社会统计学习题集--二项分布与正态分布.
高考数学一轮复习题——第7节 二项分布与正态分布

第7节二项分布与正态分布【选题明细表】知识点、方法题号条件概率4,7,8相互独立事件的概率6,12,13独立重复试验与二项分布1,2,3,5,9,10,14正态分布2,11基础对点练(建议用时:25分钟)1.设随机变量X~B(6,),则P(X=3)等于( A )(A)(B)(C)(D)解析:因为X~B(6,),所以P(X=3)=()3(1-)3=.故选A. 2.(2018·四川遂宁一诊)已知随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),若P(ξ<2)=P(ξ>6)=0.15,则P(2≤ξ<4)等于( B )(A)0.3 (B)0.35 (C)0.5 (D)0.7解析:由题意可得P(2≤ξ<4)==0.35,故选B.3.(2018·福建厦门二模)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( D ) (A)(B)(C) (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P1=,所以3次中恰有2次抽到黄球的概率是P= ()2(1-)=.故选D.4.(2018·河北唐山二模)甲、乙等4人参加4×100米接力赛,在甲不跑第一棒的条件下,乙不跑第二棒的概率是( D )(A)(B)(C)(D)解析:甲不跑第一棒共有·=18种情况,甲不跑第一棒且乙不跑第二棒共有两类:(1)乙跑第一棒,共有=6种情况;(2)乙不跑第一棒,共有··=8种情况,所以甲不跑第一棒的条件下,乙不跑第二棒的概率为=.故选D.5.(2018·潍坊市期末)某篮球队对队员进行考核,规则是:①每人进行3个轮次的投篮;②每个轮次每人投篮2次,若至少投中1次,则本轮通过,否则不通过.已知队员甲投篮1次投中的概率为,如果甲各次投篮投中与否互不影响,那么甲3个轮次通过的次数X的期望是( B )(A)3 (B)(C)2 (D)解析:每个轮次甲不能通过的概率为×=,通过的概率为1-=,因为甲3个轮次通过的次数X服从二项分布B(3,),所以X的数学期望为3×=.故选B.6.(2018·山东省、河北省部分重点中学二次质检)春节期间,某旅游景区推出掷圆圈套玩具鹅的游戏,吸引了一大批的游客参加,规则是:每人花10元拿到5个圆圈,在离最近的玩具鹅的2米处掷圆圈5次,只要圆圈连续套住同一只鹅颈3次,就可以获得套住的那只玩具鹅.假设某游客每次掷圆圈套住鹅颈的概率为,且每次掷圆圈的结果互不影响,则该游客获得一只玩具鹅的概率为( D )(A) (B) (C) (D)解析:设“第i次套住鹅颈”为事件A i(i=1,2,3,4,5),则表示“第i 次未套住鹅颈”,依题意可得该游客能获得一只玩具鹅的3种情形: A1A2A3,A2A3A4,A3A4A5,而P(A1A2A3)=()3=,P(A2A3A4)=()3×=,P(A3A4A5)=()3×()2=,故该游客获得一只玩具鹅的概率为++=,故选D.7.(2017·上海闵行二模)某学生在上学的路上要经过2个路口,假设在各路口是否遇到红灯是相互独立的,遇到红灯的概率都是,则这名学生在上学路上到第二个路口时首次遇到红灯的概率是.解析:设“这名学生在上学路上到第二个路口首次遇到红灯”为事件A,则所求概率为P(A)=×=.答案:8.高三毕业时,甲、乙、丙等五位同学站成一排合影留念,已知甲、乙二人相邻,则甲、丙相邻的概率是.解析:设“甲、乙二人相邻”为事件A,“甲、丙二人相邻”为事件B,则所求概率为P(B|A),由于P(B|A)=,而P(A)==,AB是表示事件“甲与乙、丙都相邻”,故P(AB)==,于是P(B|A)==.答案:9.(2018·广东六校联考)一台仪器每启动一次都随机地出现一个5位的二进制数A=a1a2a3a4a5,其中A的各位数字中,a1=1, a k(k=2,3,4,5)出现0的概率为,出现1的概率为.若启动一次出现的数字为A=10101则称这次试验成功,若成功一次得2分,失败一次得-1分,则100次重复试验的总得分X的方差为.解析:启动一次出现数字为A=10 101的概率P=()2×()2=,由题意知随机变量η符合二项分布,根据成功概率和实验的次数的值,有η~B(100,).所以η的方差为D(η)=100××=.总得分X=2η-1×(100-η)=3η-100,所以D(X)=D(3η-100)=9D(η)=.答案:能力提升练(建议用时:25分钟)10.(2018·全国Ⅲ卷)某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p,各成员的支付方式相互独立,设X为该群体的10位成员中使用移动支付的人数,DX=2.4,P(X=4)<P(X=6),则p等于( B )(A)0.7 (B)0.6 (C)0.4 (D)0.3解析:由题意可知,10位成员中使用移动支付的人数X服从二项分布,即X~B(10,p),所以D(X)=10p(1-p)=2.4,所以p=0.4或0.6.又因为P(X=4)<P(X=6),所以p4(1-p)6<p6(1-p)4,所以p>0.5,所以p=0.6.故选B.11.(2018·合肥市质检)已知某公司生产的一种产品的质量X(单位:克)服从正态分布N(100,4).现从该产品的生产线上随机抽取10 000件产品,其中质量在[98,104]内的产品估计有( D )附:若X服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<X<μ+σ)≈0.682 7, P(μ-2σ<X<μ+2σ)≈0.954 5.(A)3 413件(B)4 772件(C)6 826件(D)8 186件解析:由题意知μ=100,σ=2,则P(98<X<104)=[P(μ-σ<X<μ+σ)+ P(μ-2σ<X<μ+2σ)]≈0.818 6,所以质量在[98,104]内的产品估计有10 000×0.818 6=8 186件.故选D.12.1号箱中有2个白球和4个红球,2号箱中有5个白球和3个红球,现随机地从1号箱中取出一球放入2号箱,然后从2号箱中随机取出一球,则从2号箱取出红球的概率是( A )(A)(B)(C)(D)解析:法一记事件A:然后从2号箱中取出的是红球;事件B:从1号箱中取出的是红球,则根据古典概型和对立事件的概率和为1,可知, P(B)==,P()=1-=;由条件概率公式知P(A|B)==,P(A|)==.从而P(A)=P(AB)+P(A)=P(A|B)·P(B)+P(A|)·P()=.故选A.法二根据题意,分两种情况讨论:①从1号箱中取出白球,其概率为=,此时2号箱中有6个白球和3个红球,从2号箱中取出红球的概率为,则此种情况下的概率为×=.②从1号箱中取出红球,其概率为=.此时2号箱中有5个白球和4个红球,从2号箱取出红球的概率为,则这种情况下的概率为×=.则从2号箱取出红球的概率是+=.故选A.13.将一个半径适当的小球放入如图所示的容器最上方的入口处,小球将自由下落.小球在下落的过程中,将3次遇到黑色障碍物,最后落入A袋或B袋中.已知小球每次遇到黑色障碍物时,向左、右两边下落的概率都是,则小球落入A袋中的概率为.解析:记“小球落入A袋中”为事件A,“小球落入B袋中”为事件B,则事件A的对立事件为B,若小球落入B袋中,则小球必须一直向左落下或一直向右落下,故P(B)=()3+()3=,从而P(A)=1-P(B)=1-=.答案:14.(2018·惠州市二次调研)某学校为了丰富学生的课余生活,以班级为单位组织学生开展古诗词背诵比赛,随机抽取一首,背诵正确加10分,背诵错误减10分,且背诵结果只有“正确”和“错误”两种.其中某班级学生背诵正确的概率p=,记该班级完成n首背诵后的总得分为S n.(1)求S6=20且S i≥0(i=1,2,3)的概率;(2)记ξ=|S5|,求ξ的分布列及数学期望.解:(1)当S6=20时,即背诵6首后,正确的有4首,错误的有2首.由S i ≥0(i=1,2,3)可知,若第一首和第二首背诵正确,则其余4首可任意背诵正确2首;若第一首背诵正确,第二首背诵错误,第三首背诵正确,则其余3首可任意背诵正确2首.则所求的概率P=()2×()2×()2+×××()2×=.(2)由题意知ξ=|S5|的所有可能的取值为10,30,50,又p=,所以P(ξ=10)=()3×()2+()2×()3=,P(ξ=30)=()4×()1+()1×()4=,P(ξ=50)=()5×()0+()0×()5=,所以ξ的分布列为ξ10 30 50P所以E(ξ)=10×+30×+50×=.好题天天练(建议用时:10分钟)(2018·天星教育大联考)某手机游戏研发公司为进行产品改进,对游戏用户每天在线的时间进行调查,随机抽取50名用户对其每天在线的时间进行了调查统计,并绘制了如图所示的频率分布直方图,其中每天的在线时间4 h以上(包括4 h)的用户被称为“资深玩家”,根据频率分布直方图回答下列问题:(1)从所调查的“资深玩家”中任取3人再进行每天连续在线时间的调查,求抽取的3人中至少有2人的在线时间在[5,6]内的概率; (2)为响应社会要求,公司拟对“资深玩家”进行防沉迷限时,使其每天的在线时间小于4 h,而公司每天对一个玩家限时0.5 h就会损失1元,在频率分布直方图中以各组区间的中点值代表该组的数据,以游戏用户在线时间的频率作为在线时间的概率,现从所有“资深玩家”中任取3人进行一天的限时试验,记该公司因限时试验损失的钱数为X,求X的分布列和数学期望.解:(1)由题易知a=1-0.10-0.20-0.30-0.20-0.08=0.12,所以50名用户中,在线时间在[4,5)内的人数为0.12×50=6,在线时间在[5,6]内的人数为0.08×50=4,所以在所调查的50人中有10人是“资深玩家”. 从“资深玩家”中任取3人共有=120种情况,其中抽取的3人中至少有2人的在线时间在[5,6]内的共有+=40种情况,记在所调查的“资深玩家”中任取3人,至少有2人的在线时间在[5,6]内为事件A,则P(A)==.(2)“资深玩家”中每天的在线时间在[4,5)内的概率P1==,公司限时一天损失×1=1(元);“资深玩家”中每天的在线时间在[5,6]内的概率P2==,公司限时一天损失×1=3(元).所以从“资深玩家”中任取3人进行一天的限时试验,X的所有可能取值为3,5,7,9,则P(X=3)=()3=,P(X=5)=()2×=,P(X=7)=××()2=,P(X=9)=()3=.X的分布列是X 3 5 7 9P所以X的数学期望E(X)=3×+5×+7×+9×=.。
二项分布与正态分布 练习题

二项分布与正态分布1.用电脑每次可以自动生成一个(0,1)内的实数,且每次生成每个实数都是等可能的,若用该电脑连续生成3个实数,则这3个实数都大于13的概率为( )A.127 B.23 C.827D.49解析:选C 由题意可得,用该电脑生成1个实数,且这个实数大于13的概率为P =1-13=23,则用该电脑连续生成3个实数,这3个实数都大于13的概率为⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827.故选C.2.(2019·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23和34,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( )A.34B.23C.57D.512解析:选D 根据题意,恰有一人获得一等奖就是甲获得乙没有获得或甲没有获得乙获得,则所求概率是23×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34+34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=512,故选D.3.(2018·厦门二模)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.25B.35C.18125D.54125解析:选D 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为35,∴3次中恰有2次抽到黄球的概率是P =C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫352⎝ ⎛⎭⎪⎫1-35=54125. 4.(2018·唐山二模)甲、乙等4人参加4×100米接力赛,在甲不跑第一棒的条件下,乙不跑第二棒的概率是( )A.29B.49C.23D.79解析:选D 甲不跑第一棒共有A 13·A 33=18种情况,甲不跑第一棒且乙不跑第二棒共有两类:(1)乙跑第一棒,共有A 33=6种情况;(2)乙不跑第一棒,共有A 12·A 12·A 22=8种情况,∴甲不跑第一棒的条件下,乙不跑第二棒的概率为6+818=79.故选D.5.(2019·福建四校联考)某校在高三第一次模拟考试中约有1 000人参加考试,其数学考试成绩X 近似服从正态分布N (100,a 2)(a >0),试卷满分150分,统计结果显示数学考试成绩不及格(低于90分)的人数占总人数的110,则此次数学考试成绩在100分到110分之间的人数约为( )A .400B .500C .600D .800解析:选A 由题意得,P (X ≤90)=P (X ≥110)=110,所以P (90≤X ≤110)=1-2×110=45,所以P (100≤X ≤110)=25,所以此次数学考试成绩在100分到110分之间的人数约为 1 000×25=400.故选A.6.(2018·河北“五个一名校联盟”二模)某个电路开关闭合后会出现红灯或绿灯闪烁,已知开关第一次闭合后出现红灯的概率为12,两次闭合后都出现红灯的概率为15,则在第一次闭合后出现红灯的条件下第二次闭合后出现红灯的概率为( )A.110B.15C.25D.12解析:选C 设“开关第一次闭合后出现红灯”为事件A ,“第二次闭合后出现红灯”为事件B ,则由题意可得P (A )=12,P (AB )=15,则在第一次闭合后出现红灯的条件下第二次闭合出现红灯的概率是P (B |A )=P ABP A =1512=25.故选C.7.(2019·淄博一模)设每天从甲地去乙地的旅客人数为随机变量X ,且X ~N (800,502),则一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为( )(参考数据:若X~N(μ,σ2),有P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 6,P(μ-2σ<X≤μ+2σ)=0.954 4,P(μ-3σ<X≤μ+3σ)=0.997 4 )A.0.977 2 B.0.682 6C.0.997 4 D.0.954 4解析:选 A ∵X~N(800,502),∴P(700≤X≤900)=0.954 4,∴P(X>900)=1-0.954 42=0.022 8,∴P(X≤900)=1-0.022 8=0.977 2.故选A.8.(2019·茂名一模)设X~N(1,1),其正态分布密度曲线如图所示,那么向正方形ABCD中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分的点的个数的估计值是( )(注:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ<X<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<X<μ+2σ)=95.44%)A.7 539 B.6 038C.7 028 D.6 587解析:选D ∵X~N(1,1),∴μ=1,σ=1.∵P(μ-σ<X<μ+σ)=68.26%,∴P(0<X<2)=68.26%,则P(1<X<2)=34.13%,∴阴影部分的面积为1-0.341 3=0.658 7.∴向正方形ABCD中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分的点的个数的估计值是10 000×0.658 7=6 587.故选D.9.(2019·珠海一模)夏秋两季,生活在长江口外浅海域的中华鱼回游到长江,历经三千多公里的溯流博击,回到金沙江一带产卵繁殖,产后待幼鱼长大到15厘米左右,又携带它们旅居外海.一个环保组织曾在金沙江中放生一批中华鱼鱼苗,该批鱼苗中的雌性个体能长成熟的概率为0.15,雌性个体长成熟又能成功溯流产卵繁殖的概率为0.05,若该批鱼苗中的一个雌性个体在长江口外浅海域已长成熟,则其能成功溯流产卵繁殖的概率为( )A.0.05 B.0.007 5C.13D.16解析:选C 设事件A为鱼苗中的一个雌性个体在长江口外浅海域长成熟,事件B 为该雌性个体成功溯流产卵繁殖,由题意可知P(A)=0.15,P(AB)=0.05,∴P(B|A)=P AB P A =0.050.15=13.故选C.10.(2019·江西名校联考)在如图所示的正方形中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分(曲线C 为正态分布N (-1,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为( )附:若X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X <μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X <μ+2σ)=0.954 4.A .1 193B .1 359C .2 718D .3 413解析:选B 对于正态分布N (-1,1),可知μ=-1,σ=1,正态曲线关于直线x =-1对称,故题图中阴影部分的面积为12×[P (-3<X <1)-P (-2<X <0)]=12×[P (μ-2σ<X <μ+2σ)-P (μ-σ<X <μ+σ)]=12×(0.954 4-0.682 6)=0.135 9,所以点落入题图中阴影部分的概率P =0.135 91=0.135 9,投入10 000个点,落入阴影部分的个数约为10 000×0.135 9=1 359.故选B.11.(2019·南昌模拟)口袋中装有大小形状相同的红球2个,白球3个,黄球1个,甲从中不放回地逐一取球,已知第一次取得红球,则第二次取得白球的概率为________.解析:口袋中装有大小形状相同的红球2个,白球3个,黄球1个,甲从中不放回地逐一取球,设事件A 表示“第一次取得红球”,事件B 表示“第二次取得白球”,则P (A )=26=13,P (AB )=26×35=15,∴第一次取得红球后,第二次取得白球的概率为P (B |A )=P ABP A =1513=35. 答案:3512.(2019·郑州一中月考)科目二,又称小路考,是机动车驾驶证考核的一部分,是场地驾驶技能考试科目的简称.假设甲通过科目二的概率均为34,且每次考试相互独立,则甲第3次考试才通过科目二的概率为________.解析:甲第3次考试才通过科目二,则前2次都未通过,第3次通过,故所求概率为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-342×34=364. 答案:36413.(2019·合肥名校联考)已知随机变量X ~N (1,σ2),若P (X >0)=0.8,则P (X ≥2)=________.解析:随机变量X 服从正态分布N (1,σ2),∴正态曲线关于x =1对称,∴P (X ≥2)=P (X ≤0)=1-P (X >0)=0.2.答案:0.214.三支球队中,甲队胜乙队的概率为0.4,乙队胜丙队的概率为0.5,丙队胜甲队的概率为0.6,比赛顺序是:第一局是甲队对乙队,第二局是第一局的胜者对丙队,第三局是第二局的胜者对第一局的败者,第四局是第三局的胜者对第二局的败者,则乙队连胜四局的概率为________.解析:设乙队连胜四局为事件A ,有下列情况:第一局中乙胜甲(A 1),其概率为1-0.4=0.6;第二局中乙胜丙(A 2),其概率为0.5;第三局中乙胜甲(A 3),其概率为0.6;第四局中乙胜丙(A 4),其概率为0.5,因各局比赛中的事件相互独立,故乙队连胜四局的概率为:P (A )=P (A 1A 2A 3A 4)=0.62×0.52=0.09.答案:0.0915.九节虾的真身是虎斑虾,虾身上有一深一浅的横向纹路,煮熟后有明显的九节白色花纹,肉味鲜美.某酒店购进一批九节虾,并随机抽取了40只统计质量,得到的结果如下表所示:(1)若购进这批九节虾35 000 g ,且同一组数据用该组区间的中点值代表,试估计这批九节虾的数量(所得结果保留整数);(2)以频率估计概率,若在本次购买的九节虾中随机挑选4只,记质量在[5,25)间的九节虾的数量为X ,求X 的分布列.解:(1)由表中数据可以估计每只九节虾的质量为140×(4×10+12×20+11×30+8×40+5×50)=29.5(g),因为35 000÷29.5≈1 186(只),所以这批九节虾的数量约为1 186只.(2)由表中数据知,任意挑选1只九节虾,质量在[5,25)间的概率p =4+1240=25,X的所有可能取值为0,1,2,3,4,则P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫354=81625,P (X =1)=C 14×25×⎝ ⎛⎭⎪⎫353=216625, P (X =2)=C 24×⎝ ⎛⎭⎪⎫252×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=216625, P (X =3)=C 34×⎝ ⎛⎭⎪⎫253×35=96625,P (X =4)=⎝ ⎛⎭⎪⎫254=16625.所以X 的分布列为16.(2019·惠州模拟)某学校为了丰富学生的课余生活,以班级为单位组织学生开展古诗词背诵比赛,随机抽取一首,背诵正确加10分,背诵错误减10分,且背诵结果只有“正确”和“错误”两种.其中某班级学生背诵正确的概率p =23,记该班级完成n首背诵后的总得分为S n .(1)求S 6=20且S i ≥0(i =1,2,3)的概率; (2)记ξ=|S 5|,求ξ的分布列及数学期望.解:(1)当S 6=20时,即背诵6首后,正确的有4首,错误的有2首.由S i ≥0(i =1,2,3)可知,若第一首和第二首背诵正确,则其余4首可任意背诵正确2首;若第一首背诵正确,第二首背诵错误,第三首背诵正确,则其余3首可任意背诵正确2首.则所求的概率P =⎝ ⎛⎭⎪⎫232×C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫132+23×13×23×C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13=1681. (2)由题意知ξ=|S 5|的所有可能的取值为10,30,50,又p =23,∴P (ξ=10)=C 35⎝ ⎛⎭⎪⎫233×⎝ ⎛⎭⎪⎫132+C 25⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫133=4081,P (ξ=30)=C 45⎝ ⎛⎭⎪⎫234×⎝ ⎛⎭⎪⎫131+C 15⎝ ⎛⎭⎪⎫231×⎝ ⎛⎭⎪⎫134=3081, P (ξ=50)=C 55⎝ ⎛⎭⎪⎫235×⎝ ⎛⎭⎪⎫130+C 05⎝ ⎛⎭⎪⎫230×⎝ ⎛⎭⎪⎫135=1181, ∴ξ的分布列为ξ 10 30 50 P408130811181∴E (ξ)=10×4081+30×3081+50×1181=1 85081.17.(2018·濮阳二模)近年来“双十一”已成为中国电子商务行业的年度盛事,并且逐渐影响到国际电子商务行业.某商家为了准备2018年“双十一”的广告策略,随机调查了1 000名客户在2017年“双十一”前后10天内网购所花时间T (单位:时),并将调查结果绘制成如图所示的频率分布直方图.由频率分布直方图可以认为,这10天网购所花的时间T 近似服从N (μ,σ2),其中μ用样本平均值代替,σ2=0.24.(1)计算μ,并利用该正态分布求P (1.51<T <2.49).(2)利用由样本统计获得的正态分布估计整体,将这10天网购所花时间在(2,2.98)小时内的人定义为目标客户,对目标客户发送广告提醒.现若随机抽取10 000名客户,记X 为这10 000人中目标客户的人数.(ⅰ)求EX ;(ⅱ)问:10 000人中目标客户的人数X 为何值的概率最大? 附:若随机变量Z 服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-σ<Z <μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<Z <μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<Z <μ+3σ)=0.997 4.0.24≈0.49.解:(1)μ=0.4×(0.050×0.8+0.225×1.2+0.550×1.6+0.825×2.0+0.600×2.4+0.200×2.8+0.050×3.2)=2,从而T 服从N (2,0.24), 又σ=0.24≈0.49,从而P (1.51<T <2.49)=P (μ-σ<T <μ+σ)=0.682 6. (2)(ⅰ)任意抽取1名客户,该客户是目标客户的概率为P (2<T <2.98)=P (μ<T <μ+2σ) =12P (μ-2σ<T <μ+2σ)=12×0.954 4=0.477 2. 由题意知X 服从B (10 000,0.477 2), 所以EX =10 000×0.477 2=4 772. (ⅱ)X 服从B (10 000,0.477 2),P (X =k )=C k 10 0000.477 2k (1-0.477 2)10 000-k = C k 10 0000.477 2k ·0.522 810 000-k (k =0,1,2,…,10 000). 设当X =k (k ≥1,k ∈N)时概率最大,则有⎩⎨⎧P X =k >P X =k +1,P X =k >P X =k -1,得⎩⎨⎧0.522 8C k10 000>0.477 2C k +110 000,0.477 2C k 10 000>0.522 8C k -110 000,解得k =4 772.故10 000人中目标客户的人数为4 772的概率最大.。
二项分布、超几何分布、正态分布总结归纳与练习

二项分布?还是超几何分布二项分布与超几何分布是两个非常重要的、应用广泛的概率模型,实际中的许多问题都可以利用这两个概率模型来解决.在实际应用中,理解并区分两个概率模型是至关重要的.下面举例进行对比辨析.例 1 袋中有 8 个白球、 2 个黑球,从中随机地连续抽取 3 次,每次取 1 个球.求:( 1)有放回抽样时,取到黑球的个数X的分布列;( 2)不放回抽样时,取到黑球的个数Y的分布列.解:( 1)有放回抽样时,取到的黑球数X可能的取值为0,1, 2, 3.又由于每次取到黑球的概率均为1, 3 次取球可以看成 3 次独立重复试验,则1,.550312∴ P(X 0) C301464 ;P(X 1)C311448 ;551255512521P(X 3) C33130P(X 2) C321412 ;4 1 .5512555125因此, X 的分布列为X0123P6448121 125125125125(2)不放回抽样时,取到的黑球数Y可能的取值为0, 1,2,且有:P(Y 0)C20C837;P(Y1)C21C827;P(Y2)C22C81 1 .C10315C10315C10315因此, Y 的分布列为Y012771P151515例 2 某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上的40 件产品作为样本称出它们的重量(单位:克),重量的分组区间为(490,495] , (495,500] ,,, ,(510,515] ,由此得到样本的频率分布直方图,如图4( 1)根据频率分布直方图,求重量超过505 克的产品数量 ,( 2)在上述抽取的40 件产品中任取 2 件,设 Y 为重量超过505 克的产品数量,求Y 的分布列;( 3)从该流水线上任取 5 件产品,求恰有 2 件产品的重量超过505克的概率。
17.解 : (1)重量超过 505克的产品数量是 :40 (0.055+0.01 5)=40 0.3=12.(2)Y 的分布列为 :Y 0 1 2PC 282 C 281 C 121C 122C 402C 402C 402(3)设所取的 5件产品中 , 重量超过 505克的产品件数为随机变量 Y, 则Y B(5, 3),102 3 2 7 33087 从而 P(Y=2)=C 5( 10 )( 10 ) =10000 .即恰有 2件产品的重量超过 505克的概率为3087.10000超几何分布与二项分布特点(A) 判断一个随机变量是否服从超几何分布 , 关键是要看随机变量是否满足超几何分布的特征 :一个总体 ( 共有 N 个) 内含有两种不同的事物 A(M 个) 、 B(N M 个) , 任取 n 个 , 其中恰有 X 个A . 符合该条件的即可断定是超几何分布C M k C N nk M, 按照超几何分布的分布列 P( X k)C N n( k 0,1,2, , m )进行处理就可以了 . (B) 二项分布必须同时满足以下两个条件: ①在一次试验中试验结果只有A 与 A 这两个 , 且事件 A 发生的概率为 p , 事件 A 发生的概率为 1 p ;②试验可以独立重复地进行 , 即每次重复做一次试验 , 事件 A 发生的概率都是同一常数 p , 事件 A 发生的概率为 1 p .辨析:通过 2 个例可以看出:有放回抽样时,每次抽取时的总体没有改变,因而每次抽到某物的概率都是相同的,可以看成是独立重复试验,此种抽样是二项分布模型.而不放回抽样时,取出一个则总体中就少一个,因此每次取到某物的概率是不同的,此种抽样为超几何分布模型.因此,二项分布模型和超几何分布模型最主要的区别在于是有放回抽样还是不放回抽样.所以,在解有关二项分布和超几何分布问题时,仔细阅读、辨析题目条件是非常重要的.例 1 与例 2 中的 EX=EY=0.6 注意▲ 超几何分布和二项分布都是离散型分布超几何分布和二项分布的判断方法( 1)超几何分布需要知道总体的容量,而二项分布不需要; ( 2)超几何分布是不放回抽取,而二项分布是放回抽取(独立重复)( 3)当总体的容量非常大时,超几何分布近似于二项分布。
二项分布与正态分布了解二项分布与正态分布的性质与应用

二项分布与正态分布了解二项分布与正态分布的性质与应用二项分布与正态分布二项分布和正态分布是概率统计学中两个重要的分布形式。
二项分布适用于独立重复试验,每次试验只有两种可能的结果,成功或失败;而正态分布则是一种连续性的概率分布,常用于描述一组数据的分布情况。
本文将介绍二项分布和正态分布的性质与应用。
一、二项分布二项分布,又称为伯努利分布,是最基本的离散型概率分布之一。
它描述了在一系列相互独立的、同类的随机试验中,成功的次数的概率分布。
一次伯努利试验中,只有两个可能的结果,例如抛硬币的正反面。
二项分布的概率质量函数如下:P(X=k) = C(n,k) * p^k * (1-p)^(n-k)其中,X表示成功的次数,n表示试验的总次数,p表示每次试验成功的概率,C(n,k)表示从n次试验中选取k次成功的组合数。
从公式中可以看出,二项分布的参数为n和p。
二项分布的性质:1.期望和方差:二项分布的期望为E(X) = np,方差为Var(X) = np(1-p)。
2.形状特点:二项分布的形状呈现对称性,随着试验次数n的增加,其形状逐渐接近正态分布。
二项分布的应用:1.质量控制:在质量控制中,可以使用二项分布来描述合格品和不合格品的比例,判断产品是否符合生产标准。
2.市场调查:通过市场调查统计来预测某个事件的发生概率,例如选举候选人的支持率。
3.投资决策:根据二项分布的特点,可以计算在不同投资情况下的预期收益和风险。
二、正态分布正态分布,也称为高斯分布,是一种连续型的概率分布。
在自然界和社会科学中,许多现象都可以被正态分布描述,例如身高、体重等。
正态分布的概率密度函数如下:f(x) = 1/(σ*sqrt(2π)) * exp(-(x-μ)^2/(2σ^2))其中,x表示连续随机变量的取值,μ表示均值,σ表示标准差。
正态分布的参数为μ和σ。
正态分布的性质:1.对称性:正态分布是对称分布,其均值和中位数重合。
2.标准正态分布:当μ=0、σ=1时,得到标准正态分布。
二项分布与正态分布

二项分布与正态分布二项分布(Binomial Distribution)和正态分布(Normal Distribution)是统计学中常用的两种分布类型,它们在描述概率和随机变量的分布特征上有着重要的应用。
一、二项分布二项分布是一种离散概率分布,适用于两个互斥事件(成功和失败)发生的多次独立重复实验。
每个实验的结果只有两种可能性,并且各试验之间的概率不会发生变化。
该分布以两个参数来描述:n(实验次数)和p(事件成功的概率)。
二项分布的概率质量函数为P(X=k) = C(n, k) * p^k * (1-p)^(n-k),其中X为成功事件发生的次数,k为取值范围,C(n, k)表示组合数。
例如,某外卖平台的数据显示,在送达100份订单中,正好有20份遇到问题,成功率为0.2。
如果我们想要了解在送达下一个订单时会出现多少问题的概率分布,我们就可以使用二项分布来计算。
二、正态分布正态分布是一种连续概率分布,也被称为高斯分布。
在统计学中,正态分布常常用来描述一组数据中心性的表现,其图形呈钟形曲线。
正态分布由两个参数来描述:均值(μ)和标准差(σ^2)。
正态分布的概率密度函数为f(x) = 1 / (σ * √(2π)) * exp(-(x-μ)^2 /2σ^2),其中x为取值范围。
例如,在考试成绩分析中,如果我们知道某门考试的平均分是80分,标准差是10分,我们就可以使用正态分布来计算不同分数段的比例和概率。
三、二项分布与正态分布的关系当二项分布的参数n(实验次数)足够大,同时p(事件成功的概率)也足够接近0.5时,二项分布可以近似地用正态分布来描述。
根据中心极限定理(Central Limit Theorem),当样本容量足够大时,无论数据服从什么分布,其样本均值的分布均近似服从正态分布。
由于二项分布和正态分布之间的关系,我们可以利用正态分布的性质对二项分布进行近似计算。
这种近似计算可简化复杂的二项分布计算,并提高效率。
二项分布与正态分布 精讲附配套练习

第八节二项分布与正态分布[考纲传真] 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(1)定义:设A,B为两个事件,如果P(AB)=P(A)P(B),则称事件A与事件B相互独立.(2)性质:①若事件A与B相互独立,则P(B|A)=P(B),P(A|B)=P(A).②如果事件A与B相互独立,那么A与B,A与B,A与B也相互独立.3.独立重复试验与二项分布(1)独立重复试验在相同条件下重复做的n次试验称为n次独立重复试验,其中A i(i=1,2,…,n)是第i次试验结果,则P(A1A2A3…A n)=P(A1)P(A2)P(A3)…P(A n).(2)二项分布在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 k n 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,记作X~B(n,p),并称p为成功概率.4.正态分布(1)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1σ2π; 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; 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.(2)正态分布的三个常用数据 ①P (μ-σ<X ≤μ+σ)=0.682_6; ②P (μ-2σ<X ≤μ+2σ)=0.954_4; ③P (μ-3σ<X ≤μ+3σ)=0.997_4.1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若事件A ,B 相互独立,则P (B |A )=P (B ).( )(2)P (AB )表示事件A ,B 同时发生的概率,一定有P (AB )=P (A )·P (B ).( )(3)在正态分布函数φμ,σ(x )=12πσe -(x -μ)22σ2中,μ是正态分布的期望值,σ是正态分布的标准差.( )(4)二项分布是一个用公式P (X =k )=C k n p k (1-p )n -k,k =0,1,2,…,n 表示的概率分布列,它表示了n 次独立重复试验中事件A 发生的次数的概率分布.( )[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)√2.(教材改编)小王通过英语听力测试的概率是13,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是( )A.49 B.29 C.427D.227A [所求概率P =C 13·⎝ ⎛⎭⎪⎫131·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-133-1=49.]3.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.甲每次从中任取一个不放回,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.310 B.13C.38 D.29B[设“第一次拿到白球”为事件A,“第二次拿到红球”为事件B,依题意P(A)=210=15,P(AB)=2×310×9=115.故P(B|A)=P(AB)P(A)=13.]4.(2015·全国卷Ⅰ)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.已知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为()A.0.648 B.0.432C.0.36D.0.312A[3次投篮投中2次的概率为P(k=2)=C23×0.62×(1-0.6),投中3次的概率为P(k=3)=0.63,所以通过测试的概率为P(k=2)+P(k=3)=C23×0.62×(1-0.6)+0.63=0.648.故选A.]5.(2017·郑州调研)已知随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2),且P(ξ<4)=0.8,则P(0<ξ<4)=________.0.6[由P(ξ<4)=0.8,得P(ξ≥4)=0.2.又正态曲线关于x=2对称.则P(ξ≤0)=P(ξ≥4)=0.2,∴P (0<ξ<4)=1-P (ξ≤0)-P (ξ≥4)=0.6.](1)从2个数之和为偶数”,事件B :“取到的2个数均为偶数”,则P (B |A )=( )【导学号:01772416】A.18 B.14 C.25D.12(2)如图10-8-1,EFGH 是以O 为圆心,半径为1的圆的内接正方形.将一颗豆子随机地扔到该圆内,用A 表示事件“豆子落在正方形EFGH 内”,B 表示事件“豆子落在扇形OHE (阴影部分)内”,则P (B |A )=________.图10-8-1(1)B (2)14 [(1)法一:事件A 包括的基本事件:(1,3),(1,5),(3,5),(2,4),即n (A )=4,事件AB 发生的结果只有(2,4)一种情形,即n (AB )=1. 故由古典概型概率P (B |A )=n (AB )n (A )=14.法二:P (A )=C 23+C 22C 25=410,P (AB )=C 22C 25=110.由条件概率计算公式,得P (B |A )=P (AB )P (A )=110410=14.(2)由题意可得,事件A 发生的概率 P (A )=S 正方形EFGH S 圆O=2×2π×12=2π.事件AB 表示“豆子落在△EOH 内”, 则P (AB )=S △EOH S 圆O =12×12π×12=12π.故P (B |A )=P AB P A =12π2π=14.][规律方法] 条件概率的求法(1)定义法:先求P (A )和P (AB ),再由P (B |A )=P (AB )P (A )求P (B |A ). (2)基本事件法: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 ),再求事件AB 所包含的基本事件数n (AB ),得P (B |A )=n (AB )n (A ). [变式训练1] 1号箱中有2个白球和4个红球,2号箱中有5个白球和3个红球,现随机地从1号箱中取出一球放入2号箱,然后从2号箱随机取出一球,则两次都取到红球的概率是( )A.1127B.1124C.827D.924C [设从1号箱取到红球为事件A ,从2号箱取到红球为事件B . 由题意,P (A )=42+4=23,P (B |A )=3+18+1=49,所以P (AB )=P (B |A )·P (A )=23×49=827, 所以两次都取到红球的概率为827.]功的概率分别为23和35.现安排甲组研发新产品A ,乙组研发新产品B ,设甲、乙两组的研发相互独立.(1)求至少有一种新产品研发成功的概率;(2)若新产品A 研发成功,预计企业可获利润120万元;若新产品B 研发成功,预计企业可获利润100万元.求该企业可获利润的分布列.【导学号:01772417】[解] 记E ={甲组研发新产品成功},F ={乙组研发新产品成功}.由题设知P (E )=23,P (E )=13,P (F )=35,P (F )=25,且事件E 与F ,E 与F ,E 与F ,E 与F 都相互独立.2分(1)记H ={至少有一种新产品研发成功},则H -=E -F -,于是P (H -)=P (E -)P (F -)=13×25=215.故所求的概率为P (H )=1-P (H -)=1-215=1315.5分(2)设企业可获利润为X 万元,则X 的可能取值为0,100,120,220.因为P (X =0)=P (E -F -)=13×25=215,P (X =100)=P (E -F )=13×35=15, P (X =120)=P (E F -)=23×25=415, P (X =220)=P (EF )=23×35=25.8分 故所求X 的分布列为12分[规律方法] 1.求解该类问题关键是正确分析所求事件的构成,将其转化为彼此互斥事件的和或相互独立事件的积,然后利用相关公式进行计算.2.求相互独立事件同时发生的概率的主要方法. (1)利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解.(2)正面计算较繁(如求用“至少”表达的事件的概率)或难以入手时,可从其对立事件入手计算.[变式训练2] 在一场娱乐晚会上,有5位民间歌手(1至5号)登台演唱,由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手,各位观众须彼此独立地在选票上选3名歌手,其中观众甲是1号歌手的歌迷,他必选1号,不选2号,另在3至5号中随机选2名.观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱,因此在1至5号中选3名歌手.(1)求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率;(2)X 表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,求“X ≥2”的事件概率.[解] (1)设A 表示事件“观众甲选中3号歌手”,B 表示事件“观众乙选中3号歌手”,则P (A )=C 12C 23=23,P (B )=C 24C 35=35.2分∵事件A 与B 相互独立,A 与B -相互独立,则A B -表示事件“甲选中3号歌手,且乙没选中3号歌手”.∴P (A B -)=P (A )·P (B -)=P (A )·[1-P (B )]=23×25=415.5分 (2)设C 表示事件“观众丙选中3号歌手”, 则P (C )=C 24C 35=35.7分依题意,A ,B ,C 相互独立,A -,B -,C -相互独立, 且AB C -,A B -C ,A -BC ,ABC 彼此互斥.又P (X =2)=P (AB C -)+P (A B -C )+P (A -BC )=23×35×25+23×25×35+13×35×35=3375,10分P (X =3)=P (ABC )=23×35×35=1875.∴P (X ≥2)=P (X =2)+P (X =3)=3375+1875=1725.12分乙两名球员在前10场比赛中投篮命中情况统计如下表(注:表中分数nN ,N 表示投篮次数,n 表示命中次数),假设各场比赛相互独立.(1)从上述比赛中等可能随机选择一场,求甲球员在该场比赛中投篮命中率大于0.5的概率;(2)试估计甲、乙两名运动员在下一场比赛中恰有一人命中率超过0.5的概率;(3)在接下来的3场比赛中,用X 表示这3场比赛中乙球员命中率超过0.5的场次,试写出X 的分布列,并求X 的数学期望.【导学号:01772418】[解] (1)根据投篮统计数据,在10场比赛中,甲球员投篮命中率超过0.5的场次有5场,分别是4,5,6,7,10,所以在随机选择的一场比赛中,甲球员的投篮命中率超过0.5的概率是12.4分(2)在10场比赛中,乙球员投篮命中率超过0.5的场次有4场,分别是3,6,8,10,所以在随机选择的一场比赛中,乙球员的投篮命中率超过0.5的概率是25.6分设在一场比赛中,甲、乙两名运动员恰有一人命中率超过0.5为事件A ,甲队员命中率超过0.5且乙队员命中率不超过0.5为事件B 1,乙队员命中率超过0.5且甲队员命中率不超过0.5为事件B 2,则P (A )=P (B 1)+P (B 2)=12×35+12×25=12.8分 (3)X 的可能取值为0,1,2,3,依题意X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,25. P (X =0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫250⎝ ⎛⎭⎪⎫353=27125;P (X =1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫251⎝ ⎛⎭⎪⎫352=54125; P (X =2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫252⎝ ⎛⎭⎪⎫351=36125;P (X =3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫253=8125,10分 X 的分布列如下表:E (X )=np =3×25=65.12分[规律方法] 1.求复杂事件的概率,要正确分析复杂事件的构成,看复杂事件能转化为几个彼此互斥的事件的和事件,还是能转化为几个相互独立事件同时发生的积事件,然后用概率公式求解.2.(1)注意辨别独立重复试验的基本特征:①在每次试验中,试验结果只有发生与不发生两种情况;②在每次试验中,事件发生的概率相同.(2)牢记公式P n (k )=C k n p k (1-p )n -k,k =0,1,2,…,n ,并深刻理解其含义. [变式训练3] 某架飞机载有5位空降兵依次空降到A ,B ,C 三个地点,每位空降兵都要空降到A ,B ,C 中的任意一个地点,且空降到每一个地点的概率都是13,用ξ表示地点C 空降人数,求:(1)地点A 空降1人,地点B ,C 各空降2人的概率; (2)随机变量ξ的分布列与数学期望.[解] (1)设“地点A 空降1人,地点B ,C 各空降2人”为事件M ,易知基本事件的总数n =35=243个,事件M 发生包含的基本事件M =C 15C 24=30个.故所求事件M 的概率P (M )=m n =30243=1081.5分(2)依题意,5位空降兵空降到地点C 相当于5次独立重复试验. ∴ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5,13,且ξ的取值可能为0,1,2,3,4,5.则P (ξ=k )=C k 5⎝ ⎛⎭⎪⎫13k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-135-k .∴P (ξ=0)=C 05⎝ ⎛⎭⎪⎫130⎝⎛⎭⎪⎫1-135=32243,P (ξ=1)=C 15⎝ ⎛⎭⎪⎫13⎝ ⎛⎭⎪⎫1-134=80243,P (ξ=2)=C 25⎝ ⎛⎭⎪⎫132⎝ ⎛⎭⎪⎫233=80243,P (ξ=3)=C 35⎝ ⎛⎭⎪⎫133⎝ ⎛⎭⎪⎫232=40243,P (ξ=4)=C 45⎝ ⎛⎭⎪⎫134⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13=10243,P (ξ=5)=C 55⎝ ⎛⎭⎪⎫135=1243.10分 ∴随机变量ξ的分布列为:根据二项分布得数学期望E (ξ)=5×13=53.12分(2015·山东高考)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(参考数据:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P (μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%,P (μ-3σ<ξ<μ+3σ=99.74%.)A .4.56% B.13.59% C .27.18%D.31.74%B [由正态分布的概率公式知P (-3<ξ<3)=0.682 6,P (-6<ξ<6)=0.954 4,故P (3<ξ<6)=P (-6<ξ<6)-P (-3<ξ<3)2=0.954 4-0.682 62=0.135 9=13.59%,故选B.][规律方法] 1.利用3σ原则求概率问题时,要注意把给出的区间或范围与正态变量的μ,σ进行对比联系,确定它们属于(μ-σ,μ+σ),(μ-2σ,μ+2σ),(μ-3σ,μ+3σ)中的哪一个.2.利用正态分布密度曲线的对称性研究相关概率问题,涉及的知识主要是正态曲线关于直线x =μ对称,及曲线与x 轴之间的面积为1.注意下面两个结论的活用:(1)P (X <a )=1-P (X ≥a );(2)P (X <μ-σ)=P (X ≥μ+σ).[变式训练4] (2017·河南名校联考)在如图10-8-2所示的正方形中随机投掷10 000个点,则落入阴影部分(曲线C 为正态分布N (-1,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为()(参考数据:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ<X<μ+σ)=0.682 6,P(μ-2σ<X <μ+2σ)=0.954 4,P(μ-3σ<X<μ+3σ)=0.997 4.)图10-8-2A.1 193 B.1 359C.2 718 D.3 413B[对于正态分布N(-1,1),μ=-1,σ=1,正态曲线关于x=-1对称,故题图中阴影部分的面积为12×[P(-3<X<1)-P(-2<X<0)]=12×[P(μ-2σ<X<μ+2σ)-P(μ-σ<X<μ+σ)]=12×(0.954 4-0.682 6)=0.135 9,所以点落入题图中阴影部分的概率P=0.135 91=0.135 9,投入10 000个点,落入阴影部分的个数约为10 000×0.135 9=1 359.][思想与方法]1.古典概型中,A发生的条件下B发生的条件概率公式为P(B|A)=P(AB) P(A)=n(AB) n(A),其中,在实际应用中P(B|A)=n(AB)n(A)是一种重要的求条件概率的方法.2.相互独立事件与互斥事件的区别相互独立事件是指两个事件发生的概率互不影响,计算公式为P(AB)=P(A)P(B).互斥事件是指在同一试验中,两个事件不会同时发生,计算公式为P(A∪B)=P(A)+P(B).3.n次独立重复试验中,事件A恰好发生k次可看作是C k n个互斥事件的和,其中每一个事件发生的概率都是p k(1-p)n-k.因此n次独立重复试验中事件A恰好发生k次的概率为C k n p k(1-p)n-k.4.若X服从正态分布,即X~N(μ,σ2),要充分利用正态曲线的对称性和曲线与x 轴之间的面积为1.[易错与防范]1.易混淆“相互独立”和“事件互斥”两事件互斥是指两事件不可能同时发生,两事件相互独立是指一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响,两个事件相互独立不一定互斥.2.易混淆P (B |A )与P (A |B )前者是在A 发生的条件下B 发生的概率,后者是在B 发生的条件下A 发生的概率.3.易混淆二项分布与两点分布由二项分布的定义可以发现,两点分布是一种特殊的二项分布,即n =1时的二项分布.课时分层训练(七) 二次函数与幂函数A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=( )【导学号:01772040】A.12 B.1 C.32D.2C [由幂函数的定义知k =1.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=22,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=22,解得α=12,从而k +α=32.]2.函数f (x )=2x 2-mx +3,当x ∈[-2,+∞)时,f (x )是增函数,当x ∈(-∞,-2]时,f (x )是减函数,则f (1)的值为( )A .-3B.13C.7D.5B [函数f (x )=2x 2-mx +3图象的对称轴为直线x =m4,由函数f (x )的增减区间可知m4=-2,∴m =-8,即f (x )=2x 2+8x +3,∴f (1)=2+8+3=13.]3.若幂函数y =(m 2-3m +3)·xm 2-m -2的图象不过原点,则m 的取值是( )A .-1≤m ≤2 B.m =1或m =2 C .m =2D.m =1B [由幂函数性质可知m 2-3m +3=1,∴m =2或m =1.又幂函数图象不过原点,∴m 2-m -2≤0,即-1≤m ≤2,∴m =2或m =1.]4.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,则它的图象可能是( )【导学号:01772041】A B C DD [由a +b +c =0,a >b >c 知a >0,c <0,则ca <0,排除B ,C.又f (0)=c <0,所以也排除A.]5.若函数f (x )=x 2-ax -a 在区间[0,2]上的最大值为1,则实数a 等于( ) A .-1 B.1 C.2D.-2B [∵函数f (x )=x 2-ax -a 的图象为开口向上的抛物线, ∴函数的最大值在区间的端点取得. ∵f (0)=-a ,f (2)=4-3a ,∴⎩⎨⎧ -a ≥4-3a ,-a =1,或⎩⎨⎧-a ≤4-3a ,4-3a =1,解得a =1.] 二、填空题6.(2017·上海八校联合测试改编)已知函数f (x )=ax 2-2ax +1+b (a >0).若f (x )在[2,3]上的最大值为4,最小值为1,则a =________,b =________.1 0 [因为函数f (x )的对称轴为x =1,又a >0, 所以f (x )在[2,3]上单调递增,所以⎩⎨⎧f (2)=1,f (3)=4,即⎩⎨⎧a ·22-2a ·2+1+b =1,a ·32-2a ·3+1+b =4,解方程得a =1,b =0.] 7.已知P =2,Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫253,R =⎝ ⎛⎭⎪⎫123,则P ,Q ,R 的大小关系是________.【导学号:01772042】P >R >Q [P =2=⎝ ⎛⎭⎪⎫223,根据函数y =x 3是R 上的增函数且22>12>25,得⎝ ⎛⎭⎪⎫223>⎝ ⎛⎭⎪⎫123>⎝ ⎛⎭⎪⎫253,即P >R >Q .] 8.已知函数f (x )=x 2-2ax +5在(-∞,2]上是减函数,且对任意的x 1,x 2∈[1,a +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤4,则实数a 的取值范围是________.[2,3] [f (x )=(x -a )2+5-a 2,根据f (x )在区间(-∞,2]上是减函数知,a ≥2,则f (1)≥f (a +1),从而|f (x 1)-f (x 2)|max =f (1)-f (a )=a 2-2a +1, 由a 2-2a +1≤4,解得-1≤a ≤3, 又a ≥2,所以2≤a ≤3.] 三、解答题9.已知幂函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *)经过点(2,2),试确定m 的值,并求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围.[解] 幂函数f (x )经过点(2,2), ∴2=2(m 2+m )-1,即2=2(m 2+m )-1,∴m 2+m =2,解得m =1或m =-2.4分 又∵m ∈N *,∴m =1.∴f (x )=x ,则函数的定义域为[0,+∞), 并且在定义域上为增函数.由f (2-a )>f (a -1),得⎩⎨⎧2-a ≥0,a -1≥0,2-a >a -1,10分解得1≤a <32.∴a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32.12分10.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3,(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值. [解] (1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3], 对称轴x =-32∈[-2,3],2分∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=94-92-3=-214,f (x )max =f (3)=15, ∴值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-214,15.5分(2)对称轴为x =-2a -12.①当-2a -12≤1,即a ≥-12时,f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a +3=1,即a =-13满足题意;8分 ②当-2a -12>1,即a <-12时,f (x )max =f (-1)=-2a -1,∴-2a -1=1,即a =-1满足题意. 综上可知a =-13或-1. 12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·江西九江一中期中)函数f (x )=(m 2-m -1)x 4m 9-m 5-1是幂函数,对任意的x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,满足f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,若a ,b ∈R ,且a+b >0,ab <0,则f (a )+f (b )的值( )【导学号:01772043】A .恒大于0 B.恒小于0 C .等于0D.无法判断A [∵f (x )=(m 2-m -1)x 4m 9-m 5-1是幂函数, ∴m 2-m -1=1,解得m =2或m =-1.当m =2时,指数4×29-25-1=2 015>0,满足题意.当m =-1时,指数4×(-1)9-(-1)5-1=-4<0,不满足题意, ∴f (x )=x 2 015.∴幂函数f (x )=x 2 015是定义域R 上的奇函数,且是增函数. 又∵a ,b ∈R ,且a +b >0,∴a >-b , 又ab <0,不妨设b <0,则a >-b >0,∴f (a )>f (-b )>0, 又f (-b )=-f (b ),∴f (a )>-f (b ),∴f (a )+f (b )>0.故选A.]2.设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围为________.⎝ ⎛⎦⎥⎤-94,-2 [由题意知,y =f (x )-g (x )=x 2-5x +4-m 在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象如图所示,结合图象可知,当x ∈[2,3]时,y =x 2-5x +4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-94,-2,故当m ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-94,-2时,函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象有两个交点.]3.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R ),x ∈R .(1)若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,求f (x )的解析式,并写出单调区间; (2)在(1)的条件下,f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,试求k 的范围. [解] (1)由题意知 ⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a =-1,f (-1)=a -b +1=0,解得⎩⎨⎧a =1,b =2.2分所以f (x )=x 2+2x +1,由f (x )=(x +1)2知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1].6分(2)由题意知,x 2+2x +1>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,即k <x 2+x +1在区间[-3,-1]上恒成立,8分令g (x )=x 2+x +1,x ∈[-3,-1],由g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+34知g (x )在区间[-3,-1]上是减函数,则g (x )min =g (-1)=1,所以k <1,即k 的取值范围是(-∞,1).12分第三节 基本不等式[考纲传真] 1.了解基本不等式的证明过程.2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.1.基本不等式ab ≤a +b2(1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0. (2)等号成立的条件:当且仅当a =b . 2.几个重要的不等式 (1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R ); (2)b a +ab ≥2(a ,b 同号且不为零); (3)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22(a ,b ∈R ); (4)⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b22(a ,b ∈R ). 3.算术平均数与几何平均数设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.4.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则(1)如果xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值是2p (简记:积定和最小).(2)如果x +y 是定值q ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是q 24(简记:和定积最大).1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数y =x +1x 的最小值是2.( )(2)函数f (x )=cos x +4cos x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2的最小值等于4.( )(3)x >0,y >0是x y +yx ≥2的充要条件.( ) (4)若a >0,则a 3+1a 2的最小值为2a .( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)×2.若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( )A .a 2+b 2>2abB .a +b ≥2ab C.1a +1b >2abD.b a +a b ≥2D [∵a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,∴A 错误;对于B ,C ,当a <0,b <0时,明显错误.对于D ,∵ab >0,∴b a +ab ≥2b a ·a b =2.]3.(2016·安徽合肥二模)若a ,b 都是正数,则⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+4a b 的最小值为( )A .7 B.8 C .9D.10C [∵a ,b 都是正数,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+4a b =5+b a +4a b ≥5+2b a ·4ab =9,当且仅当b =2a >0时取等号,故选C.]4.若函数f (x )=x +1x -2(x >2)在x =a 处取最小值,则a 等于( )【导学号:01772209】A .1+ 2 B.1+ 3 C .3D.4C [当x >2时,x -2>0,f (x )=(x -2)+1x -2+2≥2(x -2)×1x -2+2=4,当且仅当x -2=1x -2(x >2),即x =3时取等号,即当f (x )取得最小值时,x =3,即a =3,选C.]5.(教材改编)若把总长为20 m 的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是__________m 2.25 [设矩形的一边为x m ,矩形场地的面积为y , 则另一边为12×(20-2x )=(10-x )m , 则y =x (10-x )≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +(10-x )22=25, 当且仅当x =10-x ,即x =5时,y max =25.](1)(2015·湖南高考)若实数a ,b 满足1a +2b =ab ,则ab 的最小值为( )A.2B.2 C .2 2D.4(2)(2017·郑州二次质量预测)已知正数x ,y 满足x 2+2xy -3=0,则2x +y 的最小值是__________.(1)C (2)3 [(1)由1a +2b =ab 知a >0,b >0,所以ab =1a +2b ≥22ab ,即ab ≥22,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧1a =2b ,1a +2b =ab ,即a =42,b =242时取“=”,所以ab 的最小值为2 2.(2)由x 2+2xy -3=0得y =3-x 22x =32x -12x ,则2x +y =2x +32x -12x =3x 2+32x≥23x 2·32x =3,当且仅当x =1时,等号成立,所以2x +y 的最小值为3.] [规律方法] 1.利用基本不等式求函数最值时,注意“一正、二定、三相等,和定积最大,积定和最小”.2.在求最值过程中若不能直接使用基本不等式,可以考虑利用拆项、配凑、常数代换、平方等技巧进行变形,使之能够使用基本不等式.[变式训练1] (1)(2016·湖北七市4月联考)已知a >0,b >0,且2a +b =1,若不等式2a +1b ≥m 恒成立,则m 的最大值等于( )A .10 B.9 C .8D.7(2)(2016·湖南雅礼中学一模)已知实数m ,n 满足m ·n >0,m +n =-1,则1m +1n 的最大值为__________.(1)B (2)-4 [(1)∵2a +1b =2(2a +b )a +2a +b b =4+2b a +2a b +1=5+2⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b ≥5+2×2b a ×a b =9,当且仅当a =b =13时取等号.又2a +1b ≥m ,∴m ≤9,即m的最大值等于9,故选B.(2)∵m ·n >0,m +n =-1,∴m <0,n <0, ∴1m +1n =-(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n=-⎝ ⎛⎭⎪⎫2+n m +m n ≤-2-2n m ·mn =-4,当且仅当m =n =-12时,1m +1n 取得最大值-4.]已知a >0,b >0,a +b =1,求证: (1)1a +1b +1ab ≥8; (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b ≥9. [证明] (1)1a +1b +1ab =2⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ,∵a +b =1,a >0,b >0,∴1a +1b =a +b a +a +b b =2+a b +ba ≥2+2=4,3分 ∴1a +1b +1ab ≥8(当且仅当a =b =12时等号成立).5分 (2)法一:∵a >0,b >0,a +b =1,∴1+1a =1+a +b a =2+b a ,同理1+1b =2+ab , ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2+b a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2+a b=5+2⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +a b ≥5+4=9,10分∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b ≥9(当且仅当a =b =12时等号成立).12分 法二:⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b =1+1a +1b +1ab ,由(1)知,1a +1b +1ab ≥8,10分故⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1b =1+1a +1b +1ab ≥9.12分 [规律方法] 1.“1”的代换是解决问题的关键,代换变形后能使用基本不等式是代换的前提,不能盲目变形.2.利用基本不等式证明不等式,关键是所证不等式必须是有“和”式或“积”式,通过将“和”式转化为“积”式或将“积”式转化为“和”式,达到放缩的效果,必要时,也需要运用“拆、拼、凑”的技巧,同时应注意多次运用基本不等式时等号能否取到.[变式训练2] 设a ,b 均为正实数,求证:1a 2+1b 2+ab ≥2 2.【导学号:01772210】[证明] 由于a ,b 均为正实数, 所以1a 2+1b 2≥21a 2·1b 2=2ab ,3分当且仅当1a 2=1b 2,即a =b 时等号成立, 又因为2ab +ab ≥22ab ·ab =22, 当且仅当2ab =ab 时等号成立, 所以1a 2+1b 2+ab ≥2ab +ab ≥22,8分 当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧1a 2=1b 2,2ab =ab ,即a =b =42时取等号.12分运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米,按交通法规限制50≤x ≤100(单位:千米/时).假设汽油的价格是每升2元,而汽车每小时耗油⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360升,司机的工资是每小时14元. (1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式;(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值. [解] (1)设所用时间为t =130x (h),y =130x ×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360+14×130x ,x ∈[50,100].2分所以这次行车总费用y 关于x 的表达式是 y =130×18x+2×130360x ,x ∈[]50,100. (或y =2 340x +1318x ,x ∈[]50,100).5分 (2)y =130×18x +2×130360x ≥26 10, 当且仅当130×18x=2×130360x , 即x =1810,等号成立.8分故当x =1810千米/时,这次行车的总费用最低,最低费用的值为2610元.12分[规律方法] 1.设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. 2.根据实际问题抽象出函数的解析式后,只需利用基本不等式求得函数的最值.3.在求函数的最值时,一定要在定义域(使实际问题有意义的自变量的取值范围)内求解.[变式训练3] 某化工企业2016年年底投入100万元,购入一套污水处理设备.该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费一定的维护费,第一年的维护费为2万元,由于设备老化,以后每年的维护费都比上一年增加2万元.设该企业使用该设备x 年的年平均污水处理费用为y (单位:万元).(1)用x 表示y ;(2)当该企业的年平均污水处理费用最低时,企业需重新更换新的污水处理设备.则该企业几年后需要重新更换新的污水处理设备.[解](1)由题意得,y=100+0.5x+(2+4+6+ (2x)x,即y=x+100x+1.5(x∈N*).5分(2)由基本不等式得:y=x+100x+1.5≥2x·100x+1.5=21.5,8分当且仅当x=100x,即x=10时取等号.故该企业10年后需要重新更换新的污水处理设备.12分[思想与方法]1.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能,因此可以用在一些不等式的证明中,还可以用于求代数式的最值或取值范围.如果条件等式中,同时含有两个变量的和与积的形式,就可以直接利用基本不等式对两个正数的和与积进行转化,然后通过解不等式进行求解.2.基本不等式的两个变形:(1)a2+b22≥⎝⎛⎭⎪⎫a+b22≥ab(a,b∈R,当且仅当a=b时取等号).(2)a2+b22≥a+b2≥ab≥21a+1b(a>0,b>0,当且仅当a=b时取等号).[易错与防范]1.使用基本不等式求最值,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.2.“当且仅当a=b时等号成立”的含义是“a=b”是等号成立的充要条件,这一点至关重要,忽视它往往会导致解题错误.3.连续使用基本不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.课时分层训练(七) 二次函数与幂函数A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=( )【导学号:01772040】A.12 B.1 C.32D.2C [由幂函数的定义知k =1.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=22,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=22,解得α=12,从而k +α=32.]2.函数f (x )=2x 2-mx +3,当x ∈[-2,+∞)时,f (x )是增函数,当x ∈(-∞,-2]时,f (x )是减函数,则f (1)的值为( )A .-3 B.13 C.7D.5B [函数f (x )=2x 2-mx +3图象的对称轴为直线x =m4,由函数f (x )的增减区间可知m4=-2,∴m =-8,即f (x )=2x 2+8x +3,∴f (1)=2+8+3=13.]3.若幂函数y =(m 2-3m +3)·xm 2-m -2的图象不过原点,则m 的取值是( )A .-1≤m ≤2 B.m =1或m =2 C .m =2D.m =1B [由幂函数性质可知m 2-3m +3=1,∴m =2或m =1.又幂函数图象不过原点,∴m 2-m -2≤0,即-1≤m ≤2,∴m =2或m =1.]4.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,则它的图象可能是( )【导学号:01772041】A B C DD [由a +b +c =0,a >b >c 知a >0,c <0,则ca <0,排除B ,C.又f (0)=c <0,所以也排除A.]5.若函数f (x )=x 2-ax -a 在区间[0,2]上的最大值为1,则实数a 等于( ) A .-1 B.1 C.2D.-2B [∵函数f (x )=x 2-ax -a 的图象为开口向上的抛物线, ∴函数的最大值在区间的端点取得. ∵f (0)=-a ,f (2)=4-3a ,∴⎩⎨⎧ -a ≥4-3a ,-a =1,或⎩⎨⎧-a ≤4-3a ,4-3a =1,解得a =1.] 二、填空题6.(2017·上海八校联合测试改编)已知函数f (x )=ax 2-2ax +1+b (a >0).若f (x )在[2,3]上的最大值为4,最小值为1,则a =________,b =________.1 0 [因为函数f (x )的对称轴为x =1,又a >0, 所以f (x )在[2,3]上单调递增,所以⎩⎨⎧f (2)=1,f (3)=4,即⎩⎨⎧a ·22-2a ·2+1+b =1,a ·32-2a ·3+1+b =4,解方程得a =1,b =0.]7.已知P =2,Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫253,R =⎝ ⎛⎭⎪⎫123,则P ,Q ,R 的大小关系是________.【导学号:01772042】P >R >Q [P =2=⎝ ⎛⎭⎪⎫223,根据函数y =x 3是R 上的增函数且22>12>25,得⎝ ⎛⎭⎪⎫223>⎝ ⎛⎭⎪⎫123>⎝ ⎛⎭⎪⎫253,即P >R >Q .] 8.已知函数f (x )=x 2-2ax +5在(-∞,2]上是减函数,且对任意的x 1,x 2∈[1,a +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤4,则实数a 的取值范围是________.[2,3] [f (x )=(x -a )2+5-a 2,根据f (x )在区间(-∞,2]上是减函数知,a ≥2,则f (1)≥f (a +1),从而|f (x 1)-f (x 2)|max =f (1)-f (a )=a 2-2a +1, 由a 2-2a +1≤4,解得-1≤a ≤3, 又a ≥2,所以2≤a ≤3.] 三、解答题9.已知幂函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *)经过点(2,2),试确定m 的值,并求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围.[解] 幂函数f (x )经过点(2,2), ∴2=2(m 2+m )-1,即2=2(m 2+m )-1, ∴m 2+m =2,解得m =1或m =-2.4分 又∵m ∈N *,∴m =1.∴f (x )=x ,则函数的定义域为[0,+∞), 并且在定义域上为增函数.由f (2-a )>f (a -1),得⎩⎨⎧2-a ≥0,a -1≥0,2-a >a -1,10分解得1≤a <32.∴a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32.12分10.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3,(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值. [解] (1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3], 对称轴x =-32∈[-2,3],2分 ∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=94-92-3=-214,f (x )max =f (3)=15,∴值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-214,15.5分(2)对称轴为x =-2a -12.①当-2a -12≤1,即a ≥-12时,f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a +3=1,即a =-13满足题意;8分 ②当-2a -12>1,即a <-12时, f (x )max =f (-1)=-2a -1,∴-2a -1=1,即a =-1满足题意. 综上可知a =-13或-1. 12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·江西九江一中期中)函数f (x )=(m 2-m -1)x 4m 9-m 5-1是幂函数,对任意的x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,满足f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,若a ,b ∈R ,且a+b >0,ab <0,则f (a )+f (b )的值( )【导学号:01772043】A .恒大于0 B.恒小于0 C .等于0D.无法判断A [∵f (x )=(m 2-m -1)x 4m 9-m 5-1是幂函数, ∴m 2-m -1=1,解得m =2或m =-1.当m =2时,指数4×29-25-1=2 015>0,满足题意.当m =-1时,指数4×(-1)9-(-1)5-1=-4<0,不满足题意, ∴f (x )=x 2 015.∴幂函数f (x )=x 2 015是定义域R 上的奇函数,且是增函数. 又∵a ,b ∈R ,且a +b >0,∴a >-b , 又ab <0,不妨设b <0,则a >-b >0,∴f (a )>f (-b )>0, 又f (-b )=-f (b ),∴f (a )>-f (b ),∴f (a )+f (b )>0.故选A.]2.设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围为________.⎝ ⎛⎦⎥⎤-94,-2 [由题意知,y =f (x )-g (x )=x 2-5x +4-m 在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象如图所示,结合图象可知,当x ∈[2,3]时,y =x 2-5x +4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-94,-2,故当m ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-94,-2时,函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象有两个交点.]3.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R ),x ∈R .(1)若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,求f (x )的解析式,并写出单调区间; (2)在(1)的条件下,f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,试求k 的范围. [解] (1)由题意知 ⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a =-1,f (-1)=a -b +1=0,解得⎩⎨⎧a =1,b =2.2分所以f (x )=x 2+2x +1,由f (x )=(x +1)2知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1].6分(2)由题意知,x 2+2x +1>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,即k <x 2+x +1在区间[-3,-1]上恒成立,8分令g (x )=x 2+x +1,x ∈[-3,-1],由g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+34知g (x )在区间[-3,-1]上是减函数,则g (x )min =g (-1)=1,所以k <1,即k 的取值范围是(-∞,1).12分。
二项分布与正态分布

二项分布与正态分布随机现象在统计学中起着重要的作用,而其中最常见的概率分布是二项分布和正态分布。
本文将对二项分布和正态分布进行详细的论述,以便更好地理解和运用它们。
一、二项分布二项分布是指在n次相互独立的伯努利试验中,成功的次数所服从的概率分布。
每一次试验只有两种可能的结果,记为"成功"和"失败"。
例如,扔一枚硬币正面朝上为成功,反面朝上为失败。
随机变量X表示成功的次数,则X满足二项分布B(n, p),其中n表示试验的次数,p表示每次试验成功的概率。
二项分布的概率质量函数为:P(X=k) = C(n, k) * p^k * (1-p)^(n-k)其中,C(n, k)表示组合数。
二项分布的特点是每次试验都是相互独立的,并且成功的概率为p。
二、正态分布正态分布是最常见的连续型概率分布之一,也被称为高斯分布。
正态分布的概率密度函数为:f(x) = (1/√(2πσ^2)) * exp(-(x-μ)^2/(2σ^2))其中,μ表示均值,σ表示标准差。
正态分布的特点是呈钟形曲线,均值μ决定了曲线的中心位置,标准差σ决定了曲线的形状。
正态分布在自然界和人类社会中广泛存在,例如人的身高、智力测验成绩等。
根据统计学的中心极限定理,当试验次数足够多时,二项分布的近似分布趋近于正态分布。
三、二项分布与正态分布的关系当试验次数n较大、成功的概率p接近于0.5时,二项分布可以近似地看作是正态分布。
这是因为中心极限定理的影响,当试验次数n趋近于无穷时,二项分布的形态越来越接近正态分布。
这使得我们可以利用正态分布对二项分布进行近似计算,简化问题的解决过程。
四、应用举例1. 计算二项分布的概率:假设某产品的质量合格率为0.8,每次抽检3个产品,问其中有2个合格的概率是多少?根据二项分布的公式,代入n=3,k=2,p=0.8,可以计算出概率为2.88%。
2. 近似计算二项分布:假设某超市每天卖出的某种商品数目服从二项分布,已知每个顾客买到该商品的概率为0.2,每天有100名顾客来购买。
最新二项分布、超几何分布、正态分布总结归纳及练习讲解学习

二项分布?还是超几何分布二项分布与超几何分布是两个非常重要的、应用广泛的概率模型,实际中的许多问题都可以利用 这两个概率模型来解决.在实际应用中,理解并区分两个概率模型是至关重要的.下面举例进行对比辨析. 例1袋中有8个白球、2个黑球,从中随机地连续抽取3次,每次取1个球.求: (1)有放回抽样时,取到黑球的个数X的分布列; (2)不放回抽样时,取到黑球的个数Y的分布列.解:(1)有放回抽样时,取到的黑球数X可能的取值为0,1,2,3.又由于每次取到黑球的概率均为51,3次取球可以看成3次独立重复试验,则1~35X B ⎛⎫⎪⎝⎭,.331464(0)55125P X C ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∴; 12131448(1)55125P X C ⎛⎫⎛⎫==⨯=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 21231412(2)55125P X C ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 333141(3)55125P X C ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 因此,X 的分布列为(2)不放回抽样时,取到的黑球数Y可能的取值为0,1,2,且有:03283107(0)15C C P Y C ===;12283107(1)15C C P Y C ===;21283101(2)15C C P Y C ===.因此,Y 的分布列为Y 0 1 2P715 715 115例2 某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上的40件产品作为样本称出它们的重量(单位:克),重量的分组区间为(490,495],(495,500],……,(510,515],由此 得到样本的频率分布直方图,如图4(1)根据频率分布直方图,求重量超过505克的产品数量,(2)在上述抽取的40件产品中任取2件,设Y 为重量超过505克的产品数量,求Y 的分布列;(3)从该流水线上任取5件产品,求恰有2件产品的重量超过505克的概率。
X 0 1 2 3 P64125 48125 12125 112517.:(1)505⨯⨯⨯⨯解重量超过克的产品数量是:40(0.055+0.015)=400.3=12.(2)Y 的分布列为:(3)10.10000B(5,),从而即恰有2件产品的重量超过505克的概率为: (共有N 个)内含有两种不同的事物()A M 个、()B N M -个,任取n 个,其中恰有X 个A .符合该条件的即可断定是超几何分布,按照超几何分布的分布列()k n k M N MnNC C P X k C --== (0,1,2,,k m =)进行处理就可以了.:①在一次试验中试验结果只有A 与A 这两个,且事件A 发生的概 率为p ,事件A 发生的概率为1p -;②试验可以独立重复地进行,即每次重复做一次试验,事件A 发生 的概率都是同一常数p ,事件A 发生的概率为1p -.2个例可以看出:有放回抽样时,每次抽取时的总体没有改变,因而每次抽到某物的概率都是相同的,可以看成是独立重复试验,此种抽样是二项分布模型.而不放回抽样时,取出一个则总体中就少一个,因此每次取到某物的概率是不同的,此种抽样为超几何分布模型.因此,二项分布模型和超几何分布模型最主要的区别在于是有放回抽样还是不放回抽样.所以,在解有关二项分布和超几何分布问题时,仔细阅读、辨析题目条件是非常重要的.例1与例2中的EX=EY=0.6 二项分布、超几何分布、正态分布练习题一、选择题1.设随机变量ξ~B ⎝⎛⎭⎫6,12,则P (ξ=3)的值为( )A.516B.316C.58D.7162.设随机变量ξ ~ B (2,p ),随机变量η ~ B (3,p ),若P (ξ ≥1) =59,则P (η≥1) =( )A.13B.59C.827D.19273.一袋中有5个白球,3个红球,现从袋中往外取球,每次任取一个记下颜色后放回,直到红球 出现10次时停止,设停止时共取了ξ次球,则P (ξ=12)=( )A .C 1012⎝⎛⎭⎫3810·⎝⎛⎭⎫582B .C 911⎝⎛⎭⎫389⎝⎛⎭⎫582·38 C .C 911⎝⎛⎭⎫589·⎝⎛⎭⎫382D .C 911⎝⎛⎭⎫389·⎝⎛⎭⎫5824.在4次独立重复试验中,随机事件A 恰好发生1次的概率不大于其恰好发生2次的概率,则 事件A 在一次试验中发生的概率p 的取值范围是( )A .[0.4,1)B .(0,0.6]C .(0,0.4]D .[0.6,1) 5.已知随机变量ξ服从正态分布N (2,σ2),P (ξ≤4)=0.84,则P (ξ<0)=( ) A .0.16 B .0.32 C .0.68 D .0.84 二、填空题6.某篮运动员在三分线投球的命中率是12,他投球10次,恰好投进3个球的概率________.7.从装有3个红球,2个白球的袋中随机取出两个球,设其中有X 个红球,则X 的分布列为______. 8.某厂生产的圆柱形零件的外径ε~N (4,0.25).质检人员从该厂生产的1000件零件中随机抽查一件,测得它的外径为5.7 cm.则该厂生产的这批零件是否合格________. 三、解答题9、为了防止受到核污染的产品影响我国民众的身体健康,要求产品在进入市场前必须进行两轮核辐射检测,只有两轮都合格才能进行销售,否则不能销售.已知某产品第一轮检测不合格的概率 为16,第二轮检测不合格的概率为110,两轮检测是否合格相互没有影响. (Ⅰ)求该产品不能销售的概率;(Ⅱ)如果产品可以销售,则每件产品可获利40元;如果产品不能销售,则每件产品亏损80元(即获利-80元).已知一箱中有产品4件,记一箱产品获利X 元,求X 的分布 列,并求出均值E (X ).10、为增强市民的节能环保意识,某市面向全市征召义务宣传志愿者.从符合条件的500名志愿者中随机抽样100名志愿者的年龄情况如下表所示.(Ⅰ)频率分布表中的①、②位置应填什么数据?并在答题卡中补全频率分布直方图(如图),再根据频率分布直方图估计这500名志愿者中年龄在[3035,)岁的人数; (Ⅱ)在抽出的100名志愿者中按年龄再采用分层抽样法抽取20人参加中心广场的宣传活动,从这20人中选取2名志愿者担任主要负责人,记这2名志愿者中“年龄低于30岁”频率组距的人数为X ,求X 的分布列及数学期望.11、2015年南京青奥组委会在某学院招募了12名男志愿者和18名女志愿者。
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第七章假设检验第一节二项分布二项分布的数学形式·二项分布的性质第二节统计检验的基本步骤建立假设·求抽样分布·选择显著性水平和否定域·计算检验统计量·判定第三节正态分布正态分布的数学形式·标准正态分布·正态分布下的面积·二项分布的正态近似法第四节中心极限定理抽样分布·总体参数与统计量·样本均值的抽样分布·中心极限定理第五节总体均值和成数的单样本检验σ已知,对总体均值的检验·学生t分布(小样本总体均值的检验·关于总体成数的检验一、填空1.不论总体是否服从正态分布,只要样本容量n足够大,样本平均数的抽样分布就趋于(正态)分布。
2.统计检验时,被我们事先选定的可以犯第一类错误的概率,叫做检验的( 显著性水平,它决定了否定域的大小。
3.假设检验中若其他条件不变,显著性水平的取值越小,接受原假设的可能性越(大),原假设为真而被拒绝的概率越(小)。
4.二项分布的正态近似法,即以将B(x;n,p视为(( np ,npq查表进行计算。
5.已知连续型随机变量~(0,1,若概率P{≥}=0.10,则常数=()。
6.已知连续型随机变量~(2,9,函数值,则概率=()。
二、单项选择1.关于学生t分布,下面哪种说法不正确( B )。
A 要求随机样本B 适用于任何形式的总体分布C 可用于小样本D 可用样本标准差S代替总体标准差2.二项分布的数学期望为( C )。
A n(1-npB np(1- pC npD n(1- p。
3.处于正态分布概率密度函数与横轴之间、并且大于均值部分的面积为( D )。
A 大于0.5B -0.5C 1D 0.5。
4.假设检验的基本思想可用( C )来解释。
A 中心极限定理B 置信区间C 小概率事件D 正态分布的性质5.成数与成数方差的关系是(D)。
A 成数的数值越接近0,成数的方差越大B 成数的数值越接近0.3,成数的方差越大C 成数的数值越接近1,成数的方差越大D 成数的数值越接近0.5,成数的方差越大6.在统计检验中,那些不大可能的结果称为( D 。
如果这类结果真的发生了,我们将否定假设。
A 检验统计量B 显著性水平C 零假设D 否定域7.对于大样本双侧检验,如果根据显著性水平查正态分布表得Zα/2=1.96,则当零假设被否定时,犯第一类错误的概率是( C 。
A 20%B 10%C 5% D.1%8.关于二项分布,下面不正确的描述是( A )。
A 它为连续型随机变量的分布;B 它的图形当p=0.5时是对称的,当p≠ 0.5时是非对称的,而当n愈大时非对称性愈不明显;C 二项分布的数学期望==,变异数==;D 二项分布只受成功事件概率p和试验次数n两个参数变化的影响。
9.事件A在一次试验中发生的概率为,则在3次独立重复试验中,事件A恰好发生2次的概率为( .A BC (d10.设离散型随机变量~,若数学期望,方差,则参数的值为().A ,=0.6B ,=0.4(c,=0.3 (d,=0.2三、多项选择1.关于正态分布的性质,下面正确的说法是( AB )。
A 正态曲线以呈钟形对称,其均值、中位数和众数三者必定相等。
B 对于固定的值,不同均值的正态曲线的外形完全相同,差别只在于曲线在横轴方向上整体平移了一个位置。
C 对于固定的值,不同均值的正态曲线的外形完全相同,差别只在于曲线在横轴方向上整体平移了一个位置。
D 对于固定的值,值越大,正态曲线越陡峭。
2.下列概率论定理中,两个最为重要,也是统计推断的数理基础的是( CD )A 加法定理B 乘法定理C 大数定律D 中心极限定理E 贝叶斯定理。
3.统计推断的具体内容很广泛,归纳起来,主要是( BE )问题。
A 抽样分布B 参数估计C 方差分析D 回归分析E 假设检验4.下列关于假设检验的陈述正确的是( ACDE )。
A 假设检验实质上是对原假设进行检验;B 假设检验实质上是对备择假设进行检验;C 当拒绝原假设时,只能认为肯定它的根据尚不充分,而不是认为它绝对错误;D假设检验并不是根据样本结果简单地或直接地判断原假设和备择假设哪一个更有可能正确;E 当接受原假设时,只能认为否定它的根据尚不充分,而不是认为它绝对正确5.选择一个合适的检验统计量是假设检验中必不可少的一个步骤,其中“合适”实质上是指( ACE )A 选择的检验统计量应与原假设有关;B 选择的检验统计量应与备择假设有关;C 在原假设为真时,所选的检验统计量的抽样分布已知;D 在备择假设为真时,所选的检验统计量的抽样分布已知;E 所选的检验统计量的抽样分布已知,不含未知参数。
6.关于t检验,下面正确的说法是( BD )。
A t检验实际是解决大样本均值的检验问题;B t检验实际是解决小样本均值的检验问题;C t检验适用于任何总体分布;D t检验对正态总体适用;E t检验要求总体的已知。
四、名词解释1.零假设:概率分布的具体形式是由假设决定的,假设肯定不止一个。
在统计检验中,通常把被检验的那个假设称为零假设(或称原假设,用符号H0表示,并用它和其他备择假设(用符号H1表示相对比。
2.第一类错误:零假设Ho实际上是正确的,却被否定了。
3.第二类错误:零假设Ho实际上是错误的,却没有被否定。
4.显著性水平:能允许犯第一类错误的概率叫做检验的显著性水平,它决定了否定域的大小。
5.总体参数:6.检验统计量:检验统计量是关于样本的一个综合指标,但与参数估计中讨论的统计量有所不同,它不用作估测,而只用作检验。
7.中心极限定理:如果从一个具有均值和方差的总体(可以具有任何形式)中重复抽取容量为n 的随机样本,那么当n 变得很大时,样本均值的抽样分布接近正态,并具有均值和方差/n 。
五、判断题1.在同样的显著性水平的条件下,单侧检验较之双侧检验,可以在犯第一类错误的危险不变的情况下,减少犯第二类错误的危险。
(√ )2.统计检验可以帮助我们否定一个假设,却不能帮助我们肯定一个假设。
(√ )3.检验的显著性水平(用表示被定义为能允许犯第一类错误的概率,它决定了否定域的大小。
(√)4.第一类错误是,零假设H0实际上是错的,却没有被否定。
第二类错误则是,零假设H0实际上是正确的,却被否定了。
(×)5.每当方向能被预测的时候,在同样显著性水平的条件下,双侧检验比单侧检验更合适。
(×)六、计算题1.根据统计,北京市初婚年龄服从正态分布,其均值为25岁,标准差为5岁,问25岁到30岁之间结婚的人;其百分数为多少?【84.13%】2.共有5000个同龄人参加人寿保险,设死亡率为0.1%。
参加保险的人在年初应交纳保险费10元,死亡时家属可领2000元。
求保险公司一年内从这些保险的人中,获利不少于30000元的概率。
【98.75%】3.为了验证统计报表的正确性,作了共50人的抽样调查,人均收入的结果有:问能否证明统计报表中人均收入μ=880元是正确的(显著性水平α=0.05)。
【不能,因为Z=-3.03<-1.96,所以否定原假设μ=880】4.某单位统计报表显示,人均月收入为3030元,为了验证该统计报表的正确性,作了共100人的抽样调查,样本人均月收入为3060元,标准差为80元,问能否说明该统计报表显示的人均收入的数字有误(取显著性水平α=0.05。
【可以,因为Z=3.75〉1.96,所以可以拒绝原假设μ=3030,即可以认为统计报表有误】5.已知初婚年龄服从正态分布,根据9个人的抽样调查有:(岁),(岁)。
问是否可以认为该地区平均初婚年龄已超过20岁(α=0.05)?【可以,因为t=3.2998〉2.821,所以可以拒绝原假设μ=20,可以认为平均初婚年龄已超过20岁】6.某地区成人中吸烟者占75%,经过戒烟宣传之后,进行了抽样调查,发现了100名被调查的成人中,有63人是吸烟者,问戒烟宣传是否收到了成效?(α=0.05)【。
=-2.77<-1.65.所以拒绝原假设,接受备择假设。
】7.据原有资料,某城市居民彩电的拥有率为60%,现根据最新100户的抽样调查,彩电的拥有率为62%。
问能否认为彩电拥有率有所增长?(α=0.05)【不能,因为Z=0.408<1.65,所以接受原假设p=60%,不能认为彩电拥有率有所增长】8.一个社会心理学家试图通过实验来表明采取某种手段有助于增加群体的凝聚力。
但有16个小组,将它们配对成一个实验组和控制组,实验组和控制组各有8个小组,问怎样用二项分布去检验无效力的零假设,列出检验所需的零假设,计算抽样分布,用显著水平0.05,请指出否定域。
【在社会研究的实验法中,此为“双组实验设计”,其步骤是:1)用匹配或随机指派的方法将实验对象一半分到控制组一半分到实验组;2)对实验组实施实验刺激但不对控制组实施这种刺激;3)然后同时对控制组和实验组进行测量,即后测;4)在比较和分析两个组后测结果之间的差别,得出实验刺激的影响。
由此,我们先将16个组两两匹配,得到8个配对组(要使每个配对组在除实验变量之外的其他方面尽量相似)。
然后在每个配对组中任取一组安排于实验组,另一组安排于控制组。
接着,在4-8年的时间内,让分到实验组的8组人接受某种手段,如共同游戏,而控制组的8组人则没有这样做。
而后对每个配对组分别进行后度测量,并用“+”号表示实验组比控制组好的那些配对组,用“-”表示实验组比控制组差的那些配对组。
除非度量方法很粗燥,每配对组应该都能判断出差异。
这样便可以用二项分布做实验无效的检验了。
,,选用0.1的显著性水平。
,,所以否定域由7个“+”和8个“+”组成,即对每配对组进行后测度量,如出现7个“+”和或8个“+”时,在0.1的显著性水平上,我们将否定零假设,说明实验有效。
否则就不能否定零假设,也就是说实验无效】9.孟德尔遗传定律表明:在纯种红花豌豆与白花豌豆杂交后所生的,子二代豌豆中,红花对白花之比为3:1。
某次种植试验的结果为:红花豌豆352株,白花豌豆96株。
试在=0.05的显著性水平上,检定孟德尔定律。
【,。
,=1.75<1.96,所以保留原假设】10.一个样本容量为50的样本,具有均值10.6和标准差2.2,要求:1)请用单侧检验,显著性水平0.05检验总体均值为10.0的假设;【1.65<1.928,所以否定原假设,接受备择假设均值为10.6】2)请用双侧检验,显著性水平0.05检验总体均值为10.0的假设;【1.928<1.96,所以不能否定原假设,仍接受总体均值为10.0】3)请比较上述单、双侧检验犯第一类错误和犯第二类错误的情况。
【在方向可知时,同样犯第一类错误概率的情况下,单侧检验比双侧检验能减少犯第二类错误的概率】11.设要评价某重点中学教学质量情况,原计划升学率为60%,在高校录取工作结束后,现在一个由81个学生组成的随机样本中,发现升学率55%,用显著性水平为0.02,你能否就此得出该校的工作没有达到预期要求的结论。