超几何分布与二项分布考题详解

超几何分布与二项分布考题详解

专题:超几何分布与二项分布

南海中学2012届高三理科数学备课组

[知识点]关键是判断超几何分布与二项分布

knkCMCNM可断定是超几何分布,按照超几何分布的分布列P(Xk)k0,1,2,,m）进行处理就可以了.nCN

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.

1、(2011•北京海淀一模)某厂生产的产品在出厂前都要做质量检测，每一件一等品都能通过检测，每一件二等品通过检测的概率为2.现有10件产品，其中6件是一等品，4件是二等品.3

(Ⅰ)随机选取1件产品，求能够通过检测的概率；

(Ⅱ)随机选取3件产品，其中一等品的件数记为X，求X的分布列；

(Ⅲ)随机选取3件产品，求这三件产品都不能通过检测的概率.

【解析】（Ⅰ）设随机选取一件产品，能够通过检测的事件为A„„„„„„„„„„1分

事件A等于事件“选取一等品都通过检测或者是选取二等品通过检测”„„„„„2分

64213„„„„„„„„„„4分1010315

(Ⅱ)由题可知X可能取值为0,1,2,3.

3021C4C6C4C13P(X0)3,P(X1)36,C1030C1010p(A)

1203C4C61C4C1P(X2)3,P(X3)36.„„„„„„8分C102C106

故X的分布列为

„„„„„9分

(Ⅲ)设随机选取3件产品都不能通过检测的事件为B„„„„„10分

事件B等于事件“随机选取3件产品都是二等品且都不能通过检测”所以，P(B)1131().„„„„„13分303810

2、(2011•深圳一模)第26届世界大学生夏季运动会将于2011年8月12日到23日在深圳举行,为了搞好

接待工作，组委会在某学院招募了12名男志愿者和18名女志愿者。将这30名志愿者的身高编成如右所示的茎叶图（单位:cm）：若身高在175cm以上（包括175cm）定义为

“高个子”，身高在175cm以下（不包括175cm）定义为“非高个子”,

且只有“女高个子”才担任“礼仪小姐”.

（Ⅰ）如果用分层抽样的方法从“高个子”和“非高个子”中中提取5人,

再从这5人中选2人，那么至少有一人是“高个子”的概率是多少？

（Ⅱ）若从所有“高个子”中选3名志愿者，用表示所选志愿者中能担

任“礼仪小姐”的人数，试写出的分布列，并求的数学期望.

【解析】（Ⅰ）根据茎叶图，有“高个子”12人，“非高个子”18人，„„„„1分用分层抽样的方法，每个人被抽中的概率是51，„„„„„„2分

306

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112人，“非高个子”有183人．„„„„3分66

用事件A表示“至少有一名“高个子”被选中”，则它的对立事件A表示“没有一名“高个子”被选中”，

2377C3则P(A)121．„„5分因此，至少有一人是“高个子”的概率是．„6分101010C5

（Ⅱ）依题意，的取值为0,1,2,3．„„„„„„7分所以选中的“高个子”有12

32C8C114284C8P(0)3，P(1)，3C1255C1255

1C212C314C84P(2)，．„„„„„„„9分P(3)33C1255C1255

因此，的分布列如下：

E014281211231．„„„„12分55555555

3、(2011•广州二模)某地区对12岁儿童瞬时记忆能力进行调查,瞬时记忆能力包括听觉记忆能力与视觉记

忆能力.某班学生共有40人,下表为该班学生瞬时记忆能力的调查结果.例如表中听觉记忆能力为中等,

,且听觉记忆能力为中等或中等以上的概率为2.5（Ⅰ）试确定a、b的值；

（Ⅱ）从40人中任意抽取3人,设具有听觉记忆能力或视觉记忆能力偏高或超常的学生人数为,求随机变量的分布列.【解析】（Ⅰ）由表格数据可知，视觉记忆能力恰为中等，且听觉记忆能力为中等或中等以上的学生共有

(10a)人.记“视觉记忆能力恰为中等，且听觉记忆能力为中等或中等以上”为事件A，

10a2，解得a6，从而b40(32a)40382.4053（Ⅱ）由于从40位学生中任意抽取3位的结果数为C40,其中具有听觉记忆能力或视觉记忆能力偏高或则P(A)

超常的学生共24人,从40位学生中任意抽取3位,其中恰有k位具有听觉记忆能力或视觉记忆能力偏

k3kC16高或超常的结果数为C24，所以从40位学生中任意抽取3位,其中恰有k位具有听觉记忆能力或视

k3kC24C16(k0,1,2,3).的可能取值为0、

1、2、3.觉记忆能力偏高或超常的概率为P(k)3C40

所以的分布列为

第2页共8页

4、(2011•北京朝阳一模)在某校教师趣味投篮比赛中,比赛规则是:每场投6个球，至少投进4个球且最后2个球都投进者获奖；否则不获奖.已知教师甲投进每个球的概率都是2．3（Ⅰ）记教师甲在每场的6次投球中投进球的个数为X，求X的分布列及数学期望；

（Ⅱ）求教师甲在一场比赛中获奖的概率；

（Ⅲ）已知教师乙在某场比赛中，6个球中恰好投进了4个球，求教师乙在这场比赛中获奖的概率；教师乙在这场比赛中获奖的概率与教师甲在一场比赛中获奖的概率相等吗？

【解析】（Ⅰ）X的所有可能取值为0，1，2，3，4，5，6.依条件可知X~B(6，

2).32P(Xk)C3k

6k13

6k(k0,1,2,3,4,5,6)所以X

(01112260316042405192664)=4.所以EX729729

22或因为X~B(6，)，所以EX64.即X的数学期望为4．33

32.答：教师甲在一场比赛中获奖的概率为81

242A4A42C42（Ⅲ）设教师乙在这场比赛中获奖为事件B，则P(B).(此处为会更好!因为样本空64A65C65

2间基于:已知6个球中恰好投进了4个球)即教师乙在这场比赛中获奖的概率为.5

23232显然，所以教师乙在这场比赛中获奖的概率与教师甲在一场比赛中获奖的概率不相等．58081

5、(2011•北京石景山一模)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[30，）35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”的人数为X，求X的分布列及数学期望．

岁

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【解析】（Ⅰ）①处填20，②处填0.35；补全频率分布直方图如图所示.500名志愿者中年龄在30,35

的人数为0.35500175人．„6分（Ⅱ）用分层抽样的方法，从中选取20人,则其中“年龄低于30岁”的有5人，

“年龄不低于30岁”的有15人．故X的可能取值为0，1，2；

2C1521

P(X0)2，

C2038

112C15C515C52

P(X1)2，P(X2)2，„„11分

C2038C2038

所以X

12．„„„„13分∴EX03838382

岁

6、(2011•北京朝阳二模)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

11，第二轮检测不合格的概率为，两轮检测是否合格相互没有影响.610

（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).【解析】（Ⅰ）记“该产品不能销售”为事件A，则P(A)1(1)(1

所以，该产品不能销售的概率为

1

611.104

1

.„„„„„„„„„„„„„„4分4

（Ⅱ）由已知，可知X的取值为320,200,80,40,160.„„„„„„„„„5分

1113331

P(X320)()4，P(X200)C4()，

P(X160)()4.„„„„„„„„„„„„„„10分

4256

所以X的分布列为

11分E(X)320

11272781

40，故均值E(X)为40.„„12分2008040160

2566412864256

1

；L2路线上有B1，B22

7、(2011•北京丰台二模)张先生家住H小区，他在C科技园区工作，从家开车到公司上班有L1，L2两条路线（如图），L1路线上有A1，A2，A3三个路口，各路口遇到红灯的概率均为

两个路口，各路口遇到红灯的概率依次为

33，．45

2（Ⅰ）若走L1路线，求最多遇到1次红灯的概率；．．

（Ⅱ）若走L2路线，求遇到红灯次数X的数学期望；

（Ⅲ）按照“平均遇到红灯次数最少”的要求，请你帮助张先生从上述两条路线中选择一条最好的上班路线，并说明理由．

10

【解析】（Ⅰ）设走L1路线最多遇到1次红灯为A事件，则P(A)=C3()C3所以走L1路线，最多遇到1次红灯的概率为

1

2

31

1121

(．„4分222

1

．2

（Ⅱ）依题意，X的可能取值为0，1，2．„„„„5分

33933133339

P(X=0)=(1)(1，P(X=1)=(1(1，P(X=2)=．„8分

45204510454520

EX012．„„„„„„10分

10202020

1

（Ⅲ）设选择L1路线遇到红灯次数为Y，随机变量Y服从二项分布，YB(3,，

2

13

所以EY3．„„12分因为EXEY，所以选择L2路线上班最好．„„14分

22

8、(2011•北京海淀二模)某商场一号电梯从1层出发后可以在2、3、4层停靠.已知该电梯在1层载有4位乘客，假设每位乘客在2、3、4层下电梯是等可能的.

(Ⅰ)求这4位乘客中至少有一名乘客在第2层下电梯的概率；

(Ⅱ)用X表示4名乘客在第4层下电梯的人数，求X的分布列和数学期望.【解析】（Ⅰ）设4位乘客中至少有一名乘客在第2层下电梯的事件为A,„„„„„„„„1分

1

由题意可得每位乘客在第2层下电梯的概率都是，„„„„„„„„„„„3分

3

265

则P(A)1P(A)1„„„„„„„„„„„6分

381.

(Ⅱ)X的可能取值为0,1,2,3,4,„„„„„„„„„7分

1

1

由题意可得每个人在第4层下电梯的概率均为，且每个人下电梯互不影响，所以XB(4,).„9分

3

11分

4

14

E(X)4.„„„„„„„„„13分

33

9、(2011•福建福州3月质检)“石头、剪刀、布”是一种广泛流传于我国民间的古老游戏，其规则是：用三种不同的手势分别表示石头、剪刀、布；两个玩家同时出示各自手势1次记为1次游戏，“石头”胜“剪刀”，“剪刀”胜“布”，“布”胜“石头”；双方出示的手势相同时，不分胜负．现假设玩家甲、乙双方在游戏时出示三种手势是等可能的．（Ⅰ）求出在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率；

（Ⅱ）若玩家甲、乙双方共进行了3次游戏，其中玩家甲胜玩家乙的次数记作随机变量X，求X的分布列及其期望．

【解析】（Ⅰ）玩家甲、乙双方在1次游戏中出示手势的所有可能结果是：（石头，石头）；（石头，剪刀）；（石头，布）；（剪刀，石头）；（剪刀，剪刀）；（剪刀，布）；（布，石头）；（布，剪刀）；（布，布）．共有9个基本事件，--------------------3分玩家甲胜玩家乙的基本事件分别是：（石头，剪刀）；（剪刀，布）；（布，石头），共有3个．所以，

在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率P（Ⅱ）X的可能取值分别为0，1，2，3．

3

31

．--------------------6分93

1

80211，PX1C3PX0C332731

PX2C32

3

2

1

212

，

327

3

2

61231．--------------------10分，PX3C3

327327

X

1

EX01231（或：X~B(3,)，EXnp31）．-----13分

2727272733

2

10、(2011•湖北黄冈3月质检)某射击小组有甲、乙两名射手，甲的命中率为p1，乙的命中率为p2，

3

在射击比武活动中每人射击发两发子弹则完成一次检测，在一次检测中，若两人命中次数相等且都不少于一发，则称该射击小组为“先进和谐组”；（Ⅰ）若p2

1

,求该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的概率；2

（Ⅱ）计划在2011年每月进行1次检测，设这12次检测中该小组获得“先进和谐组”的次数，如果E5,求p2的取值范围.【解析】（Ⅰ）P(C2

1

2111122111

)(C2)()()---------6分332233223

（Ⅱ）该小组在一次检测中荣获“先进和谐组”的概率

2112284)[C2p2(1p2)]()p22p2p22333399

8423

994

P(C2

1

11、(2011•湖北部分重点中学第二次联考)一射击测试每人射击三次，每击中目标一次记10分。没有击中记0分，某人每次击中目标的概率为.

（Ⅰ）求此人得20分的概率；（Ⅱ）求此人得分的数学期望与方差。

2

3

14

„„4分39

2

（Ⅱ）记此人三次射击击中目标次得分为分，则～B(3,)，=10„6分

3

2

∴E()10E()10320„„9分

3

21200

D()100D()1003„„12分

333

(2011•江西八校4月联考)设不等式x2y24确定的平面区域为U,xy1确定的平面区域为V．12、（Ⅰ）定义横、纵坐标为整数的点为“整点”，在区域U内任取3个整点，求这些整点中恰有2个整点在区域V的概率；

【解析】（Ⅰ）此人得20分的概率为pC3()

2

2

2

3

（Ⅱ）在区域U内任取3个点，记这3个点在区域V的个数为X，求X的分布列和数学期望．【解析】（Ⅰ）依题可知平面区域U的整点为0,0,0,1,0,2,1,0,2,0,1,1共有13个，

1

平面区域V的整点为0,0,0,1,1,0共有5个，∴P3

C13143

1

（Ⅱ）依题可得：平面区域U的面积为224，平面区域V的面积为：222，

2

21在区域U内任取1个点，则该点在区域V内的概率为，42

1，2，3，且易知：X的可能取值为0，

320312

2132111111，P(X0)C301，P(X1)C1333882222

1

P(X2)C

2

∴X

23

2

1321311，P(X3)C33

822

1

3

1113

28

3

32132113„„12分123=838383832

113)，故EXnp=3（或者：X~B(3,）222

13、(2011•山东淄博二模)A、B是治疗同一种疾病的两种药，用若干试验组进行对比试验。每个试验组由4只小白鼠组成，其中2只服用A，另2只服用B，然后观察疗效。若在一个试验组中，服用A有

2

效的小白鼠的只数比服用B有效的多，就称该试验组为甲类组。设每只小白鼠服用A有效的概率为,

3

1

服用B有效的概率为.

2

（Ⅰ）求一个试验组为甲类组的概率；

（Ⅱ）观察3个试验组，用表示这3个试验组中甲类组的个数，求的分布列和数学期望。【解析】（Ⅰ）设Ai表示事件“一个试验组中，服用A有效的小白鼠有i只”，i=0，1，2；

，i=0，1，2Bi表示事件“一个试验组中，服用B有效的小白鼠有i只”

依题意有P(A1)2,P(A2),P(B0),P(B1)2,

339339224222

1414144

所求的概率为PP(B0A1)P(B0A2)P(B1A2)

49492994k4k5

3k

（Ⅱ）的可能取值为0，1，2，3，且~B(3,),P(k)C3()(),k0,1,2,3

999∴21∴X的数学期望：EX0

所以数学期望E3

.93

14、(2011•温州一模)盒子中装有大小相同的10只小球，其中2只红球，4只黑球，4只白球．规定：一次摸出3只球，如果这3只球是同色的，就奖励10元，否则罚款2元．

（Ⅰ）若某人摸一次球，求他获奖励的概率；

（Ⅱ）若有10人参加摸球游戏，每人摸一次，摸后放回，记随机变量为获奖励的人数，

（i）求P(1)（ii）求这10人所得钱数的期望．

114

（结果用分数表示，参考数据：）

215

3

2C41

【解析】（Ⅰ）p2=

C1015

10

1146102,（ii）设为在一局中的输赢，则E151556

所以E(10)10E10(12,即这10人所得钱数的期望为12.

5（10,（Ⅱ）（i）由题意知B

15、(2011•天津高考)学校游园活动有这样一个游戏项目：甲箱子里装有3个白球、2个黑球，乙箱子