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1、第九节离散型随机变量的期望与方差、正态分布1均值与方差理解取有限个值的离散型随机变量均值、方差的概念，能计算简单离散型随机变量的均值、方差，并能解决一些实际问题2正态分布利用实际问题的直方图，了解正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义知识点一均值1一般地，若离散型随机变量X的分布列为：Xx1x2xixnPp1p2pipn则称E(X)x1p1x2p2xipixnpn为随机变量X的均值或数学期望，它反映了离散型随机变量取值的平均水平2若YaXb，其中a，b为常数，则Y也是随机变量，且E(aXb)aE(X)b.3(1)若X服从两点分布，则E(X)p.(2)若XB(n，p)，则E(X)np.易误提醒理解
2、均值E(X)易失误，均值E(X)是一个实数，由X的分布列唯一确定，即X作为随机变量是可变的，而E(X)是不变的，它描述X值的取值平均状态自测练习1已知X的分布列为X101P设Y2X3，则E(Y)的值为()A.B4C1 D1解析：E(X)，E(Y)E(2X3)2E(X)33.答案：A知识点二方差1设离散型随机变量X的分布列为：Xx1x2xixnPp1p2pipn则(xiE(X)2描述了xi(i1,2，n)相对于均值E(X)的偏离程度，而D(X) (xiE(X)2pi为这些偏离程度的加权平均，刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度称D(X)为随机变量X的方差，其算术平方根为随机变量X的标准
3、差2D(aXb)a2D(X)3若X服从两点分布，则D(X)p(1p)4若XB(n，p)，则D(X)np(1p)易误提醒(1)D()表示随机变量对E()的平均偏离程度D()越大，表明平均偏离程度越大，说明的取值越分散反之D()越小，的取值越集中在E()附近统计中常用标准差 来描述的分散程度(2)D()与E()一样也是一个实数，由的分布列唯一确定(3)D()的单位与随机变量的单位不同，而E()、 与的单位相同(4)注意E(aXb)aE(X)b，D(aXb)a2D(X)自测练习2已知随机变量的分布列为P(k)，k1,2,3，则D(35)()A6 B9C3 D4解析：由E()(123)2，得D()，D
4、(35)32D()6.答案：A3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)_.解析：XB，D(X)3.答案：知识点三正态分布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对称(3)曲线在x处达到峰值.(4)曲线与x轴之间的面积为1.(5)当一定时，曲线随着的变化而沿x轴平移(6)当一定时，曲线的形状由确定越小，曲线越“瘦高”，表示总体的分布越集中；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(1)P(X)0.682_6.(2)P(2X2)0.954_4.(3)P(33)0.158
5、7，则P(1)_.解析：由N(2,1)，得2，因为P(3)0.158 7，所以P(1)10.158 70.841 3.答案：0.841 3考点一离散型随机变量的均值|(2015高考安徽卷)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的分布列和均值(数学期望)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，
6、P(A).(2)X的可能取值为200,300,400.P(X200)，P(X300)，P(X400)1P(X200)P(X300)1.故X的分布列为X200300400PE(X)200300400350.求离散型随机变量均值的步骤(1)理解随机变量X的意义，写出X可能取得的全部值(2)求X的每个值的概率(3)写出X的分布列(4)由均值定义求出E(X)1(2016合肥模拟)某校在全校学生中开展物理和化学实验操作大比拼活动，活动要求：参加者物理、化学实验操作都必须参加，有50名学生参加这次活动，评委老师对这50名学生实验操作进行评分，每项操作评分均按等级采用5分制(只打整数分)，评分结果统计如表：
7、 学生数物理得分y化学得分x1分2分3分4分5分1分131012分107513分210934分126015分00113(1)若随机抽取1名参加活动的学生，求“化学实验得分为4分且物理实验得分为3分”的学生被抽取的概率；(2)从这50名参赛学生中任取1名，其物理实验与化学实验得分之和为，求的数学期望解：(1)从表中可以看出，“化学实验得分为4分且物理实验得分为3分”的学生有6名，所以“化学实验得分为4分且物理实验得分为3分”的学生被抽取的概率为.(2)所有可能的取值为2、3、4、5、6、7、8、9、10，则的分布列为：2345678910PE()2345678910.考点二方差问题|设袋子中装有
8、a个红球，b个黄球，c个蓝球，且规定：取出一个红球得1分，取出一个黄球得2分，取出一个蓝球得3分(1)当a3，b2，c1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X为取出此2球所得分数之和，求X的分布列；(2)从该袋子中任取(每球取到的机会均等)1个球，记随机变量Y为取出此球所得分数若E(Y)，D(Y)，求abc.解(1)由题意得X2,3,4,5,6.故P(X2)，P(X3)，P(X4)，P(X5)，P(X6).所以X的分布列为X23456P(2)由题意知Y的分布列为Y123P所以E(Y)，D(Y)222.化简得解得故abc321.利用均值、方差进行决策的两个方略(1
9、)当均值不同时，两个随机变量取值的水平可见分晓，可对问题作出判断(2)若两随机变量均值相同或相差不大，则可通过分析两变量的方差来研究随机变量的离散程度或者稳定程度，进而进行决策2有甲、乙两种棉花，从中各抽取等量的样品进行质量检验，结果如下：X甲2829303132P0.10.150.50.150.1X乙2829303132P0.130.170.40.170.13其中X表示纤维长度(单位：mm)，根据纤维长度的均值和方差比较两种棉花的质量解：由题意，得E(X甲)280.1290.15300.5310.15320.130，E(X乙)280.13290.17300.4310.17320.1330.又
10、D(X甲)(2830)20.1(2930)20.15(3030)20.5(3130)20.15(3230)20.11.1，D(X乙)(2830)20.13(2930)20.17(3030)20.4(3130)20.17(3230)20.131.38，所以E(X甲)E(X乙)，D(X甲)D(X乙)，故甲种棉花的质量较好考点三正态分布|1(2015高考湖北卷)设XN(1，)，YN(2，)，这两个正态分布密度曲线如图所示下列结论中正确的是()AP(Y2)P(Y1)BP(X2)P(X1)C对任意正数t，P(Xt)P(Yt)D对任意正数t，P(Xt)P(Yt)解析：由正态分布密度曲线的性质可知，XN(1
11、，)，YN(2，)的密度曲线分别关于直线x1，x2对称，因此结合题中所给图象可得，12，所以P(Y2)P(Y1)，故A错误又XN(1，)的密度曲线较YN(2，)的密度曲线“瘦高”，所以1P(X1)，B错误对任意正数t，P(Xt)P(Yt)，P(Xt)P(Yt)，C错误，D正确答案：D2(2015高考山东卷)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()(附：若随机变量服从正态分布N(，2)，则P()68.26%，P(22)95.44%.)A4.56%B13.59%C27.18% D31.74%解析：由已知0，3.所以P
12、(36)P(66)P(33)(95.44%68.26%)27.18%13.59%.故选B.答案：B正态总体在某个区间内取值的概率求法(1)熟记P(X)，P(2X2)，P(3X3)的值；(2)充分利用正态曲线的对称性和曲线与x轴之间面积为1.正态曲线关于直线x对称，从而在关于x对称的区间上概率相等P(Xa)1P(Xa)，P(X2)0.15，则P(01)()A0.85 B0.70C0.35 D0.15解析：P(01)P(12)0.5P(2)0.35.故选C.答案：C3(2016九江一模)已知随机变量X服从正态分布N(5,4)，且P(Xk)P(X0)，若在(80,120)内的概率为0.8，则在(0,
13、80)内的概率为()A0.05 B0.1C0.15 D0.2解析：根据正态曲线的对称性可知，在(80,100)内的概率为0.4，因为在(0,100)内的概率为0.5，所以在(0,80)内的概率为0.1，故选B.答案：B5设随机变量XB(8，p)，且D(X)1.28，则概率p的值是()A0.2 B0.8C0.2或0.8 D0.16解析：由D(X)8p(1p)1.28，p0.2或p0.8.答案：C6一枚质地均匀的正六面体骰子，六个面上分别刻着1点到6点，一次游戏中，甲、乙二人各掷骰子一次，若甲掷得的向上的点数比乙大，则甲掷得的向上的点数的数学期望是_解析：共有36种可能，其中，甲、乙掷得的向上的点
14、数相等的有6种，甲掷得的向上的点数比乙大的有15种，所以所求期望为.答案：7(2016贵州七校联考)在我校2015届高三11月月考中理科数学成绩N(90，2)(0)，统计结果显示P(60120)0.8，假设我校参加此次考试有780人，那么试估计此次考试中，我校成绩高于120分的有_人解析：因为成绩N(90，2)，所以其正态曲线关于直线x90对称又P(60120)0.8，由对称性知成绩在120分以上的人数约为总人数的(10.8)0.1，所以估计成绩高于120分的有0.178078(人)答案：788设随机变量服从正态分布N(3,4)，若P(a2)，则a的值为_解析：因为随机变量服从正态分布N(3,
15、4)，P(a2)，所以2a3a26，解得a.答案：9.市一中随机抽取部分高一学生调查其上学路上所需时间(单位：分钟)，并将所得数据绘制成频率分布直方图(如图)，其中上学路上所需时间的范围是0,100，样本数据分组为0,20)，20,40)，40,60)，60,80)，80,100(1)求直方图中x的值；(2)如果上学路上所需时间不少于1小时的学生可申请在学校住宿，若招生1 200名，请估计新生中有多少名学生可以申请住宿；(3)从学校的高一学生中任选4名学生，这4名学生中上学路上所需时间少于20分钟的人数记为X，求X的分布列和数学期望(以直方图中的频率作为概率)解：(1)由直方图可得20x0.0
16、25200.006 5200.0032201，所以x0.012 5.(2)新生上学所需时间不少于1小时的频率为0.0032200.12，因为1 2000.12144，所以估计1 200名新生中有144名学生可以申请住宿(3)X的可能取值为0,1,2,3,4.由直方图可知，每位学生上学所需时间少于20分钟的概率为，P(X0)4，P(X1)C3，P(X2)C22，P(X3)C3，P(X4)4.所以X的分布列为X01234PE(X)012341(或E(X)41)所以X的数学期望为1.10(2016郑州模拟)某商场每天(开始营业时)以每件150元的价格购入A商品若干件(A商品在商场的保鲜时间为10小时
17、，该商场的营业时间也恰好为10小时)，并开始以每件300元的价格出售，若前6小时内所购进的商品没有售完，则商场对没卖出的A商品将以每件100元的价格低价处理完毕(根据经验，4小时内完全能够把A商品低价处理完毕，且处理完毕后，当天不再购进A商品)该商场统计了100天A商品在每天的前6小时内的销售量，制成如下表格(注：视频率为概率)(其中xy70)前6小时内的销售量t(单位：件)456频数30xy(1)若某天该商场共购入6件该商品，在前6个小时中售出4件若这些商品被6名不同的顾客购买，现从这6名顾客中随机选2人进行服务回访，则恰好一个是以300元价格购买的顾客，另一个是以100元价格购买的顾客的概
18、率是多少？(2)若商场每天在购进5件A商品时所获得的平均利润最大，求x的取值范围解：(1)设“恰好一个是以300元价格购买的顾客，另一个是以100元价格购买的顾客”为事件A，则P(A).(2)设销售A商品获得的利润为(单位：元)，依题意，视频率为概率，为追求更多的利润，则商场每天购进的A商品的件数取值可能为4件，5件，6件当购进A商品4件时，E()1504600，当购进A商品5件时，E()(150450)0.315050.7690，当购进A商品6件时，E()(1504250)0.3(150550)15067802x，由题意7802x690，解得x45，又知x1003070，所以x的取值范围为45,70，xN*.B组高考题型专练1(2015高考湖南卷)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(0,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为()A2 386B2 718C3 413D4 772附：若XN(，2)，则P(X)0.682 6，P(2X2)0.954 4.解析：由题意可得，P(0x1)P(170)P(T135，T240)P(T140，T235)P(T140，T240)0.40.10.10.40.10.10.09.故P(A)1P()0.91.15 / 15精品DOC