内容正文:
第8节 二项分布与超几何分布、正态分布
课程标准解读
1.理解二项分布、超几何分布的概念,能解决一些简单的实际问题. 2.借助正态分布曲线了解正态分布的概念,并进行简单应用.
[知识梳理]
1.伯努利试验与二项分布
(1)n重伯努利试验
一般地,在相同条件下重复做n次伯努利试验,且每次试验的结果都不受其他试验结果的影响,称这样的n次独立重复试验为n重伯努利试验.
(2)二项分布
一般地,在n重伯努利试验中,用X表示这n次试验中成功的次数,且每次成功的概率均为p,则X的分布列可以表示为P(X=k)=Cpk(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n).
若一个随机变量X的分布列如上所述,则称X服从参数为n,p的二项分布,简记为X~B(n,p).
显然,两点分布是二项分布在参数n=1时的特殊情况.
(3)二项分布的均值、方差
若X~B(n,p),则EX=np,DX=np(1-p).
2.超几何分布
一般地,设有N件产品,其中有M(M≤N)件次品.从中任取n(n≤N)件产品,用X表示取出的n件产品中次品的件数,那么P(X=k)=max{0,n-(N-M)}≤k≤min{n,M}.
其中n≤N,M≤N,n,M,N∈N+.
若一个随机变量X的分布列由上式确定,则称随机变量X服从参数为N,M,n的超几何分布.
一般地,当随机变量X服从参数为N,M,n的超几何分布时,其均值为EX=.
3.正态分布
(1)定义
连续型随机变量其分布密度函数解析式为
φμ,σ(x)=e-,x∈(-∞,+∞),其中实数μ,σ(σ>0)为参数,这一类随机变量X的分布密度(函数)称为正态分布密度(函数),简称正态分布,对应的图象为正态分布密度曲线,简称为正态曲线.
如果随机变量X服从正态分布,那么这个正态分布完全由参数μ,σ(σ>0)确定,记为X~N(μ,σ2).其中EX=μ,DX=σ2.
(2)正态曲线有如下性质
①曲线在x轴的上方,与x轴不相交.
②曲线是单峰的,关于直线x=μ对称.
③曲线的最高点位于x=μ处.
④当x<μ时,曲线上升;当x>μ时,曲线下降,并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线.
(3)3σ原则
①P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.6826;
②P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.9544;
③P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.9974.
常用结论
1.利用n重伯努利试验概率公式可以简化求概率的过程,但需要注意检查该概率模型是否满足公式P(X=k)=Cpk(1-p)n-k的三个条件:(1)在一次试验中某事件A发生的概率是一个常数p;(2)n次试验不仅是在完全相同的情况下进行的重复试验,而且各次试验的结果是相互独立的;(3)该公式表示n次试验中事件A恰好发生了k次的概率.
2.若X服从正态分布,即X~N(μ,σ2),要充分利用正态曲线关于直线x=μ对称和曲线与x轴之间的面积为1解题.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)X表示n次重复抛掷1枚骰子出现点数是3的倍数的次数,则X服从二项分布.( )
(2)从4名男演员和3名女演员中选出4人,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.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
2.(教材改编)设袋中有80个红球、20个白球,若从袋中任取10个球,则其中恰有6个红球的概率为( )
A. B.
C. D.
答案:D
3.(教材改编)已知X是一个随机变量,若X~B(6,),则P(X=2)=( )
A. B.
C. D.
解析:D 由题意知n=6,p=,故P(X=2)=C×()2×(1-)6-2=C×()2×()4=.
4.(易错自纠)若随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2),ξ在区间(4,+∞)上取值的概率是0.2,则ξ在区间(0,2)上取值的概率为________.
解析:因为随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2),
所以所求概率P(0<ξ<2)==0.3.
答案:0.3
5.(易错自纠)箱中有标号为1,2,3,4,5,6且大小相同的6个球,从箱中一次摸出2个球,记下号码并放回,如果两球号码之积是4的倍数,则获奖.若有4人参与摸奖,恰好有3人获奖的概率是________.
解析:由题意知,获奖的概率P==,记获奖的人数为ξ,ξ~B,
∴4人中恰好有3人获奖的概率
P=C×=.
答案:
考点一 n重伯努利试验与二项分布(综合性)
[角度1] n重伯努利试验的概率
(1)如图,在网格状小地图中,一机器人从A(0,0)点出发,每秒向上或向右行走1格到相应顶点,已知向上的概率是,向右的概率是,则6秒后到达B(4,2)点的概率为( )
A.