資源簡介 人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三-7.4.1第2課時(shí)-二項(xiàng)分布的綜合問題-導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握二項(xiàng)分布的均值與方差公式.2.能利用二項(xiàng)分布解決一些簡單的實(shí)際問題.一、二項(xiàng)分布的均值與方差問題 若隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布B(n,p),那么X的均值和方差各是什么?知識(shí)梳理1.若X服從兩點(diǎn)分布,則E(X)=________,D(X)=________.2.若X~B(n,p),則E(X)=____________,D(X)=________.例1 (1)已知X~B(10,0.5),Y=2X-8,則E(Y)等于( )A.6 B.2 C.4 D.3(2)將一個(gè)半徑適當(dāng)?shù)男∏蚍湃肴鐖D所示的容器最上方的入口處,小球自由下落,在下落的過程中,小球?qū)⒂龅胶谏系K物3次,最后落入A袋或B袋中,已知小球每次遇到障礙物時(shí),向左、右兩邊下落的概率分別是,.(1)分別求出小球落入A袋和B袋中的概率;(2)在容器的入口處依次放入4個(gè)小球,記ξ為落入B袋中的小球的個(gè)數(shù),求ξ的分布列、均值和方差.反思感悟 解決此類問題第一步是判斷隨機(jī)變量X服從什么分布,第二步代入相應(yīng)的公式求解.若X服從兩點(diǎn)分布,則E(X)=p,D(X)=p(1-p);若X服從二項(xiàng)分布,即X~B(n,p),則E(X)=np,D(X)=np(1-p).跟蹤訓(xùn)練1 某一智力游戲玩一次所得的積分是一個(gè)隨機(jī)變量X,其分布列如下表,均值E(X)=2.X 0 3 6P a b(1)求a和b的值;(2)某同學(xué)連續(xù)玩三次該智力游戲,記積分X大于0的次數(shù)為Y,求Y的分布列與均值.二、二項(xiàng)分布的實(shí)際應(yīng)用例2 為紀(jì)念中國共產(chǎn)黨成立100周年,某學(xué)校組織黨史知識(shí)競賽,競賽規(guī)則是:兩人組成一個(gè)“組合”,進(jìn)行多輪競賽,每一輪競賽中,一個(gè)“組合”的兩人分別各答3道題,若答對(duì)的題目總數(shù)不少于5道題,此“組合”獲得20分.已知小華和小夏兩人組成“華夏組合”,小華、小夏每道題答對(duì)的概率分別是和,且每道題答對(duì)與否互不影響.(1)求“華夏組合”在一輪競賽中獲得20分的概率;(2)若每輪競賽互不影響,“華夏組合”期望至少要獲得100分,則理論上至少要進(jìn)行多少輪競賽?反思感悟 (1)二項(xiàng)分布的實(shí)際應(yīng)用類問題的求解步驟①根據(jù)題意設(shè)出隨機(jī)變量;②分析隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布;③求出參數(shù)n和p的值;④根據(jù)二項(xiàng)分布的均值、方差的計(jì)算公式求解.(2)利用二項(xiàng)分布求解“至少”“至多”問題的概率,其實(shí)質(zhì)是求在某一取值范圍內(nèi)的概率,一般轉(zhuǎn)化為幾個(gè)互斥事件發(fā)生的概率的和,或者利用對(duì)立事件求概率.跟蹤訓(xùn)練2 一名學(xué)生每天騎自行車上學(xué),從家到學(xué)校的途中有5個(gè)交通崗,假設(shè)他在各交通崗遇到紅燈的事件是相互獨(dú)立的,并且概率都是.(1)求這名學(xué)生在途中遇到紅燈的次數(shù)ξ的均值;(2)求這名學(xué)生在首次遇到紅燈或到達(dá)目的地停車前經(jīng)過的路口數(shù)η的分布列;(3)求這名學(xué)生在途中至少遇到一次紅燈的概率.三、二項(xiàng)分布的性質(zhì)例3 某一批產(chǎn)品的合格率為95%,那么在取出的20件產(chǎn)品中,最有可能有幾件產(chǎn)品合格?反思感悟 二項(xiàng)分布概率最大問題的求解思路可以用≤1(0≤k≤n-1,k∈N)來求,還可以考慮用不等式組(k∈N,1≤k≤n-1)來求.跟蹤訓(xùn)練3 若X~B,則P(X=k)(0≤k≤20且k∈N)取得最大值時(shí),k=______.1.知識(shí)清單:(1)二項(xiàng)分布的均值、方差.(2)二項(xiàng)分布的性質(zhì).2.方法歸納:公式法.3.常見誤區(qū):判斷隨機(jī)變量X是否服從二項(xiàng)分布.1.已知X~B,則E(X+1)等于( )A. B.1 C. D.2.若隨機(jī)變量X~B,則使P(X=k)最大的k的值是( )A.2 B.3 C.2或3 D.43.在某校籃球隊(duì)的首輪選拔測(cè)試中,參加測(cè)試的5名同學(xué)的投籃命中率分別為,,,,,每人均有10次投籃機(jī)會(huì),至少投中6次才能晉級(jí)下一輪測(cè)試,假設(shè)每人每次投籃相互獨(dú)立,則晉級(jí)下一輪的大約有( )A.1人 B.2人 C.3人 D.4人已知隨機(jī)變量X~B(4,p),E(X)=3,則D(X)=________.參考答案與詳細(xì)解析問題 當(dāng)n=1時(shí),X服從兩點(diǎn)分布,分布列為X 0 1P 1-p pE(X)=p,D(X)=p(1-p).二項(xiàng)分布的分布列為(q=1-p)X 0 1 … k … nP Cp0qn Cp1qn-1 … Cpkqn-k … Cpnq0則E(X)=0×Cp0qn+1×Cp1qn-1+2×Cp2qn-2+…+kCpkqn-k+…+nCpnq0,由kC=nC,可得E(X)=n×Cp1qn-1+n×Cp2qn-2+…+nCpkqn-k+…+nCpnq0=np(Cp0qn-1+Cp1qn-2+…+Cpk-1qn-k+…+Cpn-1q0)=np(p+q)n-1=np,同理可得D(X)=np(1-p).知識(shí)梳理1.p p(1-p)2.np np(1-p)例1 (1)B [由題意,隨機(jī)變量X~B(10,0.5),可得E(X)=10×0.5=5,因?yàn)閅=2X-8,可得E(Y)=2E(X)-8=2×5-8=2.](2)解 ①設(shè)M=“小球落入A袋”,N=“小球落入B袋”,則P(M)=××+××=,所以P(N)=1-P(M)=1-=.②易知ξ~B,則ξ的分布列為P(ξ=k)=Ck4-k(k=0,1,2,3,4),故P(ξ=0)=,P(ξ=1)=,P(ξ=2)==,P(ξ=3)=,P(ξ=4)=.故ξ的分布列為ξ 0 1 2 3 4PE(ξ)=4×=,D(ξ)=4××=.跟蹤訓(xùn)練1 解 (1)因?yàn)镋(X)=2,所以0×+3×a+6×b=2,即3a+6b=2.①又+a+b=1,得a+b=,②聯(lián)立①②,解得a=,b=.(2)P(X>0)=,依題意知Y~B,故P(Y=0)=3=,P(Y=1)=C××2=,P(Y=2)=C×2×=,P(Y=3)=3=.故Y的分布列為Y 0 1 2 3P方法一 Y的均值為E(Y)=0×+1×+2×+3×=.方法二 E(Y)=3×=.例2 解 (1)設(shè)小夏和小華答對(duì)的題目個(gè)數(shù)分別為a1和a2,則所求的概率P=P(a1=2,a2=3)+P(a1=3,a2=2)+P(a1=3,a2=3)=C2××3+3×C×2×+3×3=,故“華夏組合”在一輪競賽中獲得20分的概率為.(2)依題意知“華夏組合”在競賽中得分的輪數(shù)X滿足X~B(n,p),由(1)得p=,據(jù)此,由np≥5 n≥5 n≥≈8.4,所以“華夏組合”期望至少要獲得100分,則理論上至少要進(jìn)行9輪競賽.跟蹤訓(xùn)練2 解 (1)方法一 由ξ~B,得P(ξ=k)=C×k×5-k,k=0,1,2,3,4,5.即P(ξ=0)=C×0×5=,P(ξ=1)=C××4=,P(ξ=2)=C×2×3=,P(ξ=3)=C×3×2=,P(ξ=4)=C×4×=,P(ξ=5)=C×5=.故ξ的分布列為ξ 0 1 2 3 4 5P∴E(ξ)=0×+1×+2×+3×+4×+5×=.方法二 ∵ξ~B,∴E(ξ)=5×=.(2)η的分布列為P(η=k)=P(前k個(gè)是綠燈,第k+1個(gè)是紅燈)=k×,k=0,1,2,3,4,即P(η=0)=0×=,P(η=1)=×=,P(η=2)=2×=,P(η=3)=3×=,P(η=4)=4×=,P(η=5)=5=.故η的分布列為η 0 1 2 3 4 5P(3)所求概率為P(ξ≥1)=1-P(ξ=0)=1-5=.例3 解 設(shè)在取出的20件產(chǎn)品中,合格產(chǎn)品有X件,則X~B(20,0.95),則恰好有k件產(chǎn)品合格的概率為P(X=k)=C×0.95k×0.0520-k(0≤k≤20且k∈N).∴===1+=1+(1≤k≤20且k∈N).則當(dāng)k<19.95時(shí),P(X=k-1)當(dāng)k>19.95時(shí),P(X=k-1)>P(X=k),∴<1.由以上分析可知,在取出的20件產(chǎn)品中,合格品有19件的概率最大,即最有可能有19件合格品.跟蹤訓(xùn)練3 6或7解析 由題意知,X服從二項(xiàng)分布,所以P(X=k)=Ck20-k=Ck20-k,0≤k≤20且k∈N.由不等式≤1(0≤k≤19且k∈N),得×≤1,解得k≥6.所以當(dāng)k≥6時(shí),P(X=k)≥P(X=k+1);當(dāng)k<6時(shí),P(X=k+1)>P(X=k).因?yàn)楫?dāng)且僅當(dāng)k=6時(shí),P(X=k+1)=P(X=k),所以當(dāng)k=6或k=7時(shí),P(X=k)取得最大值.隨堂演練1.D [由題意知,隨機(jī)變量X~B,可得E(X)=np=5×=,所以E(X+1)=E(X)+1=+1=.]2.B [由==≥1,得k≤2.5,所以當(dāng)k=2時(shí),P(X=2)=,當(dāng)k=3時(shí),P(X=3)=,從而X=3時(shí),P(X=k)取最大值,即k=3.]3.C [5名同學(xué)投籃各10次,相當(dāng)于各做了10次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),他們投中的次數(shù)服從二項(xiàng)分布,則他們投中的均值分別為10×=6,10×<6,10×>6,10×>6,10×<6.故晉級(jí)下一輪的大約有3人.]4.解析 由二項(xiàng)分布的性質(zhì)知4p=3,即p=,所以D(X)=4p(1-p)=.人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三-7.4.1第1課時(shí)-二項(xiàng)分布-導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解n重伯努利試驗(yàn)的概念.2.掌握二項(xiàng)分布的概率表達(dá)形式.3.能利用n重伯努利試驗(yàn)及二項(xiàng)分布解決一些簡單的實(shí)際問題.一、n重伯努利試驗(yàn)問題1 觀察下面試驗(yàn)有什么共同的特點(diǎn)?(1)投擲一枚相同的硬幣5次,每次正面向上的概率為0.5;(2)某同學(xué)玩射擊氣球游戲,每次射擊擊破氣球的概率為0.7,現(xiàn)有氣球10個(gè);(3)某籃球隊(duì)員罰球命中率為0.8,罰球6次.知識(shí)梳理1.n重伯努利試驗(yàn):將一個(gè)伯努利試驗(yàn)______________進(jìn)行n次所組成的隨機(jī)試驗(yàn)稱為n重伯努利試驗(yàn).2.n重伯努利試驗(yàn)的共同特征:(1)同一個(gè)伯努利試驗(yàn)________做n次;(2)各次試驗(yàn)的結(jié)果____________.例1 判斷下列試驗(yàn)是不是n重伯努利試驗(yàn):(1)依次投擲四枚質(zhì)地不同的硬幣,3次正面向上;(2)某人射擊,擊中目標(biāo)的概率是穩(wěn)定的,他連續(xù)射擊了10次,其中6次擊中;(3)口袋中裝有5個(gè)白球,3個(gè)紅球,2個(gè)黑球,依次從中抽取5個(gè)球,恰好抽出4個(gè)白球.反思感悟 n重伯努利試驗(yàn)的判斷依據(jù)(1)要看該試驗(yàn)是不是在相同的條件下可以重復(fù)進(jìn)行.(2)每次試驗(yàn)相互獨(dú)立,互不影響.(3)每次試驗(yàn)都只有兩種結(jié)果,即事件發(fā)生、不發(fā)生.跟蹤訓(xùn)練1 (多選)下列事件不是n重伯努利試驗(yàn)的是( )A.運(yùn)動(dòng)員甲射擊一次,“射中9環(huán)”與“射中8環(huán)”B.甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員各射擊一次,“甲射中10環(huán)”與“乙射中9環(huán)”C.甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員各射擊一次,“甲、乙都射中目標(biāo)”與“甲、乙都沒射中目標(biāo)”D.在相同的條件下,甲射擊10次,5次擊中目標(biāo)二、二項(xiàng)分布的推導(dǎo)問題2 連續(xù)投擲一枚圖釘3次,且每次針尖向上的概率為p,針尖向下的概率為q,則僅出現(xiàn)1次針尖向上的概率是多少?問題3 類似地,連續(xù)投擲一枚圖釘3次,出現(xiàn)k(k=0,1,2,3)次針尖向上的概率是多少?有什么規(guī)律?知識(shí)梳理二項(xiàng)分布:一般地,在n重伯努利試驗(yàn)中,設(shè)每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率為p(0如果隨機(jī)變量X的分布列具有上式的形式,則稱隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,記作__________.例2 甲、乙兩人各射擊一次,擊中目標(biāo)的概率分別是和,假設(shè)甲、乙每次射擊是否擊中目標(biāo),相互之間沒有影響.(結(jié)果需用分?jǐn)?shù)作答)(1)求甲射擊3次,至少有1次未擊中目標(biāo)的概率;(2)求兩人各射擊2次,甲恰好擊中目標(biāo)2次且乙恰好擊中目標(biāo)1次的概率.反思感悟 n重伯努利試驗(yàn)概率求法的三個(gè)步驟(1)判斷:依據(jù)n重伯努利試驗(yàn)的特征,判斷所給試驗(yàn)是否為n重伯努利試驗(yàn).(2)分拆:判斷所求事件是否需要分拆.(3)計(jì)算:就每個(gè)事件依據(jù)n重伯努利試驗(yàn)的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式計(jì)算.跟蹤訓(xùn)練2 現(xiàn)有4個(gè)人去參加某娛樂活動(dòng),該活動(dòng)有甲、乙兩個(gè)游戲可供參加者選擇.為增加趣味性,約定:每個(gè)人通過擲一枚質(zhì)地均勻的骰子決定自己參加哪個(gè)游戲,擲出點(diǎn)數(shù)為1或2的人參加甲游戲,擲出點(diǎn)數(shù)大于2的人參加乙游戲.(1)求這4個(gè)人中恰有2人參加甲游戲的概率;(2)求這4個(gè)人中參加甲游戲的人數(shù)大于參加乙游戲的人數(shù)的概率.三、二項(xiàng)分布的簡單應(yīng)用例3 “石頭、剪刀、布”是一種廣泛流傳于我國民間的古老游戲,其規(guī)則是:用三種不同的手勢(shì)分別表示石頭、剪刀、布;兩個(gè)玩家同時(shí)出示各自手勢(shì)1次記為1次游戲,“石頭”勝“剪刀”,“剪刀”勝“布”,“布”勝“石頭”;雙方出示的手勢(shì)相同時(shí),不分勝負(fù).現(xiàn)假設(shè)玩家甲、乙雙方在游戲時(shí)出示三種手勢(shì)是等可能的.(1)求在1次游戲中玩家甲勝玩家乙的概率;(2)若玩家甲、乙兩方共進(jìn)行了3次游戲,其中玩家甲勝玩家乙的次數(shù)記作隨機(jī)變量X,求X的分布列.反思感悟 二項(xiàng)分布問題的兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)(1)對(duì)立性,即一次試驗(yàn)中,事件發(fā)生與否兩者必有其一.(2)重復(fù)性,即試驗(yàn)是獨(dú)立重復(fù)地進(jìn)行了n次.跟蹤訓(xùn)練3 某一中學(xué)生心理咨詢中心服務(wù)電話接通率為,某班3名同學(xué)商定明天分別就同一問題詢問該服務(wù)中心.且每人只撥打一次,求他們中成功咨詢的人數(shù)X的分布列.1.知識(shí)清單:(1)n重伯努利試驗(yàn)的概念及特征.(2)二項(xiàng)分布的概念及表示.2.方法歸納:數(shù)學(xué)建模.3.常見誤區(qū):二項(xiàng)分布的判斷錯(cuò)誤.1.隨機(jī)變量X~B,則P(X=2)等于( )A. B. C. D.2.某檔深受觀眾喜愛的綜藝節(jié)目采用組團(tuán)比賽的方式進(jìn)行,參賽選手需要全部參加完五場公開比賽,其中五場中有四場獲勝,就能取得參加決賽的資格.若某參賽選手每場比賽獲勝的概率是,則這名選手能參加決賽的概率是( )A. B. C. D.3.在4重伯努利試驗(yàn)中,若事件A至少發(fā)生1次的概率為,則事件A在1次試驗(yàn)中發(fā)生的概率為( )A. B. C. D.4.從次品率為0.1的一批產(chǎn)品中任取4件,恰有兩件次品的概率為________.參考答案與詳細(xì)解析問題1 (1)相同條件下的試驗(yàn):5次、10次、6次;(2)每次試驗(yàn)相互獨(dú)立;(3)每次試驗(yàn)只有兩種可能的結(jié)果:發(fā)生或不發(fā)生;(4)每次試驗(yàn)發(fā)生的概率相同,為p,不發(fā)生的概率也相同,為1-p.知識(shí)梳理1.獨(dú)立地重復(fù) 2.(1)重復(fù) (2)相互獨(dú)立例1 解 (1)由于試驗(yàn)的條件不同(質(zhì)地不同),因此不是n重伯努利試驗(yàn).(2)某人射擊且擊中的概率是穩(wěn)定的,因此是n重伯努利試驗(yàn).(3)每次抽取,試驗(yàn)的結(jié)果有三種不同的顏色,且每種顏色出現(xiàn)的可能性不相等,因此不是n重伯努利試驗(yàn).跟蹤訓(xùn)練1 ABC [A,C符合互斥事件的概念,是互斥事件;B是相互獨(dú)立事件;D是n重伯努利試驗(yàn).]問題2 連續(xù)擲一枚圖釘3次,就是做3次伯努利試驗(yàn),用Ai(i=1,2,3)表示第i次擲得針尖向上的事件,用B1表示“僅出現(xiàn)一次針尖向上”的事件,則B1=(A1)∪(A2)∪ (A3).由此可得P(B1)=q2p+q2p+q2p=3q2p.問題3 用Ai(i=1,2,3)表示事件“第i次擲得針尖向上”,用Bk(k=0,1,2,3)表示事件“出現(xiàn)k次針尖向上”,P(B0)=P()=q3=Cp0q3,P(B1)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=3q2p=Cp1q2,P(B2)=P(A1A2)+P(A2A3)+P(A1A3)=3qp2=Cp2q1,P(B3)=P(A1A2A3)=p3=Cp3q0,規(guī)律:P(Bk)=Cpkq3-k,k=0,1,2,3.知識(shí)梳理Cpk(1-p)n-k X~B(n,p)例2 解 (1)記“甲射擊3次至少有1次未擊中目標(biāo)”為事件A1,由題意,知射擊3次,相當(dāng)于3重伯努利試驗(yàn),故P(A1)=1-P()=1-3=.(2)記“甲射擊2次,恰有2次擊中目標(biāo)”為事件A2,“乙射擊2次,恰有1次擊中目標(biāo)”為事件B2,則P(A2)=C×2=,P(B2)=C×1×=,由于甲、乙射擊相互獨(dú)立,故P(A2B2)=×=.跟蹤訓(xùn)練2 解 (1)依題意知,這4個(gè)人中,每個(gè)人參加甲游戲的概率為,參加乙游戲的概率為.設(shè)“這4個(gè)人中恰有k人參加甲游戲”為事件Ak(k=0,1,2,3,4).則P(Ak)=C·k4-k.故這4個(gè)人中恰有2人參加甲游戲的概率為P(A2)=C×2×2=.(2)設(shè)“這4個(gè)人中參加甲游戲的人數(shù)大于參加乙游戲的人數(shù)”為事件B,則B=A3+A4.由于A3與A4互斥,故P(B)=P(A3)+P(A4)=C×3×+C×4=,所以這4個(gè)人中參加甲游戲的人數(shù)大于參加乙游戲的人數(shù)的概率為.例3 解 (1)玩家甲、乙雙方在1次游戲中出示手勢(shì)的所有可能結(jié)果是(石頭,石頭),(石頭,剪刀),(石頭,布),(剪刀,石頭),(剪刀,剪刀),(剪刀,布),(布,石頭),(布,剪刀),(布,布),共9個(gè)基本事件.玩家甲勝玩家乙的基本事件分別是(石頭,剪刀),(剪刀,布),(布,石頭),共有3個(gè).所以在1次游戲中玩家甲勝玩家乙的概率P=.(2)由題意知,X=0,1,2,3.因?yàn)镻(X=0)=C·3=,P(X=1)=C·1·2=,P(X=2)=C2·1=,P(X=3)=C·3=.所以X的分布列如下:X 0 1 2 3P跟蹤訓(xùn)練3 解 由題意知X~B,∴P(X=k)=C×k×3-k,k=0,1,2,3,即P(X=0)=C×0×3=,P(X=1)=C××2=,P(X=2)=C×2×=,P(X=3)=C×3=.∴X的分布列為X 0 1 2 3P隨堂演練1.A [隨機(jī)變量X~B,則P(X=2)=C24=.]2.D [由題意可知五場中獲勝的場次X~B,所求選手能參加決賽的概率P=C·4·+C·5·0=.]3.A [設(shè)事件A在一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率為p,由題意得1-Cp0(1-p)4=,所以1-p=,p=.]4.0.048 6解析 P=C×0.12×(1-0.1)2=0.048 6. 展開更多...... 收起↑ 資源列表 人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三-7.4.1第1課時(shí)-二項(xiàng)分布-導(dǎo)學(xué)案【含答案】.docx 人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三-7.4.1第2課時(shí)-二項(xiàng)分布的綜合問題-導(dǎo)學(xué)案【含答案】.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫