内容正文:
第六节 二项分布、超几何分布与正态分布
【课标标准】
1.了解伯努利试验,掌握二项分布及其数字特征,并能解决简单的实际问题.
2.了解超几何分布及其均值,并能解决简单的实际问题.
3.了解服从正态分布的随机变量,了解正态分布的均值、方差及其含义.
知识梳理
1.n重伯努利试验
把只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验.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________________.
2.二项分布
(1)定义:一般地,在n重伯努利试验中,设每次试验中事件A发生的概率为p(0<p<1),用X表示事件A发生的次数,则X的分布列为P(X=k)=________________,k=0,1,2,…,n,则称随机变量X服从二项分布,记作____________.
(2)均值与方差:若X~B(n,p),则E(X)=________,D(X)=________.
n重伯努利试验
pk(1-p)n-k
X~B(n,p)
np
np(1-p)
3.超几何分布
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,…,r,其中n,M,N∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=min{n,M}.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.
4.正态分布
(1)正态曲线
函数f(x)=,x∈R,其中μ∈R,σ>0为参数,我们称f(x)为正态密度函数,称它的图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线.特别地,当μ=0,σ=1时,相应曲线称为标准正态曲线.
(2)正态曲线特点
①曲线位于x轴上方,与x轴不相交.
②曲线与x轴之间的区域的面积为_______.
③曲线是单峰的,它关于直线________对称.
④曲线在x=μ处达到峰值(最大值).
1
x=μ
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轴平移,如图(1)所示.
⑥当μ取定值时,正态曲线的形状由σ确定,σ较小时,峰值高,曲线“瘦高”,表示随机变量X的分布比较集中;σ较大时,峰值低,曲线“矮胖”,表示随机变量X的分布比较分散,如图(2)所示.
(3)正态分布的定义及表示
若随机变量X的概率分布密度函数为f(x)=,x∈R,则称随机变量X服从正态分布,记为____________.
(4)3σ原则
①P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7.
②P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5.
③P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3.
(5)正态分布的均值与方差
若X~N(μ,σ2),则E(X)=________,D(X)=________.
X~N(μ,σ2)
μ
σ2
[常用结论]
1.两点分布是二项分布当n=1时的特殊情形.
2.“二项分布”与“超几何分布”的区别:有放回抽取问题对应二项分布,不放回抽取问题对应超几何分布,当总体容量很大时,超几何分布可近似为二项分布来处理.
3.在实际应用中,往往出现数量“较大”“很大”“非常大”等字眼,这表明试验可视为n重伯努利试验,进而判定是否服从二项分布.
4.超几何分布也可记为X~H(n,M,N),则E(X)=.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)二项分布是一个概率分布,其公式相当于二项展开式的通项,其中a=p,b=1-p.( )
(2)从4名男演员和3名女演员中选出4名,其中女演员的人数X服从超几何分布.( )
(3)n重伯努利试验中各次试验的结果必须相互独立.( )
(4)正态分布是对于连续型随机变量而言的.( )
×
√
√
√
2.(教材改编)鸡接种一种疫苗后,有90%不会感染某种病毒,如果有5只鸡接种了疫苗,则恰好有4只鸡没有感染病毒的概率约为( )
A.0.33 B.0.66
C.0.5 D.0.45
答案:A
解析:设5只接种疫苗的鸡中没有感染病毒的只数为X,则X~B(5,0.9),所以P(X=4)=×0.94×0.1≈0.33.故选A.
3.(教材改编)某学校高二年级数学学业质量检测考试成绩X~N(80,25),如果规定大于或等于85分为A等,那么在参加考试的学生中随机选择一名,他的成绩为A等的概率是________.
0.158 5
解析:P(X≥85)=[1-P(75≤X<85)]==0.158 5.
4.(易错)箱子里有5个黑球,4个白球,每次随机取出一个球,若取出黑球,则放回箱中,重新取球,若取出白球,则停止取球,那么在第4次取球之后停止的概率为( )
B.
答案:B
解析:由题意知,第四次取球后停止是当且仅