n次重复试验与二项分布
一、条件概率及其性质 1.条件概率的定义
设A、B为两个事件,且P(A)>0,称P(B|A)=2.条件概率的求法
求条件概率除了可借助定义中的公式,还可以借助古典概型概率公式,即P(B|A)=
PAB为在事件A发生的条件下,事件B发生的条件概率.
PAnAB. nA3.条件概率的性质
(1)条件概率具有一般概率的性质,即0≤P(B|A)≤1.
(2)如果B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)= P(B|A)+P(C|A) . 二、事件的相互性
1.设A、B为两个事件,如果P(AB)=P(A)P(B),则称事件A与事件B相互.
2.如果事件A与B相互,那么A与B,A与B,A与B也都相互. 三、二项分布
在n次重复试验中,设事件A发生的次数为X,在每次试验中事件A发生的概率为p,那么在n次重复试验中,事件A恰好发生k次的概率为P(X=k)=Cnp1pkknk(k=0,1,2,…,n).
此时称随机变量X服从二项分布,记作X~B(n,p),并称p为成功概率. 例1:甲、乙两队进行排球决赛,现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军,乙队需要再赢两局才能得冠军.若两队胜每局的概率相同,则甲队获得冠军的概率为 ( ) 3231 A. B. C. D. 43521解:甲获胜分为以下两种情况:第一种情况,第一局甲赢,其概率P1=;第二种情况,需比赛2局,第一21113局甲负,第二局甲赢,其概率P2=×=.故甲队获得冠军的概率为P1+P2=. 22444例2:某一批花生种子,如果每1粒发芽的概率为,那么播下3粒种子恰有2粒发芽的概率是 ( )
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1216A. B. C. D. 125125125125
421148解:P=C2. 3()()=55125例3:在100件产品中有95件合格品,5件次品,现从中不放回地取两次,每次任取一件,则在第一次取到次品后,第二次再次取到次品的概率为 ( ) 5454A. B. C. D. 9999101101C2C155解:设A={第一次取到不合格品},B={第二次取到不合格品},则P(AB)=2,P(A)=1, C100C100P(AB)4∴P(B|A)== P(A)9932例4:甲射击命中目标的概率为,乙射击命中目标的概率为,当两人同时射击同一目标时,该目标被击中43
的概率为________. 31123211解:P=×+×+×=. 4343431223
例5:两个实习生每人加工一个零件,加工为一等品的概率分别为和,两个零件是否加工为一等品相互独
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立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为________. 2解:设事件A:甲实习生加工的零件为一等品;事件B:乙实习生加工的零件为一等品,则P(A)=,P(B)3323=,所以这两个零件中恰有一个一等品的概率为:P(A·B)+P(A·B)=P(A)·P(B)+P(A)·P(B)=×(1-)434235+(1-)×=. 3412“相互”与“事件互斥”的区别 两事件互斥是指两个事件不可能同时发生,两事件相互是指一个事件发生与否对另一事件发生的概率没有影响.两事件相互不一定互斥.
例6:从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A=“取到的2个数之和为偶数”,事件B=“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)= ( ) 1121A. B. C. D. 84522C242C21P(A∩B)13+C22解:P(A)===,P(A∩B)=2=.由条件概率公式得P(B|A)== 2C5105C510P(A)4例7:市场上供应的灯泡中,甲厂产品占70%,乙厂占30%,甲厂产品的合格率是95%,乙厂产品的合格率是80%,则从市场上买到一个是甲厂生产的合格灯泡的概率是 ( ) A.0.665 B.0.56 C.0.24 D.0.285
解:记A=“甲厂产品”,B=“合格产品”,则P(A)=0.7,P(B|A)=0.95,∴P(AB)=P(A)·P(B|A)=0.7×0.95=0.665.
1
例8:某种电路开关闭合后,会出现红灯或绿灯闪烁,已知开关第一次闭合后出现红灯的概率是,两次闭
2
1
合都出现红灯的概率为.在第一次闭合后出现红灯的条件下第二次出现红灯的概率为 ________
611解:“第一次闭合后出现红灯”记为事件A,“第二次闭合后出现红灯”记为事件B,则P(A)=,P(AB)=. 26161∴P(B|A)==. 132例9:如图,用K、A1、A2三类不同的元件连接成一个系统.当K正常工作且A1、A2至少有一个正常工作时,系统正常工作.已知K、A1、A2正常工作的概率依次为0.9、0.8、0.8,则系统正常工作的概率为 ( ) A.0.960 B.0.8 C.0.720 D.0.576
解:可知K、A1、A2三类元件正常工作相互.所以当A1、A2至少有一个能正常工作的概率为P=1-(1-0.8)2=0.96.所以系统能正常工作的概率为PK·P=0.9×0.96=0.8.
例10:甲、乙两人同时报考某一所大学,甲被录取的概率为0.6,乙被录取的概率为0.7,两人同时被录取的概率为0.42,两人是否被录取互不影响,则其中至少有一人被录取的概率为 ( ) A.0.12 B.0.42 C.0.46 D.0.88 解:P=0.6×0.3+0.4×0.7+0.42=0.88.
例11:设甲、乙、丙三台机器是否需要照顾相互之间没有影响.已知在某一小时内,甲、乙都需要照顾的概率为0.05,甲、丙都需要照顾的概率为0.1,乙、丙都需要照顾的概率为0.125. (1)求甲、乙、丙每台机器在这个小时内需要照顾的概率分别是多少? (2)计算这个小时内至少有一台机器需要照顾的概率. 解:记“机器甲需要照顾”为事件A,“机器乙需要照顾”为事件B,“机器丙需要照顾”为事件C.由题意,各台机器是否需要照顾相互之间没有影响,因此,A、B、C是相互事件. (1)由已知得P(AB)=P(A)·P(B)=0.05,P(AC)=P(A)·P(C)=0.1,P(BC)=P(B)·P(C)=0.125. 解得P(A)=0.2,P(B)=0.25,P(C)=0.5.所以甲、乙、丙每台机器需要照顾的概率分别为0.2、0.25、0.5. (2)记A的对立事件为A,B的对立事件为B,C的对立事件为C,则P(A)=0.8,P(B)=0.75, C)=1-P(A)·P(C)=0.5,于是P(A+B+C)=1-P(A·P(B)·P(C)=0.7.所以这个小时内至少有一台机B·器需要照顾的概率为0.7. 例12:根据以往统计资料,某地车主购买甲种保险的概率为0.5,购买乙种保险但不购买甲种保险的概率为0.3,设各车主购买保险相互.(1)求该地1位车主至少购买甲、乙两种保险中的1种的概率;(2)X表示该地的100位车主中,甲、乙两种保险都不购买的车主数.求X的期望.
解:记A表示事件:该地的1位车主购买甲种保险;B表示事件:该地的1位车主购买乙种保险但不购买甲种保险;C表示事件:该地的1位车主至少购买甲、乙两种保险中的1种;D表示事件:该地的1位车主甲、乙两种保险都不购买.
(1)P(A)=0.5,P(B)=0.3,C=A+B,P(C)=P(A+B)=P(A)+P(B)=0.8.
(2)D=,P(D)=1-P(C)=1-0.8=0.2,X~B(100,0.2),即X服从二项分布,所以期望E(X)=100×0.2=20. 例13:位于直角坐标原点的一个质点P按下列规则移动:质点每次移动一个单位,移动的方向向左或向右,
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并且向左移动的概率为,向右移动的概率为,则质点P移动五次后位于点(1,0)的概率是 ( )
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484080A. B. C. D. 243243243243解:依题意得,质点P移动五次后位于点(1,0),则这五次移动中必有某两次向左移动,另三次向右移动,8012因此所求的概率等于C25·=243. 33例14:如图,在竖直平面内有一个“游戏滑道”,空白部分表示光滑滑道,黑色正方形表示障碍物,自上而下第一行有1个障碍物,第二行有2个障碍物,…,依次类推.一个半径适当的光滑均匀小球从入口A投入滑道,小球将自由下落,已知小球每次遇到正方形障碍物上顶点时,向左、右
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两边下落的概率都是.记小球遇到第n行第m个障碍物(从左至右)上顶点的概率
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为 P(n,m).
(1)求P(4,1),P(4,2)的值,并猜想P(n,m)的表达式(不必证明);
4-x,1≤x≤3,
(2)已知f(x)=设小球遇到第6行第m个障碍物(从左至右)上顶
x-3,3点时,得到的分数为ξ=f(m),试求ξ的分布列及数学期望. 1311331n-1m-11解:(1)P(4,1)=C0; 3()=,P(4,2)=C3()=,猜想P(n,m)=Cn-1=()282821155(2)ξ=3,2,1,P(ξ=3)=P(6,1)+P(6,6)=,P(ξ=2)=P(6,2)+P(6,5)=C15()=, 162165P(ξ=1)=P(6,3)+P(6,4)= 8ξ 3 2 1 155P 1616815523Eξ=3×+2×+1×=. 16168161.判断某事件发生是否是重复试验,关键有两点: (1)在同样的条件下重复,相互进行;(2)试验结果要么发生,要么不发生. 2.判断一个随机变量是否服从二项分布,要看两点:(1)是否为n次重复试验.(2)随机变量是否为在这n次重复试验中某事件发生的次数.
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例15:某射手每次射击击中目标的概率是,且各次射击的结果互不影响.
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(1)假设这名射手射击5次,求恰有2次击中目标的概率;
(2)假设这名射手射击5次,求有3次连续击中目标,另外2次未击中目标的概率;
(3)假设这名射手射击3次,每次射击,击中目标得1分,未击中目标得0分,在3次射击中,若有2次连续击中,而另外1次未击中,则额外加1分;若3次全击中,则额外加3分,记ξ为射手射击3次后的总的分数,求ξ的分布列. 2解:(1)设X为射手在5次射击中目标的次数,则X~B5,.在5次射击中,恰有2次击中目标的概率 323
2240P(X=2)=C2()2×(1-)3=. 5×33243(2)设“第i次射击击中目标”为事件Ai(i=1,2,3,4,5);“射手在5次射击中,有3次连续击中目标,另外2次未211231击中目标”为事件A,则P(A)=P(A1A2A3A4A5)+P(A1A2A3A4A5)+P(A1 A2A3A4A5)=()3×()2+×()×+33333128()2×()3=. 338111(3)由题意可知,ξ的所有可能取值为0,1,2,3,6,P(ξ=0)=P(A1 A2 A3)=()3=, 3272121211222P(ξ=1)=P(A1A2 A3)+P(A1A2A3)+P(A1 A2A3)=×()+××+()×=. 333333392124211228P(ξ=2)=P(A1A2A3)=××=,P(ξ=3)=P(A1A2A3)+P(A1A2A3)=()2×+×()=, 3332733332728P(ξ=6)=P(A1A2A3)=()2=,所以ξ的分布列是 327ξ 0 1 2 3 6 12488P 279272727