7.3.1离散型随机变量的均值课件高二下学期数学人教A版选择性

7.3离散型随机变量的数字特征一、课前回顾：1.填一填:(1)一般地,设离散型随机变量X的可能取值为x1,x2,…,xn,我们称X取每一个值xi的概率,i=1,2,…,n为X的概率分布列,简称.(2)与函数的表示法类似,离散型随机变量的分布列也可用

表示,如下表:Xx1x2…xnPp1p2…pn还可以用表示.(3)根据概率的性质,离散型随机变量分布列具有下述两个性质:①pi≥0,i=1,2,…,n;②p1+p2+…+pn=1.P(X=xi)=pi分布列表格图形X01P1-pp我们称X服从

两点分布

或

0—1分布

.做一做:(1)某射击运动员射击所得环数X的分布列为则此射击运动员“射击一次命中环数大于7”的概率为(

)A.0.28 B.0.88

C.0.79

D.0.51X45678910P0.020.040.060.090.280.290.22解析:(1)P(X>7)=P(X=8)+P(X=9)+P(X=10)=0.28+0.29+0.22=0.79.答案:(1)C2:若随机变量X服从两点分布,且P(X=0)=0.8,P(X=1)=0.2.设Y=3X-2,则P(Y=-2)=

.

解析:由Y=-2,且Y=3X-2,得X=0,所以P(Y=-2)=0.8.答案:0.8离散型随机变量的分布列全面地刻画了这个随机变量的取值规律，但在解决有些实际问题时，直接使用分布列并不方便．例如，要比较不同班级某次考试成绩，通常会比较平均成绩；要比较两名射箭运动员的射箭水平，一般会比较他们射箭的成绩（平均环数或总环数）以及稳定性．因此，类似于研究一组数据的均值和方差，我们也可以研究离散型随机变量的均值和方差，它们统称为随机变量的数字特征．7.3.1离散型随机变量的均值学习目标1.理解离散型随机变量的均值的意义和性质,会根据离散型随机变量的分布列求出均值.2.掌握两点分布的均值.3.会利用离散型随机变量的均值,解决一些相关问题.问题1甲、乙两名射箭运动员射中目标箭靶的环数的分布列如表7.3-1所示．表7.3-1环数X78910甲射中的概率0.10.20.30.4乙射中的概率0.150.250.40.2如何比较他们射箭水平的高低呢？类似两组数据的比较，首先比较击中的平均环数，如果平均环数相等，再看稳定性．即甲射中平均环数的稳定值（理论平均值）为9，这个平均值的大小可以反映甲运动员的射箭水平．从平均值的角度比较，甲的射箭水平比乙高．环数X78910甲射中的概率0.10.20.30.4乙射中的概率0.150.250.40.2一般地，若离散型随机变量X的分布列如表7.3-2所示，为随机变量X的均值(mean)或数学期望(mathematicalexpectation)，数学期望简称期望．均值是随机变量可能取值关于取值概率的加权平均数，它综合了随机变量的取值和取值的概率，反映了随机变量取值的平均水平．例1

在篮球比赛中，罚球命中1次得1分，不中得0分．如果某运动员罚球命中的概率为0.8，那么他罚球1次的得分X的均值是多少？即该运动员罚球1次得分X的均值是0.8．1.两点分布的特点:(1)一次试验的结果要么发生要么不发生.(2)随机变量的取值为0,1.(3)试验次数一般只有一次试验.2.如果随机变量X服从两点分布,那么随机变量X的均值E(X)=p.熟练应用上述公式可大大减少运算量,提高解题速度.例2

抛掷一枚质地均匀的骰子，设出现的点数为X，求X的均值．分析：先求出X的分布列，再根据定义计算X的均值．观察掷一枚质地均匀的骰子，掷出的点数的均值为3.5．随机模拟这个试验，重复60次和重复300次各做6次，观测出现的点数并计算平均数．根据观测值的平均数（样本均值）绘制统计图，分别如图7.3-1（1）和（2）所示．观察图形，在两组试验中，随机变量的均值与样本均值有何联系与区别？观察图7.3-1可以发现：在这12组掷骰子试验中，样本均值各不相同，但它们都在掷出点数X的均值3.5附近波动，且重复掷300次的样本均值波动幅度明显小于重复60次的．事实上，随机变量的均值是一个确定的数，而样本均值具有随机性，它围绕随机变量的均值波动．随着重复试验次数的增加，样本均值的波动幅度一般会越来越小．因此，我们常用随机变量的观测值的均值去估计随机变量的均值．探究你能给出证明吗？【例3】

已知随机变量X的分布列如下表:(1)求m的值;(2)求E(X);(3)若Y=2X-3,求E(Y).与离散型随机变量性质有关的问题的解题思路若给出的随机变量ξ与X的关系为ξ=aX+b,a,b为常数.一般先求出E(X),再利用公式E(aX+b)=aE(X)+b求E(ξ).也可以利用X的分布列得到ξ的分布列,关键先由X的取值计算ξ的取值,对应的概率相等,再由定义法求得E(ξ).【变式训练】

已知随机变量ξ的分布列为

答案:B例4猜歌名游戏是根据歌曲的主旋律制成的铃声来猜歌名．某嘉宾参加猜歌名节目，猜对每首歌曲的歌名相互独立，猜对三首歌曲A，B，C歌名的概率及猜对时获得相应的公益基金如表7.3-3所示．表7.3-3歌曲ABC猜对的概率0.80.60.4获得的公益基金额/元100020003000规则如下：按照A，B，C的顺序猜，只有猜对当前歌曲的歌名才有资格猜下一首求嘉宾获得的公益基金总额X的分布列及均值．分析：根据规则，公益基金总额X的可能取值有四种情况：猜错A，获得0元基金；猜对A而猜错B，获得1000元基金；猜对A和B而猜错C，获得3000元基金；A，B，C全部猜对，获得6000元基金．因此X是一个离散型随机变量．利用独立条件下的乘法公式可求分布列．解：分别用A，B，C表示猜对歌曲A，B，C歌名的事件，则A，B，C相互独立．X的分布列如表7.3-4所示．表7.3-4X0100030006000P0.20.320.2880.192如果改变猜歌的顺序，获得公益基金的均值是否相同？如果不同，你认为哪个顺序获得的公益基金均值最大？例5根据天气预报，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60000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3800元；方案2 建保护围墙，建设费为2000元，但围墙只能防小洪水；方案3 不采取措施．工地的领导该如何决策呢？分析：决策目标为总损失（投入费用与设备损失之和）越小越好．根据题意，各种方案在不同状态下的总损失如表7.3-5所示．表7.3-5天气状况大洪水小洪水没有洪水概率0.010.250.74总损失/元方案1380038003800方案26200020002000方案360000100000方案2和方案3的总损失都是随机变量，可以采用期望总损失最小的方案．因此，从期望损失最小的角度，应采取方案2．值得注意的是，上述结论是通过比较“期望总损失”而得出的．一般地，我们可以这样来理解“期望总损失”：如果问题中的天气状况多次发生，那么采用方案2将会使总损失减到最小．不过，因为洪水是否发生以及洪水发生的大小都是随机的，所以对于个别的一次决策，采用方案2也不一定是最好的．第66页1．已知随机变量X的分布列为：X12345P0.10.30.40.10.1四、当堂检测3．甲、乙两台机床生产同一种零件，它们生产的产量相同，在1h内生产出的次品数分别为X1，X2，其分布列分别为：甲机床次品数的分布列乙机床次品数的分布列X10123X2012P0.40.30.20.1P0.30.50.2哪台机床更好？请解释你所得出结论的实际含义？其实际含义是随着产量的增加，第2台机床生产出的次品数要比第1台机床生产出的次品数少．1.期望的概念

E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn2.期望的意义

离散型随机变量的期望，反映了随机变量取值的平均水平.

五.课堂小结课后作业1.随机变量X的分布列为则X的均值是(

)A.2 B.2.1C.2.3 D.随m的变化而变化解析:因为0.2+0.5+m=1,所以m=0.3.所以E(X)=1×0.2+2×0.5+3×0.3=2.1.答案:BX123P0.20.5m2.某射手射击所得环数ξ的分布列如下表:已知ξ的期望E(ξ)=8.9,则y的值为

.

答案:0.4ξ78910Px0.10.3y3.设随机变量X的分布列为Y=2X+5,则E(Y)=

.

4.盒中装有5节同品牌的五号电池,其中混有2节废电池,现在无放回地每次取一节电池检验,直到取到好电池为止,求:(1)抽取次数X的分布列;(2)抽取次数X的均值.5．现要发行10000张彩票，其中中奖金额为2元的彩票1000张，10元的彩票300张，50元的彩票100张，100元的彩票50张，1000元的彩票5张．1张彩票中奖金额的均值是多少元?现要发行10000张彩票，其中中奖金额为2元的彩票1000张，10元的彩票300张，50元的彩票100张，100元的彩票50张，1000元的彩票5张．1张彩票中奖金额的均值是多少元?所以X的分布列为：X0210501001000P0.85450.10.030.010.0050.0005即1张彩票可能中奖金额的均值是2元．7．在单项选择题中，每道题有四个选项，其中仅有一个选项正确．如果从四个选项中随机选一个，选对的概率为0.25．请给选对和选错分别赋予合适的分值，使得随机选择时得分的均值为0．设选对得分为a，选错得