第17讲 离散型随机变量的均值与方差
离散型随机变量的均值与方差PPT课件
通过了解雅典民主政治的发展历程，让学生归纳 雅典民主制度的特征：
人民主权 轮番而治 内部平等 法律至上
第三环节 感悟历史——民主之魂
现学现用 让学生阅读下列材料找出雅典民 主政治在今天的痕迹：
材料1 BC6世纪初，梭伦对政权机构进行了改革, 使公民大会成为国家最高权力机关，负责审议并 决定—切国家大事。所有合法公民均有参与权、 知情权、发言权、选举权和被选举。
小结:
一、定义 二、性质 三、求法
(1)定义法
①审题；
②求分布列；
③根据定义求均值、方差
(2)模型法 若 X ~ B(n, p) ，
则 EX np ； DX np(1 p)
作业： 课后布置
再见!
第5课古代希腊民主政治
说教材
1、课程标准：了解希腊自然地理环境和希 腊城邦制度对希腊文明的影响，认识西方 民主政治产生的历史条件。知道雅典民主 政治的主要内容，认识民主政治对人类文 明发展的重要意义。
例 3 在 6 个小球中有 4 个红球，2 个黑球，从中取球，每次 取 1 个小球，并记录其颜色.
(1)若不放回地取 3 次，求取到黑球次数 X 的均值与方差； (2)若有放回地取 3 次，求取到黑球次数 X 的均值与方差.
(3)若不放回地进行取球直至 2 个黑球都取出为止，求所用 取球次数的均值.
设立公民大会（最高权力机关，各等级公民均 可参加） 四百人会议（规定除第四等级外，其他公民都 可当选） 陪审法庭（不仅参与例行审判，还接受上诉案 件，而每个公民都有上诉之权） 废除了债奴制（通过“解负令”）
亚里士多德很客观评价梭伦“采取曾是最 优秀的立法，拯救国家”。
一项重要内容是针对雅典的选举制度进行的， 即把整个雅典城邦分为10个地域部落，以取代 过去的4个血缘部落，以部落为单位进行选举； 设立五百人会议、成立十将军委员会、实行陶 片放逐法
离散型随机变量的均值与方差 正态分布
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考向大突破三：正态分布
例3：(2013·大连测试)已知随机变量x服从正态分布N(μ，σ2)，且P(μ－
2σ＜x≤μ＋2σ)＝0.954 4，P(μ－σ＜x≤μ＋σ)＝0.682 6，若μ＝4， σ＝1，则P(5＜x＜6)＝( ) A．0.135 8 B．0.1359 C．0.271 6 D．0.2718
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(2)设“选手甲在A区投篮得分高于在B区投篮得分”为事件 C，“甲在A区投篮得2分、在B区投篮得0分”为事件C1， “甲在A区投篮得4分、在B区投篮得0分”为事件C2，“甲在 A区投篮得4分、在B区投篮得3分”为事件C3，则C＝ C1∪C2∪C3，其中C1，C2，C3为互斥事件． 则P(C)＝P(C1∪C2∪C3)＝P(C1)＋P(C2)＋P(C3)＝
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考点 • 大整合
1．牢记离散型随机变量X的均值、方差的三个基本问题
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2．把握两点分布与二项分布的均值、方差
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3．理清正态曲线的特点 (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； 1 (3)曲线在x＝μ处达到峰值 σ 2π ； (4)曲线与x轴之间的面积为1； (5)当σ一定时，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．
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离散型随机变量的分布列及均值、方差
离散型随机变量的分布列及均值、方差1.离散型随机变量的分布列(1)将随机现象中试验(或观测)的每一个可能的结果都对应于一个数，这种对应称为一个随机变量.(2)离散型随机变量：随机变量的取值能够一一列举出来，这样的随机变量称为离散型随机变量.(3)设离散型随机变量X 的取值为a 1，a 2，…随机变量X 取a i 的概率为p i (i ＝1,2，…)，记作：P (X ＝a i )＝p i (i ＝1,2，…)， 或把上式列表：称为离散型随机变量X 的分布列. (4)性质：①p i >0，i ＝1,2，...； ②p 1＋p 2＋ (1)2.离散型随机变量的均值与方差若离散型随机变量X 的分布列为P (X ＝a i )＝p i (i ＝1,2，…r ). (1)均值EX ＝a 1p 1＋a 2p 2＋…＋a r p r ，均值EX 刻画的是X 取值的“中心位置”. (2)方差DX ＝E (X －EX )2为随机变量X 的方差，它刻画了随机变量X 与其均值EX 的平均偏离程度. 3.均值与方差的性质 (1)E (aX ＋b )＝aEX ＋b .(2)D (aX ＋b )＝a 2DX .(a ，b 为常数) 4.超几何分布一般地，设有N 件产品，其中有M (M ≤N )件次品.从中任取n (n ≤N )件产品，用X 表示取出的n 件产品中次品的件数，那么P (X ＝k )＝C k M C n －k N －MC nN(其中k 为非负整数). 如果一个随机变量的分布列由上式确定，则称X 服从参数为N ，M ，n 的超几何分布.概念方法微思考1.随机变量和函数有何联系和区别？提示 区别：随机变量和函数都是一种映射，随机变量是随机试验结果到实数的映射，函数是实数到实数的映射；联系：随机试验结果的范围相当于函数的定义域，随机变量的取值范围相当于函数的值域. 2.离散型随机变量X 的每一个可能取值为实数，其实质代表的是什么？ 提示 代表的是“事件”，即事件是用一个反映结果的实数表示的. 3.如何判断所求离散型随机变量的分布列是否正确？ 提示 可用p i >0，i ＝1,2，…，n 及p 1＋p 2＋…＋p n ＝1检验. 4.随机变量的均值、方差与样本均值、方差的关系是怎样的？提示 随机变量的均值、方差是一个常数，样本均值、方差是一个随机变量，随观测次数的增加或样本容量的增加，样本的均值、方差趋于随机变量的均值与方差.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)抛掷均匀硬币一次，出现正面的次数是随机变量.( √ )(2)离散型随机变量的分布列描述了由这个随机变量所刻画的随机现象.( √ )(3)从4名男演员和3名女演员中选出4名，其中女演员的人数X 服从超几何分布.( √ ) (4)离散型随机变量的分布列中，随机变量取各个值的概率之和可以小于1.( × ) (5)随机变量的均值是常数，样本的平均数是随机变量，它不确定.( √ )(6)随机变量的方差和标准差都反映了随机变量取值偏离均值的平均程度，方差或标准差越小，则偏离变量的平均程度越小.( √ ) 题组二 教材改编2.设随机变量X 的分布列如下：则p 为( ) A.16 B.13 C.14 D.112 答案 C解析 由分布列的性质知，112＋16＋13＋16＋p ＝1，∴p ＝1－34＝14.3.已知X 的分布列为设Y ＝2X ＋3，则E (Y )的值为( ) A.73 B.4 C.－1 D.1 答案 A解析 EX ＝－12＋16＝－13，EY ＝E (2X ＋3)＝2EX ＋3＝－23＋3＝73.4.有一批产品共12件，其中次品3件，每次从中任取一件，在取到合格品之前取出的次品数X 的所有可能取值是____________. 答案 0,1,2,3解析 因为次品共有3件，所以在取到合格品之前取出的次品数X 的可能取值为0,1,2,3. 题组三 易错自纠5.袋中有3个白球、5个黑球，从中任取2个，可以作为随机变量的是( ) A.至少取到1个白球 B.至多取到1个白球 C.取到白球的个数 D.取到的球的个数 答案 C解析 选项A ，B 表述的都是随机事件；选项D 是确定的值2，并不随机；选项C 是随机变量，可能取值为0,1,2.6.一盒中有12个乒乓球，其中9个新的、3个旧的，从盒中任取3个球来用，用完后装回盒中，此时盒中旧球个数X 是一个随机变量，则P (X ＝4)的值为______. 答案27220解析 由题意知取出的3个球必为2个旧球、1个新球，故P (X ＝4)＝C 23C 19C 312＝27220.题型一 分布列的求法例1 设某人有5发子弹，当他向某一目标射击时，每发子弹命中目标的概率为23.若他连续两发命中或连续两发不中则停止射击，否则将子弹打完. (1)求他前两发子弹只命中一发的概率； (2)求他所耗用的子弹数X 的分布列.解 记“第k 发子弹命中目标”为事件A k ，则A 1，A 2，A 3，A 4，A 5相互独立，且P (A k )＝23，P (A k )＝13，k ＝1,2,3,4,5.(1)方法一 他前两发子弹只命中一发的概率为 P (A 1A 2)＋P (A 1A 2)＝P (A 1)P (A 2)＋P (A 1)P (A 2) ＝23×13＋13×23＝49. 方法二 由独立重复试验的概率计算公式知，他前两发子弹只命中一发的概率为P ＝C 12×23×13＝49. (2)X 的所有可能值为2,3,4,5. P (X ＝2)＝P (A 1A 2)＋P (A 1 A 2) ＝23×23＋13×13＝59， P (X ＝3)＝P (A 1A 2 A 3)＋P (A 1A 2A 3) ＝23×⎝⎛⎭⎫132＋13×⎝⎛⎭⎫232＝29， P (X ＝4)＝P (A 1A 2A 3A 4)＋P (A 1A 2A 3 A 4) ＝⎝⎛⎭⎫233×13＋⎝⎛⎭⎫133×23＝1081，P (X ＝5)＝P (A 1A 2A 3A 4)＋P (A 1A 2A 3A 4) ＝⎝⎛⎭⎫232×⎝⎛⎭⎫132＋⎝⎛⎭⎫132×⎝⎛⎭⎫232＝881. 故X 的分布列为思维升华 求离散型随机变量X 的分布列的步骤 (1)理解X 的意义，写出X 可能取的全部值；(2)求X 取每个值的概率； (3)写出X 的分布列.求离散型随机变量的分布列的关键是求随机变量所取值对应的概率，在求解时，要注意应用计数原理、古典概型等知识.跟踪训练1 已知2件次品和3件正品混放在一起，现需要通过检测将其区分，每次随机检测一件产品，检测后不放回，直到检测出2件次品或者检测出3件正品时检测结束. (1)求第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品的概率；(2)已知每检测一件产品需要费用100元，设X 表示直到检测出2件次品或者检测出3件正品时所需要的检测费用(单位：元)，求X 的分布列.解 (1)记“第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品”为事件A ，则P (A )＝A 12A 13A 25＝310.(2)X 的可能取值为200,300,400. P (X ＝200)＝A 22A 25＝110，P (X ＝300)＝A 33＋C 12C 13A 22A 35＝310， P (X ＝400)＝1－P (X ＝200)－P (X ＝300) ＝1－110－310＝35.故X 的分布列为题型二 均值与方差例2 某投资公司在2019年年初准备将1 000万元投资到“低碳”项目上，现有两个项目供选择：项目一：新能源汽车.据市场调研，投资到该项目上，到年底可能获利30%，也可能亏损15%，且这两种情况发生的概率分别为79和29；项目二：通信设备.据市场调研，投资到该项目上，到年底可能获利50%，可能损失30%，也可能不赔不赚，且这三种情况发生的概率分别为35，13和115.针对以上两个投资项目，请你为投资公司选择一个合理的项目，并说明理由. 解 若按“项目一”投资，设获利为X 1万元，则X 1的分布列为∴EX 1＝300×79＋(－150)×29＝200.若按“项目二”投资，设获利为X 2万元，则X 2的分布列为∴EX 2＝500×35＋(－300)×13＋0×115＝200.DX 1＝(300－200)2×79＋(－150－200)2×29＝35 000，DX 2＝(500－200)2×35＋(－300－200)2×13＋(0－200)2×115＝140 000.∴EX 1＝EX 2，DX 1<DX 2，这说明虽然项目一、项目二获利相等，但项目一更稳妥. 综上所述，建议该投资公司选择项目一投资.思维升华 离散型随机变量的均值与方差的常见类型及解题策略(1)求离散型随机变量的均值与方差.可依题设条件求出离散型随机变量的分布列，然后利用均值、方差公式直接求解.(2)由已知均值或方差求参数值.可依据条件利用均值、方差公式得出含有参数的方程(组)，解方程(组)即可求出参数值.(3)由已知条件，作出对两种方案的判断.可依据均值、方差的意义，对实际问题作出判断. 跟踪训练2 为迎接2022年北京冬奥会，推广滑雪运动，某滑雪场开展滑雪促销活动.该滑雪场的收费标准是：滑雪时间不超过1小时免费，超过1小时的部分每小时收费标准为40元(不足1小时的部分按1小时计算).有甲、乙两人相互独立地来该滑雪场运动，设甲、乙不超过1小时离开的概率分别为14，16；1小时以上且不超过2小时离开的概率分别为12，23；两人滑雪时间都不会超过3小时.(1)求甲、乙两人所付滑雪费用相同的概率；(2)设甲、乙两人所付的滑雪费用之和为随机变量ξ，求ξ的分布列与均值Eξ，方差Dξ. 解 (1)两人所付费用相同，相同的费用可能为0,40,80元，甲、乙两人2小时以上且不超过3小时离开的概率分别为⎝⎛⎭⎫1－14－12＝14，⎝⎛⎭⎫1－16－23＝16.两人都付0元的概率为P 1＝14×16＝124，两人都付40元的概率为P 2＝12×23＝13，两人都付80元的概率为P 3＝14×16＝124，则两人所付费用相同的概率为 P ＝P 1＋P 2＋P 3＝124＋13＋124＝512.(2)设甲、乙所付费用之和为ξ，ξ的可能取值为0,40,80,120,160，则 P (ξ＝0)＝14×16＝124，P (ξ＝40)＝14×23＋12×16＝14，P (ξ＝80)＝14×16＋12×23＋14×16＝512，P (ξ＝120)＝12×16＋14×23＝14，P (ξ＝160)＝14×16＝124.所以ξ的分布列为Eξ＝0×124＋40×14＋80×512＋120×14＋160×124＝80.Dξ＝(0－80)2×124＋(40－80)2×14＋(80－80)2×512＋(120－80)2×14＋(160－80)2×124＝4 0003.题型三 超几何分布例3 (2017·山东)在心理学研究中，常采用对比试验的方法评价不同心理暗示对人的影响，具体方法如下：将参加试验的志愿者随机分成两组，一组接受甲种心理暗示，另一组接受乙种心理暗示，通过对比这两组志愿者接受心理暗示后的结果来评价两种心理暗示的作用.现有6名男志愿者A 1，A 2，A 3，A 4，A 5，A 6和4名女志愿者B 1，B 2，B 3，B 4，从中随机抽取5人接受甲种心理暗示，另5人接受乙种心理暗示.(1)求接受甲种心理暗示的志愿者中包含A 1但不包含B 1的概率；(2)用X 表示接受乙种心理暗示的女志愿者人数，求X 的分布列与均值EX .解 (1)记接受甲种心理暗示的志愿者中包含A 1但不包含B 1的事件为M ，则P (M )＝C 48C 510＝518.(2)由题意知X 可取的值为0,1,2,3,4，则P (X ＝0)＝C 56C 510＝142，P (X ＝1)＝C 46C 14C 510＝521，P (X ＝2)＝C 36C 24C 510＝1021，P (X ＝3)＝C 26C 34C 510＝521，P (X ＝4)＝C 16C 44C 510＝142.因此X 的分布列为所以X 的均值EX ＝0×P (X ＝0)＋1×P (X ＝1)＋2×P (X ＝2)＋3×P (X ＝3)＋4×P (X ＝4)＝0＋1×521＋2×1021＋3×521＋4×142＝2.思维升华 (1)超几何分布的两个特点 ①超几何分布是不放回抽样问题； ②随机变量为抽到的某类个体的个数. (2)超几何分布的应用条件 ①两类不同的物品(或人、事)； ②已知各类对象的个数； ③从中抽取若干个个体.跟踪训练3 PM2.5是指悬浮在空气中的空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的可入肺颗粒物.根据现行国家标准GB3095－2012，PM2.5日均值在35微克/立方米以下空气质量为一级；在35微克/立方米～75微克/立方米之间空气质量为二级；在75微克/立方米以上空气质量为超标.从某自然保护区2018年全年每天的PM2.5监测数据中随机地抽取10天的数据作为样本，监测值频数如下表所示：(1)从这10天的PM2.5日均值监测数据中，随机抽出3天，求恰有一天空气质量达到一级的概率；(2)从这10天的数据中任取3天数据，记ξ表示抽到PM2.5监测数据超标的天数，求ξ的分布列.解 (1)记“从这10天的PM2.5日均值监测数据中，随机抽出3天，恰有一天空气质量达到一级”为事件A ，则P (A )＝C 13C 27C 310＝2140.(2)由条件知，ξ服从超几何分布，其中N ＝10，M ＝3，n ＝3，且随机变量ξ的可能取值为0,1,2,3.P (ξ＝k )＝C k 3·C 3－k7C 310(k ＝0,1,2,3).∴P (ξ＝0)＝C 03C 37C 310＝724，P (ξ＝1)＝C 13C 27C 310＝2140，P (ξ＝2)＝C 23C 17C 310＝740，P (ξ＝3)＝C 33C 07C 310＝1120.故ξ的分布列为离散型随机变量的均值与方差问题例 (12分)为回馈顾客，某商场拟通过模拟兑奖的方式对1 000位顾客进行奖励，规定：每位顾客从一个装有4个标有面值的球的袋中一次性随机摸出2个球，球上所标的面值之和为该顾客所获的奖励额.(1)若袋中所装的4个球中有1个所标的面值为50元，其余3个均为10元，求： ①顾客所获的奖励额为60元的概率； ②顾客所获的奖励额的分布列及均值；(2)商场对奖励总额的预算是60 000元，并规定袋中的4个球只能由标有面值10元和50元的两种球组成，或标有面值20元和40元的两种球组成.为了使顾客得到的奖励总额尽可能符合商场的预算且每位顾客所获的奖励额相对均衡，请对袋中的4个球的面值给出一个合适的设计，并说明理由.规范解答解 (1)设顾客所获的奖励额为X .①依题意，得P (X ＝60)＝C 11C 13C 24＝12，即顾客所获的奖励额为60元的概率为12.[2分]②依题意，得X 的所有可能取值为20,60. P (X ＝60)＝12，P (X ＝20)＝C 23C 24＝12，故X 的分布列为[4分]所以顾客所获的奖励额的均值为 EX ＝20×12＋60×12＝40.[5分](2)根据商场的预算，每个顾客的平均奖励额为60元， 所以，先寻找均值为60的可能方案.对于面值由10元和50元组成的情况，如果选择(10,10,10,50)的方案， 因为60元是面值之和的最大值，所以均值不可能为60元； 如果选择(50,50,50,10)的方案， 因为60元是面值之和的最小值， 所以均值也不可能为60元；因此可能的方案是(10,10,50,50)，记为方案1. 对于面值由20元和40元组成的情况， 同理可排除(20,20,20,40)和(40,40,40,20)的方案， 所以可能的方案是(20,20,40,40)，记为方案2. 以下是对两个方案的分析. 对于方案1，即方案(10,10,50,50)， 设顾客所获的奖励额为X 1， 则X 1的分布列为[7分]X 1的均值为EX 1＝20×16＋60×23＋100×16＝60，X 1的方差为DX 1＝(20－60)2×16＋(60－60)2×23＋(100－60)2×16＝1 6003.[9分]对于方案2，即方案(20,20,40,40)， 设顾客所获的奖励额为X 2， 则X 2的分布列为[10分]X 2的均值为EX 2＝40×16＋60×23＋80×16＝60，X 2的方差为DX 2＝(40－60)2×16＋(60－60)2×23＋(80－60)2×16＝4003.由于两种方案的奖励额的均值都符合要求，但方案2奖励额的方差比方案1的小，所以应该选择方案2.[12分]求离散型随机变量的均值和方差问题的一般步骤 第一步：确定随机变量的所有可能取值； 第二步：求每一个可能取值所对应的概率； 第三步：列出离散型随机变量的分布列； 第四步：求均值和方差；第五步：根据均值、方差进行判断，并得出结论(适用于均值、方差的应用问题)； 第六步：反思回顾.查看关键点、易错点和答题规范性.1.若离散型随机变量X 的分布列为则X 的均值EX 等于( ) A.2 B.2或12 C.12D.1答案 C解析 由题意知，a 2＋a 22＝1，a >0，所以a ＝1，所以EX ＝0×12＋1×12＝12.故选C.2.设随机变量X 的分布列如下，则P (|X －2|＝1)等于( )A.712B.12C.512D.16 答案 C解析 由16＋14＋m ＋13＝1，得m ＝14，所以P (|X －2|＝1)＝P (X ＝1)＋P (X ＝3)＝16＋14＝512.故选C.3.有10张卡片，其中8张标有数字2,2张标有数字5，从中任意抽出3张卡片，设3张卡片上的数字和为X ，则X ≥8的概率是( ) A.415 B.715 C.815 D.35 答案 C解析 由题意知，X 的取值为6,9,12，又P (X ＝9)＝C 28C 12C 310＝715，P (X ＝12)＝C 18C 22C 310＝115，所以X ≥8的概率为715＋115＝815，故选C.4.设随机变量ξ的分布列为P ⎝⎛⎭⎫ξ＝k 5＝ak (k ＝1,2,3,4,5)，则P ⎝⎛⎭⎫110<ξ<710等于( ) A.35 B.45 C.25 D.15 答案 C解析 由题意知，分布列为由分布列的性质可得，a ＋2a ＋3a ＋4a ＋5a ＝1， 解得a ＝115.所以P ⎝⎛⎭⎫110<ξ<710＝P ⎝⎛⎭⎫ξ＝15＋P ⎝⎛⎭⎫ξ＝25＋ P ⎝⎛⎭⎫ξ＝35＝115＋215＋315＝25.故选C. 5.一个袋中有4个红球，3个黑球，小明从袋中随机取球，设取到一个红球得2分，取到一个黑球得1分，从袋中任取4个球，则小明得分大于6分的概率是( ) A.1335 B.1435 C.1835 D.2235 答案 A解析 记得分为X ，则X 的可能取值为5,6,7,8，P (X ＝7)＝C 34C 13C 47＝1235；P (X ＝8)＝C 44C 03C 47＝135，所以P (X >6)＝P (X ＝7)＋P (X ＝8)＝1235＋135＝1335.6.设X 是一个离散型随机变量，其分布列为则q 等于( ) A.1 B.32±336 C.32－336 D.32＋336答案 C解析 ∵13＋2－3q ＋q 2＝1，∴q 2－3q ＋43＝0，解得q ＝32±336.又由题意知0<q 2<23，∴q ＝32－336. 7.口袋中有5只球，编号为1,2,3,4,5，从中任取3只球，以X 表示取出的球的最大号码，则X 的分布列为______________________. 答案解析 X 的取值为3,4,5.又P (X ＝3)＝1C 35＝0.1，P (X ＝4)＝C 23C 35＝0.3，P (X ＝5)＝C 24C 35＝0.6.所以X 的分布列为8.随机变量X 的分布列如下：其中a ，b ，c 成等差数列，则P (|X |＝1)＝________，公差d 的取值范围是________. 答案 23 ⎝⎛⎭⎫－13，13 解析 ∵a ，b ，c 成等差数列，∴2b ＝a ＋c . 又a ＋b ＋c ＝1，∴b ＝13，∴P (|X |＝1)＝a ＋c ＝23.又a ＝13－d ，c ＝13＋d ，根据分布列的性质，得0<13－d <23，0<13＋d <23，∴－13<d <13.9.在一个口袋中装有黑、白两个球，从中随机取一球，记下它的颜色，然后放回，再取一球，又记下它的颜色，则这两次取出白球数η的分布列为____________________. 答案解析 ∵η的所有可能值为0,1,2.P (η＝0)＝C 11C 11C 12C 12＝14，P (η＝1)＝C 11C 11×2C 12C 12＝12，P (η＝2)＝C 11C 11C 12C 12＝14.∴η的分布列为10.某公司有5万元资金用于投资开发项目，如果成功，一年后可获利12%；如果失败，一年后将丧失全部资金的50%，下表是过去200例类似项目开发的实施结果：则估计该公司一年后可获收益的均值是________元. 答案 4 760解析 由题意知，一年后获利6 000元的概率为0.96，获利－25 000元的概率为0.04，故一年后收益的均值是6 000×0.96＋(－25 000)×0.04＝4 760(元).11.(2018·河南豫南九校联考)为创建国家级文明城市，某城市号召出租车司机在高考期间至少进行一次“爱心送考”，该城市某出租车公司共200名司机，他们进行“爱心送考”的次数统计如图所示.(1)求该出租车公司的司机进行“爱心送考”的人均次数；(2)从这200名司机中任选两人，设这两人进行送考次数之差的绝对值为随机变量X ，求X 的分布列及均值.解 (1)由统计图得200名司机中送考1次的有20人， 送考2次的有100人，送考3次的有80人，∴该出租车公司的司机进行“爱心送考”的人均次数为20×1＋100×2＋80×3200＝2.3.(2)从该公司任选两名司机，记“这两人中一人送考1次，另一人送考2次”为事件A ，“这两人中一人送考2次，另一人送考3次”为事件B ，“这两人中一人送考1次，另一人送考3次”为事件C ，“这两人送考次数相同”为事件D ， 由题意知X 的所有可能取值为0,1,2，P (X ＝1)＝P (A )＋P (B )＝C 120C 1100C 2200＋C 1100C 180C 2200＝100199，P (X ＝2)＝P (C )＝C 120C 180C 2200＝16199，P (X ＝0)＝P (D )＝C 220＋C 2100＋C 280C 2200＝83199， ∴X 的分布列为EX ＝0×83199＋1×100199＋2×16199＝132199.12.某超市计划按月订购一种冰激凌，每天进货量相同，进货成本为每桶5元，售价为每桶7元，未售出的冰激凌以每桶3元的价格当天全部处理完毕，根据往年销售经验，每天需求量与当天最高气温(单位：℃)有关，如果最高气温不低于25 ℃，需求量为600桶，如果最高气温(单位：℃)位于区间[20,25)，需求量为400桶，如果最高气温低于20 ℃，需求量为200桶.为了确定六月份的订购计划，统计了前三年六月份各天的最高气温数据，得下面的频数分布表：以最高气温位于各区间的频率代替最高气温位于该区间的概率. (1)求六月份这种冰激凌一天的需求量X (单位：桶)的分布列；(2)设六月份一天销售这种冰激凌的利润为Y (单位：元)，当六月份这种冰激凌一天的进货量n (单位：桶)为多少时，Y 的均值取得最大值？解 (1)由已知得，X 的所有可能取值为200,400,600，记六月份最高气温低于20 ℃为事件A 1，最高气温(单位：℃)位于区间[20,25)为事件A 2，最高气温不低于25 ℃为事件A 3， 根据题意，结合频数分布表，用频率估计概率，可知P (X ＝200)＝P (A 1)＝1890＝15，P (X ＝400)＝P (A 2)＝3690＝25，P (X ＝600)＝P (A 3)＝3690＝25，故六月份这种冰激凌一天的需求量X (单位：桶)的分布列为(2)由题意得，当n ≤200时，E (Y )＝2n ≤400；当200<n ≤400时，E (Y )＝15×[200×2＋(n －200)×(－2)]＋45×n ×2＝65n ＋160∈(400,640]；当400<n ≤600时，EY ＝15×[200×2＋(n －200)×(－2)]＋25×[400×2＋(n －400)×(－2)]＋25×n ×2＝－25n ＋800∈[560,640)； 当n >600时，EY ＝15×[200×2＋(n －200)×(－2)]＋25×[400×2＋(n －400)×(－2)]＋25×[600×2＋(n －600)×(－2)]＝1 760－2n <560，所以当n ＝400时，Y 的均值取得最大值640.13.已知6只小白鼠中有1只感染了病毒，需要对6只小白鼠进行病毒DNA 化验来确定哪一只受到了感染.下面是两种化验方案：方案甲：逐个化验，直到能确定感染病毒的小白鼠为止.方案乙：将6只小白鼠分为两组，每组三只，将其中一组的三只小白鼠的待化验物质混合在一起化验，若化验结果显示含有病毒DNA ，则表明感染病毒的小白鼠在这三只当中，然后逐个化验，直到确定感染病毒的小白鼠为止；若化验结果显示不含病毒DNA ，则在另外一组中逐个进行化验.(1)求执行方案乙化验次数恰好为2次的概率；(2)若首次化验的化验费为10元，第二次化验的化验费为8元，第三次及以后每次化验的化验费都是6元，求方案甲所需化验费的分布列和均值. 解 (1)执行方案乙化验次数恰好为2次的情况分两种：第一种，先化验一组，结果显示不含病毒DNA ，再从另一组中任取一只进行化验，其恰好含有病毒DNA ，此种情况的概率为C 35C 36×1C 13＝16；第二种，先化验一组，结果显示含病毒DNA ，再从中逐个化验，恰好第一只含有病毒，此种情况的概率为C 25C 36×1C 13＝16.所以执行方案乙化验次数恰好为2次的概率为16＋16＝13.(2)设用方案甲化验需要的化验费为η(单位：元)，则η的可能取值为10,18,24,30,36. P (η＝10)＝16，P (η＝18)＝56×15＝16，P (η＝24)＝56×45×14＝16，P (η＝30)＝56×45×34×13＝16，P (η＝36)＝56×45×34×23＝13，则化验费η的分布列为所以Eη＝10×16＋18×16＋24×16＋30×16＋36×13＝773(元).14.为了研究学生的数学核心素养与抽象(能力指标x )、推理(能力指标y )、建模(能力指标z )的相关性，并将它们各自量化为1,2,3三个等级，再用综合指标w ＝x ＋y ＋z 的值评定学生的数学核心素养：若w ≥7，则数学核心素养为一级；若5≤w ≤6，则数学核心素养为二级；若3≤w ≤4，则数学核心素养为三级.为了了解某校学生的数学核心素养，调查人员随机访问了某校10名学生，得到如下结果：(1)在这10名学生中任取两人，求这两人的建模能力指标相同的概率；(2)从数学核心素养等级是一级的学生中任取一人，其综合指标为a ，从数学核心素养等级不是一级的学生中任取一人，其综合指标为b ，记随机变量X ＝a －b ，求随机变量X 的分布列及均值.解 (1)由题意可知，建模能力指标为1的学生是A 9；建模能力指标为2的学生是A 2，A 4，A 5，A 7，A 10；建模能力指标为3的学生是A 1，A 3，A 6，A 8. 记“所取的两人的建模能力指标相同”为事件A ，则P (A )＝C 25＋C 24C 210＝1645.(2)由题意可知，数学核心素养等级是一级的有A 1，A 2，A 3，A 5，A 6，A 8，数学核心素养等级不是一级的有A 4，A 7，A 9，A 10. X 的所有可能取值为1,2,3,4,5.P (X ＝1)＝C 13C 12C 16C 14＝14；P (X ＝2)＝C 13C 11＋C 12C 12C 16C 14＝724； P (X ＝3)＝C 13C 11＋C 12C 11＋C 11C 12C 16C 14＝724； P (X ＝4)＝C 12C 11＋C 11C 11C 16C 14＝18； P (X ＝5)＝C 11C 11C 16C 14＝124.∴随机变量X 的分布列为∴EX ＝1×14＋2×724＋3×724＋4×18＋5×124＝2912.15.设0<p <1，随机变量ξ的分布列是则当p 在(0,1)内增大时，( ) A.D (ξ)减小 B.D (ξ)增大C.D (ξ)先减小后增大D.D (ξ)先增大后减小 答案 D解析 由题意知E (ξ)＝0×1－p 2＋1×12＋2×p 2＝p ＋12，D (ξ)＝⎣⎡⎦⎤0－⎝⎛⎭⎫p ＋122×1－p 2＋⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫p ＋122×12＋⎣⎡⎦⎤2－⎝⎛⎭⎫p ＋122×p 2 ＝⎝⎛⎭⎫p ＋122×1－p 2＋⎝⎛⎭⎫p －122×12＋⎝⎛⎭⎫32－p 2×p2 ＝12⎝⎛⎭⎫p ＋122＋12⎝⎛⎭⎫p －122－p 2⎝⎛⎭⎫p ＋122＋p 2⎝⎛⎭⎫32－p 2 ＝12⎝⎛⎭⎫2p 2＋12－p 2⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫p ＋122－⎝⎛⎭⎫p －322 ＝p 2＋14－p (2p －1)＝－p 2＋p ＋14＝－⎝⎛⎭⎫p －122＋12， ∴D (ξ)在⎝⎛⎭⎫0，12上是增加的，在⎝⎛⎭⎫12，1上是减少的，即当p 在(0,1)内增大时，D (ξ)先增大后减小. 故选D.16.设ξ为随机变量，从棱长为1的正方体的12条棱中任取两条，当两条棱相交时，ξ＝0；当两条棱平行时，ξ的值为两条棱之间的距离；当两条棱异面时，ξ＝2，求随机变量ξ的均值.解 ξ的可能取值为0，2，1,2，则P (ξ＝0)＝8C 23C 212＝411，P (ξ＝2)＝6C 212＝111，P (ξ＝1)＝12C 212＝211， P (ξ＝2)＝24C 212＝411. ∴ξ的分布列为∴Eξ＝0×411＋2×111＋1×211＋2×411＝10＋211.。
高中数学离散型随机变量的均值与方差经典考点及例题讲解
离散型随机变量的均值与方差考纲解读 1.根据离散型随机变量分布列求均值与方差；2.根据正态分布、二项分布的公式求均值与方差；3.利用均值、方差的特性解决一些实际应用问题．[基础梳理]1．离散型随机变量X 的分布列2.离散型随机变量3.(1)E (aX ＋b )＝aE (X )＋b (a ，b 为常数)． (2)D (aX ＋b)＝a 2D (X )(a ，b 为常数)． 4．两点分布的均值与方差若随机变量X 服从两点分布，则E (X )＝p ，D (X )＝p (1－p )． 5．二项分布的均值与方差若随机变量X 服从参数为n ，p 的二项分布，即X ～B (n ，p )，则E (X )＝np ，D (X )＝np (1－p )．[三基自测]1．已知X 的分布列为设Y ＝2X ＋3，则E(Y)A.73 B ．4 C ．－1 D ．1 答案：A2．若离散型随机变量X 的分布列为则X 的数学期望E (X )＝( ) A ．2 B ．2或12C.12 D ．1答案：C3．已知随机变量X 的分布列为则D(X)＝( ) A ．1.44 B ．1.2 C. 1.2 D ．2答案：B4．(选修2－3·2.3练习改编)若随机变量满足P (x ＝c )＝1，其中c 为常数，则D (X )＝________.答案：05．(2017·高考全国卷Ⅱ改编)有一批产品，其中有12件正品和4件次品，从中有放回地任取3件，若X 表示取到次品的次数，则D(X)＝________.答案：916考点一 离散型随机变量的均值与方差|模型突破[例1] (2018·保定调研)近年来，我国的高铁技术发展迅速，铁道部门计划在A 、B 两城之间开通高速列车，假设在试运行期间，每天8：00－9：00,9：00－10：00两个时段内各发一趟列车由A 城到B 城(两车发生情况互不影响)，A 城发车时间及其概率如下表所示：六8：00和周日8：20.(只考虑候车时间，不考虑其他因素)(1)设乙候车所需时间为随机变量X ，求X 的分布列和数学期望； (2)求甲、乙二人候车时间相等的概率．[解析] (1)X 的所有可能取值为10、30、50、70、90(分钟)，其概率分布列如下：X 的数学期望E (X )＝10×12＋30×13＋50×136＋70×112＋90×118＝2459(分钟)．(2)甲、乙二人候车时间分别为10分钟、30分钟、50分钟的概率为P 甲10＝16，P 甲30＝12，P 甲50＝13；P 乙10＝12，P 乙30＝13，P 乙50＝16×16＝136.所以所求概率P ＝16×12＋12×13＋13×136＝727.即甲、乙二人候车时间相等的概率为727.[模型解法][高考类题](2016·高考全国卷Ⅱ)某险种的基本保费为a (单位：元)，继续购买该险种的投保人称为续保人，续保人本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下：(1)(2)若一续保人本年度的保费高于基本保费，求其保费比基本保费高出60%的概率； (3)求续保人本年度的平均保费与基本保费的比值．解析：(1)设“一续保人本年度的保费高于基本保费”为事件A ，则“一续保人本年度的保费不高于基本保费”为事件A ，P (A )＝1－P (A )＝1－(0.30＋0.15)＝0.55.(2)设“一续保人本年度的保费比基本保费高出60%”为事件B ， P (B |A )＝P (AB )P (A )＝0.10＋0.050.55＝311.(3)设续保人本年度的保费为X ，则X 的分布列为平均保费 1.75a ×0.10＋2a ×0.05＝1.23a ，所以平均保费与基本保费的比值为1.23.考点二 与二项分布有关的均值与方差问题|方法突破[例2] 为响应国家“精准扶贫，产业扶贫”的战略，进一步优化能源消费结构，某市决定在地处山区的A 县推进光伏发电项目．在该县山区居民中随机抽取50户，统计其年用电量得到以下统计表．以样本的频率作为概率.X 的数学期望；(2)已知该县某山区自然村有居民300户．若计划在该村安装总装机容量为300千瓦的光伏发电机组，该机组所发电量除保证该村正常用电外，剩余电量国家电网以0.8元/度的价格进行收购．经测算每千瓦装机容量的发电机组年平均发电1 000度，试估计该机组每年所发电量除保证正常用电外还能为该村创造直接收益多少元？[解析] (1)记在抽取的50户居民中随机抽取1户，其年用电量不超过600度为事件A ，则P (A )＝35.由已知可得从该县山区居民中随机抽取10户，记其中年用电量不超过600度的户数为X ，X 服从二项分布，即X ～B (10，35)，故E (X )＝10×35＝6.(2)设该县山区居民户年均用电量为E(Y)，由抽样可得E (Y )＝100×550＋300×1550＋500×1050＋700×1550＋900×550＝500(度)．则该自然村年均用电约150 000度．又该村所装发电机组年预计发电量为300 000度，故该机组每年所发电量除保证正常用电外还能剩余电量约150 000度，能为该村创造直接收益120 000元．[方法提升][跟踪训练]某商场举行有奖促销活动，顾客购买一定金额的商品后即可抽奖，每次抽奖都是从装有4个红球、6个白球的甲箱和装有5个红球、5个白球的乙箱中，各随机摸出1个球．在摸出的2个球中，若都是红球，则获一等奖；若只有1个红球，则获二等奖；若没有红球，则不获奖．(1)求顾客抽奖1次能获奖的概率；(2)若某顾客有3次抽奖机会，记该顾客在3次抽奖中获一等奖的次数为X ，求X 的分布列和数学期望．[解析] (1)记事件A 1＝{从甲箱中摸出的1个球是红球}， A 2＝{从乙箱中摸出的1个球是红球}，B 1＝{顾客抽奖1次获一等奖}，B 2＝{顾客抽奖1次获二等奖}，C ＝{顾客抽奖1次能获奖}．由题意知A 1与A 2相互独立，A 1A 2与A 1A 2互斥，B 1与B 2互斥，且B 1＝A 1A 2，B 2＝A 1A 2＋A 1A 2，C ＝B 1＋B 2.因为P (A 1)＝410＝25，P (A 2)＝510＝12，所以P (B 1)＝P (A 1A 2)＝P (A 1)P (A 2)＝25×12＝15，P (B 2)＝P (A 1A 2＋A 1A 2)＝P(A 1A 2)＋P (A 1A 2) ＝P (A 1)P (A 2)＋P (A 1)P (A 2) ＝P (A 1)(1－P (A 2))＋(1－P (A 1))P (A 2) ＝25×⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫1－25×12＝12. 故所求概率为P (C )＝P (B 1＋B 2)＝P (B 1)＋P (B 2)＝15＋12＝710.(2)顾客抽奖3次可视为3次独立重复试验，由(1)知，顾客抽奖1次获一等奖的概率为15，所以X ～B ⎝⎛⎭⎫3，15.于是P (X ＝0)＝C 03⎝⎛⎭⎫150⎝⎛⎭⎫453＝64125， P (X ＝1)＝C 13⎝⎛⎭⎫151⎝⎛⎭⎫452＝48125， P (X ＝2)＝C 23⎝⎛⎭⎫152⎝⎛⎭⎫451＝12125，P (X ＝3)＝C 33⎝⎛⎭⎫153⎝⎛⎭⎫450＝1125， 故X 的分布列为X 的数学期望为E (X )＝3×15＝35.考点三 均值、方差的实际应用|方法突破[例3] 为庆祝香港回归20周年，某商场在抽奖箱中放置了除图案外，其他无差别的8张卡片，其中有2张印有金紫荆广场图案，n(2≤n ≤4)张印有青马大桥图案，其余卡片上印有“庆祝香港回归20周年”图案．(1)若n ＝4，从抽奖箱中任意取一张卡片，记下图案后放回，连续抽取三次，求三次取出的卡片中，恰有两张印有“庆祝香港回归20周年”图案卡片的概率．(2)从抽奖箱中任意抽取两张卡片，如果两张卡片图案相同的概率是27.求n 的值．(3)①当n ＝3时，随机抽取一次，若规定取出印有金紫荆广场图案的卡片获得16元购物券，取出印有青马大桥图案的卡片获得8元购物券，取出印有“庆祝香港回归20周年”图案的卡片没有奖励，用ξ表示获得奖券的面值，求ξ的分布列和数学期望E (ξ)．②在①的条件下，若商场每天有800人参与抽奖活动，顾客获得的购物券全部用于捆绑其他商品消费，每1元购物券能给商场带来10元纯利润，则商场每天在这个活动中能获得的纯利润是多少？[解析] (1)当n ＝4时，印有“庆祝香港回归20周年”的卡片有2张， 记“从中任取一张卡片是‘庆祝香港回归20周年’”为事件A ，则P (A )＝14，则恰有两张印有“庆祝香港回归20周年”图案卡片的概率为：P ＝C 23⎝⎛⎭⎫142⎝⎛⎭⎫34＝964. (2)因为从抽奖箱中任意抽取两张卡片，如果两张卡片图案相同的概率是27，所以由题意得C 22＋C 2n ＋C 26－nC 28＝27，解得n ＝2或n ＝4.(3)①n ＝3时，则8张卡片中印有金紫荆广场图案的卡片有2张，印有青马大桥图案的卡片有3张，印有“庆祝香港回归20周年”图案的卡片有3张，ξ的可能取值为16,8,0，P (ξ＝16)＝14，P (ξ＝8)＝38，P (ξ＝0)＝38.∴ξ的分布列为：∴E (ξ)＝16×14＋8×38＋0×38＝7(元)．②由①知，在一次抽奖中，一人所得奖券的面值为7元，800人所得奖券的面值总数为800×7＝5 600(元)，所以商场的利润是5 600×10＝56 000(元)． [方法提升][跟踪训练]某联欢晚会举行抽奖活动，举办方设置了甲、乙两种抽奖方案，方案甲的中奖率为23，中奖可以获得2分；方案乙的中奖率为25，中奖可以获得3分；未中奖则不得分．每人有且只有一次抽奖机会，每次抽奖中奖与否互不影响，晚会结束后凭分数兑换奖品．(1)若小明选择方案甲抽奖，小红选择方案乙抽奖，记他们的累计得分为X ，求X ≤3的概率；(2)若小明、小红两人都选择方案甲或都选择方案乙进行抽奖，问：他们选择何种方案抽奖，累计得分的数学期望较大？解析：法一：(1)由已知得，小明中奖的概率为23，小红中奖的概率为25，且两人中奖与否互不影响．记“这2人的累计得分X ≤3”的事件为A ，则事件A 的对立事件为“X ＝5”． 因为P (X ＝5)＝23×25＝415，所以P (A )＝1－P (X ＝5)＝1－415＝1115， 即这2人的累计得分X ≤3的概率为1115.(2)设小明、小红都选择方案甲抽奖中奖次数为X 1，都选择方案乙抽奖中奖次数为X 2，则这两人选择方案甲抽奖累计得分的数学期望为E (2X 1)，选择方案乙抽奖累计得分的数学期望为E (3X 2)．由已知可得，X 1～B ⎝⎛⎭⎫2，23，X 2～B ⎝⎛⎭⎫2，25， 所以E (X 1)＝2×23＝43，E (X 2)＝2×25＝45，从而E (2X 1)＝2E (X 1)＝83，E (3X 2)＝3E (X 2)＝125.因为E (2X 1)>E (3X 2)，所以他们都选择方案甲进行抽奖时，累计得分的数学期望较大．法二：(1)由已知得，小明中奖的概率为23，小红中奖的概率为25，且两人中奖与否互不影响．记“这2人的累计得分X ≤3”的事件为A ，则事件A 包含“X ＝0”“X ＝2”“X ＝3”三个两两互斥的事件．因为P (X ＝0)＝⎝⎛⎭⎫1－23×⎝⎛⎭⎫1－25＝15，P (X ＝2)＝23×⎝⎛⎭⎫1－25＝25，P (X ＝3)＝⎝⎛⎭⎫1－23×25＝215，所以P (A )＝P (X ＝0)＋P (X ＝2)＋P (X ＝3)＝1115，即这2人的累计得分X ≤3的概率为1115.(2)设小明、小红都选择方案甲所获得的累计得分为X 1，都选择方案乙所获得的累计得分为X 2，则X 1，X 2的分布列如下：所以E (X 1)＝0×19＋2×49＋4×49＝83，E (X 2)＝0×925＋3×1225＋6×425＝125.因为E (X 1)>E (X 2)，所以他们都选择方案甲进行抽奖时，累计得分的数学期望较大．1.[考点二](2017·高考全国卷Ⅱ)一批产品的二等品率为0.02，从这批产品中每次随机取一件，有放回地抽取100次，X 表示抽到的二等品件数，则DX ＝__________.解析：由题意得X ～B (100,0.02)，∴DX ＝100×0.02×(1－0.02)＝1.96. 答案：1.962.[考点一、三](2017·高考全国卷Ⅲ)某超市计划按月订购一种酸奶，每天进货量相同，进货成本每瓶4元，售价每瓶6元，未售出的酸奶降价处理，以每瓶2元的价格当天全部处理完．根据往年销售经验，每天需求量与当天最高气温(单位：℃)有关．如果最高气温不低于25，需求量为500瓶；如果最高气温位于区间[20,25)，需求量为300瓶；如果最高气温低于20，需求量为200瓶．为了确定六月份的订购计划，统计了前三年六月份各天的最高气温数据，得下面的频数分布表：(1)求六月份这种酸奶一天的需求量X (单位：瓶)的分布列；(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位：元)，当六月份这种酸奶一天的进货量n(单位：瓶)为多少时，Y 的数学期望达到最大值？解析：(1)由题意知，X 所有可能取值为200,300,500，由表格数据知P (X ＝200)＝2＋1690＝0.2，P (X ＝300)＝3690＝0.4，P (X ＝500)＝25＋7＋490＝0.4.因此X 的分布列为(2)200，因此只需考虑200≤n ≤500.当300≤n ≤500时，若最高气温不低于25，则Y ＝6n －4n ＝2n ，若最高气温位于区间[20,25)，则Y＝6×300＋2(n－300)－4n＝1 200－2n；若最高气温低于20，则Y＝6×200＋2(n－200)－4n＝800－2n.因此EY＝2n×0.4＋(1 200－2n)×0.4＋(800－2n)×0.2＝640－0.4n.当200≤n<300时，若最高气温不低于20，则Y＝6n－4n＝2n；若最高气温低于20，则Y＝6×200＋2(n－200)－4n＝800－2n.因此EY＝2n×(0.4＋0.4)＋(800－2n)×0.2＝160＋1.2n.所以n＝300时，Y的数学期望达到最大值，最大值为520元．。
离散型随机变量的均值和方差ppt课件
11
2. 有场赌博，规则如下：如掷一个骰子，出现1，你赢
10元；出现2或3或4，你输3元；出现5或6，不输不赢．这 场赌博对你是否有利?
X 10
-3
0
P
1
1
1
6
2
3
E
1 10 1 3 1 0 1
6
2
3
6
.
对你不利!劝君莫参加赌博.
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例题讲解
例1.篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分， 罚不中得0分．已知某运动员罚球命中的概率为 0.7，则他罚球1次的得分X的数学期望？
中有且仅有一个选项正确,每题选对得5分,不选或选错不得分,满 分100分.学生甲选对任一题的概率为0.9,学生乙则在测验中对每 题都从4个选项中随机地选择一个.求学生甲和学生乙在这次测验 中的成绩的均值.
解:设学生甲和学生乙在这次测验中选择正确的选择题 个数分别是 和η,则 ξ～B(20,0.9),η～B(20,0.25)， 所以Eξ＝20×0.9＝18， Eη＝20×0.25＝5．
8
1、随机变量ξ的分布列是
ξ
1
3
5
P
0.5
0.3
0.2
(1)则Eξ= 2.4
.
2、随机变量ξ的分布列是
ξ
4
7
P
0.3
a9ຫໍສະໝຸດ 10b0.2
Eξ=7.5,则a= 0.1 b= 0.4 .
9
归纳求离散型随机变量的均值(期望)的步骤： ①、确定离散型随机变量可能的取值。 ②、写出分布列，并检查分布列的正确与否。 ③、求出均值(期望)。
解：X的可能取值为0，1，其分布列如下
X
1
0
P
-离散型随机变量的均值与方差正态分布(共61张PPT)
第十二章 概 率
【解析】 设随机变量X的均值及方差分别为E(X)，D(X)， 因为X～B(10，0.6)，所以E(X)＝10×0.6＝6， D(X)＝10××(1－0.6)＝2.4， 故E(η)＝E(8－X)＝8－E(X)＝2， D(η)＝D(8－X)＝D(X)＝2.4. 【答案】 B
高考总复习·数学理科（RJ）
(2)随机变量的方差和标准差都反映了随机变量取值偏离均值的 平均程度，方差或标准差越小，则偏离变量的平均程度越小．( )
高考总复习·数学理科（RJ）
第十二章 概 率
(3)正态分布中的参数μ和σ完全确定了正态分布，参数μ是正态分布 的均值，σ是正态分布的标准差．( )
(4)一个随机变量如果是众多的、互不相干的、不分主次的偶然因素作 用结果之和，它就服从或近似服从正态分布．
第十二章 概 率
【解析】 【答案】 A
高考总复习·数学理科（RJ）
第十二章 概 率
2．设随机变量 ξ 的分布列为 P(ξ＝k)＝51(k＝2，4，6，8，10)，
则 D(ξ)等于( )
A．8
B．5
C．10
D．12
高考总复习·数学理科（RJ）
第十二章 概 率
【解析】 E(ξ)＝15(2＋4＋6＋8＋10)＝6，
(1)当a＝3，b＝2，c＝1时，从该袋子中任取(有放回，且每球 取到的机会均等)2个球，记随机变量ξ为取出此2球所得分数之 和，求ξ的分布列；
离散型随机变量的均值和方差
记忆方法: “三个” 练习一下
即 E()2D
练习
1. 已知随机变量x的分布列
x
0
1
2
3
4
P
0.1
0.2
0.4
0.2
0.1
求D和σ.
解： E 0 0 . 1 1 0 . 2 2 0 . 4 3 0 . 2 4 0 . 1 2 D (02)20.1(12)20.2(22)20.4
=np(Cn-10p0qn-1+ Cn-11p1qn-2+ … + Cn-1k-1pk-1q(n-1)-(k-1) +…+ Cn-1n-1pn-1q0)
=np(p+q)n-1=np
(∵ k Cnk =n Cn-1k-1)
第二课时：随机变量取值的方差和标准差
前面，我们认识了数学期望. 数学期望: 一般地，若离散型随机变量 ξ 的概率分布 列为
场赌博对你是否有利?
X
10
-3
0
P
1
1
1
6
2
3
E 1 6101 231 301 6.
对你不利!劝君莫参加赌博.
例题讲解
例1.篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分，罚不中得0分．已知某运动员罚球命中的概率为0.7，则他罚球 1次的得分X的数学期望？
解：X的可能取值为0，1，其分布列如下
X
1
0
P
0.7
1、某人射击10次，所得环数分别是：1，1，1，1，2，2，2，3，3，4； （1）设他所得环数为X,求X的分布列 (2)求他所得的平均环数是多少？
（1）环数为X的可能所取的值为什么，1，2，3，4，其分布列
X
高考数学一轮专项复习ppt课件-离散型随机变量的分布列、均值与方差(通用版)
A．3632 B．3625 C．3613 D．3523
答案
高考一轮总复习•数学
第30页
(2)为了加强环保知识的宣传，某学校组织了垃圾分类知识竞赛活动．活动设置了四个 箱子，分别写有“厨余垃圾”“有害垃圾”“可回收物”“其他垃圾”；另有卡片若干张，
每张卡片上写有一种垃圾的名称．每位参赛选手从所有卡片中随机抽取 20 张，按照自己 的判断将每张卡片放入对应的箱子中．按规则，每正确投放一张卡片得 5 分，投放错误得 0 分．从所有参赛选手中随机抽取 20 人，将他们的得分按照[0,20]，(20,40]，(40,60]，(60,80]， (80,100]分组，绘成如图所示的频率分布直方图：
高考一轮总复习•数学
第29页
对点练 2(1)某电话亭中装有一部公用电话，在观察使用这部电话的人数时，设在某一 时刻，有 n 个人正在使用电话或等待使用的概率为 P(n)，P(n)与时刻 t 无关，统计得到： P(n)＝12n·P00≤n≤5， 那么在某一时刻，这个电话亭一个人也没有的概率 P(0)的值
则 D(X)＝0－122×12＋1－122×12＝14.
第14页
高考一轮总复习•数学
第15页
重难题型 全线突破
高考一轮总复习•数学
第16页
题型
随机变量的概念
典例 1 写出下列随机变量的可能取值，并说明随机变量所表示的意义． (1)一个袋中装有 2 个白球和 5 个黑球，从中任取 3 个，其中所含白球的个数 X； (2)投掷两枚均匀的骰子，所得点数之和为
第26页
高考一轮总复习•数学
P(ξ＝6)＝P(A3B3)＝12×15＝110.
可得随机变量 ξ 的分布列为
写出分布列后一定要验证概率和是不是 1.
离散型随机变量的均值与方差_教案
离散型随机变量的均值与方差_教案第一章：离散型随机变量的概念1.1 离散型随机变量的定义介绍离散型随机变量的概念举例说明离散型随机变量1.2 离散型随机变量的概率分布概率分布的定义概率分布的性质概率分布的图形表示1.3 离散型随机变量的期望值期望值的定义期望值的计算方法期望值的意义第二章：离散型随机变量的均值2.1 离散型随机变量的均值的概念均值的定义均值的意义2.2 离散型随机变量的均值的计算方法均值的计算公式均值的计算步骤2.3 离散型随机变量的均值的性质均值的性质1：线性性质均值的性质3：单调性第三章：离散型随机变量的方差3.1 离散型随机变量的方差的概念方差的定义方差的意义3.2 离散型随机变量的方差的计算方法方差的计算公式方差的计算步骤3.3 离散型随机变量的方差的性质方差的性质1：非负性方差的性质2：对称性方差的性质3：单调性第四章：离散型随机变量的协方差4.1 离散型随机变量的协方差的概念协方差的定义协方差的意义4.2 离散型随机变量的协方差的计算方法协方差的计算公式协方差的计算步骤4.3 离散型随机变量的协方差的性质协方差的性质1：线性性质协方差的性质3：对称性第五章：离散型随机变量的相关系数5.1 离散型随机变量的相关系数的定义相关系数的定义相关系数的意义5.2 离散型随机变量的相关系数的计算方法相关系数的计算公式相关系数的计算步骤5.3 离散型随机变量的相关系数的性质相关系数的性质1：取值范围相关系数的性质2：单调性相关系数的性质3：对称性第六章：离散型随机变量的标准化6.1 离散型随机变量标准化的概念标准化的定义标准化的意义6.2 离散型随机变量的标准化方法标准化的计算公式标准化的计算步骤6.3 离散型随机变量标准化后的性质标准化后的分布标准化后的期望值和方差第七章：离散型随机变量的均值的估计7.1 离散型随机变量均值估计的概念均值估计的定义均值估计的意义7.2 离散型随机变量均值的点估计点估计的定义点估计的计算方法7.3 离散型随机变量均值的区间估计区间估计的定义区间估计的计算方法第八章：离散型随机变量的方差的估计8.1 离散型随机变量方差估计的概念方差估计的定义方差估计的意义8.2 离散型随机变量方差的点估计点估计的定义点估计的计算方法8.3 离散型随机变量方差的区间估计区间估计的定义区间估计的计算方法第九章：离散型随机变量的协方差的估计9.1 离散型随机变量协方差估计的概念协方差估计的定义协方差估计的意义9.2 离散型随机变量协方差的点估计点估计的定义点估计的计算方法9.3 离散型随机变量协方差的区间估计区间估计的定义区间估计的计算方法第十章：离散型随机变量的相关系数的估计10.1 离散型随机变量相关系数估计的概念相关系数估计的定义相关系数估计的意义10.2 离散型随机变量相关系数的点估计点估计的定义点估计的计算方法10.3 离散型随机变量相关系数的区间估计区间估计的定义区间估计的计算方法重点和难点解析重点环节1：离散型随机变量的期望值和方差的计算方法。
离散型随机变量的均值与方差(4类必考点)(北师大版2019选择性必修第一册)(解析版)
专题6.3 离散型随机变量的均值与方差【基础知识梳理】 (1)【考点1：求离散型随机变量的均值】 (1)【考点2：均值的性质】 (7)【考点3：求离散型随机变量的方差】 (11)【考点4：方差的性质】 (16)【基础知识梳理】1．离散型随机变量的均值与方差若离散型随机变量X的分布列为X x1x2…x i…x nP p1p2…p i…p n(1)称E(X)＝x1p1＋x2p2i i n n量取值的平均水平．(2)称D(X)＝(x i－E(X))2p i为随机变量X的方差，它刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度，其算术平方根D(X)为随机变量X的标准差．2．均值与方差的性质(1)E(aX＋b)＝aE(X)＋b；(2)D(aX＋b)＝a2D(X)(a，b为常数)．[方法技巧]求离散型随机变量的均值与方差的步骤(1)找出随机变量X的所有可能取值x i(i＝1,2，3，…，n)；(2)求出各取值的概率P(X＝x i)＝p i；(3)列成表格并用分布列的性质检验所求的分布列或某事件的概率是否正确；(4)利用公式求均值或方差.【考点1：求离散型随机变量的均值】【知识点：求离散型随机变量的均值】1．（2023·河南平顶山·校联考模拟预测）甲、乙两人进行围棋比赛，两人共比赛两局，每局比赛甲赢的概率为0.6，两人平局的概率为0.1，设每局的胜方得3分，负方得−1分，若该局为平局，则两人各得2分．(1)求甲、乙各赢一局的概率；(2)记两局结束后甲的最后得分为X，求X的数学期望．【答案】(1)0.36(2)3.4【分析】（1）由题可知比赛乙赢的概率为0.3，甲、乙各赢一局相当于甲赢第一局乙赢第二局或乙赢第一局甲赢第二局.据此可得答案；（2）依次写出对局情况及相应概率，后可计算期望.【详解】（1）依题意可得每局比赛乙赢的概率为0.3，甲、乙各赢一局相当于甲赢第一局乙赢第二局或乙赢第一局甲赢第二局，故甲、乙各赢一局的概P=2×0.6×0.3=0.36．（2）若甲赢两局，得分6分，P(X=6)=0.62=0.36；若甲一赢一平，得分5分，P(X=5)=2×0.6×0.1=0.12；若甲平两局，得分4分，P(X=4)=0.12=0.01；若甲一赢一输，得分2分，P(X=2)=2×0.6×0.3=0.36；若甲一平一输，得分1分，P(X=1)=2×0.3×0.1=0.06；若甲输两局，得分−2，P(X=−2)=0.32=0.09.故E(X)=6×0.36+5×0.12+4×0.01+2×0.36+1×0.06−2×0.09=3.42．（2023·四川·校联考一模）甲袋中装有大小相同的红球2个，白球2个：乙袋中装有与甲袋中相同大小的红球3个，白球4个．先从甲袋中取出1个球投入乙袋中，然后从乙袋中取出3个小球．(1)求从乙袋中取出的3个小球中仅有1个红球的概率；(2)记从乙袋中取出的3个小球中白球个数为随机变量ξ，求ξ的分布列和数学期望．【答案】(1)2756.(2)分布列见解析，数学期望E(ξ)=189112【分析】（1）分“从甲袋中取出1红球投入乙袋”和“从甲袋中取出1白球投入乙袋” 两个类型，利用组合数和古典概型公式。
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第17讲 离散型随机变量的均值与方差&正态分布
第一部分 知识梳理
1.均值
（1）均值或数学期望: 一般地，若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 „ xn „
P p1 p2 „ pn „
则称 E11px22px„nnpx„ 为ξ的均值或数学期望，简称期望。
（2）均值或数学期望是离散型随机变量的一个特征数，它反映了离散型随机变量取值
的平均水平。
（3）平均数、均值:一般地，在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中，令1p2p„
n
p
，则有1p2p„npn1，E1(x2x„nxn1)，所以ξ的数学期望又
称为平均数、均值 。
（4）均值或期望的一个性质:若ba(a、b是常数)，ξ是随机变量，则η也是
随机变量，它们的分布列为
ξ x1 x2 „ xn „
η bax1 bax2 „ baxn „
P p1 p2 „ pn „
于是E11)(pbax22)(pbax„nnpbax)(„
＝11(pxa22px„nnpx„)1(pb2p„np„)
＝baE，
由此，我们得到了期望的一个性质:baEbaE)(
（5）若ξB（n,p），则Eξ=np
2.方差
（1）对于离散型随机变量ξ，如果它所有可能取的值是1x，2x，„，nx，„，且
取这些值的概率分别是1p，2p，„，np，„，那么,
D
＝121)(pEx＋222)(pEx＋„＋nnpEx2)(＋„
称为随机变量ξ的均方差，简称为方差，式中的E是随机变量ξ的期望。
（2）标准差:D的算术平方根D叫做随机变量ξ的标准差，记作。
（3）方差的性质：<1>DabaD2)(；<2>22)(EED；
<3>若ξ～B(n，p)，则Dnp(1-p)
3.正态分布曲线
总体密度曲线:样本容量越大，所分组数越多，各组的频率就越接近于总体在相应各组
取值的概率。设想样本容量无限增大，分组的组距无限缩小，那么频率分布直方图就会无限
接近于一条光滑曲线,这条曲线叫做总体密度曲线。
总体密度曲线
b
单位
O
频率/组距
a
它反映了总体在各个范围内取值的概率。根据这条曲线，可求出总体在区间(a，b)内取
值的概率等于总体密度曲线，直线x=a，x=b及x轴所围图形的面积。
观察总体密度曲线的形状，它具有“两头低，中间高，左右对称”的特征，具
有这种特征的总体密度曲线一般可用下面函数的图象来表示或近似表示：
2
2
()2,1(),(,)2xxex
式中的实数、)0(是参数，分别表示总体的平均数与标准差，,()x的图
象为正态分布密度曲线,简称正态曲线。
4.正态分布
一般地，如果对于任何实数ab，随机变量X满足
,
()()baPaXBxdx
,
则称 X 的分布为正态分布（normal distribution ) ．正态分布完全由参数和确
定，因此正态分布常记作),(2N。如果随机变量 X 服从正态分布，则记为X～),(2N。
5．正态曲线的性质
（1）曲线在x轴的上方，与x轴不相交 。
（2）曲线关于直线x=μ对称。
（3）当x=μ时，曲线位于最高点 。
（4）当x＜μ时，曲线上升（增函数）；当x＞μ时，曲线下降（减函数），并且当曲线
向左、右两边无限延伸时，以x轴为渐近线，向它无限靠近。
（5）μ一定时，曲线的形状由σ确定。
σ越大，曲线越“矮胖”，总体分布越分散；
σ越小．曲线越“瘦高”．总体分布越集中。
6.标准正态曲线
当μ=0、σ=l时，正态总体称为标准正态总体，其相应的函数表示式是
2
2
2
1
)(xexf
，（-∞＜x＜+∞）。其相应的曲线称为标准正态曲线 。
第二部分 精讲点拨
考点1．数学期望
（1）篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分，罚不中得0分，已知他命中的概率为
0.7，求他罚球一次得分的期望。
[EX.1]根据气象预报，某地区近期有小洪水的概率为0.25,有大洪水的概率为0. 01．该
地区某工地上有一台大型设备，遇到大洪水时要损失60 000元，遇到小洪水时要损失10000
元。为保护设备，有以下3 种方案：
方案1：运走设备，搬运费为3 800 元。
方案2：建保护围墙，建设费为2 000 元．但围墙只能防小洪水。
方案3：不采取措施，希望不发生洪水。
试比较哪一种方案好。
考点2.方差与标准差
（2）有甲乙两个单位都愿意聘用你，而你能获得如下信息：
甲单位不同职位月工资X1/元 1200 1400 1600 1800
获得相应职位的概率P1 0.4 0.3 0.2 0.1
乙单位不同职位月工资X2/元 1000 1400 1800 2000
获得相应职位的概率P2 0.4 0.3 0.2 0.1
根据工资待遇的差异情况，你愿意选择哪家单位？
[EX.2]已知离散型随机变量1的概率分布为
1
1 2 3 4 5 6 7
P
71 71 71 71 71 71 7
1
离散型随机变量2的概率分布为
2
3．7 3．8 3．9 4 4．1 4．2 4．3
P
71 71 71 71 71 71 7
1
求这两个随机变量期望、均方差与标准差。
考点3.正态分布
（3）给出下列三个正态总体的函数表达式，请找出其均值μ和标准差σ
<1>),(,21)(22xexfx
<2>),(,221)(8)1(2xexfx
<3>22(1)2(),(,)2xfxex
[EX.3]求标准正态总体在（-1，2）内取值的概率。
第三部分 过关检测
一、选择题
1.口袋中有5只球，编号为1，2，3，4，5，从中任取3球，以表示取出球的最大号
码，则E（ ）
A．4 B．5 C．4.5 D．4.75
2.已知~,,8,1.6BnpED，则,np的值分别是（ ）
A．1000.08和 B．200.4和 C．100.2和 D．100.8和
二、解答题
3. 若x～N(0,1),求(l)P(-2.32
4.某正态总体函数的概率密度函数是偶函数，而且该函数的最大值为21，求总体落
入区间（－1.2，0.2）之间的概率 。
5.一盒中装有零件12个，其中有9个正品，3个次品，从中任取一个，如果每次取出
次品就不再放回去，再取一个零件，直到取得正品为止。求在取得正品之前已取出次品数的
期望。
6.有A、B两种钢筋，从中取等量样品检查它们的抗拉强度，指标如下：
ξA 110 120 125 130 135 ξB 100 115 125 130 145
P 0.1 0.2 0.4 0.1 0.2 P 0.1 0.2 0.4 0.1 0.2
其中ξA、ξB分别表示A、B两种钢筋的抗拉强度．在使用时要求钢筋的抗拉强度不低
于120，试比较A、B两种钢筋哪一种质量较好。
7.篮球运动员在比赛中每次罚球命中的1分，罚不中得0分。已知某运动员罚球命中的
概率为0.7，求
⑴他罚球1次的得分ξ的数学期望；
⑵他罚球2次的得分η的数学期望；
⑶他罚球3次的得分ξ的数学期望。
8.设有m升水，其中含有大肠杆菌n个．今取水1升进行化验，设其中含有大肠杆菌的
个数为ξ，求ξ的数学期望。