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专题13 计数原理、随机变量及其分布列
课堂笔记
计数原理
1.分类计数原理(或加法原理):完成一件事,有n类方式,在第1类方式有种不同的方法,在第2类方式有种不同的方法……第n类方式中有种不同的方法,那么完成这件事的方法种数为N=
2.分步计数原理(乘法原理)
完成一件事,需要分成n个步骤,完成第1个步骤有种方法,完成第2个步骤有种方法……完成第n个步骤有种方法,那么完成这件事的方法种数为N=
排列与排列数计算
1.一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列,用表示,m<n时叫做选排列,m=n时叫做全排列.
2.排列数公式的两种形式
(1)=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),其中m,n∈N*,并且m≤n.
(2)
(3)=.
组合与组合数计算
1.组合
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
2.组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号C表示.
3.组合数公式的两种形式
(1)C=,其中m,n∈N*,并且m≤n
(2)C=
4.组合数的性质
性质1:C=C.
性质2:C=C+C.
排列与组合的应用举例数
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
关系
组合数C与排列数A间存在的关系
=C
二项式定理
1.二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b+Can-2b2+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*).
(1)这个公式叫做二项式定理.
(2)二项展开式:等号右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式,展开式中一共有n+1项.
(3)二项式系数:各项的系数C(k∈{0,1,2,…,n})叫做二项式系数.
2.二项展开式的通项
(a+b)n展开式的第k+1项叫做二项展开式的通项,记作Tk+1=Can-kbk.
3.二项式系数的性质
(1)每一行的两端都是1,其余的每个数都是它“肩上”两个数的和。
(2)每一行与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等,即C=C
(3)当n为偶数时,它的展开式中间一项的二项式系数最大;当n为奇数时,它的展开式中间两项的二项式系数最大并且相等.
离散型随机变量
1.随机变量的概念:一般地,对于随机试验样本空间Ω中的每个样本点ω都有唯一的实数X(ω)与之对应,我们称X为随机变量.
2.随机变量的表示:用小写希腊字母等表示,(或用大写英文字母表示随机变量,如X,Y,Z)
3.离散型随机变量
随机变量的所有可能取的值可以一一列出的随机变量,我们称之为离散型随机变量.
4.连续型随机变量
有一类随机变量,其所取值不能一一列出,而是连续的充满整个区间,这种随机变量称之为连续型随机变量.
5.离散型随机变量的分布列
一般地,设离散型随机变量X的可能取值为x1,x2,…,xn,我们称X取每一个值xi的概率P(X=xi)=pi,i=1,2,3,…,n为X的概率分布列,简称分布列.
6.离散型随机变量的分布列的性质
(1)pi≥0,i=1,2,…,n.
(2)p1+p2+…+pn=1.
离散型随机变量的数字特征
1.离散型随机变量的均值
一般地,若离散型随机变量的分布列为
x1
x2
…
xi
…
xn
P
p1
p2
…
pi
…
pn
则称E()x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn为随机变量X的均值或数学期望
2.离散型随机变量的方差
D()=(x1-E())2p1+(x2-E())2p2+…+(xn-E())2pn为随机变量的方差,
3.离散型随机变量的方差
为随机变量X的标准差
独立重复试验及其概率
1.n次独立重复试验:一般地,在相同的条件下,重复进行n次试验,如果每次试验的结果与其他各次试验的结果无关,那么这n次重复试验叫做n次独立重复试验.
2.n次伯努利实验:一般地,在n次独立试验中,如果每次试验的可能结果只有两个,且它们相互对立,即只考虑两个事件A和,并且在每次试验中,事件A发生的概率都不变,这样的n次独立试验叫做n次伯努利试验.
3.伯努利公式:
二项分布
1.二项分布
一般地,如果在一次试验中某事件A发生的概率是p,随机变量ξ为n次独立试验中事件A发生的次数,那么随机变量ξ的概率分布为:
其中.
我们将这种形式的离散型随机变量ξ的概率分布叫做二项分布.并称随机变量ξ服从参数为的二项分布,记为
2.二项分布的均值与方差
若X服从二项分布,即X~B(n,p),则E(X)=np,D(X)=np(1-p).
正态分布
1.概率密度曲线
样本容量增大,