2019高考数学二轮复习专题七概率与统计第二讲概率、随机变量及其分布列学案理.doc
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1、1第二讲 概率、随机变量及其分布列考点一 古典概型、几何概型、条件概率1古典概型的概率公式P(A) .mn 事 件 A中 所 含 的 基 本 事 件 数试 验 的 基 本 事 件 总 数2几何概型的概率公式P(A) .构 成 事 件 A的 区 域 长 度 面 积 或 体 积 试 验 的 全 部 结 果 所 构 成 的 区 域 长 度 面 积 或 体 积 3条件概率在 A 发生的条件下 B 发生的概率P(B|A) .PABPA nABnA对点训练1在区间 上随机取一个数 x,则 cos x 的值介于 与 之间的概率为( )12, 12 22 32A. B. C. D.13 14 15 16解析
2、区间 的长度为 1,满足 cos x 的值介于 与 之间的12, 12 22 322x ,区间长度为 ,由几何概型概率公式得 P .(14, 16) (16, 14) 16 161 16答案 D2(2018全国卷)我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果哥德巴赫猜想是“每个大于 2 的偶数可以表示为两个素数的和” ,如 30723.在不超过 30 的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于 30 的概率是( )A. B. C. D.112 114 115 118解析 不超过 30 的素数有 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共 10 个,从这 10 个素数中随
3、机选取两个不同的数,有 C 45 种情况,其和等于 30 的情况有 3 种,则所求概率等210于 .故选 C.345 115答案 C34 个高尔夫球中有 3 个合格、1 个不合格,每次任取一个,不放回地取两次若第一次取到合格的高尔夫球,则第二次取到合格高尔夫球的概率为_解析 解法一:记事件 A第一次取到的是合格高尔夫球,事件 B第二次取到0 的是合格高尔夫球由题意可得 P(AB) , P(A) ,3243 12 3343 34所以 P(B|A) .PABPA1234 23解法二:记事件 A第一次取到的是合格高尔夫球,事件 B第二次取到的是合格高尔夫球由题意可得事件 B 发生所包含的基本事件数
4、n(A B)326 种,事件 A 发生所包含的基本事件数 n(A)339,所以 P(B|A) .nABnA 69 23答案 234(2018郑州一模)某天,甲要去银行办理储蓄业务,已知银行的营业时间为 9:00至 17:00,设甲在当天 13:00 至 18:00 之间任何时间去银行的可能性相同,那么甲去银行恰好能办理业务的概率是_解析 设银行的营业时间为 x,甲去银行的时间为 y,以横坐标表示银行的营业时间,纵坐标表示甲去银行的时间,建立平面直角坐标系(如图),则事件“甲去银行恰好能办理3业务”表示的平面区域如图中阴影部分所示,所求概率 P .4858 45答案 45快速审题 看到区域长度和
5、面积问题,想到几何概型;看到计数问题,想到古典概型;看到有条件的概率问题,想到条件概率解答古典概型、几何概型、条件概率的关键(1)有关古典概型的概率问题,关键是正确求出基本事件总数和所求事件包含的基本事件数,这常用到计数原理与排列、组合的相关知识(2)利用几何概型求概率时,关键是构成试验的全部结果的区域和事件发生的区域的寻找,有时需要设出变量,在坐标系中表示所需要的区域(3)求条件概率时,关键弄清在哪种条件下发生的概率,以便正确使用公式求解考点二 相互独立事件与独立重复试验4解 (1)随机变量 X 的所有可能取值为 0,1,2,3.P(X0) ,(112) (1 13) (1 14) 14P(
6、X1) .12 (1 13) (1 14) (1 12) 13 (1 14) (1 12) (1 13) 14 1124P(X2) ,(112) 13 14 12 (1 13) 14 12 13 (1 14) 14P(X3) .12 13 14 124所以随机变量 X 的分布列为X 0 1 2 3P 14 1124 14 124随机变量 X 的数学期望 E(X)0 1 2 3 .14 1124 14 124 1312(2)设 Y 表示第一辆车遇到红灯的个数, Z 表示第二辆车遇到红灯的个数,则所求事件的概率为P(Y Z1) P(Y0, Z1) P(Y1, Z0) P(Y0) P(Z1) P(Y
7、1) P(Z0) 14 1124 1124 14 .1148所以这 2 辆车共遇到 1 个红灯的概率为 .11485解题指导 (1) 判 断 事 件 关 系 判 断 概 率 类 型 利 用 公 式 求 解(2) 弄 清 X的 含 义 确 定 X的 取 值 符 合 二 项分 布 特 征 利 用 公式 求 解解 记第 i 名工人选择的项目属于基础设施类,民生类,产业建设类分别为事件 Ai, Bi, Ci, i1,2,3.由题意知 A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3均相互独立则 P(Ai) , P(Bi) , P(Ci) , i1,2,3,3060 12 2060
8、13 1060 16(1)3 人选择的项目所属类别互异的概率:P1A P(A1B2C3)6 .312 13 16 16(2)任一名工人选择的项目属于基础设施类或产业建设类工程的概率:P2 ,30 1060 23由 X B ,(3,23)得 P(X k)C k 3 k(k0,1,2,3),k3(23)(1 23) X 的分布列为X 0 1 2 3P 127 29 49 827 X 的数学期望 E(X)3 2.23求复杂事件概率的 2 种方法(1)直接法:正确分析复杂事件的构成,将复杂事件转化为几个彼此互斥事件的和事件或几个相互独立事件同时发生的积事件或一独立重复试验问题,然后用相应概率公式求解6
9、(2)间接法:当复杂事件正面情况比较多,反面情况较少,则可利用其对立事件进行求解,对于“至少” “至多”等问题往往用这种方法求解对点训练1角度 1(2018湖南益阳调研)某工厂有两条相互不影响的生产线分别生产甲、乙两种产品,产品出厂前需要对产品进行性能检测检测得分低于 80 的为不合格品,只能报废回收;得分不低于 80 的为合格品,可以出厂现随机抽取这两种产品各 60 件进行检测,检测结果统计如下:得分 60,70) 70,80) 80,90) 90,100甲种产品的件数 5 10 34 11乙种产品的件数 8 12 31 9(1)试分别估计甲,乙两种产品下生产线时为合格品的概率;(2)生产一
10、件甲种产品,若是合格品,可盈利 100 元,若是不合格品,则亏损 20 元;生产一件乙种产品,若是合格品,可盈利 90 元,若是不合格品,则亏损 15 元在(1)的前提下,记 X 为生产 1 件甲种产品和 1 件乙种产品所获得的总利润,求随机变量 X 的分布列和数学期望解 (1)甲种产品为合格品的概率约为 ,4560 34乙种产品为合格品的概率约为 .4060 23(2)随机变量 X 的所有可能取值为 190,85,70,35,且 P(X190) ,34 23 12P(X85) ,34 13 14P(X70) ,14 23 16P(X35) .14 13 112所以随机变量 X 的分布列为X
11、190 85 70 35P 12 14 16 112所以 E(X) 125.1902 854 706 35122角度 2某公司为了提高员工的演讲能力,加强员工之间的互动,特举行“我是演7说家”活动,规定:被邀请者要么在 24 小时内接受挑战,要么不接受挑战,并且不能重复参加该活动若被邀请者接受挑战,则他需在公司的网站上发布自己不超过 10 分钟的演讲视频内容,公司给予一定的资金,然后他便可以邀请另外 3 个人参与该项活动假设每个人接受挑战与不接受挑战是等可能的,且互不影响(1)若被邀请者接受挑战后,对另外 3 个人发出邀请,则这 3 个人中至少有 2 个人接受挑战的概率是多少?(2)假定(1)
12、中被邀请到的 3 个人中恰有 2 个人接受挑战根据活动规定,现记 X 为接下来被邀请到的 6 个人中接受挑战的人数,求 X 的分布列、期望和方差解 因为每个人接受挑战与不接受挑战是等可能的,所以每个人接受挑战的概率为 ,12不接受挑战的概率也为 .12(1)设事件 M 为“邀请到的 3 个人中至少有 2 个人接受挑战” ,则 P(M)C 2 C23(12) (12)3 .3(12) 12(2)X 的所有可能取值为 0,1,2,3,4,5,6.因为 X 为接下来被邀请到的 6 个人中接受挑战的人数,所以 X B .(6,12)所以 P(X0)C 0 6 ,06(12)(12) 164P(X1)C
13、 5 ,16(12) (12) 664 332P(X2)C 2 4 ,26(12) (12) 1564P(X3)C 3 3 ,36(12) (12) 2064 516P(X4)C 4 2 ,46(12) (12) 1564P(X5)C 5 1 ,56(12) (12) 664 332P(X6)C 6 0 .6(12)(12) 164故 X 的分布列为X 0 1 2 3 4 5 6P 164 332 1564 516 1564 332 164所以 E(X)6 3, D(X)6 .12 12 12 328故所求的期望为 3,方差为 .32考点三 随机变量的分布列、均值与方差1均值与方差的性质(1)
14、E(aX b) aE(X) b;(2)D(aX b) a2D(X)(a, b 为实数)2两点分布与二项分布的均值、方差(1)若 X 服从两点分布,则 E(X) p, D(X) p(1 p);(2)若 X B(n, p),则 E(X) np, D(X) np(1 p)【例】 高考改革新方案,不分文理科,高考成绩实行“33”的构成模式,第一个“3”是语文、数学、外语,每门满分 150 分,第二个“3”由考生在思想政治、历史、地理、物理、化学、生物 6 个科目中自主选择 3 个科目参加等级性考试,每门满分 100 分,高考录取成绩卷面总分为 750 分为了调查学生对物理、化学、生物的选考情况,将“
15、A市某一届学生在物理、化学、生物 3 个科目中至少选考一科的学生”记作学生群体 B,从学生群体 B 中随机抽取了 50 名学生进行调查,他们选考物理、化学、生物的科目数及人数统计表如下.解 (1)记“所选取的 2 名学生选考物理、化学、生物科目数量相等”为事件 M,则 P(M) ,C25 C25 C20C250 2049所以他们选考物理、化学、生物科目数量不相等的概率为 P( )1 P(M) .M 29499(2)由题意可知 X 的所有可能取值为 0,1,2,P(X0) , P(X1) , P(X2) .C25 C25 C20C250 2049 C15C125 C120C125C250 254
16、9 C15C120C250 449从而 X 的分布列为X 0 1 2P 2049 2549 449E(X)0 1 2 .2049 2549 449 3349(3)所调查的 50 名学生中选考物理、化学、生物中的 2 个科目的学生有 25 名,被抽取的概率为 P ,所以 Y B ,2550 12 (4, 12)所以事件“ Y2”的概率为 P(Y2) C 2 2 C 3 C 4 .24(12) (1 12) 34(12) (1 12) 4(12) 1116探究追问 1 其他条件不变,若从所调查的 50 名学生中任选 2 名,记 X 表示这 2 名学生选考物理、化学、生物的科目数为 1 的人数,求
17、X 的数学期望解 X 服从超几何分布, X 的所有可能取值为 0,1,2,P(X0) , P(X1) , P(X2) ,C245C250 198245 C15C145C250 45245 C25C250 2245故 E(X)0 1 2 .198245 45245 2245 49245探究追问 2 其他条件不变,(3)中求 Y 的数学期望和方差解 由题知, Y B ,故 E(Y)4 2, D(Y)4 1.(4,12) 12 12 (1 12)10对点训练(2018武汉二模)现有两种投资方案,一年后投资盈亏的情况如下表:(1)当 p 时,求 q 的值;14(2)已知甲、乙两人分别选择了“投资股市”
18、和“购买基金”进行投资,如果一年后他们中至少有一人获利的概率大于 ,求 p 的取值范围;45(3)丙要将家中闲置的 10 万元钱进行投资,决定在“投资股市”和“购买基金”这两11种方案中选择一种,已知 p , q ,那么丙选择哪种投资方案,才能使得一年后投资收12 16益的数学期望较大?结合结果并说明理由解 (1)因为“购买基金”后,投资结果只有“获利” “不赔不赚” “亏损”三种,且三种投资结果相互独立,所以 p q1.13又因为 p ,所以 q .14 512121(2018全国卷)如图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分别为直角三角形 ABC 的
19、斜边 BC,直角边 AB, AC. ABC 的三边所围成的区域记为,黑色部分记为,其余部分记为.在整个图形中随机取一点,此点取自,的概率分别记为 p1, p2, p3,则( )A p1 p2 B p1 p3C p2 p3 D p1 p2 p3解析 不妨设 BC5, AB4, AC3,则 ABC 三边所围成的区域的面积S1 346,区域的面积 S3 2 S1 6,区域的面积 S2 2212 2 (52) 258 2 2 6,所以 S1 S2S3,由几何概型的概率公式可知 p1 p2p3,故选 A. 2 (32) (258 6)答案 A2(2018全国卷)某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为
20、p,各成员的支付13方式相互独立设 X 为该群体的 10 位成员中使用移动支付的人数, D(X)2.4, P(X4)0.5, p0.6,故410 610选 B.答案 B3(2018浙江卷)设 0p1,随机变量 的分布列是( ) 0 1 2P 1 p2 12 p2则当 p 在(0,1)内增大时( )A D( )减小 B D( )增大C D( )先减小后增大 D D( )先增大后减小解析 由题意得 E( )0 1 2 p, D( )1 p2 12 p2 12 2 2 2 (12 p)2(1 p)(12 p)0 (12 p) 1 p2 1 (12 p) 12 2 (12 p) p2 182(32 p
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