2023年高考数学一轮复习 第十章 计数原理 概率 随机变量及其分布列 8 二项分布、超几何分布与正态分布练习（含解析）.docx

1、二项分布、超几何分布与正态分布考试要求1.理解二项分布、超几何分布的概念，能解决一些简单的实际问题.2.借助正态分布曲线了解正态分布的概念，并进行简单应用知识梳理一、二项分布1伯努利试验只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验；将一个伯努利试验独立地重复进行n次所组成的随机试验称为n重伯努利试验2二项分布一般地，在n重伯努利试验中，设每次试验中事件A发生的概率为p(0p0为参数，则称随机变量X服从正态分布，记为XN(，2)2正态曲线的特点(1)曲线是单峰的，它关于直线x对称；(2)曲线在x处达到峰值；(3)当|x|无限增大时，曲线无限接近x轴33原则(1)P(X)0.6827；(2)P(2X2)

2、0.9545；(3)P(3X3)0.9973.4正态分布的均值与方差若XN(，2)，则E(X)，D(X)2.常用结论1两点分布是二项分布当n1时的特殊情形2“二项分布”与“超几何分布”的区别：有放回抽取问题对应二项分布，不放回抽取问题对应超几何分布，当总体容量很大时，超几何分布可近似为二项分布来处理3在实际应用中，往往出现数量“较大”“很大”“非常大”等字眼，这表明试验可视为n重伯努利试验，进而判定是否服从二项分布4超几何分布有时也记为XH(n，M，N)，其均值E(X)，D(X).思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)X表示n次重复抛掷1枚骰子出现点数是3的倍数的次数，则

3、X服从二项分布()(2)从4名男演员和3名女演员中选出4人，其中女演员的人数X服从超几何分布()(3)n重伯努利试验中各次试验的结果相互独立()(4)正态分布是对连续型随机变量而言的()教材改编题1已知XB(20，p)，且E(X)6，则D(X)等于()A1.8B6C2.1D4.2答案D解析因为X服从二项分布XB(20，p)，所以E(X)20p6，得p0.3，故D(X)np(1p)200.30.74.2.2在含有3件次品的10件产品中，任取4件，X表示取到的次品的个数，则P(X2)_.答案解析由题意得P(X2).3某班有50名同学，一次数学考试的成绩X服从正态分布N(110,102)已知P(10

4、0X110)0.34，估计该班学生数学成绩在120分以上的有_人答案8解析考试的成绩X服从正态分布N(110,102)，该正态曲线关于X110对称，P(100120)P(X100)(10.342)0.16.该班数学成绩在120分以上的人数约为0.16508.题型一二项分布例1(2022武汉联考)在一次国际大型体育运动会上，某运动员报名参加了其中3个项目的比赛已知该运动员在这3个项目中，每个项目能打破世界纪录的概率都是，那么在本次运动会上：(1)求该运动员至少能打破2项世界纪录的概率；(2)若该运动员能打破世界纪录的项目数为X，求X的分布列及均值解(1)依题意知，该运动员在每个项目上“能打破世界

5、纪录”为独立事件，并且每个事件发生的概率相同设其打破世界纪录的项目数为随机变量，设“该运动员至少能打破2项世界纪录”为事件A，则有P(A)P(2)P(3)C2C3.(2)由(1)可知，XB，则P(X0)C3，P(X1)C2，P(X2)C2，P(X3)C3，所以X的分布列为X0123P所以均值E(X)01232.教师备选出租车司机从饭店到火车站途中经过六个交通岗，假设他在各交通岗遇到红灯的事件是相互独立的，并且概率都是.(1)求这位司机遇到红灯前，已经通过了两个交通岗的概率；(2)求这位司机在途中遇到红灯数X的均值与方差解(1)依题意，这位司机在第三个交通岗遇到红灯，在第一、二个交通岗未遇到红灯

6、，所以这位司机遇到红灯前，已经通过了两个交通岗的概率P2.(2)X的所有可能取值是0,1,2,3,4,5,6，这位司机经过一个交通岗就是一次试验，有遇到红灯和未遇到红灯两个结果，Xk(kN，k6)的事件相当于6次独立重复经过交通岗一次的试验，恰有k次遇到红灯的事件，于是得随机变量XB，所以E(X)62，D(X)6.思维升华判断某随机变量是否服从二项分布的关键点(1)在每一次试验中，事件发生的概率相同(2)各次试验中的事件是相互独立的(3)在每一次试验中，试验的结果只有两个，即发生与不发生跟踪训练1(2022黄冈模拟)某公司为了解会员对售后服务(包括退货、换货、维修等)的满意度，从下半年的会员中

7、随机调查了20个会员，得到会员对售后服务满意度评分的雷达图如图所示规定评分不低于80分为满意，否则为不满意(1)求这20个会员对售后服务满意的频率；(2)以(1)中的频率作为所有会员对该公司售后服务满意的概率，假设每个会员的评价结果相互独立，现从下半年的所有会员中随机选取3个会员求只有1个会员对售后服务不满意的概率；记这3个会员中对售后服务满意的会员的个数为X，求X的均值与标准差(标准差的结果精确到0.1)解(1)由雷达图可知，这20个会员对售后服务满意的频率为0.7.(2)设“只有1个会员对售后服务不满意”为事件A，则P(A)C0.30.720.441.因为XB(3,0.7)，所以E(X)3

8、0.72.1，D(X)30.70.30.63，0.8.题型二超几何分布例22021年5月30日清晨5时01分，天舟二号货运飞船在成功发射约8小时后，中国航天器的“浪漫之吻”再度在太空上演，天舟二号货运飞船与中国空间站天和核心舱顺利实现了快速交会对接据航天科技集团五院的专家介绍，此次天舟货运飞船携带的物资可以供3名航天员在太空中生活3个月，这将创造中国航天员驻留太空时长新的记录如果首次执行空间站的任务由3名航天员承担，在3名女性航天员(甲、乙、丙)和4名男性航天员(丁、戊、己、庚)共7名航天员中产生(1)求所选的3名航天员既有男航天员又有女航天员的概率；(2)求所选的3名航天员中女航天员人数X的

9、分布列及均值解(1)设“所选的3名航天员既有男航天员又有女航天员”为事件M，则P(M)1.(2)女航天员人数X0,1,2,3，所以P(X0)，P(X1)，P(X2)，P(X3)，所以X的分布列为X0123PE(X).教师备选为庆祝建军节的到来，某校举行“强国强军”知识竞赛该校某班经过层层筛选，还有最后一个参赛名额要在A，B两名学生中产生，该班委设计了一个选拔方案：A，B两名学生各自从6个问题中随机抽取3个问题作答已知这6个问题中，学生A能正确回答其中的4个问题，而学生B能正确回答每个问题的概率均为.A，B两名学生对每个问题回答正确与否都是相互独立的(1)分别求A，B两名学生恰好答对2个问题的概

10、率；(2)设A答对的题数为X，B答对的题数为Y，若让你投票决定参赛选手，你会选择哪名学生？请说明理由解(1)由题意，知A恰好答对2个问题的概率为P1，B恰好答对2个问题的概率为P2C21.(2)X的可能取值为1,2,3，则P(X1)；P(X2)；P(X3).所以E(X)1232，D(X)(12)2(22)2(32)2.易知YB，所以E(Y)32，D(Y)3.因为E(X)E(Y)，D(X)0)，若P(120)0.75，则P(90120)_.答案0.5解析因为N(105，2)，且P(120)0.75，所以P(105120)0.25，所以P(90105)0.25，所以P(90120)0.5.教师备选

11、1(2022烟台调研)为了解高三复习备考情况，某校组织了一次阶段考试若高三全体考生的数学成绩近似服从正态分布N(100,17.52)已知成绩在117.5分以上(不含117.5分)的学生有80人，则此次参加考试的学生成绩低于82.5分的概率为_；如果成绩大于135分的为特别优秀，那么本次数学考试成绩特别优秀的大约有_人(若XN(，2)，则P(X)0.68，P(2X2)0.96)答案0.1610解析因为数学成绩X服从正态分布N(100,17.52)，则P(10017.5X10017.5)P(82.5X117.5)0.68，所以此次参加考试的学生成绩低于82.5分的概率P(X135)0.02.又P(

12、X117.5)0.16，则本次考试数学成绩特别优秀的人数大约是0.0210.2对一个物理量做n次测量，并以测量结果的平均值作为该物理值的最后结果已知最后结果的误差nN，为使误差n在(0.5,0.5)的概率不小于0.9545，至少要测量_次(若XN(，)，则P(|X|2)0.9545)答案32解析P(|n|2)0.9545，又0，2，即P(2n2)P0.9545，由题意知2，所以n32.思维升华解决正态分布问题有三个关键点：(1)对称轴x；(2)标准差；(3)分布区间利用对称性可求指定范围内的概率值；由，分布区间的特征进行转化，使分布区间转化为3特殊区间，从而求出所求概率注意只有在标准正态分布下

13、对称轴才为x0.跟踪训练3(1)(2022苏锡常镇四市调研)若随机变量XB(3，p)，YN(2，2)，若P(X1)0.657，P(0Y4)等于()A0.2B0.3C0.7D0.8答案A解析由题意，P(X1)1P(X0)1(1p)30.657，解得p0.3，则P(0Y4)P(Y0)0.5P(0Y2)0.2.(2)(2022深圳模拟)已知随机变量N(，2)，有下列四个命题：甲：P(P(a2)；乙：P(a)0.5；丙：P(a)0.5；丁：P(aa1)P(a1a2)如果只有一个假命题，则该命题为()A甲B乙C丙D丁答案D解析由于乙、丙的真假性相同，所以乙、丙都是真命题，故a，根据正态分布密度曲线的对称

14、性可知，甲：P(P(2)为真命题，所以丁为假命题并且，P(P(16)P(X7)P(X8).3(2022烟台模拟)袋中装有标号分别为1,2,3,4,5,6的六个相同小球，现有一款摸球游戏，从袋中一次性摸出三个小球，记下号码并放回，如果三个号码的和是3的倍数，则获奖，若有4人参与摸球游戏，则恰好2人获奖的概率是()A.B.C.D.答案C解析从袋中六个小球一次性摸出三个小球，有C20(个)样本点，三个号码的和是3的倍数的有(1,2,3)，(1,2,6)，(1,3,5)，(1,5,6)，(2,3,4)，(2,4,6)，(3,4,5)，(4,5,6)，共8个样本点，所以摸一次中奖的概率P.有4人参与摸球

15、游戏，恰好2人获奖的概率为C22.4如图，在网格状小地图中，一机器人从A(0,0)点出发，每秒向上或向右行走1格到相应顶点，已知向上的概率是，向右的概率是，则6秒后到达B(4,2)点的概率为()A.B.C.D.答案D解析根据题意可知，机器人每秒运动一次，则6秒共运动6次，若其从A(0,0)点出发，6秒后到达B(4,2)点，则需要向右走4步，向上走2步，故其6秒后到达B点的概率为C24.5(多选)(2022昆明模拟)已知两种不同型号的电子元件(分别记为X，Y)的使用寿命均服从正态分布，XN(1，)，YN(2，)，这两个正态分布密度曲线如图所示，则下列选项正确的是()参考数据：若ZN(，2)，则P

16、(Z)0.6827，P(2Z2)0.9545.AP(11X121)0.8186BP(Y2)P(Y1)CP(X2)P(Yt)答案ABD解析对于A，P(11X121)(0.68270.9545)0.8186，A选项正确；对于B，由正态分布密度曲线，可知12，所以P(Y2)P(Y1)，B选项正确；对于C，由正态分布密度曲线，可知1P(X1)，C选项错误；对于D，对于任意的正数t，由图象知P(Xt)表示的面积始终大于P(Yt)表示的面积，所以P(Xt)P(Yt)，D选项正确6(多选)(2022张家口模拟)袋子中有2个黑球，1个白球，现从袋子中有放回地随机取球4次，取到白球记0分，黑球记1分，记4次取球

17、的总分数为X，则()AXBBP(X2)CE(X)DD(X)答案ACD解析从袋子中有放回地随机取球4次，则每次取球互不影响，并且每次取到的黑球概率相等，又取到黑球记1分，取4次球的总分数，即为取到黑球的个数，所以随机变量X服从二项分布，即XB，故A正确；P(X2)C22，故B错误；因为XB，所以E(X)4，故C正确；D(X)4，故D正确7(2021天津)甲、乙两人在每次猜谜活动中各猜一个谜语，若一方猜对且另一方猜错，则猜对的一方获胜，否则本次平局，已知每次活动中，甲、乙猜对的概率分别为和，且每次活动中甲、乙猜对与否互不影响，各次活动也不影响，则一次活动中，甲获胜的概率为_，3次活动中，甲至少获胜

18、2次的概率为_答案解析由题意可得一次活动中，甲获胜的概率为，则在3次活动中，甲至少获胜2次的概率为C23.8一袋中有除颜色不同，其他都相同的2个白球，2个黄球，1个红球，从中任意取出3个球，有黄球的概率是_，若表示取到黄球的个数，则E()_.答案解析一袋中有除颜色不同，其他都相同的2个白球，2个黄球，1个红球，从中任意取出3个球，样本点总数nC10，其中有黄球包含的样本点个数mCCCC9.所以有黄球的概率是P.表示取到黄球的个数，则的所有可能取值为0,1,2，P(0)，P(1)，P(2)，所以E()012.9“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：用三种不同的手势分别表示

19、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，不分胜负假设玩家甲、乙双方在游戏时出示三种手势是等可能的(1)求在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率；(2)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，假设每次游戏的结果互不影响，求X的分布列和方差解(1)玩家甲、乙在1次游戏中出示手势的所有样本点有339(个)，其中玩家甲胜玩家乙的有(石头，剪刀)，(剪刀，布)，(布，石头)，共3个样本点，所以在1次游戏中玩家甲胜玩家乙的概率为.(2)X的所有可能取值为0,1,2,3，P(X0)C3，

20、P(X1)C12，P(X2)C21，P(X3)C3.所以X的分布列为X0123P因为XB，所以X的方差D(X)3.10(2022南通模拟)面对新一轮科技和产业革命带来的创新机遇，某企业对现有机床进行更新换代，购进一批新机床设机床生产的零件的直径为X(单位：mm)(1)现有旧机床生产的零件10个，其中直径大于124mm的有3个若从中随机抽取4个，记表示取出的零件中直径大于124mm的零件的个数，求的分布列及均值E()；(2)若新机床生产的零件直径XN(120,4)，从生产的零件中随机取出10个，求至少有一个零件直径大于124mm的概率参考数据：若XN(，2)，则P(|X|)0.6827，P(|X

21、|2)0.9545，P(|X|3)0.9973，0.97725100.7944,0.9545100.6277.解(1)由题意知的所有可能取值为0,1,2,3，P(0)，P(1)，P(2)，P(3)，所以的分布列为0123P故E()123.(2)因为XN(120,4)，所以P(2X2)P(116X124)0.954 5，P(120X124)P(116X124)0.477 25，P(X124)P(120X124)0.477 250.022 75，则P(X124)1P(X124)0.977 25，故至少有一个零件直径大于124 mm的概率为P1(0.977 25)1010.794 40.205 6.

22、11(多选)(2022青岛模拟)某渔业养殖场新进1000尾鱼苗，测量其体长(单位：毫米)，将所得数据分成6组，其分组及频数情况如下表：分组(单位：毫米)70，75)75，80)80，85)85，90)90，95)95，100频数100100m350150n已知在按以上6个分组作出的频率分布直方图中，95,100分组对应小矩形的高为0.01，则下列说法正确的是()Am250B鱼苗体长在90,100上的频率为0.16C鱼苗体长的中位数一定落在区间85,90)内D从这批鱼苗中有放回地连续抽取50次，每次一条，则所抽取鱼苗体长落在区间80,90)上的次数的均值为30答案ACD解析因为95,100分组对

23、应小矩形的高为0.01，组距为5，所以95,100分组对应的频率为0.0150.05，n10000.0550，则m100010010035015050250，A正确；鱼苗体长在90,100上的频率为0.2，B错误；因为鱼的总数为1000,100100250450,100100250350800，所以鱼苗体长的中位数一定落在区间85,90)内，C正确；由表中数据易知，鱼苗体长落在区间80,90)上的概率P0.6，设所抽取鱼苗体长落在区间80,90)上的次数为X，则X服从二项分布，即XB(50,0.6)，则E(X)500.630，D正确12(多选)某人参加一次测试，在备选的10道题中，他能答对其中

24、的5道现从备选的10道题中随机抽出3道题进行测试，规定至少答对2题才算合格则下列选项正确的是()A答对0题和答对3题的概率相同，都为B答对1题的概率为C答对2题的概率为D合格的概率为答案CD解析设此人答对题目的个数为，则0,1,2,3，P(0)P(3)，故选项A错误；P(1)，故选项B错误；P(2)，故选项C正确；至少答对2题的概率为，故选项D正确13(2022沈阳质检)已知随机变量N(1，2)，且P(0)P(a)，则(0xa)的最小值为()A9B.C4D6答案B解析因为随机变量N(1，2)，且P(0)P(a)，则1，可得a2，x(2x)，当且仅当x时，等号成立，所以(0xa)的最小值为.14一试验田中的某种作物一株生长的果实个数服从正态分布N(90，2)，且P(xm的零件为不合格品，约占整批零件的10%，其余尺寸的零件均为合格品请估计m的值(结果保留三位小数)附：若YN(，2)，令Z，则ZN(0,1)，且P(Z1.28)0.9.解(1)依题意可得，P(尺寸不大于2.06 mm)0.4，XB(1 000,0.4)，E(X)1 0000.4400.(2) 设合格零件的最大尺寸为m mm，P(Ym)0.9，令Z，则Y0.01Z2.069，P(Ym)P(0.01Z2.069m)0.9，P0.9且P(Z1.28)0.9，1.28，m2.082.故合格零件的最大尺寸约为2.082 mm.