2022版高考数学一轮复习-第九章-计数原理、概率、随机变量及其分布-第八讲-n次独立重复试验与二项.doc

2022版高考数学一轮复习 第九章 计数原理、概率、随机变量及其分布 第八讲 n次独立重复试验与二项分布学案 新人教版2022版高考数学一轮复习 第九章 计数原理、概率、随机变量及其分布 第八讲 n次独立重复试验与二项分布学案 新人教版年级：姓名：第八讲n次独立重复试验与二项分布知识梳理双基自测知识点一条件概率及其性质条件概率的定义条件概率的性质设A、B为两个事件，且P(A)0，称P(B|A)为在事件A发生的条件下，事件B发生的条件概率(1)0P(B|A)1(2)若B、C是两个互斥事件，则P(BC)|A)_P(B|A)P(C|A)_知识点二事件的相互独立性设A、B为两个事件，如果P(AB)_P(A)P(B)_，则称事件A与事件B相互独立若事件A、B相互独立，则P(B|A)P(B)；事件A与，与B，与都相互独立知识点三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，若用Ai(i1,2，n)表示第i次试验结果，则P(A1A2A3An)_P(A1)P(A2)P(A3)P(An)_.(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(Xk)Cpk(1p)nk(k0,1,2，n)，此时称随机变量X服从二项分布，记为XB(n，p)若XB(n，p)，则E(X)_np_，D(X)_np(1p)_.1A，B中至少有一个发生的事件为AB2A，B都发生的事件为AB3A，B都不发生的事件为.4A，B恰有一个发生的事件为(A)(B)5A，B至多有一个发生的事件为(B)(A)()题组一走出误区1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)若事件A，B相互独立，则P(B|A)P(B)()(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(BA)表示事件A，B同时发生的概率，一定有P(AB)P(A)P(B)()(3)二项分布是一个概率分布列，是一个用公式P(Xk)Cpk(1p)nk，k0,1,2，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()(4)二项分布是一个概率分布，其公式相当于(ab)n二项展开式的通项公式，其中ap，b1p.()(5)袋中有5个小球(3白2黑)，现从袋中每次取一个球，不放回地抽取两次，则在第一次取到白球的条件下，第二次取到白球的概率是0.5.()(6)小王通过英语听力测试的概率是，他连续测试3次，那么其中恰好第3次测试获得通过的概率是PC131.()题组二走进教材2(P55T3)天气预报，在元旦假期甲地的降雨概率是0.2，乙地的降雨概率是0.3.假设在这段时间内两地是否降雨相互之间没有影响，则这两地中恰有一个地方降雨的概率为(C)A0.2B0.3C0.38D0.56解析设甲地降雨为事件A，乙地降雨为事件B，则两地恰有一地降雨为AB，P(AB)P(A)P(B)P(A)P()P()P(B)0.20.70.80.30.38.或1P(A)P(B)P()P()0.38题组三走向高考3(2017全国)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D(X)_1.96_.解析由题意得XB(100,0.02)，D(X)1000.020.981.96.4(2018课标，8)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，D(X)2.4，P(X4)P(X6)，则p(B)A0.7B0.6C0.4D0.3解析由题知XB(10，p)，则D(X)10p(1p)2.4，解得p0.4或0.6.又P(X4)P(X6)，即Cp4(1p)6Cp6(1p)4(1p)20.5，p0.6，故选B5(2020天津，13)已知甲、乙两球落入盒子的概率分别为和.假定两球是否落入盒子互不影响，则甲、乙两球都落入盒子的概率为_；甲、乙两球至少有一个落入盒子的概率为_.解析设“甲、乙两球都落入盒子”为事件A，则P(A).设“甲、乙两球至少有一个落入盒子”为事件B，则P(B)11.或P(B).考点突破互动探究考点一条件概率自主练透例1 (1)(2021山东日照一中期中)根据历年气象统计资料，某地四月份吹东风的概率为，既吹东风又下雨的概率为.则在吹东风的条件下下雨的概率为(B)ABCD(2)(2021重庆市诊断)某班组织由甲、乙、丙等5名同学参加的演讲比赛，现采用抽签法决定演讲顺序，在“学生甲不是第一个出场，学生乙不是最后一个出场”的前提下，学生丙第一个出场的概率为(A)ABCD(3)(2021辽宁沈阳模拟)已知甲、乙、丙三名同学同时独立地解答一道导数试题，每人均有的概率解答正确，且三个人解答正确与否相互独立，在三人中至少有两人解答正确的条件下，甲解答不正确的概率(C)ABCD解析(1)记“某地四月份吹东风”为事件A，“某地四月份下雨”为事件B则P(A)，P(AB)，P(B|A).故选B(2)公式法：设事件A为“学生甲不是第一个出场，学生乙不是最后一个出场”；事件B为“学生丙第一个出场”则P(A)，P(AB)，则P(B|A)，本题选A直接法：“学生甲不是第一个出场，学生乙不是最后一个出场”有ACCA78种；“学生丙第一个出场，学生乙不最后一个出场”有CA18种，故所求概率为P.(3)记“三人中至少有两人解答正确”为事件A；“甲解答不正确”为事件B，则P(A)C2C3；P(AB)，P(B|A).故选C名师点拨条件概率的求法(1)利用定义，分别求P(A)和P(AB)，得P(B|A).这是通用的求条件概率的方法(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).变式训练1(1)(2021江苏淮安淮阴中学测试)小赵、小钱、小孙、小李到4个景点旅游，每人只去一个景点，设事件A为“4个人去的景点不完全相同”，事件B为“小赵独自去一个景点”，则P(A)ABCD(2)(2021陕西交大附中、龙岗中学联考)甲、乙两人同时向同一目标射击一次，已知甲命中目标概率0.6，乙命中目标概率0.5，假设甲、乙两人射击命中率互不影响射击完毕后，获知目标至少被命中一次，则甲命中目标概率为(B)A0.8B0.75C0.6D0.48解析(1)设事件A“4个人去的景点不完全相同”，事件B“小赵独自去一个景点”，则P(A)，P(B)，P(AB)，则P(B|A)，故选A(2)设事件A为“目标至少被命中一次”，事件B为“甲命中目标”，则P(A)0.60.50.40.50.60.50.8，P(AB)0.60.50.60.50.6，P(B|A)0.75，故选B考点二相互独立事件多维探究角度1相互独立事件同时发生的概率例2 (1)(2021石家庄质检)甲、乙独立地解决同一数学问题，甲解决这个问题的概率是0.8，乙解决这个问题的概率是0.6，那么其中至少有1人解决这个问题的概率是(D)A0.48B0.52C0.8D0.92(2)(2019全国)甲、乙两队进行篮球决赛，采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时，该队获胜，决赛结束)根据前期比赛成绩，甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”，设甲队主场取胜的概率为0.6，客场取胜的概率为0.5，且各场比赛结果相互独立，则甲队以41获胜的概率是_0.18_.(3)(2019课标)11分制乒乓球比赛，每赢一球得1分，当某局打成1010平后，每球交换发球权，先多得2分的一方获胜，该局比赛结束甲、乙两位同学进行单打比赛，假设甲发球时甲得分的概率为0.5，乙发球时甲得分的概率为0.4，各球的结果相互独立在某局双方1010平后，甲先发球，两人又打了X个球该局比赛结束求P(X2)；求事件“X4且甲获胜”的概率解析(1)10.20.40.92，选D项(2)前四场中有一场客场输，第五场赢时，甲队以41获胜的概率是0630.50.520.108，前四场中有一场主场输，第五场赢时，甲队以41获胜的概率是0.40.620.5220.072，综上所述，甲队以41获胜的概率是P0.1080.0720.18.(3)X2就是1010平后，两人又打了2个球该局比赛结束，则这2个球均由甲得分，或者均由乙得分因此P(X2)0.50.4(10.5)(10.4)0.5.X4且甲获胜，就是1010平后，两人又打了4个球该局比赛结束，且这4个球的得分情况为：前两球是甲、乙各得1分，后两球均为甲得分因此所求概率为0.5(10.4)(10.5)0.40.50.40.1.引申(1)本例(1)中恰有一人解决这个问题的概率为_0.44_，至多有一人解决这个问题的概率为_0.52_.(2)本例(2)中乙以40获胜的概率为_0.04_，甲以42获胜的概率为_0.171_.解析(1)记“恰有一人解决这个问题”为事件A，则P(A)0.8(10.6)(10.8)0.60.44，记“至多有一人解决这个问题”为事件B，则P(B)1 0.80.60.52，或P(B)0.8(10.6)(10.8)0.6(10.8)(10.6)0.52.(2)P10.420.520.04；P2(C0.420.60.520.630.52C0.40.62C0.52)0.50.171.角度2与相互独立事件相关的数学期望(4)(2020陕西西安八校联考)某单位招聘职员，共有三轮考核，每轮考核回答一个问题，能正确回答问题者进入下一轮考核，否则被淘汰已知甲选手能正确回答第一、二、三轮问题的概率分别是、.且各轮问题能否正确回答互不影响求该选手被淘汰的概率；该选手在被考核中回答问题的个数记为X，求X的分布列和数学期望解析设“该选手能正确回答第i轮问题”为事件Ai，“该选手被淘汰”为事件M.则P，P，P.PPPPPPPP该选手被淘汰的概率是.X的可能取值为1,2,3.PP，PPPP，PPPP.X的分布列为X123PE(X)123.名师点拨利用相互独立事件求复杂事件概率的解题思路(1)将待求复杂事件转化为几个彼此互斥简单事件的和(2)将彼此互斥简单事件中的简单事件，转化为几个已知(易求)概率的相互独立事件的积事件(3)代入概率的积、和公式求解变式训练2(1)(角度1)(2020四川资阳诊断)某项羽毛球单打比赛规则是3局2胜制，运动员甲和乙进入了男子羽毛球单打决赛，假设甲每局获胜的概率为，则由此估计甲获得冠军的概率为_.(2)(角度2)(2021广东新高考适应性测试)某电视台“挑战主持人”节目的挑战者闯第一关需要回答三个问题，其中前两个问题回答正确各得10分，回答不正确得0分，第三个问题回答正确得20分，回答不正确得10分，如果一位挑战者回答前两个问题正确的概率都是，回答第三个问题正确的概率为，且各题回答正确与否相互之间没有影响，若这位挑战者回答这三个问题的总分不低于10分就算闯关成功求至少回答对一个问题的概率；求这位挑战者回答这三个问题的总得分X的分布列；求这位挑战者闯关成功的概率解析(1)因为甲获胜的方式有20和21两种，所以甲获得冠军的概率P2C.故答案为：.(2)设至少回答对一个问题为事件A，则P(A)1.这位挑战者回答这三个问题的总得分X的所有可能取值为10,0,10,20,30,40，根据题意，P(X10)，P(X0)2，P(X10)，P(X20)，P(X30)2，P(X40).这位挑战者回答这三个问题的总得分X的分布列为X10010203040P设这位挑战者闯关成功为事件B，则P(B).考点三独立重复试验的概率与二项分布师生共研例3 (1)(2021“四省八校”联考)已知随机变量服从二项分布B(n，p)，若E()12，3，则n_48_.(2)(2020山东新高考质量测评联盟联考)甲、乙两位同学参加诗词大会，设甲、乙两人每道题答对的概率分别为和.假定甲、乙两位同学答题情况互不影响，且每人各次答题情况相互独立用X表示甲同学连续三次答题中答对的次数，求随机变量X的分布列和数学期望；设M为事件“甲、乙两人分别连续答题三次，甲同学答对的次数比乙同学答对的次数恰好多2”，求事件M发生的概率解析(1)，解得n48.(2)X的所有可能取值为0,1,2,3，则P(X0)3；P(X1)C2；P(X2)C2；P(X3)3.随机变量X的分布列为X0123PE(X)01232或E()np.设Y为乙连续3次答题中答对的次数，由题意知YB，P(Y0)3，P(Y1)C12，所以P(M)P(X3且Y1)P(X2且Y0).即事件M发生的概率为.名师点拨独立重复试验概率求解的策略(1)独立重复试验是在同样的条件下重复地、各次之间相互独立地进行的一种试验在这种试验中，每一次试验只有两种结果，即某事件要么发生，要么不发生，并且每次试验中发生的概率都是一样的(2)二项分布满足的条件：每次试验中，事件发生的概率是相同的；各次试验中的事件是相互独立的；每次试验只有两种结果：事件要么发生，要么不发生；随机变量是这n次独立重复试验中事件发生的次数(3)解此类题时常用互斥事件概率加法公式，相互独立事件概率乘法公式及对立事件的概率公式变式训练3(1)(2021湖北黄冈模拟)一批产品的二等品率为0.03，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D(X)_2.91_.(2)(2021辽宁六校协作体联考)“新高考方案：312”模式，其中统考科目：“3”指语文、数学、外语三门，不分文理：学生根据高校的要求，结合自身特长兴趣，“1”指首先在物理、历史2门科目中选择一门；“2”指再从思想政治、地理、化学、生物4门科目中选择2门某校根据统计选物理的学生占整个学生的；并且在选物理的条件下，选择地理的概率为；在选历史的条件下，选地理的概率为.求该校最终选地理的学生概率；该校甲、乙、丙三人选地理的人数设为随机变量X.求X的概率分布表以及数学期望解析(1)由于是有放回的抽样，所以抽到二等品的件数符合二项分布，即XB，由二项分布的方差公式可得Dnp1000.030.972.91.(2)该校最终选地理的学生为事件A，P；P3，PC12，PC2，PC3，X0123PE(X)123.另解：显然XB，E(X)3.名师讲坛素养提升概率中的“停止型”问题例4 (2020甘肃天水一中阶段测试)甲、乙两队进行一场排球比赛，根据以往经验，单局比赛甲队胜乙队的概率为.本场比赛采用五局三胜制，即先胜三局的队获胜，比赛结束设各局比赛相互间没有影响且无平局求：(1)前三局比赛甲队领先的概率；(2)设本场比赛的局数为，求的概率分布和数学期望(用分数表示)解析(1)设“甲队胜三局”为事件A，“甲队胜二局”为事件B，则P(A)3，P(B)C2，所以，前三局比赛甲队领先的概率为P(A)P(B)(2)甲队胜三局或乙胜三局，P(3)33.甲队或乙队前三局胜2局，第4局获胜P(4)C2C2.甲队或乙队前四局胜2局，第5局获胜P(5)C22C22.的分布列为：345P数学期望为E()345.名师点拨解决这类终止型问题，一定要弄清终止的条件，根据终止的条件确定各种可能结果，再计算相应概率变式训练4设某人有5发子弹，他向某一目标射击时，每发子弹命中目标的概率为.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的分布列解析记“第k发子弹命中目标”为事件Ak，则A1，A2，A3，A4，A5相互独立，且P(Ak)，P(k)，k1,2,3,4,5，(1)解法一：他前两发子弹只命中一发的概率为P(A12)P(1A2)P(A1)P(2)P(1)P(A2).解法二：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PC.(2)X的所有可能值为2,3,4,5.P(X2)P(A1A2)P(12)，P(X3)P(A123)P(1A2A3)22，P(X4)P(A12A3A4)P(1A234)33，P(X5)P(A12A34)P(1A23A4)2222.故X的分布列为X2345P