4.2.3 二项分布与超几何分布(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)

2025-03-15
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版选择性必修第二册
年级 高二
章节 4.2.3 二项分布与超几何分布
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.22 MB
发布时间 2025-03-15
更新时间 2025-03-15
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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来源 学科网

内容正文:

{X=3000表示“第一关通过、第二关通过而第三关没有通 (3)参加完第5项比赛时,恰好打破4项世界纪录,即第5 过”: 项比赛打破世界纪录,前4项比赛中有3项打破世界纪录,因此 |X=6000表示“三关都通过” 所求事件的概率为C×0.8×0.2×0.8=0.32768。 课堂检测·固双基 对点训练1:(1)甲第一、二局获胜或第二、三局获胜或第 1.C对于离散型随机变量分布列中的参数的确定,应根据随机 变量取所有值时的概率和等于1来确定,由石+兮+。 三局获则P=(号+Gx号x×号 +3+6 +pi (2)甲前三局获胜或甲第四局获胜,而前三局仅胜两局或 =1得p=了,选C 甲第五局获胜,而前四局仅胜两局,则 n(n+1)n=1,2,3,4). 2.D P(X=n)=a P=(号+Gx(号)x×号+c(号)x(兮x号 5 8 六2+6+2+20=1…“=4 P(3<<)=PX=)+PX=2)=子×7+ 例2:(1~B5,)专的分布列为P(专=)=G(行)】 4 6 (34=0.12.345. 6 故专的分布列为 3.D e=2b-a E 0 2 3 5a+b+e=36=l,b=3 1 P 32 80 80 40 10 .P(IX1=1)=P(X=1)+P(X=-1)=1-P(X=0)=1- 243 243243243243243 号故选D (2)刀的分布列为P(n=)=p(前个是绿灯,第:+1个 4.CP(m≤X≤n)=P(X≤n)-P(X≤m)=1-a-[1-(I- 是红灯)=(号引·片4=01234 b)]=1-(a+b) 5.由题意得0.2+2a+a+0.2=1,解得a=0.2, P(?=5)=p(5个均为绿灯)=(号 0.3+0.3+2b=1.解得b=0.2, 故?的分布列为 所以E的分布列为 0 3 5 10 9 7 P 2 8 16 32 0.4 0.2 0.2 0.2 3 81243243 ?的分布列为 对点训练2:(1)设事件A表示“甲选做14题”,事件B表示 “乙选做14题”,则甲、乙2名考生选做同一道题的事件为 10 9 7 “AB+AB”且事件A、B相互独立 0.3 0.30.2 0.2 所以P(AB+AB)=P(A)P(B)+P(A)P(B) =分×分+-2)×()2 4.2.3二项分布与超几何分布 (2)随机变量的可能取值为0,1,23,4,且5~(4,2)所以 必备知识·探新知 知识点1相互独立 P==c((1-=c(=01.234 思考1:(1)每次试验的条件完全相同,相同事件的概率 所以随机变量专的分布列为 不变: 0 1 2 (2)各次试验结果互不影响: (3)每次试验结果只有两种,这两种结果是对立的. P 知识点2Cpg-4X-B(n,p) 6 4 46 知识点3)CC立(3)Cc兰CC 例3:由题意知,5的可能取值为0,1,2,3,且 C C C 思考2:分子两个组合数的下标之和等于分母组合数的下 (G=0)=(-号)=7 标,分子两个组合数的上标之和等于分母组合数的上标 P=)=G-)= 关键能力·攻重难 例1:记“打破1项世界纪录"为事件A,则P(A)=0.8,5个 P=2)=c(号-)-号 项目需要该运动员参加5次比赛,5次比赛相当于5次独立重复 试验. PE=3)=C(号)- (1)该运动员恰好打破3项世界纪录的概率为C×0.8× 所以的分布列为 0.22=0.2048. (2)设该运动员打破世界纪录的项目数为5,则所求事件的: 3 概率为P(E=3)+P(E=4)+P(E=5)=C×0.8×0.22+C× 2 4 0.8°×0.2+C×0.8=0.94208 27 9 9 27 -139 (2)用C表示“甲得2分乙得1分”这一事件,用D表示“甲得3 分乙得0分”这一事件,所以AB=CUD,且C,D互斥.又P(C)=C p高高-025g=流品=-a10 10 (号号分日x号x对写x写x司 故x=25,y=10,p=0.25,g=0.10. (2)用分层抽样的方法抽取的10人中,“非微信依懒”有 10×号=6(人),“微信依赖”有10×号=4(人) 由互斥事件的概率公式得 ∴随机变量的所有可能取值为0,1,2,3,则 Pr)=PG)+D)=+亭-学-恭 P(E=0)= _CC6.↓,P(=1)= C 对点训练3:(1)至少有3次发芽成功,即有3次,4次,5次 CC P(5=2)= =P=3)- CC8_1 发芽成功 =30 设5次试验中种子发芽成功的次数为随机变量X, ·的分布列为 则X=3)=Cx×()=0 1 P 3 6 2 10 30 x==G×付广x(=0 (3)选取的3人中“微信依赖”至少有2人的概率为P(= 所以至少有3次发芽成功的概率 2)+P5=3)=i0+30=3 P=P(X=3)+P(X=4)+P(X=5) 例5:因为单个坑内的3粒种子都不发芽的概率为(1 0+端站品 15117 0,5)=名,所以革个坑不需补种的概率为1一名=子 (2)随机变量5的可能取值为1,2,3,4,5. 设需要补种的坑数为X,则X的可能取值为0,1,2,3,这是 r===2)=号x号 三次独立重复试验, P=3)=(号)x=P=4=(号)x宁 =0=×(x(-器 p=5)=(号)x1品 4 =)=Gx((餐品 所以专的分布列为: Px=2=Gx(信广x(3)=品 E 2 3 5 Px=3)=Gx(日广×(3)= 4 8 16 P 3 9 278181 所以需要补种坑数的分布列为: 例4:(1)从袋中任取4个球的情况为:1红3黑.2红2黑,3 0 1 2 红1黑,4红,共四种情况,得分分别为5分.6分,7分8分,故X 343 147 的可能取值为5,6,7,8. 512 512 P(X=5)= CC 4 课堂检测·固双基 L.A随机变量X服从二项分布X~B(6,),P(X=2)表示 P(X=6)= C.18 6次试验中成功两次的概率, P(X=7)= C_1 35 x=2)=号)-器 C 1 故选A P(X=8)=C35 2B抛一枚硬币,正面朝上的概率为,则抛三枚硬币,恰有2 故所求分布列为 X 7 枚朝上的气率为P=C(x宁-是 4 18 12 3.B由题意知,甲,乙两人各投中一次的概率为C×0.6×(1 P 35 35 3药 -0.6)×C×0.7×(1-0.7)=0.2016 (2)根据随机变量的分布列可以得到大于6分的概率为 4.B用X表示选到的3个村中深度贫困村的个数,则X~ PK6)=PX=7)+PX=8)号+方-号 H(7,3,3),所以P(X=)= C- G一(=0,l,2,3),则P(X 对点训练4:(1)由统计表中的数据可知,“非微信依赖”的 4 人数为5+15+15+x=35+x,“微信依赖”的人数为30+y, 0)-Cc 35,PX=1)= G 动特号 ①, P(X=3)= 台=巧所以P(X=)+P(X=2)=号,即有1 又35+x+30+y=100 ② 联立①②解得x=25,y=10, 个或2个深度贫困村的概率为号 -140 5名从装有5个正品和1个次品的同批次电子元件的盒子中 由题意知,X~B(1000.2), 所以X的均值E(X)=100×0.2=20. c 随机抽取3个,其中有2个正品,1个次品的概案为 对点训练2:(1)投篮一次,命中次数X的分布列为: C 分再将电子元件放回,重复6次这样的试验,那么~取出的3 X 0 P 0.4 0.6 个电子元件中有2个正品,1个次品”的结果恰好发生3次的 则E(X)=0.6 概率为c×*(合-。 (2)重复5次投篮,命中的次数Y服从二项分布,即Y~ B(5.0.6).则E()=p=5×0.6=3. 4.2.4随机变量的数字特征 例3:由柱状图并以频率代替概率可得,】台机器在三年内 需更换的易损零件数可能为8,9,10,11,相应的概率分别为0.2, 第1课时离散型随机变量的均值 0.4,0.2,0.2,从而X的所有可能取值为16,17.18,19,20 :21.22. 必备知识·探新知 P(X=16)=0.2×0.2=0.04: 知识点1()xp++…+,n=三¥和(2)平均取 P(X=17)=2×0.2×0.4=0.16: P(X=18)=2×0.2×0.2+0.4×0.4=0.24: 值(3)aE(x)+b P(X=19)=2×0.2×0.2+2×0.4×0.2=0.24: 思考:不相同离散型随机变量的均值是一个常数,它不依 P(X=20)=2×0.2×0.4+0.2×0.2=0.2: 赖于样本的抽取.而样本平均数是一个随机变量.它随样本的不 P(X=21)=2×0.2×0.2=0.08: 同而变化 P(X=22)=0.2×0.2=0.04 知识点2p即型 所以X的分布列为 关键能力·攻重难 X1617 18 19 20 21 22 例1:山+分+行+m+动=1,解m=。 11 6 P0.040.160.240.240.20.080.04 1 1 (2)由(1)知P(X≤18)=0.44,P(X≤19)=0.68,故n的最 (2)E(0=-2×4-1×3+0×5 +1x +2×20 6 小值为19. 17 (3)记Y表示2台机器在购买易损零件上所需的费用(单 30 位:元). (3)若Y=2X-3 当n=19时. B0=2B(0-3=-2×号-3=-号 E(Y)=19×200×0.68+(19×200+500)×0.2+(19× 200+2×500)×0.08+(19×200+3×500)×0.04=4040. 对点训练1:()片1由题知,随机取出红球的瓶率为 当n=20时. E(Y)=20×200×0.88+(20×200+500)×0.08+(20× 子,随机取出绿球的概率为好,随机取出黄球的概率为7,专的200+2x50)×004-400 可知当n=19时所需费用的期望值小于当n=20时所需费 取值情况共有0.1,2.P心专=0)=寸+子×号=子,P心=)=用的期望直放应选=19 对点训练3:(1)设A为“随机抽取一单,赔偿不少于2次”, 1 由题设中的统计数据可得 60+30+10 P(A)=800+100+60+30+10-10 B(E)=1x号+2x3=1 (2)(i)设专为赔付金额,则专可取0,0.8,1.6,2.4,3, (2)5由随机变鼓分布列的性质,得号+号+m=1,解 由感设中的统计数新可得代=0):微-专 P6=08)=10-0P5=1.6)=10-动 得m=名()=(-)×兮+0x兮+1x行后 P5=24)=1忍高Pg=3)=8高 因为B()=E(aX+3)=aE(X)+3=3:+3=5,所以 故B队6)=0x号+0.8×0+16×高+24×高+3× 3 a=15. 例2:设事件A表示该地1位车主购买甲种保险,事件B表 100=0278 示该地1位车主购买乙种保险但不购买甲种保险,事件C表示 故E(X)=0.4-0.278=0.122(万元) 该地1位车主至少购买甲、乙两种保险中的1种,事件D表示该 地1位车主甲、乙两种保险都不购买 (i)由题设保费的变化为0,4×号×6%+04×行x1.2 (1)由题意知P(A)=0.5,P(B)=0.3,C=AUB,则P(C) =0.4032 =P(AUB)=P(A)+P(B)=0.8. 故E(Y)=0.122+0.4032-0.4=0.1252(万元). 故该地1位车主至少购买甲,乙两种保险中的!种的概率 从而E(X)<E(). 为0.8. (2)D=C.P(D)=1-P(C)=1-0.8=0.2 例4:(1)选手甲答3题进人决赛的概率为号)=多。 -141! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 4. 2. 3  二项分布与超几何分布 !"#$%&'( 课程标准 1.通过具体实例,掌握二项分布,并能解决简单的实际问题. 2.通过具体实例,了解超几何分布,并能解决简单的实际问题. 学法解读 1.理解n次独立重复试验及二项分布. 2.理解超几何分布及其推导过程. 3.能利用二项分布及超几何分布解决一些简单的实际问题. 4.灵活选择概率模型解决实际问题. )*+,%-.+ n次独立重复试验     在相同条件下重复n次伯努利试验时,人们 总是约定这n次试验是相互独立  的,此时这n 次伯努利试验也常称为n次独立重复试验. 思考1:独立重复试验必须具备哪些条件? 二项分布     一般地,如果一次伯努利试验中,出现“成 功”的概率为p,记q =1 - p,且n次独立重复试验 中出现“成功”的次数为X,则X的取值范围是 {0,1,…,k,…,n},而且P(X = k)=         ,k = 0,1,…,n,因此X的分布列如下表所示. X 0 1 … k … n P C0np 0qn C1np 1qn - 1 …Cknpkqn - k …Cnnpnq0     注意到上述X的分布列第二行中的概率值都 是二项展开式(q + p)n = C0np0qn + C1np1qn - 1 +…+ Cknp kqn - k +…+ Cnnpnq0中对应项的值,因此称X服 从参数为n,p的二项分布,记作X ~ B(n,p)  . 超几何分布     (1)定义:一般地,若有总数为N件的甲、乙 两类物品,其中甲类有M件(M < N),从所有物品 中随机取出n件(n≤N),则这n件中所含甲类物 品数X是一个离散型随机变量,X能取不小于t且 不大于s的所有自然数,其中s是M与n中的较 小者,t在n不大于乙类物品件数(即n≤N - M) 时取0,否则t取n减乙类物品件数之差(即t                                          = !%& # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # n -(N -M)),而且P(X = k)=           ,k = t, t +1,…,s,这里的X称为服从参数为N,n,M的超 几何分布. (2)记法:X ~ H(N,n,M). (3)分布列:如果X ~ H(N,n,M)且n +M - N ≤0,则X能取所有不大于s的自然数,此时X的 分布列如下表所示. X 0 1 … k … s P C0MC n N -M CnN C1MC n - 1 N -M CnN …         …             思考2:超几何分布概率公式有何特点                 ? /012%345 题型探究 题型一 独立重复试验的概率                                    1.在一次国际大型体育运动会上,某运动员 报名参加了5个项目的比赛.已知该运动员在这5 个项目中,每个项目能打破世界纪录的概率都是 0. 8. (1)求该运动员恰好打破3项世界纪录的 概率; (2)求该运动员至少能打破3项世界纪录的 概率; (3)求该运动员参加完第5项比赛,恰好打破 4项世界纪录的概率. [分析]  由于5个比赛项目是相互独立的, 且结果只有2种,符合独立重复试验模型.     [尝试作答        ]     [规律方法]  1.运用独立重复试验的概率 公式求概率,首先要分析问题中涉及的试验是否 为n次独立重复试验,若不符合条件,则不能应用 公式求解. 2.解决这类实际问题往往需把所求的概率的 事件分拆为若干个事件,而这每个事件均为独立 重复试验. 3.在解题时,还要注意“正难则反”的思想的 运用,即利用对立事件来求其概率. 对点训练? 甲、乙两队进行排球比赛, 已知一局比赛中甲队获胜的概率为23,没有平局. (1)若进行三局两胜制比赛,先胜两局者为 胜,甲获胜的概率是多少? (2)若进行五局三胜制比赛,甲获胜的概率为 多少                                                  ? !%' ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 题型二 二项分布 2.一名学生每天骑自行车上学,从家到学校的 途中有5个交通岗,假设他在各交通岗遇到红灯的 事件是相互独立的,并且概率都是13 . (1)求这名学生在途中遇到红灯的次数ξ的 分布列; (2)求这名学生在首次遇到红灯或到达目的 地停车前经过的路口数η的分布列. [分析]  (1)首先判断ξ是否服从二项分 布,再求分布列.(2)注意“首次遇到”“或到达”的 含义,并明确η的取值,再求η取各值的概率.     [尝试作答         ]     [规律方法]  1.本例属于二项分布,当X服 从二项分布时,应弄清X ~ B(n,p)中的试验次数 n与成功就率p. 2.解决二项分布问题的两个关注点 (1)对于公式P(X = k)= Cknpk(1 - p)n - k(k = 0,1,2,…,n)必须在满足“独立重复试验”时才能 运用,否则不能应用该公式. (2)判新一个随机变量是否服从二项分布, 关键有两点:一是对立性,即一次试验中,事件发 生与否两者必有其一;二是重复性,即试验是独立 重复地进行了n次. 对点训练? 在一次物理考试中,第14题 和第15题为选做题.规定每位考生必须且只需在 其中选做一题.若4名考生选做这两题的可能性 均为12 . (1)求其中甲、乙2名学生选做同一道题的 概率; (2)设这4名考生中选做第15题的学生数为 ξ,求ξ的分布列. 题型三 二项分布的综合应用 3.甲、乙两队参加奥运知识竞赛,每队3人, 每人回答一个问题,答对者为本队赢得一分,答错 得零分.假设甲队中每人答对的概率均为23,乙队 中3人答对的概率分别为23, 2 3, 1 2,且各人回答 正确与否相互之间没有影响.用ξ表示甲队的总 得分. (1)求随机变量ξ的分布列; (2)用A表示“甲、乙两个队总得分之和等于 3”这一事件,用B表示“甲队总得分大于乙队总 得分”这一事件,求P(AB). [分析]  (1)由于甲队中每人答对的概率相 同,且正确与否没有影响,所以ξ服从二项分布, 其中n =3,p = 23 . (2)AB表示事件A,B同时发生,即甲、乙两 队总得分之和为3且甲队总得分大于乙队总 得分.     [尝试作答                                                                                 ] !%( # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : #     [规律方法]  对于概率问题的综合题,首 先,要准确地确定事件的性质,把问题化归为古典 概型、互斥事件、独立事件、独立重复试验四类事 件中的其一种;其次,要判断事件是A + B还是 AB,确定事件至少有一个发生,还是同时发生,分 别运用相加或相乘事件公式;最后,选用相应的求 古典概型、互斥事件、条件概率、独立事件、n次独 立重复试验的概率公式求解. 对点训练? 高二(1)班的一个研究性学 习小组在网上查知,某珍稀植物种子在一定条件 下发芽成功的概率为13,该研究性学习小组又分 成两个小组进行验证性试验. (1)第一小组做了5次这种植物种子的发芽 试验(每次均种下一粒种子),求他们的试验中至 少有3次发芽成功的概率; (2)第二小组做了若干次发芽试验(每次均 种下一粒种子),如果在一次试验中种子发芽成功 就停止试验,否则将继续进行下次试验,直到种子 发芽成功为止,但试验的次数最多不超过5次.求 第二小组所做种子发芽试验的次数ξ的概率分 布列. 题型四 超几何分布的概率及其分布列 4.袋中有4个红球,3个黑球,这些球除颜色 外完全相同,从袋中随机抽取球,设取到一个红球 得2分,取到一个黑球得1分,从袋中任取4 个球. (1)求得分X的分布列; (2)求得分大于6分的概率. [分析]  写出X的可能值 → 求出每个 X对应的 概率 → 写出分 布列     [尝试作答         ]     [规律方法]  求超几何分布的分布列的步骤     第一步 验证随机变量服从超几何分布,并确定数N,n,M 的值 ↓         第二步 根据超几何分布的概率计算公 式计算随机变量取每一个值时 的概率 ↓  第三步用表格的形式列出分布列 对点训练? 微信是现代生活信息交流 的重要工具,随机对使用微信的100人进行统计, 得到如下数据统计表,每天使用微信时间在两小 时以上的人被定义为“微信依赖”,不超过两小时 的人被定义为“非微信依赖”,已知“非微信依赖” 与“微信依赖”人数比恰为32. 使用微信时间/时频数频率 (0,0. 5] 5 0. 05 (0. 5,1] 15 0. 15 (1,1. 5] 15 0. 15 (1. 5,2] x p (2,2. 5] 30 0. 30 (2. 5,3] y q 合计 100 1. 00     (1)确定x,y,p,q的值; (2)为进一步了解使用微信对自己的日常工 作和生活是否有影响,从“微信依赖”和“非微信依 赖”100人中用分层抽样的方法抽取10人,若需从 这10人中随机选取3人进行问卷调查,设选取的3 人中“微信依赖”的人数为ξ,求ξ的分布列                                                                        ; !%) ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # (3)根据(2)求选取的3人中“微信依赖”至 少有2人的概率. 易错警示     审题不清致误 5. 9粒种子分别种在3个坑内,每坑放3粒,每 粒种子发芽的概率为0. 5,若一个坑内至少有1粒 种子发芽,则这个坑不需要补种,若一个坑内的种 子都没发芽,则这个坑需要补种.假定每个坑至多 补种一次,求需要补种坑数的分布列. [错解]  设需要补种的坑数为X,则X的可 能取值为0,1,2,3. 由独立重复试验知P(X = 0)= C03 × 1( )2 3 = 18, P(X =1)= C13 × 1( )2 × 1( )2 2 = 38, P(X =2)= C23 × 1( )2 2 × 12 = 3 8, P(X =3)= C33 × 1( )2 3 = 18 . 则所求分布列为: X 0 1 2 3 P 18 3 8 3 8 1 8     [辨析]  每粒种子发芽的概率与每坑不需 要补种的概率混淆致误. [正解]      [点评]  审题不细是解题致误的主要原因 之一,审题时要认真分析,弄清条件与结论,发掘 一切可用的解题信息                                        . 6789%:;<                                    1.已知随机变量X服从二项分布X ~ B 6,1( )3 ,则 P(X =2)等于 (A ) A. 80243 B. 4 243 C. 13 243 D. 13 16 2.任意抛掷三枚均匀硬币,恰有2枚正面朝上的 概率为 (B ) A. 34 B. 3 8 C. 1 3 D. 1 4 3.甲、乙两人投篮,投中的概率分别为0. 6,0. 7,若 两人各投篮2次,则两人各投中一次的概率为 (B ) A. 0. 42 B. 0. 201 6 C. 0. 100 8 D. 0. 050 4 4.某地7个贫困村中有3个村是深度贫困,现从中任 意选3个村,下列事件中概率等于67的是(B ) A.至少有1个深度贫困村 B.有1个或2个深度贫困村 C.有2个或3个深度贫困村 D.恰有2个深度贫困村 5.某电子元件生产厂家新引进一条产品质量检测 线,现对检测线进行上线的检测试验:从装有5 个正品和1个次品的同批次电子元件的盒子中 随机抽取3个,再将电子元件放回.重复6次这 样的试验,那么“取出的3个电子元件中有2个 正品,1个次品”的结果恰好发生3次的概率是         . 请同学们认真完成练案[13                           ] !%*

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4.2.3 二项分布与超几何分布(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)
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4.2.3 二项分布与超几何分布(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)
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