1人去北京旅游的概率为p 4 设a b为两个事件 若事件a和b同时发生的概率为在事件a发生的条件下 事件b发生的概率为则事件a发生的概率为 解析 由题意知 p ab p b a p a 答案 5 已知随机变量x服从二项分布x b 6 则p x 2 等于 解析 p x 2 答案 考向1条件概率 相互独立事件的概率 典例1 1 从1 2 3 4 5中任取两个不同的数 事件a 取到的两个数之和为偶数 事件b 取到的两个数均为偶数 则p b a a b c d 2 甲 乙两个实习生每人加工一个零件 加工为一等品的概率分别为和两个零件是否加工为一等品相互独立 则这两个零件中恰有一个一等品的概率为 思路点拨 1 可先求出p a p ab 利用条件概率公式即可得出结果 2 注意两个零件是否为一等品是相互独立的 利用相互独立事件的概率公式求解即可 规范解答 1 选b p a p ab 由条件概率计算公式 得p b a 2 设事件a 甲实习生加工的零件为一等品 事件b 乙实习生加工的零件为一等品 则p a p b 所以这两个零件中恰有一个一等品的概率为p a p b p a p p p b 1 1 答案 互动探究 若例题 1 条件不变 则p a b 是多少 解析 因为p b p ab 由条件概率计算公式 得p a b 拓展提升 1 条件概率的两种求解方法 1 定义法 先求p a 和p ab 再由p b a 求p b a 2 基本事件法 借助古典概型概率公式 先求事件a包含的基本事件数n a 再求事件ab所包含的基本事件数n ab 得p b a 2 判断相互独立事件的三种常用方法 1 利用定义 事件a b相互独立 p ab p a p b 2 利用性质 a与b相互独立 则a与 与b 与也都相互独立 3 具体背景下 有放回地摸球 每次摸球结果是相互独立的 当产品数量很大时 不放回抽样也可近似看作独立重复试验 提醒 在应用相互独立事件的概率公式时 对含有 至多有一个发生 至少有一个发生 的情况 可结合对立事件的概率求解 变式备选 某项选拔共有三轮考核 每轮设有一个问题 能正确回答问题者进入下一轮考试 否则即被淘汰 已知某选手能正确回答第一 二 三轮的问题的概率分别为且各轮问题能否正确回答互不影响 1 求该选手被淘汰的概率 2 该选手在选拔中回答问题的个数记为 求随机变量 的分布列 解析 1 记 该选手能正确回答第i轮的问题 的事件为ai i 1 2 3 则p a1 p a2 p a3 该选手被淘汰的概率 2 的可能值为1 2 3 p 1 p p 2 p 3 的分布列为 考向2独立重复试验与二项分布 典例2 1 位于直角坐标原点的一个质点p按下面规则移动 质点每次移动一个单位 移动的方向向左或向右 并且向左移动的概率为向右移动的概率为则质点p移动五次后位于点 1 0 的概率是 a b c d 2 设不等式组确定的平面区域为u 不等式组确定的平面区域为v 定义坐标为整数的点为 整点 在区域u内任取3个整点 求这些整点中恰有2个整点在区域v内的概率 在区域u内任取3个点 不一定为 整点 记此3个点在区域v内的个数为x 求x的分布列 思路点拨 1 移动5次可转化为5次独立重复试验 可将其中一个方向作为成功概率即可求解 2 先找出各个区域内的整数点 然后求概率 任取3个点可转化为3次独立重复试验 用公式即可解决 规范解答 1 选d 依题意得 质点p移动五次后位于点 1 0 则这五次移动中必有某两次向左移动 另三次向右移动 因此所求的概率等于 2 如图 由题意 区域u内共有15个整点 区域v内共有9个整点 设所取3个整点中恰有2个整点在区域v内的概率为p v 则p v 区域u的面积为8 区域v的面积为4 在区域u内任取一点 该点在区域v内的概率为x的取值为0 1 2 3 x的分布列为 拓展提升 1 独立重复试验的概率步骤 1 判断 依据n次独立重复试验的特征及条件 判断所给试验是否为独立重复试验 2 分拆 判断所求事件是否需要分拆 3 计算 就每个事件依据n次重复试验的概率公式求解 2 二项分布满足的条件 1 每次试验中事件发生的概率是相同的 2 各次试验中的事件是相互独立的 3 每次试验只有两种结果 事件要么发生 要么不发生 4 随机变量是这n次独立重复试验中事件发生的次数 变式训练 设随机变量 b 2 p b 4 p 若p 1 则p 2 的值为 a b c d 解析 选b 因为随机变量 b 2 p b 4 p 又p 1 1 p 0 1 1 p 2 解得p 所以 b 4 则p 2 1 p 0 p 1 1 1 4 备选考向 正态分布及其应用 典例 1 正态分布n 1 9 在区间 2 3 和 1 0 上取值的概率分别为m n 则 a m n b m n c m n d 不确定 2 2012 新课标全国卷 某一部件由三个电子元件按图方式连接而成 元件1或元件2正常工作 且元件3正常工作 则部件正常工作 设三个电子元件的使用寿命 单位 小时 均服从正态分布n 1000 502 且各个元件能否正常工作相互独立 那么该部件的使用寿命超过1000小时的概率为 思路点拨 1 由正态分布n 1 9 结合正态分布的对称性即可求解 2 由三个元件的使用寿命服从正态分布 可计算出各个元件使用寿命超过1000小时的概率 再利用各个元件之间是相互独立的即可得出结论 规范解答 1 选c 正态分布n 1 9 的曲线关于x 1对称 区间 2 3 与 1 0 到对称轴距离相等 故m n 2 方法一 设该部件的使用寿命超过1000小时的概率为p a 因为三个元件的使用寿命均服从正态分布n 1000 502 所以元件1 2 3的使用寿命超过1000小时的概率分别为因为所以p a 1 p 方法二 设该部件的使用寿命超过1000小时的概率为p a 因为三个元件的使用寿命均服从正态分布n 1000 502 所以元件1 2 3的使用寿命超过1000小时的概率分别为故p a p1p2p3 答案 拓展提升 关于正态总体在某个区间内取值的概率的求法 1 熟记p x p 2 x 2 p 3 x 3 的值 2 充分利用正态曲线的对称性和曲线与x轴之间的面积为1 正态曲线关于直线x 对称 从而在关于x 对称的区间上的概率相同 p x a 1 p x a p x a p x a 提醒 在利用对称性转化区间时 要注意正态曲线的对称轴是x 而不一定是x 0 变式训练 已知随机变量x服从正态分布n 3 2 若p x 4 0 2 则p 2 x 3 解析 x n 3 2 3 p x 4 0 2 p x4 p x 2 1 0 2 0 2 0 3 答案 0 3 满分指导 解答互斥事件 相互独立事件综合题 典例 12分 2012 安徽高考 某单位招聘面试 每次从试题库中随机调用一道试题 若调用的是a类型试题 则使用后该试题回库 并增补一道a类型试题和一道b类型试题入库 此次调题工作结束 若调用的是b类型试题 则使用后该试题回库 此次调题工作结束 试题库中现共有n m道试题 其中有n道a类型试题和m道b类型试题 以x表示两次调题工作完成后 试题库中a类型试题的数量 1 求x n 2的概率 2 设m n 求x的分布列和均值 数学期望 思路点拨 规范解答 以ai表示第i次调题调用到a类型试题 i 1 2 1 p x n 2 p a1a2 4分 2 x的可能取值为n n 1 n 2 p x n 6分p x n 1 8分 p x n 2 p a1a2 从而x的分布列是 10分e x 12分 失分警示 下文 见规范解答过程 1 2013 云浮模拟 在三次独立重复试验中 事件a在每次试验中发生的概率相同 若事件a至少发生一次的概率为则事件a恰好发生一次的概率为 a b c d 解析 选c 设试验成功的概率为p 依题设可知 解得 p 所以 恰好发生一次的概率为 2 2013 湛江模拟 若随机变量x n 1 4 p x 0 m 则p 0 x 2 a b c 1 2m d 1 m 解析 选c 由对称性 p x 2 p x 0 m p 0 x 2 1 p x 0 p x 2 1 m m 1 2m 故选c 3 2013 佛山模拟 抛掷一枚质地均匀的骰子 所得点数的样本空间为s 1 2 3 4 5 6 令事件a 2 3 5 事件b 1 2 4 5 6 则p a b 的值为 解析 p b p ab 答案 1 甲罐中有5个红球 2个白球和3个黑球 乙罐中有4个红球 3个白球和3个黑球 先从甲罐中随机取出一球放入乙罐 分别以a1 a2和a3表示由甲罐取出的球是红球 白球和黑球的事件 再从乙罐中随机取出一球 以b表示由乙罐取出的球是红球的事件 则下列结论中正确的是 写出所有正确结论的编号 p b p b a1 事件b与事件a1相互独立 a1 a2 a3是两两互斥的事件 p b 的值不能确定 因为它与a1 a2 a3中究竟哪一个发生有关 解析 p b p b a1 p a1 p b a2 p a2 p b a3 p a3 故 错 p b a1 故 正确 p a1 p b p a1b p a1b p a1 p b 故事件b与事件a1不是相互独立事件 故 错误 从甲罐中只取一球 若取出红球就不可