§10.6 二项分布与正态分布
考试要求 1.了解条件概率的概念,了解两个事件相互独立的概念.2.理解n次独立重复试
验的模型及二项分布,并能解决一些简单问题.3.借助直观直方图认识正态分布曲线的特点及
曲线所表示的意义.
1.条件概率及其性质
(1)对于任何两个事件A和B,在已知事件A发生的条件下,事件B发生的概率叫做条件概率,
用符号P(B|A)来表示,其公式为P(B|A)=(P(A)>0).
在古典概型中,若用n(A)和n(AB)分别表示事件A和事件AB所包含的基本事件的个数,则
P(B|A)=.
(2)条件概率具有的性质
①0≤P(B|A)≤1.
②如果B和C是两个互斥事件,
则P(B∪C|A)= P ( B | A ) + P ( C | A ) .
2.相互独立事件
(1)对于事件A,B,若事件A的发生与事件B的发生互不影响,则称事件A,B是相互独立
事件.
(2)若A与B相互独立,则P(B|A)= P ( B ) .
(3)若A与B相互独立,则A与,与B,与也都相互独立.
(4)P(AB)=P(A)P(B)⇔ A 与 B 相互独立 .
3.独立重复试验与二项分布
(1)独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种
试验中每一次试验只有两种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率
都是一样的.
(2)在n次独立重复试验中,用X表示事件A发生的次数,设每次试验中事件A发生的概率
为p,则P(X=k)= C p k (1 - p ) n - k ( k = 0,1,2 , … , n ) ,此时称随机变量X服从二项分布,记为X
~ B ( n , p ),并称p为成功概率.
4.两点分布与二项分布的均值、方差
(1)若随机变量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 ) .5.正态分布
(1)正态曲线:函数 φ (x)= ,x∈(-∞,+∞),其中实数 μ和σ为参数(σ>0,
μ,σ
μ∈R).我们称函数φ (x)的图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线.
μ,σ
(2)正态曲线的特点
①曲线位于x轴上方,与x轴不相交.
②曲线是单峰的,它关于直线 x = μ 对称.
③曲线在 x = μ 处达到峰值.
④曲线与x轴之间的面积为1.
⑤当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿x轴平移,如图甲所示.
⑥当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;σ
越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散,如图乙所示.
(3)正态分布的定义及表示
一般地,如果对于任何实数a,b(a<b),随机变量X满足P(a<X≤b)=ʃφ (x)dx,则称随机
μ,σ
变量X服从正态分布,记作 X ~ N ( μ , σ 2 ) .
正态总体在三个特殊区间内取值的概率值
①P(μ-σ<X≤μ+σ)≈0.682 7;
②P(μ-2σ<X≤μ+2σ)≈0.954 5;
③P(μ-3σ<X≤μ+3σ)≈0.997 3.
微思考
1.两点分布(0-1分布)和二项分布什么关系?
提示 二项分布中当n=1时就是两点分布.
2.条件概率中P(B|A)与P(A|B)是一回事吗?
提示 不一样,P(B|A)是在A发生的条件下B发生的概率,P(A|B)是在B发生的条件下A发
生的概率.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.( × )
(2)P(B|A)表示在事件A发生的条件下,事件B发生的概率,P(AB)表示事件A,B同时发生的概率.( √ )
(3)X表示n次重复抛掷1枚骰子出现点数是3的倍数的次数,则X服从二项分布.( √ )
(4)正态分布是对连续型随机变量而言的.( √ )
题组二 教材改编
2.种植某种树苗,成活率为0.9,若种植这种树苗5棵,则恰好成活4棵的概率约为( )
A.0.33 B.0.66 C.0.5 D.0.45
答案 A
解析 C0.94×0.1≈0.33.
3.一个盒子里有6支好晶体管,4支坏晶体管,任取两次,每次取一支,每次取后不放回,
已知第一支是好晶体管,则第二支也是好晶体管的概率为( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 记“第i(i=1,2)支晶体管是好的”为事件A(其中i=1,2),
i
依题意知,要求的概率为P(A|A).
2 1
由P(A)=,P(AA)==,
1 1 2
所以P(A|A)===.
2 1
4.已知随机变量X服从正态分布N(3,1),且P(X>2c-1)=P(X<c+3),则c=______.
答案
解析 ∵X~N(3,1),
∴正态曲线关于x=3对称,
又P(X>2c-1)=P(X<c+3),
∴2c-1+c+3=3×2,
∴c=.
题组三 易错自纠
5.(2021·荆州模拟)孔子曰“三人行,必有我师焉.”从数学角度来看,这句话有深刻的哲
理,古语说三百六十行,行行出状元,假设有甲、乙、丙三人,其中每一人在每一行业中胜
过孔圣人的概率为1%,那么甲、乙、丙三人中至少一人在至少一行业中胜过孔圣人的概率
为( )
(参考数据:0.99360≈0.03,0.01360≈0,0.973≈0.912 673)
A.0.002 7% B.99.997 3% C.0 D.91.267 3%
答案 B
解析 一个人三百六十行全都不如孔圣人的概率为0.99360≈0.03,三个人三百六十行都不如
孔圣人的概率为0.033=0.000 027,所以至少一人在至少一行业中胜过孔圣人的概率为1-
0.000 027=0.999 973=99.997 3%.6.(2021·三明模拟)近几年新能源汽车产业正持续快速发展,动力蓄电池技术是新能源汽车
的核心技术.已知某品牌新能源汽车的车载动力蓄电池充放电次数达到 800次的概率为
90%,充放电次数达到1 000次的概率为36%.若某用户的该品牌新能源汽车已经经过了800
次的充放电,那么他的车能够达到充放电1 000次的概率为( )
A.0.324 B.0.36 C.0.4 D.0.54
答案 C
解析 设事件A表示“充放电次数达到800”,事件B表示“充放电次数达到1 000”,
则P(A)=90%=0.9,P(AB)=P(B)·P(A|B)=P(B)·1=P(B)=36%=0.36,
因为该用户的该品牌新能源汽车已经经过了800次的充放电,
那么他的车能够达到充放电1 000次的概率为P(B|A)===0.4.
题型一 条件概率
例1 (1)(2020·葫芦岛模拟)对标有不同编号的6件正品和4件次品的产品进行检测,不放回
地依次摸出2件.在第一次摸出次品的条件下,第二次摸到正品的概率是( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 记A=“第一次摸出的是次品”, B=“第二次摸到的是正品”,由题意知,
P(A)==,P=×=,则P===.
(2)已知盒中装有3个红球、2个白球、5个黑球,它们大小形状完全相同,现需一个红球,
甲每次从中任取一个不放回,则在他第一次拿到白球的条件下,第二次拿到红球的概率为(
)
A. B. C. D.
答案 B
解析 设A={甲第一次拿到白球},B={甲第二次拿到红球},
则P(AB)==,P(A)==,
所以P(B|A)==.
思维升华 求条件概率的常用方法
(1)利用定义,分别求P(A)和P(AB),得P(B|A)=.
(2)借助古典概型概率公式,先求事件 A包含的基本事件数n(A),再在事件A发生的条件下
求事件B包含的基本事件数,即n(AB),得P(B|A)=.
跟踪训练1 (1)在100件产品中有95件合格品,5件不合格品,现从中不放回地取两次,每
次任取一件,则在第一次取到不合格品后,第二次取到不合格品的概率为________.答案
解析 方法一 (应用条件概率公式求解)设事件A为“第一次取到不合格品”,事件B为
“第二次取到不合格品”,则所求的概率为P(B|A),
因为P(AB)==,P(A)==,
所以P(B|A)===.
方法二 (缩小样本空间求解)第一次取到不合格品后,也就是在第二次取之前,还有99件
产品,其中有4件不合格品,因此第二次取到不合格品的概率为.
(2)(2020·荆州模拟)“幻方”最早记载于我国公元前500年的春秋时期《大戴礼》中,n阶幻
方(n≥3,n∈N*)是由前n2个正整数组成的一个n阶方阵,其各行各列及两条对角线所含的n
个数之和(简称幻和)相等,例如“3阶幻方”的幻和为15.现从如图所示的3阶幻方中任取3
个不同的数,记“取到的3个数的和为15”为事件A,“取到的3个数可以构成一个等差数
列”为事件B,则P(B|A)=________.
答案
解析 根据题意,事件 A 的所有可能结果为(8,1,6),(3,5,7),(4,9,2),(8,3,4),(1,5,9),
(6,7,2),(8,5,2),(4,5,6),共8个;事件A,B同时发生的所有可能结果为(3,5,7),(1,5,9),
(8,5,2),(4,5,6),共4个,所以P(B|A)===.
题型二 独立重复试验与二项分布
命题点1 相互独立事件的概率
例2 (八省联考)一台设备由三个部件构成,假设在一天的运转中,部件1,2,3需要调整的概
率分别为0.1,0.2,0.3,各部件的状态相互独立.
(1)求设备在一天的运转中,部件1,2中至少有1个需要调整的概率;
(2)记设备在一天的运转中需要调整的部件个数为X,求X的分布列及均值.
解 设“部件1,2,3中需要调整的事件”分别为A ,A ,A ,则P(A)=0.1,P(A)=0.2,
1 2 3 1 2
P(A)=0.3.
3
(1)设“部件1,2中至少有1个需要调整的事件”为B,则为“部件1,2中都不需要调整”.
由于部件1,2的状态相互独立,
则P(B)=1-P()=1-[1-P(A)][1-P(A)]=1-(1-0.1)(1-0.2)=1-0.9×0.8=0.28.
1 2
(2)由题意知,设备在一天的运转中需要调整的部件个数可能为0,1,2,3.
则P(X=0)=[1-P(A)][1-P(A)][1-P(A)]=(1-0.1)×(1-0.2)×(1-0.3)=0.504.
1 2 3P(X=1)=P(A)[1-P(A)][1-P(A)]+[1-P(A)]P(A)[1-P(A)]+[1-P(A)][1-P(A)]·P(A)
1 2 3 1 2 3 1 2 3
=0.1×0.8×0.7+0.9×0.2×0.7+0.9×0.8×0.3=0.056+0.126+0.216=0.398,
P(X=2)=P(A)P(A)[1-P(A)]+P(A)[1-P(A)]P(A)+[1-P(A)]P(A)P(A)
1 2 3 1 2 3 1 2 3
=0.1×0.2×0.7+0.1×0.8×0.3+0.9×0.2×0.3=0.014+0.024+0.054=0.092.
P(X=3)=P(A)P(A)P(A)=0.1×0.2×0.3=0.006.
1 2 3
则X的分布列如下:
X 0 1 2 3
P 0.504 0.398 0.092 0.006
故E(X)=0×0.504+1×0.398+2×0.092+3×0.006=0.398+0.184+0.018=0.6.
命题点2 独立重复试验
例3 (2020·广东华附、省实、广雅、深中四校联考)连续抛掷同一颗均匀的骰子,令第i次得
到的点数为a,若存在正整数k,使a+a+…+a=6,则称k为你的幸运数字.
i 1 2 k
(1)求你的幸运数字为3的概率;
(2)若k=1,则你的得分为6分;若k=2,则你的得分为4分;若k=3,则你的得分为2分;
若抛掷三次还没找到你的幸运数字则记0分,求得分ξ的分布列和均值.
解 (1)记“连续抛掷k次骰子的点数和为6”为事件A,则它包含事件A,A,A,
1 2 3
其中A :三次恰好都为2;A :三次中恰好1,2,3各一次;A :三次中有两次为1,一次为
1 2 3
4,A,A,A 为互斥事件,
1 2 3
则k=3的概率P(A)=P(A)+P(A)+P(A)=C3+C··C··C·+C2·=.
1 2 3
(2)由已知得ξ的所有可能取值为6,4,2,0,
P(ξ=6)=,P(ξ=4)=2+C··+C··=,
P(ξ=2)=,P(ξ=0)=1---=.
∴ξ的分布列为
ξ 6 4 2 0
P
∴E(ξ)=6×+4×+2×+0×=.
命题点3 二项分布
例4 (2020·全国100所名校最新示范卷)某社区组织开展“扫黑除恶”宣传活动,为鼓励更
多的人积极参与到宣传活动中来,宣传活动现场设置了抽奖环节.在盒中装有 9张大小相同
的精美卡片,卡片上分别印有“扫黑除恶利国利民”或“普法宣传人人参与”图案.抽奖规
则:参加者从盒中抽取卡片两张,若抽到两张分别是“普法宣传人人参与”和“扫黑除恶利
国利民”卡即可获奖,否则,均为不获奖.卡片用后放回盒子,下一位参加者继续重复进行.
活动开始后,一位参加者问:“盒中有几张‘普法宣传人人参与’卡?”主持人答:“我只知道,从盒中抽取两张都是‘扫黑除恶利国利民’卡的概率是.”
(1)求抽奖者获奖的概率;
(2)为了增加抽奖的趣味性,规定每个抽奖者先从装有9张卡片的盒中随机抽出1张不放回,
再用剩下8张卡片按照之前的抽奖规则进行抽奖,现有甲、乙、丙三人依次抽奖,用X表示
获奖的人数,求X的分布列和均值.
解 (1)设“扫黑除恶利国利民”卡有n张,
由=,得n=4,故“普法宣传人人参与”卡有5张,抽奖者获奖的概率为=.
(2)在新规则下,每个抽奖者获奖的概率为×+×=,
所以X~B,
P(X=k)=Ck3-k(k=0,1,2,3),
X的分布列为
X 0 1 2 3
P
所以E(X)=3×=.
思维升华 (1)求相互独立事件同时发生的概率的方法
①利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解.
②正面计算较烦琐或难以入手时,可从其对立事件入手计算.
(2)独立重复试验与二项分布问题的常见类型及解题策略
①在求n次独立重复试验中事件恰好发生k次的概率时,首先要确定好n和k的值,再准确
利用公式求概率.
②在根据独立重复试验求二项分布的有关问题时,关键是理清事件与事件之间的关系,确定
二项分布的试验次数n和变量的概率,求得概率.
跟踪训练2 (2019·天津)设甲、乙两位同学上学期间,每天7:30之前到校的概率均为,假
定甲、乙两位同学到校情况互不影响,且任一同学每天到校情况相互独立.
(1)用X表示甲同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数,求随机变量X的分布列和均
值;
(2)设M为事件“上学期间的三天中,甲同学在7:30之前到校的天数比乙同学在7:30之
前到校的天数恰好多2”,求事件M发生的概率.
解 (1)因为甲同学上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天7:30之前到校的概率均
为,故X~B,从而P(X=k)=Ck3-k,k=0,1,2,3.
所以随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P随机变量X的均值E(X)=3×=2.
(2)设乙同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数为Y,则Y~B,且M={X=3,Y=1}
∪{X=2,Y=0}.由题意知事件{X=3,Y=1}与{X=2,Y=0}互斥,且事件{X=3}与{Y=
1},事件{X=2}与{Y=0}均相互独立,
从而由(1)知
P(M)=P({X=3,Y=1}∪{X=2,Y=0})=P({X=3,Y=1})+P({X=2,Y=0})=P(X=
3)P(Y=1)+P(X=2)P(Y=0)=×+×=.
题型三 正态分布
例5 (1)设X~N(μ,σ),Y~N(μ,σ),这两个正态分布密度曲线如图所示,下列结论中正确
1 2
的是( )
A.P(Y≥μ)≥P(Y≥μ) B.P(X≤σ)≤P(X≤σ)
2 1 2 1
C.对任意正数t,P(X≥t)≥P(Y≥t) D.对任意正数t,P(X≤t)≥P(Y≤t)
答案 D
解析 由正态分布密度曲线可知,x=μ 为 Y 曲线的对称轴,μ<μ ,所以 P(Y≥μ)=
2 1 2 2
<P(Y≥μ),故A错;由正态分布密度曲线可知,0<σ<σ ,所以P(X≤σ)>P(X≤σ),故B错;
1 1 2 2 1
对任意正数 t,P(X>t)<P(Y>t),即有 P(X≥t)<P(Y≥t),故 C 错;对任意正数 t,
P(X>t)<P(Y>t),因此有P(X≤t)≥P(Y≤t),故D正确.
(2)(八省联考)对于一个物理量做n次测量,并以测量结果的平均值作为该物理值的最后结果.
已知最后结果的误差ε ~N,为使误差ε 在(-0.5,0.5)的概率不小于0.954 5,至少要测量
n n
________次.(若X~N(μ,σ),则P(|X-μ|<2σ)=0.954 5)
答案 32
解析 P(|ε-μ|<2σ)=0.954 5,
n
又μ=0,σ2=,
即P(μ-2σ<ε<μ+2σ)=P=0.954 5,
n
由题意知2σ≤0.5,即2≤,所以n≥32.
思维升华 解决正态分布问题有三个关键点:(1)对称轴x=μ;(2)标准差σ;(3)分布区间.利
用对称性可求指定范围内的概率值;由μ,σ,分布区间的特征进行转化,使分布区间转化为3σ特殊区间,从而求出所求概率.注意只有在标准正态分布下对称轴才为x=0.
跟踪训练3 设随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),函数f(x)=x2+4x+ξ没有零点的概率是,
则μ等于( )
A.1 B.2 C.4 D.不能确定
答案 C
解析 由题意,当函数f(x)=x2+4x+ξ没有零点时,Δ=16-4ξ<0,解得ξ>4,所以P(ξ>4)
=,根据正态曲线的对称性,当函数f(x)=x2+4x+ξ没有零点的概率是时,μ=4.
课时精练
1.甲、乙两个袋子中装有红、白两种颜色的小球,这些小球除颜色外完全相同,其中甲袋
装有4个红球、2个白球,乙袋装有1个红球、5个白球,现分别从甲、乙两袋中各抽取 1
个球,则取出的两个球都是红球的概率为( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 由题意知,“从甲袋中取出红球”和“从乙袋中取出红球”两个事件相互独立,
从甲袋中取出红球的概率为=,
从乙袋中取出红球的概率为,
故所求事件的概率为×=.
2.设随机变量X~B,则P(X=3)等于( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 P(X=3)=C×3×3==.
3.(2021·昆明诊断)袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,则3
次中恰有2次抽到黄球的概率是( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 袋中装有2个红球,3个黄球,有放回地抽取3次,每次抽取1球,每次取到黄球的
概率P=,∴3次中恰有2次抽到黄球的概率P=C×2×=.
1
4.一试验田某种作物一株生长果实个数x服从正态分布N(90,σ2),且P(x<70)=0.2,从试
验田中随机抽取10株,果实个数在[90,110]的株数记作随机变量X,且X服从二项分布,则
X的方差为( )
A.3 B.2.1 C.0.3 D.0.21答案 B
解析 ∵x~N(90,σ2),且P(x<70)=0.2,
∴P(x>110)=0.2,∴P(90≤x≤110)=0.5-0.2=0.3,
∴X~B(10,0.3),
X的方差为10×0.3×(1-0.3)=2.1.
5.(多选)已知随机变量X服从正态分布N(100,102),则下列选项正确的是( )
(参考数值:随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)≈0.682 7),P(μ-2σ<
ξ<μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ<ξ<μ+3σ)≈0.997 3)
A.E(X)=100 B.D(X)=100
C.P(X≥90)≈0.841 35 D.P(X≤120)≈0.998 65
答案 ABC
解析 ∵随机变量X服从正态分布N(100,102),
∴正态曲线关于x=100对称,且E(X)=100,D(X)=102=100,
根据题意可得,P(90<x<110)≈0.682 7,P(80<x<120)≈0.954 5,
∴P(x≥90)≈0.5+×0.682 7=0.841 35,故C正确;
P(x≤120)≈0.5+×0.954 5=0.977 25,故D错误.
而A,B都正确.故选ABC.
6.(多选)甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑
球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以 A ,A 和A 表示由甲罐取出的球是红球,
1 2 3
白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B表示由乙罐取出的球是红球的事件,
则下列结论中正确的是( )
A.P(B)= B.P(B|A)=
1
C.事件B与事件A 相互独立 D.A,A,A 是两两互斥的事件
1 1 2 3
答案 BD
解析 易见A,A,A 是两两互斥的事件,
1 2 3
P(B)=P(BA)+P(BA)+P(BA)=×+×+×=.
1 2 3
故选BD.
7.(2021·汕头模拟)甲、乙两人参加“社会主义价值观”知识竞赛,甲、乙两人能荣获一等
奖的概率分别为和,甲、乙两人是否获得一等奖相互独立,则这两个人中恰有一人获得一等
奖的概率为________.
答案
解析 根据题意,恰有一人获得一等奖就是甲获奖乙没获奖或甲没获奖乙获奖,则所求概率
是×+×=.
8.(2021·宁波模拟)一个箱子中装有形状完全相同的5个白球和n(n∈N*)个黑球.现从中有放回地摸取4次,每次都是随机摸取一球,设摸得白球个数为 X,若D(X)=1,则E(X)=
____.
答案 2
解析 由题意知,X~B(4,p),∵D(X)=4p(1-p)=1,
∴p=,E(X)=4p=4×=2.
9.一个盒子里装有3种颜色,大小形状质地都一样的12个球,其中黄球5个,蓝球4个,
绿球3个,现从盒子中随机取出两个球,记事件A=“取出的两个球颜色不同”,事件B
=“取出一个黄球,一个蓝球”,则P(B|A)=________.
答案
解析 因为P(AB)==,
P(A)==,
故P(B|A)==.
10.甲、乙两名同学参加一项射击比赛,其中任何一人每射击一次击中目标得2分,未击中
目标得0分.已知甲、乙两人射击互不影响,且命中率分别为和p.若甲、乙两人各射击一次
得分之和为2的概率为,则p的值为________.
答案
解析 设“甲射击一次,击中目标”为事件A,“乙射击一次,击中目标”为事件B,则
“甲射击一次,未击中目标”为事件,“乙射击一次,未击中目标”为事件,则P(A)=,
P()=1-=,P(B)=p,P()=1-p.依题意得×(1-p)+×p=,解得p=.
11.小李某天乘火车从重庆到上海去办事,若当天从重庆到上海的三列火车正点到达的概率
分别为0.8,0.7,0.9,假设这三列火车之间是否正点到达互不影响,求:
(1)这三列火车恰好有两列正点到达的概率;
(2)这三列火车至少有一列正点到达的概率.
解 用A,B,C分别表示这三列火车正点到达的事件.则P(A)=0.8,P(B)=0.7,P(C)=
0.9,
所以P()=0.2,P()=0.3,P()=0.1.
(1)由题意得A,B,C之间互相独立,所以恰好有两列正点到达的概率为
P=P(BC)+P(AC)+P(A B)=P()P(B)P(C)+P(A)P()P(C)+P(A)P(B)P()
1
=0.2×0.7×0.9+0.8×0.3×0.9+0.8×0.7×0.1=0.398.
(2)三列火车至少有一列正点到达的概率为
P=1-P()=1-P()P()P()=1-0.2×0.3×0.1=0.994.
2
12.一个盒子中装有大量形状、大小一样但质量不尽相同的小球,从中随机抽取50个作为
样本,称出它们的质量(单位:克),质量分组区间为[5,15),[15,25),[25,35),[35,45],由此
得到样本的质量频率分布直方图如图所示.
(1)求a的值,并根据样本数据,试估计盒子中小球质量的众数与平均数;(2)从盒子中随机抽取3个小球,其中质量在[5,15)内的小球个数为X,求X的分布列和均值.
(以直方图中的频率作为概率)
解 (1)由题意,得(0.02+0.032+a+0.018)×10=1,解得a=0.03.由频率分布直方图可估计
盒子中小球质量的众数为20克,而50个样本中小球质量的平均数为
=0.2×10+0.32×20+0.3×30+0.18×40=24.6(克).
故由样本估计总体,可估计盒子中小球质量的平均数为24.6克.
(2)由题意知,该盒子中小球质量在[5,15)内的概率为,则X~B.
X的可能取值为0,1,2,3,
则P(X=0)=C0×3=,P(X=1)=C1×2=,
P(X=2)=C2×1=,P(X=3)=C3×0=.
∴X的分布列为
X 0 1 2 3
P
∴E(X)=0×+1×+2×+3×=.
13.如图,在网格状小地图中,一机器人从A(0,0)点出发,每秒向上或向右行走1格到相应
顶点,已知向上的概率是,向右的概率是,则6秒后到达B(4,2)点的概率为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 根据题意可知,机器人每秒运动一次,则6秒共运动6次,若其从A(0,0)点出发,6秒
后到达B(4,2),则需要向右走4步,向上走2步,故其6秒后到达B的概率为C×2×4==.
14.某中学三大社团“乐研社”“摄影社”和“外联社”招新,据资料统计,2021级高一
新生通过考核选拔进入三个社团成功与否相互独立,新生小明通过考核选拔进入三个社团
“乐研社”“摄影社”和“外联社”的概率依次为,a,b.已知三个社团他都能进入的概率为,至少进入一个社团的概率为,则a+b=________.
答案
解析 根据题意有
解得a+b=.
15.在20张百元纸币中混有4张假币,从中任意抽取2张,将其中一张在验钞机上检验发
现是假币,则这两张都是假币的概率是( )
A. B. C. D.以上都不正确
答案 A
解析 设事件A表示“抽到的两张都是假币”,事件B表示“抽到的两张至少有一张是假
币”,则所求的概率即P(A|B).
又P(AB)=P(A)=,P(B)=,
由公式P(A|B)====.
16.某公司采购了一批零件,为了检测这批零件是否合格,从中随机抽测120个零件的长度
(单位:分米),按数据分成[1.2,1.3),[1.3,1.4),[1.4,1.5),[1.5,1.6),[1.6,1.7),[1.7,1.8]这6
组,得到如图所示的频率分布直方图,其中长度大于或等于1.59分米的零件有20个,其长
度分别为 1.59,1.59,1.61,1.61,1.62,1.63,1.63,1.64,1.65,1.65,1.65,1.65,1.66,1.67,1.68,1.69,1.69,
1.71,1.72,1.74,以这120个零件在各组的长度的频率估计整批零件在各组长度的概率.
(1)求这批零件的长度大于1.60分米的频率,并求频率分布直方图中m,n,t的值;
(2)若从这批零件中随机选取3个,记X为抽取的零件长度在[1.4,1.6)的个数,求X的分布列
和均值;
(3)若变量S满足|P(μ-σ<S≤μ+σ)-0.682 7|≤0.05且|P(μ-2σ<S≤μ+2σ)-0.954 5|≤0.05,
则称变量S满足近似于正态分布N(μ,σ2)的概率分布.如果这批零件的长度Y(单位:分米)
满足近似于正态分布N(1.5,0.01)的概率分布,则认为这批零件是合格的,将顺利被签收;否
则,公司将拒绝签收.试问,该批零件能否被签收?
解 (1)由题意可知120件样本零件中长度大于1.60分米的共有18件,
则这批零件的长度大于1.60分米的频率为=0.15,
记Y为零件的长度,则P(1.2≤Y<1.3)=P(1.7≤Y≤1.8)==0.025,
P(1.3≤Y<1.4)=P(1.6≤Y<1.7)==0.125,
P(1.4≤Y<1.5)=P(1.5≤Y<1.6)=×(1-2×0.025-2×0.125)=0.35,故m==0.25,n==1.25,t==3.5.
(2)由(1)可知从这批零件中随机选取1件,长度在[1.4,1.6)的概率P=2×0.35=0.7.
且随机变量X服从二项分布X~B(3,0.7),
则P(X=0)=C×(1-0.7)3=0.027,
P(X=1)=C×(1-0.7)2×0.7=0.189,
P(X=2)=C×0.72×0.3=0.441,
P(X=3)=C×0.73=0.343,
故随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P 0.027 0.189 0.441 0.343
E(X)=0×0.027+1×0.189+2×0.441+3×0.343=2.1(或E(X)=3×0.7=2.1).
(3)由题意可知μ=1.5,σ=0.1,
则P(μ-σ<Y≤μ+σ)=P(1.4<Y≤1.6)=0.7,
P(μ-2σ<Y≤μ+2σ)=P(1.3<Y≤1.7)=0.125+0.35+0.35+0.125=0.95,
因为|0.7-0.682 7|=0.017 3≤0.05,|0.95-0.954 5|=0.004 5≤0.05,
所以这批零件的长度满足近似于正态分布N(1.5,0.01)的概率分布.
应认为这批零件是合格的,将顺利被该公司签收.