6.5 正态分布-【金版教程】2025-2026学年新教材高中数学选择性必修第一册创新导学案课件PPT(北师大版2019)

2024-11-20
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内容正文:

第六章 概率 §5 正态分布 (教师独具内容) 课程标准:1.通过误差模型,了解服从正态分布的随机变量.2.通过具体实例,借助频率直方图的几何直观,了解正态分布的特征.3.了解正态分布的均值、方差及其含义. 教学重点:正态分布曲线的特点及其所表示的意义. 教学难点:了解在实际中什么样的随机变量服从正态分布,并掌握其正态分布曲线所表示的意义. 核心素养:1.通过学习正态分布的概念和正态曲线的性质,培养数学抽象及直观想象素养.2.通过利用正态分布知识解决实际问题,培养数学建模及数学运算素养. 核心概念掌握 核心素养形成 随堂水平达标 目录 课后课时精练 核心概念掌握 分布密度函数 误差 核心素养形成 5 正态分布 正态曲线 误差 误差 核心概念掌握 6 曲边梯形面积 核心概念掌握 7 N(μ,σ2) μ σ2 上 不相交 x=μ x=μ 核心概念掌握 8 上升 下降 x μ μ x 矮胖 分散 高瘦 集中 核心概念掌握 9 0.6826 0.9544 0.9974 68.3% 95.4% 99.7% 0.3% (μ-3σ,μ+3σ] 核心概念掌握 10 核心概念掌握 11 答案 × × √ 核心概念掌握 12 答案 0 < < 0.8 核心概念掌握 13 核心素养形成 答案 核心素养形成 15 解析 核心素养形成 16 解析 核心素养形成 17 感悟提升 利用图象求正态分布密度函数的解析式,应抓住图象实质性的两点:一是对称轴x=μ,另一个是最值.这两点确定以后,相应参数μ,σ便确定了,代入φμ,σ(x)中便可求出相应的解析式. 核心素养形成 18 答案 核心素养形成 19 解析 核心素养形成 20 解 核心素养形成 21 解析 答案 核心素养形成 22 解析 答案 2 0.84 核心素养形成 23 感悟提升 求在某个区间内取值的概率的方法 (1)利用X落在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]内的概率分别是0.6826,0.9544,0.9974求解. (2)充分利用正态曲线的对称性及面积为1的性质求解. (3)熟记正态曲线关于直线x=μ对称,从而在关于x=μ对称的区间上概率相等. 核心素养形成 24 解 核心素养形成 25 核心素养形成 26 解析 核心素养形成 27 感悟提升 解决正态分布应用题的基本方法 (1)根据题目中给出的条件确定μ,σ的值. (2)将待求问题向(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]这三个区间进行转化. (3)利用上述区间求出相应的概率,从而解决实际问题. 核心素养形成 28 解 核心素养形成 29 随堂水平达标 答案 解析 随堂水平达标 1 2 3 4 5 31 答案 解析 随堂水平达标 1 2 3 4 5 32 答案 解析 随堂水平达标 1 2 3 4 5 33 答案 解析 ① ② ③ 随堂水平达标 1 2 3 4 5 34 解 随堂水平达标 1 2 3 4 5 35 课后课时精练 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 37 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 38 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 39 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 40 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 41 答案 解析 33 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 42 答案 解析 0.3413 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 43 答案 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 44 解 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 45 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 46 解 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 47 解 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 48 答案 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 49 解析 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 50 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 51 解 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 52 解 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 B级 1 2 53               R 知识点一 连续型随机变量的概念 人们把具有eq \x(\s\up1(01))______________的随机变量称为连续型随机变量,最常见的一类连续型随机变量是由eq \x(\s\up1(02))______引起的. 知识点二 正态分布 (1)概念:由误差引起的连续型随机变量其分布密度函数图象(如图),对应的分布密度函数解析式为φμ,σ(x)=eq \x(\s\up1(01))________,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eq \x(\s\up1(02))__________,对应的图象为正态分布密度曲线,简称为eq \x(\s\up1(03))___________. 正态分布是最常见、最重要的连续型随机变量的分布,是刻画eq \x(\s\up1(04))_____分布的重要模型,因此也称为eq \x(\s\up1(05))______模型. (2)特点:如果一个随机变量X服从正态分布,那么对于任何实数a,b(a<b),随机变量X在区间(a,b]的概率可以用P(a<X≤b)来表示.它的几何意义就是随机变量X的分布密度曲线在区间(a,b]对应的eq \x(\s\up1(06))_______________的值(如下图). 知识点三 正态分布的均值与方差 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~eq \x(\s\up1(01))_____________.其中EX=eq \x(\s\up1(02))_____,DX=eq \x(\s\up1(03))_____. 知识点四 正态曲线的性质 (1)曲线在x轴的eq \x(\s\up1(01))___方,与x轴eq \x(\s\up1(02))________. (2)曲线是单峰的,关于直线eq \x(\s\up1(03))________对称. (3)曲线的最高点位于eq \x(\s\up1(04))________处. (4)当x<μ时,曲线eq \x(\s\up1(05))_____;当x>μ时,曲线eq \x(\s\up1(06))_____;并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以eq \x(\s\up1(07))____轴为渐近线(如下图). (5)当σ一定时,曲线的位置由eq \x(\s\up1(08))___确定,曲线随着eq \x(\s\up1(09))___的变化而沿eq \x(\s\up1(10))__轴平移. (6)当μ一定时,曲线的形状由σ确定.σ越大,曲线越“eq \x(\s\up1(11))_____”,表示总体的分布越eq \x(\s\up1(12))_____;σ越小,曲线越“eq \x(\s\up1(13))_____”,表示总体的分布越eq \x(\s\up1(14))______. 知识点五 3σ原则 如图,正态分布随机变量X在区间(μ-σ,μ+σ](σ>0)上取值的概率为阴影部分的面积. 特别地,P(μ-σ<X≤μ+σ)≈eq \x(\s\up1(01))_________,P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈eq \x(\s\up1(02))_________,P(μ-3σ<X≤μ+3σ)≈eq \x(\s\up1(03))___________. 因此,随机变量X在区间(μ-σ,μ+σ],(μ-2σ,μ+2σ],(μ-3σ,μ+3σ]上取值的概率分别约为eq \x(\s\up1(04))_________,eq \x(\s\up1(05))______,eq \x(\s\up1(06))_______.而随机变量X在区间(μ-3σ,μ+3σ]外取值的概率只有eq \x(\s\up1(07))_____,通常认为这种情况在一次试验中几乎是不可能发生的,认为是小概率事件.因此,在实际应用中,通常认为服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取区间eq \x(\s\up1(08))________________之间的值,并称之为3σ原则. 正态总体在某个区间内取值的概率求法 (1)熟记P(μ-σ<X≤μ+σ),P(μ-2σ<X≤μ+2σ),P(μ-3σ<X≤μ+3σ)的值. (2)充分利用正态曲线的对称性和曲线与x轴之间的面积为1. ①正态曲线关于直线x=μ对称,从而在关于x=μ对称的区间上概率相等; ②P(X<a)=1-P(X≥a),P(X<μ-a)=P(X>μ+a), 若b<μ,则P(X<μ-b)=eq \f(\a\vs4\al(1-P(μ-b<X≤μ+b)),2). 1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数φμ,σ(x)中参数μ,σ的意义分别是样本的均值与方差.(  ) (2)正态曲线是单峰的,其与x轴围成的面积是随参数μ,σ的变化而变化的.(  ) (3)正态曲线可以关于y轴对称.(  ) 做一做 (1)已知正态分布密度函数为f(x)=,x∈(-∞,+∞),则该正态分布的均值为____,标准差为____. (2)设两个正态分布N(μ1,σeq \o\al(2,1))(σ1>0)和N(μ2,σeq \o\al(2,2))(σ2>0)的密度函数图象如图所示,则有μ1________μ2,σ1________σ2. (3)在某项测量中,测量结果X服从正态分布N(1,σ2)(σ>0).若X在(0,1)内取值的概率为0.4,则X在(0,2)内取值的概率为________. eq \r(2π) 题型一 正态曲线 INCLUDEPICTURE"例1.TIF" INCLUDEPICTURE "例1.TIF" \* MERGEFORMAT  (1)已知三个正态分布密度函数φi(x)= (x∈R,i=1,2,3)的图象如图所示,则(  ) A.μ1<μ2=μ3,σ1=σ2>σ3 B.μ1=μ2<μ3,σ1<σ2=σ3 C.μ1>μ2=μ3,σ1=σ2<σ3 D.μ1<μ2=μ3,σ1=σ2<σ3 解析 ∵正态曲线关于直线x=μ对称,且μ越大图象越靠近右边,∴μ1<μ2=μ3,故排除B,C.∵σ越小,图象越“高瘦”,∴σ1=σ2<σ3.故选D. (2)如图所示是一个正态曲线,试根据该图象写出其正态分布密度函数的解析式,求出总体随机变量的均值和方差. 解 从给出的正态曲线可知,该正态曲线关于直线x=20 对称,最大值是eq \f(1,2\r(π)),所以μ=20. 由eq \f(1,σ\r(2π))=eq \f(1,2\r(π)),解得σ=eq \r(2). 于是正态分布密度函数的解析式是 φ(x)= ,x∈(-∞,+∞). 总体随机变量的均值是μ=20,方差是σ2=(eq \r(2))2=2. [跟踪训练1] (1)(多选)甲、乙两类水果的质量(单位:kg)分别服从正态分布N1(μ1,σeq \o\al(2,1)),N2(μ2,σeq \o\al(2,2)),其正态分布密度曲线如图所示,则下列说法正确的是(  ) A.甲类水果的平均质量μ1=0.4 kg B.甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中于平均值左右 C.甲类水果的平均质量比乙类水果的平均质量小 D.乙类水果的质量服从正态分布的参数σ2=1.99 解析 由图象可知,甲类水果的平均质量μ1=0.4 kg,乙类水果的平均质量μ2=0.8 kg,故A,C正确;因为甲图象比乙图象更“高瘦”,所以甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中于平均值左右,故B正确;乙图象纵坐标的最大值为1.99,故eq \f(1,σ2\r(2π))=1.99,故D错误.故选ABC. 解 由于该正态分布密度函数是一个偶函数,所以其图象关于y轴对称, 即μ=0. 由eq \f(1,σ\r(2π))=eq \f(1,4\r(2π)), 得σ=4. 故该正态分布密度函数的解析式是 φμ,σ(x)=,x∈(-∞,+∞). (2)若一个正态分布密度函数是一个偶函数,且该函数的最大值为eq \f(1,4\r(2π)).求该正态分布密度函数的解析式. 解析 ∵随机变量ξ服从正态分布N(0,1),∴μ=0,∴其图象关于y轴对称,∴P(|ξ|<1.96)=1-2P(ξ<-1.96)=1-2×0.025=0.950. 题型二 利用正态分布求概率  (1)若随机变量ξ服从正态分布N(0,1),已知P(ξ<-1.96)=0.025,则P(|ξ|<1.96)=(  ) A.0.025 B.0.050 C.0.950 D.0.975 解析 ∵ξ~N(4,σ2)且P(2<ξ≤6)≈0.6826,∴μ=4,结合“3σ”原则可知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(μ+σ=6,,μ-σ=2,))∴σ=2.∴P(|ξ-2|<4)=P(-2<ξ<6)=eq \f(1,2)P(-2<ξ<10)+eq \f(1,2)P(2<ξ<6)=eq \f(1,2)[P(μ-3σ<ξ<μ+3σ)+P(μ-σ<ξ<μ+σ)]≈eq \f(1,2)×(0.9974+0.6826)=0.84. (2)已知ξ~N(4,σ2),且P(2<ξ≤6)≈0.6826,则σ=________,P(|ξ-2|<4)=________. 解 ∵ξ~N(2,1),∴μ=2,σ=1. (1)P(1<ξ≤3)=P(2-1<ξ≤2+1)=P(μ-σ<ξ≤μ+σ)≈0.6826. (2)P(3<ξ≤4)=eq \f([P(0<ξ≤4)-P(1<ξ≤3)],2) =eq \f(1,2)[P(μ-2σ<ξ≤μ+2σ)-P(μ-σ<ξ≤μ+σ)]≈eq \f(1,2)×(0.9544-0.6826)=0.1359. (3)P(ξ≤0)=P(ξ≥4)=eq \f(1,2)[1-P(0<ξ<4)]≈eq \f(1,2)×(1-0.9544)=0.0228. eq \a\vs4\al([跟踪训练2]) 设ξ~N(2,1),试求: (1)P(1<ξ≤3); (2)P(3<ξ≤4); (3)P(ξ≤0). 题型三 正态分布的应用  某年级的一次数学测验成绩近似服从正态分布N(70,102),如果规定低于60分为不及格,那么 (1)成绩不及格的学生人数约占总人数的多少? (2)成绩在[80,90]分的学生人数约占总人数的多少? 解析 (1)设学生的得分为随机变量X, 则X~N(70,102),其中μ=70,σ=10. ∵成绩在[60,80]分的概率为 P(70-10≤X≤70+10)≈0.6826, ∴成绩不及格的概率为eq \f(1,2)×(1-0.6826)=0.1587, 即成绩不及格的学生人数约占总人数的15.87%. (2)∵P(70-20<X≤70+20)≈0.9544, ∴成绩在[80,90]分的概率为eq \f(1,2)[P(50<X≤90)-P(60<X<80)]≈0.1359, 即成绩在[80,90]分的学生人数约占总人数的13.59%. 解 由于X服从正态分布N(4,0.52),由正态分布的性质可知,正态分布N(4,0.52)在(4-3×0.5,4+3×0.5]内的取值的概率约为0.9974,即在(2.5,5.5]之外的取值的概率只有0.0026. 而5.7∉(2.5,5.5],这说明在一次试验中,出现了几乎不可能发生的小概率事件,因此可以认为该厂生产的这批零件是不合格的. eq \a\vs4\al([跟踪训练3]) 某厂生产的圆柱形零件的外直径X服从正态分布N(4,0.52)(单位:cm),质量检查人员从该厂生产的1000个零件中随机抽查一个,测得它的外直径为5.7 cm,该厂生产的这批零件是否合格? 1.设随机变量X服从正态分布,且相应的密度函数φ(x)=,则(  ) A.μ=2,σ=3 B.μ=3,σ=2 C.μ=2,σ=eq \r(3) D.μ=3,σ=eq \r(3) 解析 由φ(x)=,得μ=2,σ=eq \r(3).故选C. 2.设随机变量X服从正态分布N(2,σ2),若P(X>c)=a,则P(X>4-c)=(  ) A.a B.1-a C.2a D.1-2a 解析 因为X服从正态分布N(2,σ2),所以正态曲线关于直线x=2对称,所以P(X>4-c)=P(X<c)=1-P(X>c)=1-a. 3.已知一次考试共有60名同学参加,考生成绩X~N(110,52),据此估计,大约有57人的分数所在的区间为(  ) A.(90,100] B.(95,125] C.(100,120] D.(105,115] 解析 ∵X~N(110,52),∴μ=110,σ=5,故eq \f(57,60)=0.95≈P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=P(100<X≤120). 4.如图是三个正态分布X~N(0,0.25),Y~N(0,1),Z~N(0,4)的密度曲线,则三个随机变量X,Y,Z对应的曲线分别是图中的________,______,________. 解析 在密度曲线中,σ越大,曲线越“矮胖”;σ越小,曲线越“高瘦”. 解 设学生的数学成绩为X,共有n人参加数学考试, ∵X~N(60,100),∴μ=60,σ=10. ∴P(X>90)=eq \f(1,2)[1-P(30≤X≤90)]≈eq \f(1,2)×(1-0.9974)=0.0013. 又P(X>90)=eq \f(13,n),∴eq \f(13,n)≈0.0013, ∴n≈10000, 即此次参加数学考试的学生约有10000人. 5.在某市组织的一次数学考试中,全体参加考试的学生的成绩近似服从正态分布N(60,100),已知数学成绩在90分以上的学生有13人.试求此次参加数学考试的学生约有多少人? 一、选择题 1.设随机变量ξ服从正态分布N(2,9),若P(ξ>c+1)=P(ξ<c-1),则c=(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析 解法一:由P(ξ>c+1)=P(ξ<c-1)可知2=eq \f((c+1)+(c-1),2),解得c=2. 解法二:∵P(ξ>c+1)=P(ξ<c-1),∴正态曲线关于直线x=c对称,又N(2,9), ∴c=2. 2.已知随机变量X~N(0,1),则X在区间(-3,+∞)内取值的概率约为(  ) A.0.8874 B.0.0026 C.0.0013 D.0.9987 解析 P(X>-3)=eq \f(1,2)P(-3<X≤3)+eq \f(1,2)≈0.9987. 3.为了了解某地区高三男生的身体发育状况,抽查了该地区1000名年龄在17.5岁至19岁的高三男生的体重情况,抽查结果表明他们的体重X(kg)服从正态分布N(μ,22),且正态分布密度曲线如图所示.若体重大于58.5 kg小于等于62.5 kg属于正常情况,则这1000名男生中属于正常情况的人数约是(  ) A.997 B.954 C.819 D.683 解析 由题意可知,μ=60.5,σ=2,故P(58.5<X≤62.5)=P(μ-σ<X≤μ+σ)≈0.6826,从而属于正常情况的人数约是1000×0.6826≈683. 4.(多选)某次市教学质量检测,甲、乙、丙三科考试成绩服从正态分布,相应的正态曲线如图所示,则下列说法中正确的是(  ) A.三科总体的标准差相同 B.三科总体的平均数相同 C.丙科总体的平均数最小 D.甲科总体的标准差最小 解析 由图象知甲、乙、丙三科总体的平均数相同,但标准差不同,σ甲<σ乙<σ丙.故选BD. 5.某地区一模考试数学成绩X服从正态分布N(90,σ2),且P(X≤70)=0.2.从该地区参加一模考试的学生中随机抽取10名学生,数学成绩在(70,110]的人数记作随机变量ξ,则ξ的方差为(  ) A.2 B.2.1 C.2.4 D.3 解析 由正态分布知,每个人数学成绩在(70,110]的概率为2×(0.5-0.2)=0.6,所以10名学生数学成绩在(70,110]的人数ξ服从二项分布B(10,0.6),所以ξ的方差为10×0.6×(1-0.6)=2.4.故选C. 二、填空题 6.某班同学共有48人,数学测验的分数服从正态分布,其平均分是80分,标准差是10分,则该班同学中成绩在(70,90)分的约有________人. 解析 依题意,得μ=80,σ=10,所以P(70<ξ<90)=P(μ-σ<ξ<μ+σ)≈0.6826,所以48×0.6826≈33人,即该班同学中成绩在(70,90)分的约有33人. 解析 如图所示,因为P(ξ≤1)=0.8413,所以P(ξ>1)=1-0.8413=0.1587,所以P(ξ≤-1)=0.1587,所以P(-1<ξ≤0)=0.5-0.1587=0.3413. 7.随机变量ξ服从正态分布N(0,1),如果P(ξ≤1)=0.8413,则P(-1<ξ≤0)=________. 8.某一部件由三个电子元件按如图所示的方式连接而成,元件1或元件2正常工作,且元件3正常工作,则部件正常工作.设三个电子元件的使用寿命(单位:小时)均服从正态分布N(1000,502),且各个元件能否正常工作相互独立,那么该部件的使用寿命超过1000小时的概率为________. 解析 设元件1,2,3的使用寿命超过1000小时的事件分别为A,B,C,显然P(A)=P(B)=P(C)=eq \f(1,2),∴该部件的使用寿命超过1000小时的事件为(Aeq \o(B,\s\up16(-))+eq \o(A,\s\up16(-))B+AB)C,∴该部件的使用寿命超过1000小时的概率P=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×\f(1,2)+\f(1,2)×\f(1,2)+\f(1,2)×\f(1,2)))×eq \f(1,2)=eq \f(3,8). eq \f(3,8) 三、解答题 9.一建筑工地所需要的钢筋的长度X~N(8,22),质检员在检查一大批钢筋的质量时,发现有的钢筋长度小于2米,这时,他是让钢筋工继续用切割机截钢筋呢,还是停下来检修切割机? 解 由于X~N(8,22),根据正态分布的性质可知,正态分布N(8,22)在(8-3×2,8+3×2]之外的取值概率仅约为0.26%,长度小于2米的钢筋不在(2,14]内,据此质检员应让钢筋工马上停止切割,并对切割机进行检修. 10.某市举办数学知识竞赛活动,共5000名学生参加,竞赛分为初试和复试,复试环节共3道题,其中2道单选题,1道多选题,得分规则如下:参赛学生每答对一道单选题得2分,答错得0分,答对多选题得3分,答错得0分,答完3道题后的得分之和为参赛学生的复试成绩. (1)通过分析可以认为学生初试成绩X服从正态分布N(μ,σ2),其中μ=66,σ2=144,试估计初试成绩不低于90分的人数; (2)已知小强已通过初试,他在复试中单选题的正答率为eq \f(2,3),多选题的正答率为eq \f(1,2),且每道题回答正确与否互不影响.记小强复试成绩为Y,求Y的分布列及数学期望. 附:P(μ-σ<X≤μ+σ)≈0.6826, P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.9544,P(μ-3σ<X≤μ+3σ)≈0.9974. 解 (1)∵学生初试成绩X服从正态分布N(μ,σ2),其中μ=66,σ2=144, ∴μ+2σ=66+2×12=90, ∴P(X≥90)=P(X≥μ+2σ)≈eq \f(1,2)×(1-0.9544)=0.0228, ∴估计初试成绩不低于90分的人数约为0.0228×5000=114. (2)Y的所有可能取值为0,2,3,4,5,7, 则P(Y=0)=eq \f(1,3)×eq \f(1,3)×eq \f(1,2)=eq \f(1,18),P(Y=2)=Ceq \o\al(1,2)×eq \f(2,3)×eq \f(1,3)×eq \f(1,2)=eq \f(2,9), P(Y=3)=eq \f(1,3)×eq \f(1,3)×eq \f(1,2)=eq \f(1,18),P(Y=4)=eq \f(2,3)×eq \f(2,3)×eq \f(1,2)=eq \f(2,9), P(Y=5)=Ceq \o\al(1,2)×eq \f(2,3)×eq \f(1,3)×eq \f(1,2)=eq \f(2,9),P(Y=7)=eq \f(2,3)×eq \f(2,3)×eq \f(1,2)=eq \f(2,9), ∴Y的分布列为 Y 0 2 3 4 5 7 P eq \f(1,18) eq \f(2,9) eq \f(1,18) eq \f(2,9) eq \f(2,9) eq \f(2,9) EY=0×eq \f(1,18)+2×eq \f(2,9)+3×eq \f(1,18)+4×eq \f(2,9)+5×eq \f(2,9)+7×eq \f(2,9)=eq \f(25,6). 1.(多选)已知随机变量X服从正态分布N(100,102),则下列结论正确的是(  ) (参考数据:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ≤μ+σ)≈0.6826,P(μ-2σ<ξ≤μ+2σ)≈0.9544,P(μ-3σ<ξ≤μ+3σ)≈0.9974) A.EX=100 B.DX=100 C.P(X≥90)≈0.8413 D.P(X≤120)≈0.9987 解析 随机变量X服从正态分布N(100,102),∴EX=μ=100,DX=σ2=102=100,故A,B正确;根据题意可得P(90<X≤110)≈0.6826,P(80<X≤120)≈0.9544,∴P(X≥90)≈0.5+eq \f(1,2)×0.6826=0.8413,故C正确;P(X≤120)≈0.5+eq \f(1,2)×0.9544=0.9772,故D错误.故选ABC. 2.某学校的功能室统一使用某品牌的一种灯管,已知这种灯管使用寿命ξ(单位:月)服从正态分布N(μ,σ2),且使用寿命不少于12个月的概率为0.8,使用寿命不少于24个月的概率为0.2. (1)求这种灯管的平均使用寿命; (2)假设一间功能室一次性换上4支这种新灯管,使用12个月时进行一次检查,将已经损坏的灯管换下(中途不更换),求至少两支灯管需要更换的概率. 解 (1)因为ξ~N(μ,σ2), P(ξ≥12)=0.8,P(ξ≥24)=0.2, 所以P(ξ<12)=0.2, 显然P(ξ<12)=P(ξ≥24), 由正态分布密度函数的对称性可知 μ=eq \f(12+24,2)=18, 即这种灯管的平均使用寿命是18个月. (2)每支灯管使用12个月时已经损坏的概率为1-0.8=0.2, 假设使用12个月时该功能室需要更换的灯管数量为η,则η~B(4,0.2), 故至少两支灯管需要更换的概率 P=1-P(η=0)-P(η=1)=1-Ceq \o\al(0,4)×0.84-Ceq \o\al(1,4)×0.83×0.2=eq \f(113,625). $$

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