内容正文:
7.4二项分布与超几何分布
7.4.1二项分布
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问题1 下列一次随机试验的共同点是什么?
试验 出现的结果 共同点
1、掷一枚硬币
2、检验一件产品
3、飞碟射击
4、医学检验
正面朝上;反面朝上
合格;不合格
中靶;脱靶
阴性;阳性
只包含两个结果
我们把只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验.
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n重伯努利试验
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.
n重伯努利试验具有如下共同特征:
(1)每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生;
(2)每次试验是在同样条件下进行的;
(3)各次试验中的事件是相互独立的;
(4)每次试验,某事件发生的概率是相同的。
“重复”意味着各次试验的概率相同
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练习:下列试验中是n重伯努利试验的是( )
A.依次抛掷4枚质地不同的硬币,3次正面向上
B.某射击运动员击中目标的概率是0.9,他连续射击10次,击中7次
C.口袋中装有质地、大小相同的5个红球和4个黑球,依次从中不放回抽取5个球,恰好取出3个红球
D.甲、乙两个篮球运动员各罚球一次,甲进球而乙没有进球
B
在伯努利试验中,我们关注某个事件A是否发生,而在n重伯努利试验中,我们关注事件A发生的次数X. 进一步地求它的概率分布列.
问题2 某飞碟运动员每次射击中靶的概率为0.8. 连续3次射击,中靶次数X的概率分布列是怎样的?
用Ai表示“第i次射击中靶”(i=1, 2, 3),
则X的概率分布列为:
P(X=0)
P(X=1)
P(X=2)
P(X=3)= P(A1A2A3)
= 3×0.8×0.22
= 3×0.82×0.2
= 0.83
于是,中靶次数X的分布列可简写为:
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X 0 1 … k … n
p … …
于是得到随机变量X的概率分布如下:(q=1-p)
(1) 每次试验都是在同一条件下进行的;
(2) 每一次试验都彼此相互独立;
(3) 每次试验出现的结果只有两个,即某事件要么发生,要么不发生.
问题3 如何判断一个随机变量X是否服从二项分布?
是否是n重伯努利实验
解:
练:判断下列表述正确与否,并说明理由:
(1) 12道四选一的单选题,随机猜结果,猜对答案的题目数X~B(12, 0.25);
(2) 100 件产品中包含10件次品,不放回地随机抽取6件,其中的次品数Y~B(6, 0.1).
每道题猜对答案与否是独立的,且每道题猜对答案的概率为0.25,故猜对答案的题目数X服从二项分布,即X~B(12, 0.25).
(1) 正确. 理由如下:
每次抽到次品的概率为0.1,但由于是不放回抽样,所以每次是否抽到次品不独立,不满足二项分布的条件.
(2) 错误. 理由如下:
例1 将一枚质地均匀的硬币重复抛掷10次,求:
(1) 恰好出现5次正面朝上的概率;
(2) 正面朝上出现的频率在[0.4, 0.6]内的概率.
解:设A=“正面朝上”,则P(A)=0.5. 用X表示事件A发生的次数,
则 X ~ B(10, 0.5).
(2) 正面朝上出现的频率在[0.4, 0.60内等价于4≤X≤6,于是所求概率为
(1) 恰好出现5次正面朝上的概率为
方法归纳
一般地,确定一个二项分布模型的步骤如下:
(1) 明确伯努利试验及事件A的意义,确定事件A发生的概率p;
(2) 确定重复试验的次数n,并判断各次试验的独立性;
(3) 设X为n次独立重复试验中事件A发生的次数,则X~B(n, p).
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解:
1. 鸡接种一种疫苗后, 有80%不会感染某种病毒. 如果5只鸡接种了疫苗, 求:
(1) 没有鸡感染病毒的概率;
(2) 恰好有1只鸡感染病毒的概率.
变式训练 课本77页
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若X~B(n, p),则有
二项分布的均值与方差
练习:将一枚质地均匀的硬币连续抛掷4次,X表示“正面朝上”出现的次数.
(1)求X的分布列;
A.10 B.30 C.15 D.5
(2)已知随机变量X服从二项分布B(n,p),若E(X)=30,D(X)=20,则p= .
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【变式训练】 一批产品的二等品率为0.02,从这批产品中每次随机抽取一件,有放回地抽取100次,X表示抽到的二等品件数,则D(X)= .
解析:因为X~B(100,0.02),
所以D(X)=np(1-p)=100×0.02×0.98=1.96.
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当堂检测
10:49:51
1、一名学生骑自行车上学,从他家到学校的途中有6个有红绿灯的路口,假设在各个路口遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是 ,设X为这名学生在途中遇到的红灯次数,求X的分布列.
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2、某中学学生心理咨询中心的服务电话接通率为 ,某班3名同学商定某天分别就同一问题询问该服务中心,且每人只拨打一次,求他们中成功咨询的人数X的分布列.
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课堂小结
10:49:51
1.伯努利和n重伯努利试验:
2.二项分布:
3.二项分布的均值和方差:
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【例2】 (1)设随机变量Y的分布列为P(Y=k)=(k=0,1,2,3,4,5),则D(3Y)=( )
X
0
1
2
3
4
5
6
P
解:将路过的每个有红绿灯的路口看成一次试验,遇到红灯的概率都是,且每次试验结果相互独立,故X~B.
所以P(X=k)=(k=0,1,2,…,6).
所以X的分布列如下表:
X
0
1
2
3
P
解:由题意知X~B,则P(X=k)=(k=0,1,2,3).
即P(X=0)=, P(X=1)=,
P(X=2)=, P(X=3)=.
所以X的分布列为
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