高考数学划重点-概率分布

概率分布【考纲解读】1.理解取有限个值的离散型随机变量及其分布列的概念，了解分布列对于刻画随机现象的重要性；2.理解超几何分布及其导出过程，并能进行简单应用.【知识整合】1.离散型随机变量随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量，所有取值可以一一列出的随机变量，称为离散型随机变量.2.离散型随机变量的分布列及性质(1)一般地，若离散型随机变量X可能取的不同值为x1，x2，…，xi，…，xn，X取每一个值xi(i＝1，2，…，n)的概率P(X＝xi)＝pi，则表Xx1x2…xi…xnPp1p2…pi…pn称为离散型随机变量X的概率分布列.(2)离散型随机变量的分布列的性质：①pi≥0(i＝1，2，…，n)；②p1＋p2＋…＋pn＝1.3.常见离散型随机变量的分布列(1)两点分布：若随机变量X服从两点分布，其分布列为，X01P1－pp其中p＝P(X＝1)称为成功概率.(2)超几何分布：在含有M件次品的N件产品中，任取n件，其中恰有X件次品，则P(X＝k)＝，k＝0，1，2，…，m，其中m＝min{M，n}，且n≤N，M≤N，n，M，N∈N*，称随机变量X服从超几何分布.X01…mP…【名师点睛】掌握离散型随机变量的分布列，须注意：(1)分布列的结构为两行，第一行为随机变量X所有可能取得的值；第二行是对应于随机变量X的值的事件发生的概率.看每一列，实际上是上为“事件”，下为“事件发生的概率”，只不过“事件”是用一个反映其结果的实数表示的.每完成一列，就相当于求一个随机事件发生的概率.(2)要会根据分布列的两个性质来检验求得的分布列的正误.(3)超几何分布是一种常见的离散型随机变量的概率分布模型，要会根据问题特征去判断随机变量是否服从超几何分布，然后利用相关公式进行计算.【名师划重点】1.对于随机变量X的研究，需要了解随机变量取哪些值以及取这些值或取某一个集合内的值的概率，对于离散型随机变量，它的分布正是指出了随机变量X的取值范围以及取这些值的概率.2.求离散型随机变量的分布列，首先要根据具体情况确定X的取值情况，然后利用排列、组合与概率知识求出X取各个值的概率.【高考真题再现】【例题】在平面直角坐标系xOy中，设点集，令.从集合Mn中任取两个不同的点，用随机变量X表示它们之间的距离.（1）当n=1时，求X的概率分布；（2）对给定的正整数n（n≥3），求概率P（X≤n）（用n表示）.【答案】（1）见解析；（2）【解析】（1）当时，的所有可能取值是．的概率分布为，．（2）设和是从中取出的两个点．因为，所以仅需考虑的情况．①若，则，不存在的取法；②若，则，所以当且仅当，此时或，有2种取法；③若，则，因为当时，，所以当且仅当，此时或，有2种取法；④若，则，所以当且仅当，此时或，有2种取法．综上，当时，的所有可能取值是和，且．因此，．【举一反三】1．（2019·江苏省高考模拟）某商场进行抽奖活动.已知一抽奖箱中放有8只除颜色外，其它完全相同的彩球，其中仅有5只彩球是红色.现从抽奖箱中一个一个地拿出彩球，共取三次，拿到红色球的个数记为.（1）若取球过程是无放回的，求事件“”的概率；（2）若取球过程是有放回的，求的概率分布列及数学期望.【答案】（1）；（2）详见解析.【解析】（1）根据超几何分布可知：；（2）随机变量的可能取值为：；且，分布列如下：本题考查超几何分布的概率问题求解、二项分布的分布列和数学期望的求解，关键是能够明确有放回与无放回所符合的分布类型.2．（2019·四川省高考模拟（理））在某公司举行的一次真假游戏的有奖竞猜中，设置了“科技”和“生活”这两类试题，规定每位职工最多竞猜3次，每次竞猜的结果相互独立．猜中一道“科技”类试题得4分，猜中一道“生活”类试题得2分，两类试题猜不中的都得0分．将职工得分逐次累加并用X表示，如果X的值不低于4分就认为通过游戏的竞猜，立即停止竞猜，否则继续竞猜，直到竞猜完3次为止．竞猜的方案有以下两种：方案1：先猜一道“科技”类试题，然后再连猜两道“生活”类试题；方案2：连猜三道“生活”类试题．设职工甲猜中一道“科技”类试题的概率为0.5，猜中一道“生活”类试题的概率为0.6．(1)你认为职工甲选择哪种方案通过竞猜的可能性大?并说明理由．(2)职工甲选择哪一种方案所得平均分高?并说明理由．【答案】（1）职工甲选择方案1通过竞猜的可能性大；（2）职工甲选择方案1通过竞猜的平均分高【解析】猜中一道“科技”类试题记作事件A，猜错一道“科技”试题记作事件；猜中一道“生活”类试题记作事件B，猜错一道“生活”试题记作事件；则，，（1）若职工甲选择方案1，通过竞猜的概率为：.若职工甲选择方案2，通过竞猜的概率为：∵∴职工甲选择方案1通过竞猜的可能性大.(2)职工甲选择方案1所得平均分高，理由如下：若职工甲选择方案1，X的可能取值为：0,2,4，则，，，数学期望若职工甲选择方案2，X的可能取值为：0,2,4，，数学期望因为，所以职工甲选择方案1所得平均分高.3．（2019·湖南省长郡中学高考模拟（理））为了迎接2019年全国文明城市评比，某市文明办对市民进行了一次文明创建知识的网络问卷调查.每一位市民有且仅有一次参加机会，通过随机抽样，得到参加问卷调查的1000人的得分（满分：100分）数据，统计结果如下表所示：组别30,4040,5050,6060,7070,8080,9090,100频数2515020025022510050（1）由频数分布表可以认为，此次问卷调查的得分Z服从正态分布Nμ,210，μ近似为这1000人得分的平均值（同一组数据用该组区间的中点值作为代表），请利用正态分布的知识求P（2）在（1）的条件下，文明办为此次参加问卷调查的市民制定如下奖励方案：（i）得分不低于μ的可以获赠2次随机话费，得分低于μ的可以获赠1次随机话费；（ii）每次获赠的随机话费和对应的概率为：获赠的随机话费（单位：元）2040概率31现市民小王要参加此次问卷调查，记X（单位：元）为该市民参加问卷调查获赠的话费，求X的分布列及数学期望.附：①210≈14.5②若Z∼Nμ,σ2，则Pμ−σ<Z<μ+σ=0.6826【答案】（Ⅰ）P（36＜Z≤79．5）＝0．8186；（Ⅱ）X的分布列为X20406080P31331X的数学期望为75【解析】（Ⅰ）根据题中所给的统计表,结合题中所给的条件,可以求得μ=35×0.025+45×0.15+55×0.2+65×0.25+75×0.225+85×0.1+95×0.05=0.875+6.75+11+16.25+16.875+8.5+4.75=65,又36≈65−2210,79.5≈65+所以P（36＜Z≤79．5）=1（Ⅱ）根据题意,可以得出所得话费的可能值有20,40,60,80元,得20元的情况为低于平均值,概率p=1得40分的情况有一次机会获40元,2次机会2个20元,概率P=1得60分的情况为两次机会,一次40元一次20元,概率P=1得80分的其概况为两次机会,都是40元,概率为P=1所以变量X的分布列为:X20406080P31331所以其期望为E(X)=20×3【押题预测】1．（2019·安徽省高考模拟（理））田忌赛马是《史记》中记载的一个故事,说的是齐国大将军田忌经常与齐国众公子赛马,孙膑发现田忌的马和其他人的马相差并不远,都分为上、中、下三等.于是孙膑给田忌将军献策:比赛即将开始时,他让田忌用下等马对战公子们的上等马,用上等马对战公子们的中等马,用中等马对战公子们的下等马,从而使田忌赢得了许多赌注.假设田忌的各等级马与某公子的各等级马进行一场比赛，田忌获胜的概率如下表所示:比赛规则规定:一次比赛由三场赛马组成,每场由公子和田忌各出一匹马参赛,结果只有胜和负两种,并且毎一方三场赛马的马的等级各不相同,三场比赛中至少获胜两场的一方为最终胜利者.（1）如果按孙膑的策略比赛一次，求田忌获胜的概率；（2）如果比赛约定,只能同等级马对战,每次比赛赌注1000金,即胜利者赢得对方1000金,每月比赛一次,求田忌一年赛马获利的数学期望.【答案】（1）0.72；（2）金.【解析】（1）记事件：按孙膑的策略比赛一次，田忌获胜，对于事件，三场比赛中，由于有一场比赛田忌必输，另两场都胜，故.（2）设田忌在每次比赛中所得的奖金为随机变量（金），则的取值为和,若在某月的比赛中田忌获胜，则三场比赛中，田忌输赢的分布为：胜胜胜，负胜胜，胜负胜，胜胜负.设在该月的比赛中田忌获胜的概率为，则,,因此田忌一年赛马获利的数学期望为（金）.2．（2019·天津高考模拟（理））在10件产品中，有3件一等品，4件二等品，3件三等品，从这10件产品中任取3件，求：（Ⅰ）取出的3件产品中一等品件数的分布列及期望；（Ⅱ）取出的3件产品中一等品件数多于二等品件数的概率．【答案】（1分布列见解析，的数学期望（2）【解析】（1）由于从件产品中任取件的结果为，从件产品中任取件，其中恰有件一等品的结果为，那么从件产品中任取件，其中恰有件一等品的概率为，所以随机变量的分布列是0123的数学期望（2）设“取出的件产品中一等品的件数多于二等品件数”为事件，“恰好取出件一等品和件三等品”为事件,“恰好取出件一等品”为事件,“恰好取出件一等品”为事件,由于事件彼此互斥，且,而,,所以取出的件产品中一等品的件数多于二等品件的数的概率为3．（2019·安徽省高考模拟（理））某种大型医疗检查机器生产商，对一次性购买2台机器的客户，推出两种超过质保期后两年内的延保维修优惠方案：方案一：交纳延保金7000元，在延保的两年内可免费维修2次，超过2次每次收取维修费2000元；方案二：交纳延保金10000元，在延保的两年内可免费维修4次，超过4次每次收取维修费1000元.某医院准备一次性购买2台这种机器．现需决策在购买机器时应购买哪种延保方案，为此搜集并整理了50台这种机器超过质保期后延保两年内维修的次数，得下表：维修次数0123台数5102015以这50台机器维修次数的频率代替1台机器维修次数发生的概率，记X表示这2台机器超过质保期后延保的两年内共需维修的次数．（1）求X的分布列；（2）以所需延保金及维修费用的期望值为决策依据，医院选择哪种延保方案更合算？【答案】（Ⅰ）见解析；（Ⅱ）选择延保方案二较合算【解析】（Ⅰ）X所有可能的取值为0，1，2，3，4，5，6，P(X=0)=110×110P(X=3)=110×P(X=5)=25×∴X的分布列为X0123456P1131176（Ⅱ）选择延保一，所需费用Y1Y70009000110001300015000P1711769EY1=选择延保二，所需费用Y2Y100001100012000P6769EY∵EY4．（2019·四川省石室中学高考模拟（理））某商场举行促销活动，有两个摸奖箱，箱内有一个“”号球，两个“”号球，三个“”号球、四个无号球，箱内有五个“”号球，五个“”号球，每次摸奖后放回，每位顾客消费额满元有一次箱内摸奖机会，消费额满元有一次箱内摸奖机会，摸得有数字的球则中奖，“”号球奖元，“”号球奖元，“”号球奖元，摸得无号球则没有奖金．（1）经统计，顾客消费额服从正态分布，某天有位顾客，请估计消费额（单位：元）在区间内并中奖的人数.（结果四舍五入取整数）附：若，则，.（2）某三位顾客各有一次箱内摸奖机会，求其中中奖人数的分布列.（3）某顾客消费额为元，有两种摸奖方法，方法一：三次箱内摸奖机会；方法二：一次箱内摸奖机会.请问：这位顾客选哪一种方法所得奖金的期望值较大.【答案】(1)中奖的人数约为人.(2)分布列见解析.(3)这位顾客选方法二所得奖金的期望值较大.【解析】（1）依题意得，，得，消费额在区间内的顾客有一次箱内摸奖机会，中奖率为人数约人其中中奖的人数约为人（2）三位顾客每人一次箱内摸奖中奖率都为，三人中中奖人数服从二项分布，，故的分布列为（或）（或）（或）（或）（3）箱摸一次所得奖金的期望为箱摸一次所得奖金的期望为方法一所得奖金的期望值为，方法二所得奖金的期望值为，所以这位顾客选方法二所得奖金的期望值较大点睛：求解离散型随机变量的数学期望的一般步骤：①“判断取值”，即判断随机变量的所有可能取值以及取每个值所表示的意义；②“探求概率”，即利用排列组合、枚举法、概率公式（常见的有古典概型公式、几何概型公式、互斥事件的概率加法公式、独立事件的概率公式以及对立事件的概率公式等），求出随机变量取每个值时的概率；③“写分布列”，即按规范形式写出分布列，并注意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“求期望”，一般利用离散型随机变量的数学期望的定义求期望．对于某些实际问题中的随机变量，如果能够断定它服从某常见的典型分布（如二项分布），则此随机变量的期望可直接利用这种典型分布的期望公式()求得．因此，应熟记常见的典型分布的期望公式，可加快解题速度．5．（2019·云南省高考模拟（理））某市移动公司为了提高服务质量，决定对使用A，B两种套餐的集团用户进行调查，准备从本市个人数超过1000人的大集团和8个人数低于200人的小集团中随机抽取若干个集团进行调查，若一次抽取2个