2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第47講 二項(xiàng)分布及其應(yīng)用練習(xí) 新人教A版

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1、2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第47講 二項(xiàng)分布及其應(yīng)用練習(xí) 新人教A版 [考情展望]　1.考查條件概率的理解和應(yīng)用.2.考查獨(dú)立事件相互獨(dú)立事件的概率求法.3.以解答題形式結(jié)合實(shí)際問(wèn)題對(duì)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布進(jìn)行考查． 一、條件概率及其性質(zhì) 條件概率的定義 條件概率的性質(zhì) 設(shè)A、B為兩個(gè)事件，且P(A)＞0，稱P(B|A)＝為在事件A發(fā)生的條件下，事件B發(fā)生的條件概率 (1)0≤P(B|A)≤1 (2)若B、C是兩個(gè)互斥事件，則P(B∪C|A)＝P(B|A)＋P(C|A) 二、事件的相互獨(dú)立性 　設(shè)A、B為兩個(gè)事件，如果P(AB)＝P(A)P(B)，則稱事件A與事件B相互

2、獨(dú)立． 三、獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布 1．獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn) 在相同條件下重復(fù)做的n次試驗(yàn)稱為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)，即若用Ai(i＝1,2，…，n)表示第i次試驗(yàn)結(jié)果，則 P(A1A2A3…An)＝P(A1)P(A2)P(A3)…P(An)． 2．二項(xiàng)分布 在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中，設(shè)事件A發(fā)生的次數(shù)為X，在每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率為p，那么在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中，事件A恰好發(fā)生k次的概率為P(X＝k)＝Cpk·(1－p)n－k(k＝0,1,2，…，n)，此時(shí)稱隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布，記作X～B(n，p)，并稱p為成功概率． 1．判斷某事件發(fā)生是否是獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)，關(guān)鍵有兩點(diǎn) (1)在同

3、樣的條件下重復(fù)，相互獨(dú)立進(jìn)行． (2)試驗(yàn)結(jié)果要么發(fā)生，要么不發(fā)生． 2．判斷一個(gè)隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布，要看兩點(diǎn) (1)是否為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)． (2)隨機(jī)變量是否為在這n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中某事件發(fā)生的次數(shù)． 1．設(shè)隨機(jī)變量ξ～B，則P(ξ＝3)的值是(　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 【解析】　P(ξ＝3)＝C36－3＝. 【答案】　B 2．小王通過(guò)英語(yǔ)聽(tīng)力測(cè)試的概率是，他連續(xù)測(cè)試3次，那么其中恰有1次獲得通過(guò)的概率是(　　) A. B. C. D. 【解析】　所求概率P＝C·1·3－1＝. 【答案】　A 3．袋中有5個(gè)小球(3白2黑)，

4、現(xiàn)從袋中每次取一個(gè)球，不放回地抽取兩次，則在第一次取到白球的條件下，第二次取到白球的概率是(　　) A. B. C. D. 【解析】　在第一次取到白球的條件下，在第二次取球時(shí)，袋中有2個(gè)白球和2個(gè)黑球共4個(gè)球，所以取到白球的概率P＝＝，故選C. 【答案】　C 4．某次知識(shí)競(jìng)賽規(guī)則如下：在主辦方預(yù)設(shè)的5個(gè)問(wèn)題中，選手若能連續(xù)正確回答出兩個(gè)問(wèn)題，即停止答題，晉級(jí)下一輪．假設(shè)某選手正確回答每個(gè)問(wèn)題的概率都是0.8，且每個(gè)問(wèn)題的回答結(jié)果相互獨(dú)立． 則該選手恰好回答了4個(gè)問(wèn)題就晉級(jí)下一輪的概率等于________． 【解析】　此選手恰好回答4個(gè)問(wèn)題就晉級(jí)下一輪，說(shuō)明此選手第2個(gè)問(wèn)題回答

5、錯(cuò)誤，第3、第4個(gè)問(wèn)題均回答正確，第1個(gè)問(wèn)題答對(duì)答錯(cuò)都可以．因?yàn)槊總€(gè)問(wèn)題的回答結(jié)果相互獨(dú)立，故所求的概率為1×0.2×0.82＝0.128. 【答案】　0.128 5．(2011·湖北高考)如圖10－8－1，用K、A1、A2三類不同的元件連接成一個(gè)系統(tǒng)．當(dāng)K正常工作且A1、A2至少有一個(gè)正常工作時(shí)，系統(tǒng)正常工作．已知K、A1、A2正常工作的概率依次為0.9、0.8、0.8，則系統(tǒng)正常工作的概率為(　　) 圖10－8－1 A．0.960 B．0.864 C．0.720 D．0.576 【解析】　A1，A2均不能正常工作的概率 P(1·2)＝P(1)·P(2)＝[1－P(

6、A1)][1－P(A2)]＝0.2×0.2＝0.04.∵K，A1，A2相互獨(dú)立， ∴系統(tǒng)正常工作的概率為P(K)[1－P(1·2)]＝0.9×(1－0.04)＝0.864. 【答案】　B 6．(xx·遼寧高考)兩個(gè)實(shí)習(xí)生每人加工一個(gè)零件，加工為一等品的概率分別為和，兩個(gè)零件是否加工為一等品相互獨(dú)立，則這兩個(gè)零件中恰有一個(gè)一等品的概率為(　　) A. B. C. D. 【解析】　記兩個(gè)零件中恰有一個(gè)一等品的事件為A， 則P(A)＝×＋×＝. 【答案】　B 考向一 [192]　條件概率 　從1,2,3,4,5中任取2個(gè)不同的數(shù)，事件A＝“取到的2個(gè)數(shù)之和為偶數(shù)”，事件B

7、＝“取到的2個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”，則P(B|A)等于(　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 【思路點(diǎn)撥】　利用條件概率的計(jì)算公式P(B|A)＝計(jì)算． 【嘗試解答】　P(A)＝＝＝，P(A∩B)＝＝. 由條件概率計(jì)算公式，得P(B|A)＝＝＝. 【答案】　B 規(guī)律方法1　1.利用定義，分別求P(A)和P(AB)，得,P(B|A)＝.這是通用的求條件概率的方法.,2.借助古典概型概率公式，先求事件A包含的基本事件數(shù)n(A)，再求事件A與事件B的交事件中包含的基本事件數(shù)，即n(AB)，得P(B|A)＝. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練　(1)設(shè)A、B為兩個(gè)事件，若事件A和B同時(shí)發(fā)生的概率為，在事件A發(fā)

8、生的條件下，事件B發(fā)生的概率為，事件A發(fā)生的概率為_(kāi)_______． (2)有一批種子的發(fā)芽率為0.9，出芽后的幼苗成活率為0.8，在這批種子中，隨機(jī)抽取一粒，則這粒種子能成長(zhǎng)為幼苗的概率為_(kāi)_______． 【解析】　(1)由題意知：P(AB)＝，P(B|A)＝， ∴P(A)＝＝＝. (2)設(shè)種子發(fā)芽為事件A，種子成長(zhǎng)為幼苗為事件AB(發(fā)芽，又成活為幼苗)，出芽后的幼苗成活率為：P(B|A)＝0.8，P(A)＝0.9. 根據(jù)條件概率公式P(AB)＝P(B|A)·P(A)＝0.9×0.8＝0.72，即這粒種子能成長(zhǎng)為幼苗的概率為0.72. 【答案】　(1)　(2)0.72 考向二

9、 [193]　相互獨(dú)立事件的概率 　(xx·大綱全國(guó)卷)甲、乙、丙三人進(jìn)行羽毛球練習(xí)賽，其中兩人比賽，另一人當(dāng)裁判，每局比賽結(jié)束時(shí)，負(fù)的一方在下一局當(dāng)裁判．設(shè)各局中雙方獲勝的概率均為，各局比賽的結(jié)果相互獨(dú)立，第1局甲當(dāng)裁判． (1)求第4局甲當(dāng)裁判的概率； (2)X表示前4局中乙當(dāng)裁判的次數(shù)，求X的數(shù)學(xué)期望． 【思路點(diǎn)撥】　(1)由相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率公式求解；(2)前4局乙當(dāng)裁判的次數(shù)可能為0,1,2，仿(1)的思路分別計(jì)算各自的概率并代入數(shù)學(xué)期望公式求解． 【解】　(1)記A1表示事件“第2局結(jié)果為甲勝”， A2表示事件“第3局甲參加比賽時(shí)，結(jié)果為甲負(fù)”， A表示事件“

10、第4局甲當(dāng)裁判”， 則A＝A1·A2， P(A)＝P(A1·A2)＝P(A1)P(A2)＝. (2)X的可能取值為0,1,2. 設(shè)A3表示事件“第3局乙和丙比賽時(shí)，結(jié)果為乙勝丙”，B1表示事件“第1局結(jié)果為乙勝丙”，B2表示事件“第2局乙和甲比賽時(shí)，結(jié)果為乙勝甲”，B3表示事件“第3局乙參加比賽時(shí)，結(jié)果為乙負(fù)”． 則P(X＝0)＝P(B1·B2·A3)＝P(B1)P(B2)P(A3)＝， P(X＝2)＝P(·B3)＝P()P(B3)＝， P(X＝1)＝1－P(X＝0)－P(X＝2)＝1－－＝， 故EX＝0·P(X＝0)＋1·P(X＝1)＋2·P(X＝2)＝. 規(guī)律方法2　1.

11、應(yīng)用相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率乘法公式求概率的步驟： (1)確定諸事件是相互獨(dú)立的； (2)確定諸事件是否同時(shí)發(fā)生； (3)先求出每個(gè)事件發(fā)生的概率，再求其積. 2.求相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率的方法主要有 (1)利用相互獨(dú)立事件的概率乘法公式直接求解. (2)正面計(jì)算較繁或難以入手時(shí)，可從其對(duì)立事件入手計(jì)算. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練　(xx·重慶高考)甲、乙兩人輪流投籃，每人每次投一球．約定甲先投且先投中者獲勝，一直到有人獲勝或每人都已投球3次時(shí)投籃結(jié)束．設(shè)甲每次投籃投中的概率為，乙每次投籃投中的概率為，且各次投籃互不影響． (1)求甲獲勝的概率； (2)求投籃結(jié)束時(shí)甲的投球次數(shù)ξ的分布

12、列與期望． 【解】　設(shè)Ak、Bk分別表示甲、乙在第k次投籃投中， 則P(Ak)＝，P(Bk)＝(k＝1,2,3)． (1)記“甲獲勝”為事件C，由互斥事件有一個(gè)發(fā)生的概率與相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率計(jì)算公式知 P(C)＝P(A1)＋P( A2)＋P( A3) ＝P(A1)＋P( )P( )P(A2)＋ P( )P( )P()P()P(A3) ＝＋××＋2×2× ＝＋＋＝. (2)ξ的所有可能值為1,2,3.由獨(dú)立性知 P(ξ＝1)＝P(A1)＋P(B1)＝＋×＝， P(ξ＝2)＝P( A2)＋P( B2) ＝××＋2×2＝， P(ξ＝3)＝P( )＝2×2＝

13、. 綜上知，ξ的分布列為 ξ 1 2 3 P 所以Eξ＝1×＋2×＋3×＝. 考向三 [194]　獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布 　(xx·山東高考)甲、乙兩支排球隊(duì)進(jìn)行比賽，約定先勝3局者獲得比賽的勝利，比賽隨即結(jié)束．除第五局甲隊(duì)獲勝的概率是外，其余每局比賽甲隊(duì)獲勝的概率都是，假設(shè)各局比賽結(jié)果相互獨(dú)立． (1)分別求甲隊(duì)以3∶0,3∶1,3∶2勝利的概率． (2)若比賽結(jié)果為3∶0或3∶1，則勝利方得3分，對(duì)方得0分；若比賽結(jié)果為3∶2，則勝利方得2分，對(duì)方得1分．求乙隊(duì)得分X的分布列及數(shù)學(xué)期望． 【思路點(diǎn)撥】　(1)根據(jù)題意確定每一個(gè)事件的比賽次數(shù)，由相互獨(dú)立事

14、件的概率公式求概率．(2)確定隨機(jī)變量X的所有可能取值，求出取每一個(gè)值時(shí)的概率即可得出分布列，從而求出數(shù)學(xué)期望． 【嘗試解答】　(1)記“甲隊(duì)以3∶0勝利”為事件A1，“甲隊(duì)以3∶1勝利”為事件A2，“甲隊(duì)以3∶2勝利”為事件A3， 由題意，各局比賽結(jié)果相互獨(dú)立， 故P(A1)＝3＝， P(A2)＝C2×＝， P(A3)＝C22×＝. 所以甲隊(duì)以3∶0勝利和以3∶1勝利的概率都為， 以3∶2勝利的概率為. (2)設(shè)“乙隊(duì)以3∶2勝利”為事件A4， 由題意，各局比賽結(jié)果相互獨(dú)立， 所以P(A4)＝C22×＝. 由題意，隨機(jī)變量X的所有可能的取值為0,1,2,3， 根據(jù)事件

15、的互斥性得 P(X＝0)＝P(A1＋A2)＝P(A1)＋P(A2)＝. 又P(X＝1)＝P(A3)＝， P(X＝2)＝P(A4)＝， P(X＝3)＝1－P(X＝0)－P(X＝1)－P(X＝2)＝， 故X的分布列為 X 0 1 2 3 P 所以EX＝0×＋1×＋2×＋3×＝. 規(guī)律方法3　1.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)是在同樣的條件下重復(fù)進(jìn)行，各次之間相互獨(dú)立地進(jìn)行的一種試驗(yàn).在這種試驗(yàn)中，每一次試驗(yàn)只有兩種結(jié)果，即某事件要么發(fā)生，要么不發(fā)生，并且任何一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率都是一樣的. 2.求復(fù)雜事件的概率，要正確分析復(fù)雜事件的構(gòu)成，看復(fù)雜事件能轉(zhuǎn)化為幾個(gè)彼此互斥的事

16、件的和事件還是能轉(zhuǎn)化為幾個(gè)相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的積事件，然后求概率. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練　(xx·遼寧高考)現(xiàn)有10道題，其中6道甲類題，4道乙類題，張同學(xué)從中任取3道題解答． (1)求張同學(xué)至少取到1道乙類題的概率； (2)已知所取的3道題中有2道甲類題，1道乙類題．設(shè)張同學(xué)答對(duì)每道甲類題的概率都是，答對(duì)每道乙類題的概率都是，且各題答對(duì)與否相互獨(dú)立．用X表示張同學(xué)答對(duì)題的個(gè)數(shù)，求X的分布列和數(shù)學(xué)期望． 【解】　(1)設(shè)事件A＝“張同學(xué)所取的3道題至少有1道乙類題”，則有＝“張同學(xué)所取的3道題都是甲類題”． 因?yàn)镻()＝＝，所以P(A)＝1－P()＝. (2)X所有的可能取值為0,1,2

17、,3. P(X＝0)＝C02·0·2·＝； P(X＝1)＝C·1·1·＋C020·2·＝； P(X＝2)＝C·2·0·＋C121·1·＝； P(X＝3)＝C·2·0·＝. 所以X的分布列為： X 0 1 2 3 P 所以E(X)＝0×＋1×＋2×＋3×＝2. 易錯(cuò)易誤之十七　因混淆二項(xiàng)分布與相互獨(dú)立事件而致誤 ————[1個(gè)示范例]————[1個(gè)防錯(cuò)練]———— 　　　某射手每次射擊擊中目標(biāo)的概率是，且各次射擊的結(jié)果互不影響． (1)假設(shè)這名射手射擊5次，求恰有2次擊中目標(biāo)的概率； (2)假設(shè)這名射手射擊5次，求有3次連續(xù)擊中目標(biāo)，另外2次

18、未擊中目標(biāo)的概率； (3)假設(shè)這名射手射擊3次，每次射擊，擊中目標(biāo)得1分，未擊中目標(biāo)得0分，在3次射擊中，若有2次連續(xù)擊中，而另外1次未擊中，則額外加1分；若3次全擊中，則額外加3分，記ξ為射手射擊3次后的總的分?jǐn)?shù)，求ξ的分布列． 【解】　(1)設(shè)X為射手在5次射擊中目標(biāo)的次數(shù)，則X～B.在5次射擊中，恰有2次擊中目標(biāo)的概率 P(X＝2)＝C2×3＝. (2)設(shè)“第i次射擊擊中目標(biāo)”為事件Ai(i＝1,2,3,4,5)；“射手在5次射擊中，有3次連續(xù)擊中目標(biāo)，另外2次未擊中目標(biāo)”為事件A，則P(A)＝P(A1A2A3 )＋P(A2A3A4)＋P( A3A4A5) ＝3×2＋×3×＋2

19、×3＝. 解答第(2)問(wèn)易出現(xiàn)因不明獨(dú)立事件與獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的區(qū)別誤認(rèn)為是n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)，可導(dǎo)致求得P＝C3×2＝這一錯(cuò)誤結(jié)果. (3)由題意可知，ξ的所有可能取值為0,1,2,3,6， P(ξ＝0)＝P( )＝3＝， P(ξ＝1)＝P(A1 )＋P(A2)＋P( A3)＝×2＋××＋2×＝. P(ξ＝2)＝P(A1A3)＝××＝， P(ξ＝3)＝P(A1A2)＋P(A2A3)＝2×＋×2＝， P(ξ＝6)＝P(A1A2A3)＝3＝， 所以ξ的分布列是 ξ 0 1 2 3 6 P 【防范措施】　(1)正確區(qū)分獨(dú)立事件與n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)是

20、解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵. (2)判斷某事件發(fā)生是否是獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)，關(guān)鍵有兩點(diǎn)： ①在同樣的條件下重復(fù)，相互獨(dú)立進(jìn)行.,②試驗(yàn)結(jié)果要么發(fā)生，要么不發(fā)生. 　某校要用三輛校車從新校區(qū)把教師接到老校區(qū)，已知從新校區(qū)到老校區(qū)有兩條公路，校車走公路①堵車的概率為，不堵車的概率為；校車走公路②堵車的概率為p，不堵車的概率為1－p.若甲、乙兩輛校車走公路①，丙校車由于其他原因走公路②，且三輛車是否堵車相互之間沒(méi)有影響． (1)若三輛校車中恰有一輛校車被堵的概率為，求走公路②堵車的概率； (2)在(1)的條件下，求三輛校車中被堵車輛的個(gè)數(shù)ξ的分布列和數(shù)學(xué)期望． 【解】　(1)由已知條件得C···(1－p)＋2·p＝，即3p＝1，則p＝. (2)解：ξ可能的取值為0,1,2,3. P(ξ＝0)＝··＝； P(ξ＝1)＝； P(ξ＝2)＝··＋C···＝； P(ξ＝3)＝··＝ ξ的分布列為： ξ 0 1 2 3 P 所以Eξ＝0·＋1·＋2·＋3·＝.