高考理科数学一轮复习课——概率、随机变量及其分布.doc
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1、第十一篇概率、随机变量及其分布A第1讲随机事件的概率最新考纲1了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,了解概率的意义及频率与概率的区别2了解两个互斥事件的概率加法公式.知 识 梳 理1频率与概率(1)在相同的条件S下重复n次试验,观察某一事件A是否出现,称n次试验中事件A出现的次数nA为事件A出现的频数,称事件A出现的比例fn(A)为事件A出现的频率(2)对于给定的随机事件A,如果随着试验次数的增加,事件A发生的频率fn(A)稳定在某个常数上,把这个常数记作P(A),称为事件A的概率,简称为A的概率2事件的关系与运算定义符号表示包含关系如果事件A发生,则事件B一定发生,这时称事件B包含事件A
2、(或称事件A包含于事件B)BA(或AB)相等关系若BA且ABAB并事件(和事件)若某事件发生当且仅当事件A发生或事件B发生,称此事件为事件A与事件B的并事件(或和事件)AB(或AB)交事件(积事件)若某事件发生当且仅当事件A发生且事件B发生,则称此事件为事件A与事件B的交事件(或积事件)AB(或AB)互斥事件若AB为不可能事件,则称事件A与事件B互斥AB对立事件若AB为不可能事件,AB为必然事件,那么称事件A与事件B互为对立事件ABP(AB)P(A)P(B)13.概率的几个基本性质(1)概率的取值范围:0P(A)1.(2)必然事件的概率P(E)1.(3)不可能事件的概率P(F)0.(4)互斥事
3、件概率的加法公式如果事件A与事件B互斥,则P(AB)P(A)P(B)若事件B与事件A互为对立事件,则P(A)1P(B)辨 析 感 悟1对随机事件概念的理解(1)“物体在只受重力的作用下会自由下落”是必然事件()(2)“方程x22x80有两个实根”是不可能事件()(3)(2014广州调研C项)“下周六会下雨”是随机事件()2对互斥事件与对立事件的理解(4)对立事件一定是互斥事件,互斥事件不一定是对立事件()(5)(2014郑州调研B项)从40张扑克牌(红桃、黑桃、方块、梅花点数从110各10张)中,任取一张,“抽取黑桃”与“抽取方块”是对立事件()3对频率与概率的理解(6)(教材练习改编)在大量
4、重复试验中,概率是频率的稳定值()(7)(教材习题改编)集合A2,3,B1,2,3,从A,B中各任意取一个数,则这两数之和等于4的概率为.()(8)(2014临沂调研改编)甲、乙二人下棋,甲获胜的概率是0.3,甲不输的概率为0.8,则甲、乙二人下成和棋的概率为0.5.()感悟提升两个区别一是“互斥事件”与“对立事件”的区别:对立事件是互斥事件,是互斥中的特殊情况,但互斥事件不一定是对立事件,“互斥”是“对立”的必要不充分条件,如(5)中为互斥事件二是“频率”与“概率”:频率与概率有本质的区别,不可混为一谈频率随着试验次数的改变而变化,概率却是一个常数,它是频率的科学抽象当试验次数越来越多时,频
5、率向概率靠近,只要次数足够多,所得频率就可以近似地当作随机事件的概率.学生用书第179页考点一事件的关系与运算【例1】 一个均匀的正方体玩具的各个面上分别标以数字1,2,3,4,5,6.将这个玩具向上抛掷1次,设事件A表示向上的一面出现奇数点,事件B表示向上的一面出现的点数不超过3,事件C表示向上的一面出现的点数不小于4,则()AA与B是互斥而非对立事件BA与B是对立事件CB与C是互斥而非对立事件DB与C是对立事件解析根据互斥与对立的定义作答,AB出现点数1或3,事件A,B不互斥更不对立;BC,BC(为必然事件),故事件B,C是对立事件答案D规律方法 对互斥事件要把握住不能同时发生,而对于对立
6、事件除不能同时发生外,其并事件应为必然事件,这些也可类比集合进行理解,具体应用时,可把所有试验结果写出来,看所求事件包含哪些试验结果,从而断定所给事件的关系【训练1】 对飞机连续射击两次,每次发射一枚炮弹设A两次都击中飞机,B两次都没击中飞机,C恰有一次击中飞机,D至少有一次击中飞机,其中彼此互斥的事件是_,互为对立事件的是_解析设I为对飞机连续射击两次所发生的所有情况,因为AB,AC,BC,BD.故A与B,A与C,B与C,B与D为彼此互斥事件,而BD,BDI,故B与D互为对立事件答案A与B,A与C,B与C,B与DB与D考点二随机事件的概率与频率【例2】 某小型超市发现每天营业额Y(单位:万元
7、)与当天进超市顾客人数X有关据统计,当X700时,Y4.6;当X每增加10,Y增加0.05.已知近20天X的值为:1 400,1 100,1 900,1 600,1 400,1 600,2 200,1 100,1 600,1 600,1 900,1 400,1 100,1 600,2 200,1 400,1 600,1 600,1 900,700.(1)完成如下的频率分布表:近20天每天进超市顾客人数频率分布表人数7001 1001 4001 6001 9002 200频率(2)假定今天进超市顾客人数与近20天进超市顾客人数的分布规律相同,并将频率视为概率,求今天营业额低于10.6万元高于4.
8、6万元的概率解(1)在所给数据中,进超市顾客人数为1 100的有3个,为1 600的有7个,为1 900的有3个,为2 200的有2个故近20天每天进超市顾客人数频率分布表为人数7001 1001 4001 6001 9002 200频率(2)由已知可得Y4.60.05X1.1,4.6Y10.6,4.61.110.6,700X1 900.P(4.6Y10.6)P(700X1 900)P(X1 100)P(X1 400)P(X1 600).即今天营业额低于10.6万元高于4.6万元的概率为.规律方法 利用概率的统计定义求事件的概率,即通过大量的重复试验,事件发生的频率会逐渐趋近于某一个常数,这个
9、常数就是概率【训练2】 某市统计的20102013年新生婴儿数及其中男婴数(单位:人)见下表:时间2010年2011年2012年2013年新生婴儿数21 84023 07020 09419 982男婴数11 45312 03110 29710 242(1)试计算男婴各年的出生频率(精确到0.001);(2)该市男婴出生的概率约是多少?解(1)2010年男婴出生的频率为fn(A)0.524.同理可求得2011年、2012年和2013年男婴出生的频率分别约为0.521,0.512,0.513.(2)由以上计算可知,各年男婴出生的频率在0.510.53之间,所以该市男婴出生的概率约为0.52.学生用
10、书第180页考点三互斥事件、对立事件的概率【例3】 (2014洛阳模拟)经统计,在某储蓄所一个营业窗口等候的人数相应的概率如下:排队人数012345人及5人以上概率0.10.160.30.30.10.04求:(1)至多2人排队等候的概率是多少?(2)至少3人排队等候的概率是多少?审题路线(1)分别求等候人数为0人、1人、2人的概率根据互斥事件的概率求和公式可求(2)思路一:分别求等候人数为3人、4人、5人及5人以上的概率根据互斥事件的概率求和公式可得思路二:转化为求其对立事件的概率根据P(A)1P()可求解记“无人排队等候”为事件A,“1人排队等候”为事件B,“2人排队等候”为事件C,“3人排
11、队等候”为事件D,“4人排队等候”为事件E,“5人及5人以上排队等候”为事件F,则事件A,B,C,D,E,F互斥(1)记“至多2人排队等候”为事件G,则GABC,所以P(G)P(ABC)P(A)P(B)P(C)0.10.160.30.56.(2)法一记“至少3人排队等候”为事件H,则HDEF,所以P(H)P(DEF)P(D)P(E)P(F)0.30.10.040.44.法二记“至少3人排队等候”为事件H,则其对立事件为事件G,所以P(H)1P(G)0.44.规律方法 求复杂的互斥事件的概率一般有两种方法:一是直接求解法,将所求事件的概率分解为一些彼此互斥的事件的概率的和,运用互斥事件的求和公式
12、计算二是间接求法,先求此事件的对立事件的概率,再用公式P(A)1P(),即运用逆向思维(正难则反),特别是“至多”,“至少”型题目,用间接求法就显得较简便【训练3】 一盒中装有12个球,其中5个红球,4个黑球,2个白球,1个绿球从中随机取出1球,求:(1)取出1球是红球或黑球的概率;(2)取出1球是红球或黑球或白球的概率解法一(利用互斥事件求概率)记事件A1任取1球为红球,A2任取1球为黑球,A3任取1球为白球,A4任取1球为绿球,则P(A1),P(A2),P(A3),P(A4).根据题意知,事件A1,A2,A3,A4彼此互斥,由互斥事件的概率公式,得(1)取出1球为红球或黑球的概率为P(A1
13、A2)P(A1)P(A2);(2)取出1球为红球或黑球或白球的概率为P(A1A2A3)P(A1)P(A2)P(A3).法二(利用对立事件求概率)(1)由法一知,取出1球为红球或黑球的对立事件为取出1球为白球或绿球,即A1A2的对立事件为A3A4,所以取出1球为红球或黑球的概率为P(A1A2)1P(A3A4)1P(A3)P(A4)1.(2)因为A1A2A3的对立事件为A4,所以P(A1A2A3)1P(A4)1.1对于给定的随机事件A,由于事件A发生的频率fn(A)随着试验次数的增加稳定于概率P(A),因此可以用频率fn(A)来估计概率P(A)2从集合角度理解互斥和对立事件从集合的角度看,几个事件
14、彼此互斥,是指由各个事件所含的结果组成的集合彼此的交集为空集,事件A的对立事件所含的结果组成的集合,是全集中由事件A所含的结果组成的集合的补集创新突破11全面突破概率与其它知识的综合问题【典例】 (2013新课标全国卷)经销商经销某种农产品,在一个销售季度内,每售出1 t该产品获利润500元,未售出的产品,每1 t亏损300元根据历史资料,得到销售季度内市场需求量的频率分布直方图,如图所示经销商为下一个销售季度购进了130 t该农产品以X(单位: t,100X150)表示下一个销售季度内的市场需求量,T(单位:元)表示下一个销售季度内经销该农产品的利润(1)将T表示为X的函数;(2)根据直方图
15、估计利润T不少于57 000元的概率;(3)在直方图的需求量分组中,以各组的区间中点值代表该组的各个值,需求量落入该区间的频率作为需求量取该区间中点值的概率(例如:若需求量X100,110),则取X105,且X105的概率等于需求量落入100,110)的频率)求T的数学期望突破1:购进130 t农产品全部售出还是有剩余是解题的关键;突破2:T为X的函数是分段函数;突破3:由函数求得利润T不少于57 000元时的X的范围;突破4:根据直方图估计概率;突破5:找出所有的T的取值,列出分布列,求出数学期望解(1)当X100,130)时,T500X300(130X)800X39 000.当X130,1
16、50时,T50013065 000.所以T(2)由(1)知利润T不少于57 000元当且仅当120X150.由直方图知需求量X120,150的频率为0.7,所以下一个销售季度内的利润T不少于57 000元的概率的估计值为0.7.(3)依题意可得T的分布列为T45 00053 00061 00065 000P0.10.20.30.4所以E(T)45 0000.153 0000.261 0000.365 0000.459 400.反思感悟 (1)本题是一道分段函数、频率直方图、随机事件概率的综合问题,解本题的关键所在是“购进了130 t该农产品”是否全部售出考查了考生的逻辑思维能力、数据处理能力(
17、2)在频率分布直方图中,纵轴上的数据表示“频率组距”,不能与“频率”混淆(3)可以用频率来估计概率的值【自主体验】(2013四川卷)某算法的程序框图如图所示,其中输入的变量x在1,2,3,24这24个整数中等可能随机产生(1)分别求出按程序框图正确编程运行时输出y的值为i的概率Pi(i1,2,3);(2)甲、乙两同学依据自己对程序框图的理解,各自编写程序重复运行n次后,统计记录了输出y的值为i(i1,2,3)的频数以下是甲、乙所作频数统计表的部分数据甲的频数统计表(部分)运行次数n输出y的值为1的频数输出y的值为2的频数输出y的值为3的频数30146102 1001 027376697乙的频数
18、统计表(部分)运行次数n输出y的值为1的频数输出y的值为2的频数输出y的值为3的频数30121172 1001 051696353当n2 100时,根据表中的数据,分别写出甲、乙所编程序各自输出y的值为i(i1,2,3)的频率(用分数表示),并判断两位同学中哪一位所编程序符合算法要求的可能性较大(3)将按程序框图正确编写的程序运行3次,求输出y的值为2的次数X的分布列及数学期望解(1)变量x是在1,2,3,24这24个整数中随机产生的一个数,共有24种可能当x从1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23这12个数中产生时,输出y的值为1,故P1;当x从2,4,8,10,14,
19、16,20,22这8个数中产生时,输出y的值为2,故P2;当x从6,12,18,24这4个数中产生时,输出y的值为3,故P3.所以,输出y的值为1的概率为,输出y的值为2的概率为,输出y的值为3的概率为.(2)当n2 100时,甲、乙所编程序各自输出y的值为i(i1,2,3)的频率如下:输出y的值为1的频率输出y的值为2的频率输出y的值为3的频率甲乙比较频率趋势与概率,可得乙同学所编程序符合算法要求的可能性较大(3)随机变量X可能的取值为0,1,2,3.P(X0)C03,P(X1)C12,P(X2)C21,P(X3)C30.故X的分布列为X0123P所以E(X)01231.即X的数学期望为1.
20、对应学生用书P365基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1若在同等条件下进行n次重复试验得到某个事件A发生的频率f(n),则随着n的逐渐增加,有()Af(n)与某个常数相等Bf(n)与某个常数的差逐渐减小Cf(n)与某个常数差的绝对值逐渐减小Df(n)在某个常数附近摆动并趋于稳定解析随着n的增大,频率f(n)会在概率附近摆动并趋于稳定,这也是频率与概率的关系答案D2从装有5个红球和3个白球的口袋内任取3个球,那么互斥而不对立的事件是()A至少有一个红球与都是红球B至少有一个红球与都是白球C至少有一个红球与至少有一个白球D恰有一个红球与恰有二个红球解析对于A中的两个事件不互斥,对于B中两
21、个事件互斥且对立,对于C中两个事件不互斥,对于D中的两个互斥而不对立答案D3从某班学生中任意找出一人,如果该同学的身高小于160 cm的概率为0.2,该同学的身高在160,175(单位:cm)内的概率为0.5,那么该同学的身高超过175 cm的概率为()A0.2 B0.3 C0.7 D0.8解析由题意知该同学的身高超过175 cm的概率为10.20.50.3,故选B.答案B4(2014沈阳模拟)从装有3个红球、2个白球的袋中任取3个球,则所取的3个球中至少有1个白球的概率是()A. B. C. D.解析从装有3个红球、2个白球的袋中任取3个球通过列举知共有10个基本事件;所取的3个球中至少有1
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