6.4.1 二项分布-【金版教程】2025-2026学年新教材高中数学选择性必修第一册作业与测评word（北师大版2019）

数学　选择性必修　第一册　作业与测评 §4　二项分布与超几何分布 4．1　二项分布 知识点一　n重伯努利试验的概率 1．任意抛掷三枚硬币，恰有2枚正面朝上的概率为(　　) A． B． C． D． 答案　B 解析　抛一枚硬币，正面朝上的概率为，则抛三枚硬币，恰有2枚正面朝上的概率为P＝C××＝． 2．某批电子管正品率为，次品率为，现对该批电子管进行测试，设第X次首次测到正品，则P(X＝3)＝(　　) A．C×× B．C×× C．× D．× 答案　C 解析　{X＝3}表示“第3次首次测到正品，而前两次都没有测到正品”，故其概率是×． 知识点二　二项分布的概率及分布列 3．已知随机变量X服从二项分布B，则P(X＝3)＝________． 答案　 解析　若随机变量X服从二项分布B(n，p)，则P(X＝k)＝Cpk(1－p)n－k，k＝0，1，2，…，n．所以P(X＝3)＝C××＝． 4．如果随机变量X服从二项分布B，Y服从二项分布B，那么当X，Y变化时，使P(X＝xk)＝P(Y＝yk)成立的(xk，yk)的个数为________． 答案　21 解析　由P(X＝xk)＝P(Y＝yk)，得C··＝C··，即C··＝C··，∴xk＋yk＝20，又0≤xk≤20，0≤yk≤20，xk，yk∈Z，则(xk，yk)的个数为21． 5．某公司安装了3台报警器，它们彼此独立工作，且发生险情时每台报警器报警的概率均为0．9．求发生险情时，下列事件的概率： (1)3台都未报警； (2)恰有1台报警； (3)恰有2台报警； (4)3台都报警； (5)至少有2台报警； (6)至少有1台报警． 解　令X为在发生险情时3台报警器中报警的台数，那么X～B(3，0．9)，则它的分布列为P(X＝k)＝C0．9k(1－0．9)3－k(k＝0，1，2，3)． (1)3台都未报警的概率为 P(X＝0)＝C×0．90×0．13＝0．001． (2)恰有1台报警的概率为 P(X＝1)＝C×0．91×0．12＝0．027． (3)恰有2台报警的概率为 P(X＝2)＝C×0．92×0．1＝0．243． (4)3台都报警的概率为 P(X＝3)＝C×0．93×0．10＝0．729． (5)至少有2台报警的概率为 P(X≥2)＝P(X＝2)＋P(X＝3)＝0．243＋0．729＝0．972． (6)至少有1台报警的概率为 P(X≥1)＝1－P(X＝0)＝1－0．001＝0．999． 6．某校食堂为同学们提供了A，B两种套餐，经过前期调研，食堂每天备餐时A，B两种套餐的配餐比例为3∶1．为保证套餐的分量充足，后勤会对每天的套餐的重量进行抽查，假定每个套餐的包装没有区分，被抽查的可能性相同． (1)若每天抽查5份套餐，求抽取的5份套餐中有3份是B套餐的概率； (2)某天配餐后，食堂管理人员怀疑B套餐中配菜有误，需要从所有的套餐中挑出一份B套餐查看．如果抽到的是A套餐，则放回备餐区，继续抽取下一份；如果抽到的是B套餐，则抽样结束．规定抽取次数不超过n(n∈N＋)．假定食堂备餐总数很大，抽样不影响备餐总量中A，B两种套餐的比例．记抽样结束时抽到的A套餐的份数为X，求X的分布列． 解　(1)依题意，随机地抽取一份套餐是B套餐的概率为．用ξ表示“抽取的5份套餐中B套餐的份数”，则ξ服从二项分布，即ξ～B． 所以抽取的5份套餐中有3份是B套餐的概率P＝C××＝． (2)X的所有可能取值为0，1，2，…，n． P(X＝0)＝， P(X＝1)＝×＝， P(X＝2)＝×＝，…， P(X＝n－1)＝×＝， P(X＝n)＝． 所以X的分布列为 X 0 1 2 … n－1 n P … 知识点三　二项分布的均值与方差 7．随机变量X～B(4，p)，EX＝，则DX＝(　　) A． B． C． D． 答案　D 解析　∵X～B(4，p)，∴EX＝4×p＝，∴p＝，则DX＝4××＝． 8．从学校乘汽车到火车站的途中有3个交通岗，假设在各个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的，并且概率都是，设X为途中遇到红灯的次数，则随机变量X的方差为(　　) A． B． C． D． 答案　B 解析　由题意，知X～B，∴DX＝3××＝． 9．[多选]设火箭发射失败的概率为0．01，若发射10次，其中失败的次数为X，则(　　) A．EX＝0．1 B．P(X＝k)＝0．01k×0．9910－k C．DX＝0．99 D．P(X＝k)＝C×0．01k×0．9910－k 答案　AD 解析　∵X～B(10，0．01)，∴EX＝10×0．01＝0．1，DX＝10×0．01×0．99＝0．099，P(X＝k)＝C×0．01k×0．9910－k．故选AD． 10．一家面包房根据以往某种面包的销售记录，绘制了日销售量的频率分布直方图，如图所示． 将日销售量落入各组的频率视为概率，并假设每天的销售量相互独立． (1)求在未来连续3天里，有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个的概率； (2)用X表示在未来3天里日销售量不低于100个的天数，求随机变量X的分布列、均值EX及方差DX． 解　(1)设事件A1表示“日销售量不低于100个”，事件A2表示“日销售量低于50个”，事件B表示“在未来连续3天里有连续2天的日销售量不低于100个且另1天的日销售量低于50个”． 因此P(A1)＝(0．006＋0．004＋0．002)×50＝0．6， P(A2)＝0．003×50＝0．15， P(B)＝0．6×0．6×0．15×2＝0．108． (2)X的可能取值为0，1，2，3， P(X＝0)＝C×(1－0．6)3＝0．064， P(X＝1)＝C×0．6×(1－0．6)2＝0．288， P(X＝2)＝C×0．62×(1－0．6)＝0．432， P(X＝3)＝C×0．63＝0．216， 则X的分布列为 X 0 1 2 3 P 0．064 0．288 0．432 0．216 因为X～B(3，0．6)，所以均值EX＝3×0．6＝1．8， 方差DX＝3×0．6×(1－0．6)＝0．72． 一、选择题 1．投篮测试中，每人投3次，至少投中2次才能通过测试．已知某同学每次投篮投中的概率为0．6，且每次投篮是否投中相互独立，则该同学通过测试的概率为(　　) A．0．648 B．0．432 C．0．36 D．0．312 答案　A 解析　这是一个3重伯努利试验，该同学通过测试的概率为P＝C×0．62×0．4＋0．63＝0．648． 2．若随机变量X～B(n，0．4)，且EX＝2，则P(X＝1)＝(　　) A．3×0．44 B．2×0．45 C．3×0．64 D．2×0．64 答案　D 解析　因为随机变量X～B(n，0．4)，所以EX＝0．4n＝2，解得n＝5，所以随机变量X～B(5，0．4)，所以P(X＝1)＝C×0．41×(1－0．4)4＝2×0．64．故选D． 3．甲、乙两人进行羽毛球比赛，比赛采取五局三胜制，无论哪一方先胜三局则比赛结束，假设甲每局比赛获胜的概率均为，则甲以3∶1的比分获胜的概率为(　　) A． B． C． D． 答案　A 解析　当甲以3∶1的比分获胜时，说明甲、乙两人在前三场比赛中，甲只赢了两局，乙赢了一局，第四局甲赢．所以甲以3∶1的比分获胜的概率为P＝C××＝． 4．已知随机变量X～B(4，p)，若P(X≥1)＝，则EX＋DX＝(　　) A． B． C． D． 答案　C 解析　因为X～B(4，p)，P(X≥1)＝，所以P(X＝0)＝1－＝，所以Cp0(1－p)4＝，所以1－p＝，所以p＝，所以EX＝，DX＝×＝，所以EX＋DX＝＋＝．故选C． 5．[多选]某计算机程序每运行一次都随机出现一个五位二进制数A＝a1a2a3a4a5(例如10100)，其中ak(k＝2，3，4，5)出现0的概率为，出现1的概率为，记X＝a2＋a3＋a4＋a5，则当程序运行一次时(　　) A．X服从二项分布 B．P(X＝1)＝ C．X的均值EX＝ D．X的方差DX＝ 答案　ABC 解析　由二进制数A的特点知，每一个数位上的数字只能填0，1，且每个数位上的数字互不影响，故X的可能取值为0，1，2，3，4，且X的取值表示1出现的次数，由二项分布的定义可得，X～B，故A正确；P(X＝1)＝C×＝，故B正确；因为X～B，所以EX＝4×＝，DX＝4××＝，故C正确，D错误．故选ABC． 二、填空题 6．设随机变量X～B(2，p)，Y～B(3，p)，若P(X≥1)＝，则P(Y≥1)＝________． 答案　 解析　＝P(X≥1)＝1－P(X＝0)＝1－(1－p)2⇒p＝，∴P(Y≥1)＝1－P(Y＝0)＝1－(1－p)3＝． 7．抛掷一枚质地均匀硬币n(3≤n≤8)次，正面向上的次数ξ服从二项分布B，若P(ξ＝1)＝，则方差Dξ＝________． 答案　 解析　因为3≤n≤8，ξ服从二项分布B，且P(ξ＝1)＝，所以C··＝，即n＝，解得n＝6，所以方差Dξ＝np(1－p)＝6××＝． 8．英语考试有100道单选题，每题4个选项，选对得1分，否则得0分．学生甲会其中的20道，学生乙会其中的80道，不会的均随机选择，则甲在这次测验中得分的均值为________，乙在这次测验中得分的均值为________． 答案　40　85 解析　设甲和乙不会的题得分分别为随机变量X和Y，由题意知X～B(80，0．25)，Y～B(20，0．25)，EX＝80×0．25＝20，EY＝20×0．25＝5．故甲、乙在这次测验中得分的均值分别为40和85． 三、解答题 9．一批玉米种子，其发芽率是0．8． (1)若每穴种3粒，求恰好两粒发芽的概率； (2)问每穴至少种几粒，才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%？(lg 2＝0．3010) 解　记事件A为“种一粒种子，发芽”， 则P(A)＝0．8，P()＝1－0．8＝0．2． (1)∵每穴种3粒相当于3重伯努利试验， ∴每穴种3粒，恰好两粒发芽的概率为P＝C×0．82×0．2＝0．384． (2)设每穴至少种n粒，才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%．发芽的粒数为X． ∵每穴种n粒相当于n重伯努利试验，记事件B为“每穴至少有一粒发芽”，则P()＝P(X＝0)＝C×0．80×0．2n＝0．2n． ∴P(B)＝1－P()＝1－0．2n． 由题意，令P(B)>98%，得0．2n<0．02，两边取常用对数得， nlg 0．2<lg 0．02，即n(lg 2－1)<lg 2－2， ∴n>＝≈2．43， 又n∈N，∴取n≥3． ∴每穴至少种3粒，才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于98%． 10．将一个半径适当的小球放入如图所示的容器最上方的入口处，小球自由下落，在下落的过程中，小球将遇到有筛选功能的黑色障碍物3次，最后落入A袋或B袋中．已知小球每次遇到障碍物时，向左、右两边下落的概率分别是，． (1)分别求出小球落入A袋和B袋中的概率； (2)在容器的入口处依次放入4个小球，记X为落入B袋中的小球的个数，求X的分布列、数学期望和方差． 解　(1)设事件M为“小球落入A袋”，事件N为“小球落入B袋”， 则P(M)＝××＋××＝， 从而P(N)＝1－P(M)＝1－＝． (2)易知X～B， 则X的分布列为P(X＝k)＝C(k＝0，1，2，3，4)，即 X 0 1 2 3 4 P EX＝4×＝，DX＝4××＝． 8 学科网（北京）股份有限公司 $$