内容正文:
第8节 二项分布、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]
1.二项分布
(1)n重伯努利试验
①我们把只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验.
②我们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n重伯努利试验.显然,n重伯努利试验具有如下共同特征:
同一个伯努利试验重复做n次;各次试验的结果相互独立.
(2)二项分布
①一般地,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)=Cpk(1-p)n-k,k=0,1,2,…,n.
如果随机变量X的分布列具有上式的形式,则称随机变量X服从二项分布,记作X~B(n,p).
②P(X=k)=Cpk(1-p)n-k=1.
2.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,N,M∈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.
3.正态分布
(1)正态密度函数
①f(x)=e,x∈R.
其中μ∈R,σ>0为参数.
对任意的x∈R,f(x)>0,它的图象在x轴的上方.我们称f(x)为正态密度函数,称它的图象为正态密度曲线,简称正态曲线.
②若随机变量X的概率分布密度函数为f(x),则称随机变量X服从正态分布,记为X~N(μ,σ2).特别地,当μ=0,σ=1时,称随机变量X服从标准正态分布.
(2)正态曲线的特点
①曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称;
②曲线在x=μ处达到峰值;
③当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴.
④当参数σ取固定值时,正态曲线的位置由μ确定,且随着μ的变化而沿x轴平移,如图所示.
当μ取定值时,因为曲线的峰值与σ成反比,而且对任意的σ>0,曲线与x轴围成的面积总为1.因此,当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;当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,如图所示.
常用结论
1.超几何分布的均值
设随机变量X服从超几何分布,则X可以解释为从包含M件次品的N件产品中,不放回地随机抽取n件产品中的次品数.令p=,则p是N件产品的次品率,而是抽取的n件产品的次品率,则E=p,即E(X)==np.
2.正态分布的三个常用数据
(1)P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.6827;
(2)P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.9545;
(3)P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.9973.
[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. B.
C. D.
[解