高考数学一轮复习第10章计数原理、概率、随机变量及其分布第9讲离散型随机变量的均值、方差和正态分布讲义 下载本文

投入100000个点,落入阴影部分的个数约为100000×0.9547=95470.

正态分布下两类常见的概率计算

(1)利用正态分布密度曲线的对称性研究相关概率问题,涉及的知识主要是正态曲线关于直线x=μ对称,曲线与x轴之间的面积为1.

(2)利用3σ原则求概率问题时,要注意把给出的区间或范围与正态变量的μ,σ进行对比联系,确定它们属于(μ-σ,μ+σ),(μ-2σ,μ+2σ),(μ-3σ,μ+3σ)中的哪一个.

1.设两个正态分布N(μ1,σ)(σ1>0)和N(μ2,σ)(σ2>0)的密度函数图象如图所示,

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则有( )

A.μ1<μ2,σ1<σ2 C.μ1>μ2,σ1<σ2 答案 A

B.μ1<μ2,σ1>σ2 D.μ1>μ2,σ1>σ2

解析 μ反映正态分布的平均水平,x=μ是正态曲线的对称轴,由图知μ1<μ2,σ反映正态分布的离散程度,σ越大,曲线越“矮胖”,表明越分散,σ越小,曲线越“高瘦”,表明越集中,由图知σ1<σ2.

2.在某次数学考试中,考生的成绩ξ服从正态分布,即ξ~N(100,100),已知满分为150分.

(1)试求考试成绩ξ位于区间(80,120]内的概率;

(2)若这次考试共有2000名考生参加,试估计这次考试及格(不小于90分)的人数. 解 (1)由ξ~N(100,100),知μ=100,σ=10. ∴P(80<ξ≤120)=P(100-20<ξ≤100+20)=0.9544, 即考试成绩位于区间(80,120]内的概率为0.9544. (2)P(90<ξ≤110)=P(100-10<ξ≤100+10)=0.6826, 1

∴P(ξ>110)=×(1-0.6826)=0.1587,

2∴P(ξ≥90)=0.6826+0.1587=0.8413. ∴估计及格人数约为2000×0.8413≈1683.

高频考点 均值、方差的计算和实际应用

考点分析 离散型随机变量的均值、方差是高考大题的必考题型之一.通常以实际问题为背景,综合考查概率计算、求分布列,计算均值、方差还应特别注意与函数知识的综合问题.

[典例] (2017·全国卷Ⅲ)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:

以最高气温位于各区间的频率代替最高气温位于该区间的概率. (1)求六月份这种酸奶一天的需求量X(单位:瓶)的分布列;

(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y(单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量n(单位:瓶)为多少时,Y的数学期望达到最大值?

解 (1)由题意知,X所有可能取值为200,300,500,由表格数据知P(X=200)=0.2,

2+16

=90

P(X=300)==0.4, P(X=500)=25+7+4

=0.4. 90

3690

因此X的分布列为

X P 200≤n≤500.

当300≤n≤500时,

若最高气温不低于25,则Y=6n-4n=2n;

若最高气温位于区间[20,25),则Y=6×300+2(n-300)-4n=1200-2n; 若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n. 因此E(Y)=2n×0.4+(1200-2n)×0.4+(800-2n)×0.2=640-0.4n. 当200≤n<300时,

若最高气温不低于20,则Y=6n-4n=2n;

若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n,

200 0.2 300 0.4 500 0.4 (2)由题意知,这种酸奶一天的需求量至多为500,至少为200,因此只需考虑

因此E(Y)=2n×(0.4+0.4)+(800-2n)×0.2=160+1.2n. 所以n=300时,Y的数学期望达到最大值,最大值为520元.