内容正文:
第5节 离散型随机变量的数字特征
[课程标准要求]
1.了解离散型随机变量的概念.
2.理解离散型随机变量的分布列及其均值、方差的概念.
3.能计算简单离散型随机变量的均值、方差,并能解决一些实际问题.
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1.离散型随机变量
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.可能取值为 或可以 的随机变量,我们称为离散型随机变量.通常用大写英文字母表示随机变量,例如X,Y,Z;用小写英文字母表示随机变量的取值,例如x,y,z.
有限个
2.离散型随机变量的分布列
(1)分布列的概念及表示
①一般地,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 ,i=1,2,…,n为X的概率分布列,简称分布列.
一一列举
P(X=xi)=pi
②与函数的表示法类似,离散型随机变量的分布列也可以用表格表示,如表,
X x1 x2 … xn
P p1 p2 … pn
还可以用 表示.
(2)分布列的性质
根据概率的性质,离散型随机变量分布列具有两个性质:
①pi≥0,i=1,2,…,n;
②p1+p2+…+pn= .
图形
1
x1p1+x2p2+…+xnpn
3.离散型随机变量的均值或数学期望
(1)定义:一般地,若离散型随机变量X的分布列如表所示,
X x1 x2 … xn
P p1 p2 … pn
(2)统计意义:均值是随机变量可能取值关于取值概率的加权平均数,它综合了随机变量的取值和取值的概率,反映了随机变量取值的 .
(3)性质:若Y=aX+b,其中a,b是常数,X是随机变量,则E(aX+b)= .
平均水平
aE(X)+b
4.离散型随机变量的方差、标准差
(1)定义:设离散型随机变量X的分布列如表所示,
X x1 x2 … xn
P p1 p2 … pn
标准差
(2)统计意义:随机变量的方差和标准差都可以度量随机变量取值与其均值的偏离程度,反映了随机变量取值的离散程度,方差或标准差越小,随机变量的取值越 ;方差或标准差越大,随机变量的取值越 .
(3)性质:若Y=aX+b,其中a,b是常数,X是随机变量,则D(aX+b)=a2D(X).
集中
分散
1.若X是随机变量,Y=aX+b,a,b是常数,则Y也是随机变量.
2.E(k)=k,D(k)=0,其中k为常数.
3.方差与均值的关系:D(X)=E(X2)-(E(X))2.
D
1.(选择性必修第三册P60T2改编)抛掷两枚骰子,所得点数之和为X,那么X=4表示的试验结果为( )
A.一枚1点、一枚3点
B.两枚都是4点
C.两枚都是2点
D.一枚1点、一枚3点,或者两枚都是2点
解析:抛掷两枚骰子,所得点数之和记为X,则X=4表示的随机试验结果是一枚是1点,一枚是3点或者两枚都是2点.
2.(2023·广西桂林模拟)随机变量X的分布列如表所示,
C
3.(选择性必修第三册P66T1改编)已知随机变量X的分布列为
4.篮球运动员在比赛中每次罚球得分的规则是:命中得1分,不中得0分.已知某篮球运动员罚球命中的概率为0.9,设其罚球一次的得分为X,则X的方差D(X)=
.
解析:由题意知,随机变量X的可能取值为0,1.
因为P(X=1)=0.9,P(X=0)=1-0.9=0.1,
所以E(X)=1×0.9+0×0.1=0.9,
D(X)=(1-0.9)2×0.9+(0-0.9)2×0.1=0.09.
答案:0.09
关键能力·课堂突破 类分考点,落实四翼
离散型随机变量的分布列性质及简单应用
1.设X是一个离散型随机变量,其分布列为
X 0 1
P 9a2-a 3-8a
A
2.已知m,n∈(0,1),离散型随机变量X的分布列如表所示,
C
3.已知随机变量X的分布列如下表,D(X)表示X的方差,则D(2X+1)= .
答案:2
应用离散型随机变量的分布列性质解题的方法
(1)利用“总概率之和为1”可以求相关参数的取值范围或值.
(2)利用“离散型随机变量在某范围内的概率等于它取这个范围内各个值的概率之和”求某些特定事件的概率.
(3)利用分布列结合均值与方差计算公式可直接求随机变量的均值与方差.
离散型随机变量的分布列及数字特征
[例1] (2022·全国甲卷)甲、乙两个学校进行体育比赛,比赛共设三个项目,每个项目胜方得10分,负方得0分,没有平局.三个项目比赛结束后,总得分高的学校获得冠军.已知甲学校在三个项目中获胜的概率分别为0.5,0.4,0.8,各项目的比赛结果相互独立