内容正文:
第五节 离散型随机变量的分布列、均值与方差
授课提示:对应学生用书第260页
1.随机变量
随着试验结果变化而变化的变量,常用字母X,Y,ξ,η,…,表示.
2.离散型随机变量
所有取值可以一一列出的随机变量.
3.离散型随机变量的分布列
(1)定义:若离散型随机变量X可能取的不同值为x1,x2,…,xi,…,xn,X取每一个值xi(i=1,2,…,n)的概率P(X=xi)=pi,则表
X
x1
x2
…
xi
…
xn
P
p1
p2
…
pi
…
pn
称为离散型随机变量X的概率分布列,简称为X的分布列,有时也用等式P(X=xi)=pi,i=1,2,…,n表示X的分布列.
(2)性质:①pi≥0(i=1,2,…,n);②pi=1.
4.离散型随机变量X的均值与方差
均值(数学期望)
方差
计算公式
E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn
D(X)= (xi-E(X))2pi
作用
反映了离散型随机变量取值的平均水平
刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度
标准差
方差的算术平方根为随机变量X的标准差
5.常见两类特殊的分布列
(1)两点分布:
若随机变量X服从两点分布,即其分布列为
X
0
1
P
1-p
p
其中p=P(X=1)称为成功概率.
(2)超几何分布:
在含有M件次品的N件产品中,任取n件,其中恰有X件次品,则P(X=k)=,k=0,1,2,…,m,其中m=min{M,n},且n≤N,M≤N,n,M,N∈N*,即如果随机变量X的分布列具有下表形式:
X
0
1
…
m
P
…
则称随机变量X服从超几何分布.
(3)两点分布的均值与方差:
若随机变量X服从两点分布,则E(X)=p,D(X)=p(1-p).
均值与方差
(1)均值E(X)=xipi.
(2)方差D(X)= (xi-E(X))2pi=E(X2)-E2(X).
(3)若X服从两点分布,则D(X)max=,此时p=.
(4)若a,b为常数,X是随机变量,
则E(aX+b)=aE(X)+b,
D(aX+b)=a2D(X).
1.若某一射手射击所得环数X的分布列为
X
4
5
6
7
8
9
10
P
0.02
0.04
0.06
0.09
0.28
0.29
0.22
则此射手“射击一次命中环数X≥7”的概率是( )
A.0.88 B.0.12
C.0.79 D.0.09
答案:A
2.设随机变量X的分布列如下:
X
1
2
3
4
P
p
则p为( )
A. B.
C. D.
答案:B
3.若离散型随机变量X的分布列为
X
0
1
P
则X的数学期望E(X)=( )
A.2 B.2或
C. D.1
答案:C
4.若随机变量满足P(X=c)=1,其中c为常数,则D(X)=________.
答案:0
5.有一批产品共12件,其中次品3件,每次从中任取一件,在取到合格品之前取出的次品数X的所有可能取值是________.
答案:0,1,2,3
授课提示:对应学生用书第261页
题型一 离散型随机变量分布列的求法与性质
[典例] (1)设随机变量X的分布列为
X
1
2
3
4
P
m
求2X+1的分布列.
[解] 当X=1,2,3,4时,2X+1对应的值分别为3,5,7,9,其分布列为
2X+1
3
5
7
9
P
(2)某农户计划于2022年初开始种植新型农作物.根据前期各方面调查发现,该农作物的亩产量和市场价格均具有随机性,且两者互不影响,其具体情况如表:
该农作物亩产量/kg
900
1 200
概率
0.5
0.5
该农作物市场价格/(元/kg)
30
40
概率
0.4
0.6
设该农户种植该农作物一亩的收入为X元,求X的分布列.
[解] 由题意知X的所有可能取值为27 000,36 000,48 000,设A表示事件“农作物亩产量为900 kg”,则P(A)=0.5,
B表示事件“农作物市场价格为30元/kg”,则P(B)=0.4,
则P(X=27 000)=0.5×0.4=0.2,
P(X=36 000)=0.5×0.4+0.5×0.6=0.5,
P(X=48 000)=0.5×0.6=0.3,
∴X的分布列为
X
27 000
36 000
48 000
P
0.2
0.5
0.3
方法总结
1.求离散型随机变量X的分布列的步骤
(1)理解X的意义,写出X的所有可能取值.
(2)求X取每个值的概率.
(3)写出X的分布列.