高中數(shù)學(xué)選擇性必修3課件:7 2 第一課時(shí) 離散型隨機(jī)變量(人教A版)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

7.2離散型隨機(jī)變量及其分布列第一課時(shí)離散型隨機(jī)變量通過(guò)具體實(shí)例,了解隨機(jī)變量、離散型隨機(jī)變量的概念.課標(biāo)要求素養(yǎng)要求通過(guò)研究離散型隨機(jī)變量的概念,提升數(shù)學(xué)抽象及邏輯推理素養(yǎng).課前預(yù)習(xí)課堂互動(dòng)分層訓(xùn)練內(nèi)容索引課前預(yù)習(xí)知識(shí)探究11.隨機(jī)變量定義:一般地,對(duì)于隨機(jī)試驗(yàn)樣本空間Ω中的每個(gè)樣本點(diǎn)ω,都有______的實(shí)數(shù)X(ω)與之對(duì)應(yīng),我們稱X為隨機(jī)變量.唯一2.離散型隨機(jī)變量可能取值為有限個(gè)或可以一一列舉的隨機(jī)變量,我們稱為離散型隨機(jī)變量,通常用__________字母表示隨機(jī)變量,用__________字母表示隨機(jī)變量的取值.大寫(xiě)英文小寫(xiě)英文3.隨機(jī)變量和函數(shù)的關(guān)系隨機(jī)變量的定義與函數(shù)的定義類(lèi)似,這里的樣本點(diǎn)ω相當(dāng)于函數(shù)定義中的自變量,而樣本空間Ω相當(dāng)于函數(shù)的定義域,不同之處在于Ω不一定是數(shù)集.點(diǎn)睛離散型隨機(jī)變量的特征:(1)可用數(shù)值表示;(2)試驗(yàn)之前可以判斷其可能出現(xiàn)的所有值;(3)在試驗(yàn)之前不能確定取何值;(4)試驗(yàn)結(jié)果能一一列出.

1.思考辨析,判斷正誤 (1)隨機(jī)變量的取值可以是有限個(gè),也可以是無(wú)限可列個(gè).(

) (2)離散型隨機(jī)變量的取值是任意的實(shí)數(shù).(

)

提示

取值是有限個(gè)或可以一一列舉的隨機(jī)變量才是離散型隨機(jī)變量. (3)離散型隨機(jī)變量是指某一區(qū)間內(nèi)的任意值.(

)

提示

離散型隨機(jī)變量一定是某個(gè)區(qū)間內(nèi)有限個(gè)或可以一一列舉的值. (4)某加工廠加工的某種鋼管的外徑與規(guī)定的外徑尺寸之差是離散型隨機(jī)變量.(

)

提示

實(shí)際測(cè)量值與規(guī)定值之間的差值無(wú)法一一列出,不是離散型隨機(jī)變量.√×××2.袋中有大小相同的紅球6個(gè),白球5個(gè),從袋中無(wú)放回地每次任意取出一個(gè)球,直到取出的球是白色為止,所需要的取球次數(shù)為隨機(jī)變量X,則X的可能取值為(

) A.1,2,…,6 B.1,2,…,7 C.1,2,…,11 D.1,2,3,…

解析可能第一次就取到白球,也可能把6個(gè)紅球都取完后,才取得白球,故X的可能取值為1,2,3,4,5,6,7.B2.袋中有大小相同的紅球6個(gè),白球5個(gè),從袋中無(wú)放回地每次任意取出一個(gè)球,直到取出的球是白色為止,所需要的取球次數(shù)為隨機(jī)變量X,則X的可能取值為(

) A.1,2,…,6 B.1,2,…,7 C.1,2,…,11 D.1,2,3,…

解析可能第一次就取到白球,也可能把6個(gè)紅球都取完后,才取得白球,故X的可能取值為1,2,3,4,5,6,7.B3.10件產(chǎn)品中有3件次品,從中任取2件,下列可作為隨機(jī)變量的是(

) A.取到產(chǎn)品的件數(shù) B.取到正品的概率 C.取到次品的件數(shù) D.取到次品的概率

解析對(duì)于A中取到產(chǎn)品的件數(shù)是一個(gè)常量不是變量,B、D也是一個(gè)定值,而C中取到次品的件數(shù)可能是0,1,2,是隨機(jī)變量.C4.在考試中,需回答三個(gè)問(wèn)題,考試規(guī)則規(guī)定:每題回答正確得100分,回答不正確得-100分,則這名同學(xué)回答這三個(gè)問(wèn)題的總得分X的所有可能取值是____________________________.

解析當(dāng)答對(duì)3道題時(shí),X=300;當(dāng)答對(duì)2道題時(shí),X=100;當(dāng)答對(duì)1道題時(shí),X=-100;當(dāng)答對(duì)0道題時(shí),X=-300.300,100,-100,-300課堂互動(dòng)題型剖析2題型一隨機(jī)變量的概念【例1】判斷下列各個(gè)量是否為隨機(jī)變量,并說(shuō)明理由. (1)從10張已編好號(hào)碼的卡片(從1號(hào)到10號(hào))中任取一張,被抽出卡片的號(hào)數(shù); (2)拋兩枚骰子,出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)之和; (3)體積為8cm3的正方體的棱長(zhǎng).

解(1)被抽取卡片的號(hào)數(shù)可能是1,2,…,10,出現(xiàn)哪種結(jié)果是隨機(jī)的,是隨機(jī)變量. (2)拋兩枚骰子,出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)之和可能為2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,共11種情況,出現(xiàn)哪種情況都是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量. (3)正方體的棱長(zhǎng)為定值,不是隨機(jī)變量.解答此類(lèi)題目的關(guān)鍵在于分析變量是否滿足隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果,即隨機(jī)變量的取值實(shí)質(zhì)上是試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù),但這些數(shù)是預(yù)先知道所有可能取的值,而不知道在一次試驗(yàn)中哪一個(gè)結(jié)果發(fā)生,隨機(jī)變量取哪一個(gè)值.思維升華解答此類(lèi)題目的關(guān)鍵在于分析變量是否滿足隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果,即隨機(jī)變量的取值實(shí)質(zhì)上是試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù),但這些數(shù)是預(yù)先知道所有可能取的值,而不知道在一次試驗(yàn)中哪一個(gè)結(jié)果發(fā)生,隨機(jī)變量取哪一個(gè)值.思維升華【訓(xùn)練1】

指出下列哪些是隨機(jī)變量,哪些不是隨機(jī)變量,并說(shuō)明理由. (1)某人射擊一次命中的環(huán)數(shù); (2)擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù); (3)某個(gè)人的屬相隨年齡的變化.

解(1)某人射擊一次,可能命中的所有環(huán)數(shù)是0,1,…,10,而且出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此命中的環(huán)數(shù)是隨機(jī)變量. (2)擲一枚骰子,出現(xiàn)的結(jié)果是1點(diǎn),2點(diǎn),3點(diǎn),4點(diǎn),5點(diǎn),6點(diǎn)中的一個(gè),且出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)是隨機(jī)變量. (3)一個(gè)人的屬相在他出生時(shí)就確定了,不隨年齡的變化而變化,因此屬相不是隨機(jī)變量.【例2】指出下列隨機(jī)變量是否是離散型隨機(jī)變量,并說(shuō)明理由. (1)湖南矮寨大橋橋面一側(cè)每隔30米有一路燈,將所有路燈進(jìn)行編號(hào),其中某一路燈的編號(hào)X; (2)在一次數(shù)學(xué)競(jìng)賽中,設(shè)一、二、三等獎(jiǎng),小明同學(xué)參加競(jìng)賽獲得的獎(jiǎng)次X; (3)丁俊暉在2017年世錦賽中每局所得的分?jǐn)?shù).

解(1)橋面上的路燈是可數(shù)的,編號(hào)X可以一一列出,

是離散型隨機(jī)變量. (2)小明獲獎(jiǎng)等次X可以一一列出,是離散型隨機(jī)變量. (3)每局所得的分?jǐn)?shù)X可以一一列舉出來(lái),是離散型隨機(jī)變量.題型二離散型隨機(jī)變量的判斷判斷離散型隨機(jī)變量的方法(1)明確隨機(jī)試驗(yàn)的所有可能結(jié)果.(2)將隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)量化.(3)確定試驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)是否可以一一列出,如能一一列出,則該隨機(jī)變量是離散型隨機(jī)變量,否則不是.思維升華【訓(xùn)練2】

下列隨機(jī)變量是離散型隨機(jī)變量的個(gè)數(shù)是(

) ①某足球隊(duì)在5次點(diǎn)球中進(jìn)球的次數(shù); ②投籃一次的結(jié)果; ③某同學(xué)在12:00至12:30到校的時(shí)間; ④從含有50件合格品、10件次品的產(chǎn)品中任取3件,其中合格品的件數(shù). A.1 B.2 C.3 D.4

解析①中進(jìn)球的次數(shù)可能為0,1,2,3,4,5,可以一一列舉出來(lái);②中投籃一次有兩種情況,若用1表示投中,0表示不中,則也可以一一列舉出來(lái);④中所取3件產(chǎn)品的合格品數(shù)可能為0,1,2,3,共4種情況,可以一一列舉出來(lái);③中學(xué)生到校時(shí)間可以是12:00到12:30中的任意時(shí)刻,不能一一列舉出來(lái),因此③不是離散型隨機(jī)變量,故只有①②④滿足.C【例3】寫(xiě)出下列隨機(jī)變量可能取的值,

并說(shuō)明這些值所表示的隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果. (1)袋中有大小相同的紅球10個(gè),

白球5個(gè),

從袋中每次任取1個(gè)球,

取后不放回,

直到取出的球是白球?yàn)橹梗?/p>

所需要的取球次數(shù).題型三用隨機(jī)變量表示事件的結(jié)果解設(shè)所需的取球次數(shù)為X,則X=1,2,3,4,…,10,11.X=1表示第1次就取到白球,X=i表示前(i-1)次取到的均是紅球,

第i次取到白球,

這里i=2,3,4,…,11.(2)從分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6的6張卡片中任取2張,

所取卡片上的數(shù)字之和.解設(shè)所取卡片上的數(shù)字之和為X,則X=3,4,5,…,11.X=3,表示“取出標(biāo)有1,2的兩張卡片”;X=4,表示“取出標(biāo)有1,3的兩張卡片”;X=5,表示“取出標(biāo)有2,3或1,4的兩張卡片”;X=6,表示“取出標(biāo)有2,4或1,5的兩張卡片”;X=7,表示“取出標(biāo)有3,4或2,5或1,6的兩張卡片”;X=8,表示“取出標(biāo)有2,6或3,5的兩張卡片”;X=9,表示“取出標(biāo)有3,6或4,5的兩張卡片”;X=10,表示“取出標(biāo)有4,6的兩張卡片”;X=11,表示“取出標(biāo)有5,6的兩張卡片”.【遷移1】

(變條件)若本例(2)中條件不變,

所取卡片上的數(shù)字之差的絕對(duì)值為隨機(jī)變量Y,請(qǐng)問(wèn)Y有哪些取值?

其中Y=4表示什么含義?

解Y的所有可能取值有:1,2,3,4,5. Y=4表示“取出標(biāo)有1,5或2,6的兩張卡片”.【遷移2】

(變條件,

變問(wèn)法)甲、乙兩隊(duì)員進(jìn)行乒乓球單打比賽,規(guī)定采用“七局四勝制”,用X表示需要比賽的局?jǐn)?shù),寫(xiě)出X所有可能的取值,并寫(xiě)出表示的試驗(yàn)結(jié)果.解根據(jù)題意可知X的可能取值為4,5,6,7.X=4表示共打了4局,甲、乙兩人有1人連勝4局.X=5表示在前4局中有1人輸了一局,最后一局此人勝出.X=6表示在前5局中有1人輸了2局,最后一局此人勝出.X=7表示在前6局中,兩人打平,后一局有1人勝出.解答用隨機(jī)變量表示隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn)(1)關(guān)鍵點(diǎn):解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確隨機(jī)變量的所有可能取值,以及取每一個(gè)值對(duì)應(yīng)的意義,即一個(gè)隨機(jī)變量的取值對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果.(2)注意點(diǎn):解答過(guò)程中不要漏掉某些試驗(yàn)結(jié)果.思維升華【訓(xùn)練3】一個(gè)木箱中裝有6個(gè)大小相同的籃球,編號(hào)分別為1,2,3,4,5,6,現(xiàn)隨機(jī)抽取3個(gè)籃球,以X表示取出的籃球的最大號(hào)碼,則X所有可能的取值為_(kāi)____________,其中X=4表示的試驗(yàn)結(jié)果有__________種.3,4,5,631.牢記3個(gè)知識(shí)點(diǎn) (1)隨機(jī)變量的定義; (2)離散型隨機(jī)變量的定義; (3)隨機(jī)變量和函數(shù)的關(guān)系.2.掌握3種方法 (1)隨機(jī)變量的判定方法; (2)離散型隨機(jī)變量的判定方法; (3)解答用隨機(jī)變量表示隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果問(wèn)題的方法.3.注意2個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)離散型隨機(jī)變量的取值是可數(shù)的,高中階段只研究有限個(gè)值的隨機(jī)變量; (2)隨機(jī)變量的所有取值可能是已知的,但每次試驗(yàn)的結(jié)果是不確定的.課堂小結(jié)分層訓(xùn)練素養(yǎng)提升3

一、選擇題1.給出下列四個(gè)命題: ①15秒內(nèi),通過(guò)某十字路口的汽車(chē)的數(shù)量是隨機(jī)變量; ②解答高考數(shù)學(xué)卷Ⅰ的時(shí)間是隨機(jī)變量; ③一條河流每年的最大流量是隨機(jī)變量; ④一個(gè)劇場(chǎng)共有三個(gè)出口,散場(chǎng)后從某一出口退場(chǎng)的人數(shù)是隨機(jī)變量.

其中正確的個(gè)數(shù)是(

) A.1 B.2 C.3 D.4

解析由隨機(jī)變量的概念可以直接判斷①②③④都是正確的.D2.將一個(gè)骰子擲兩次,不能作為隨機(jī)變量的是(

) A.兩次擲出的點(diǎn)數(shù)之和 B.兩次擲出的最大點(diǎn)數(shù) C.第一次與第二次擲出的點(diǎn)數(shù)之差 D.兩次擲出的點(diǎn)數(shù)之和為7的概率

解析將一個(gè)骰子擲兩次,兩次擲出的點(diǎn)數(shù)之和是一個(gè)變量,且隨試驗(yàn)結(jié)果的變化而變化,是一個(gè)隨機(jī)變量.同理,兩次擲出的最大點(diǎn)數(shù)、第一次與第二次擲出的點(diǎn)數(shù)之差也都是隨機(jī)變量,而兩次擲出的點(diǎn)數(shù)之和為7的概率是一個(gè)定值.D3.下面給出三個(gè)隨機(jī)變量: ①某地110報(bào)警臺(tái)1分鐘內(nèi)接到的求救電話的次數(shù)X; ②某森林樹(shù)木的高度在(0,50](單位:m)這一范圍內(nèi)變化,測(cè)得某一樹(shù)木的高度X; ③某人射擊2次,擊中目標(biāo)的環(huán)數(shù)之和X.

其中離散型隨機(jī)變量有(

) A.0個(gè) B.1個(gè)

C.2個(gè) D.3個(gè)

解析由離散型隨機(jī)變量的定義可知①③中的隨機(jī)變量都是可以一一列舉出來(lái)的,故均為離散型隨機(jī)變量,而②中的隨機(jī)變量可以取(0,50]內(nèi)的任意值,無(wú)法一一列舉,故它不是離散型隨機(jī)變量.C4.袋中有大小相同的5個(gè)鋼球,分別標(biāo)有1,2,3,4,5五個(gè)號(hào)碼.在有放回地抽取條件下依次取出2個(gè)球,設(shè)兩個(gè)球號(hào)碼之和為隨機(jī)變量X,則X的所有可能取值是(

) A.1,2,…,5 B.1,2,…,10 C.2,3,…,10 D.1,2,…,6

解析第一次可取1,2,3,4,5中的任意一個(gè),由于是有放回抽取,第二次也可取1,2,3,4,5中的任何一個(gè),兩次的號(hào)碼和可能為2,3,4,5,6,7,8,9,10.C5.拋擲兩枚骰子一次,記第一枚骰子擲出的點(diǎn)數(shù)與第二枚骰子擲出的點(diǎn)數(shù)之差為X,則“X≥5”表示的試驗(yàn)結(jié)果為(

)A.第一枚6點(diǎn),第二枚2點(diǎn)B.第一枚5點(diǎn),第二枚1點(diǎn)C.第一枚1點(diǎn),第二枚6點(diǎn)D.第一枚6點(diǎn),第二枚1點(diǎn)解析由“X≥5”知,最大點(diǎn)數(shù)與最小點(diǎn)數(shù)之差不小于5.D二、填空題6.甲進(jìn)行3次射擊,記甲擊中目標(biāo)的次數(shù)為X,則X的可能取值為_(kāi)_________.

解析甲在3次射擊中,可能一次未中,也可能中1次,2次,3次.0,1,2,37.在8件產(chǎn)品中,有3件次品,5件正品,從中任取3件,記次品的件數(shù)為X,則“X<2”表示的試驗(yàn)結(jié)果是________________________________.

解析應(yīng)分X=0和X=1兩類(lèi).X=0表示取到3件正品;X=1表示取到1件次品2件正品.故“X<2”表示的試驗(yàn)結(jié)果為取到1件次品2件正品或取到3件正品.取到1件次品2件正品或取到3件正品8.一批產(chǎn)品共有12件,其中次品3件,每次從中任取一件,在取得合格品之前取出的次品數(shù)X的所有可能取值是__________________.

解析可能第一次就取得合格品,也可能取完次品后才取得合格品,故X的所有可能取值有0,1,2,3.0,1,2,3三、解答題9.某車(chē)間三天內(nèi)每天生產(chǎn)10件某產(chǎn)品,其中第一天、第二天分別生產(chǎn)了1件次品、2件次品,而質(zhì)檢部門(mén)每天要在生產(chǎn)的10件產(chǎn)品中隨機(jī)抽取4件進(jìn)行檢查,若發(fā)現(xiàn)有次品,則當(dāng)天的產(chǎn)品不能通過(guò).若廠內(nèi)對(duì)車(chē)間生產(chǎn)的產(chǎn)品采用記分制,兩天全不通過(guò)檢查得0分,通過(guò)一天、兩天分別得1分、2分,設(shè)該車(chē)間在這兩天內(nèi)得分為X,寫(xiě)出X的可能取值.解X的可能取值為0,1,2.X=0表示在兩天檢查中均發(fā)現(xiàn)了次品.X=1表示在兩天檢查中有1天沒(méi)有檢查到次品,1天檢查到了次品.X=2表示在兩天檢查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)次品.10.指出下列隨機(jī)變量是否是離散型隨機(jī)變量,并說(shuō)明理由. (1)在西安至成都的高鐵線上,每隔500m有一電線鐵塔,將電線鐵塔進(jìn)行編號(hào),其中某一電線鐵塔的編號(hào)X; (2)江西九江市長(zhǎng)江水位監(jiān)測(cè)站所測(cè)水位在(0,29]這一范圍內(nèi)變化,該水位站所測(cè)水位X.

解(1)是離散型隨機(jī)變量.因?yàn)殡娋€鐵塔為有限個(gè),其編號(hào)從1開(kāi)始,可以一一列出. (2)不是離散型隨機(jī)變量.因?yàn)樗辉?0,29]范圍內(nèi)變化,對(duì)水位值我們不能按一定次序一一列出.11.(多選題)下列所述中,X是離散型隨機(jī)變量的是(

) A.某座大橋一天經(jīng)過(guò)的車(chē)輛數(shù)X B.某無(wú)線電尋呼臺(tái)一天內(nèi)收到的尋呼次數(shù)X C.一天之內(nèi)的溫度X D.一位射擊手對(duì)目標(biāo)進(jìn)行射擊,擊中目標(biāo)得1分,未擊中目標(biāo)得0分,用X表示該射擊手在一次射擊中的得分

解析A,B,D中的X可以取的值可以一一列舉出來(lái),而C中的X可以取某一區(qū)間內(nèi)的一切值,不能一一列出.ABD12.(多選題)對(duì)一批產(chǎn)品逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè),第一次檢測(cè)到次品前已檢測(cè)的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為X,則X=k表示的試驗(yàn)結(jié)果為(

) A.第k次檢測(cè)到正品 B.第k+1次檢測(cè)到次品 C.前k-1次檢測(cè)到正品 D.前k次檢測(cè)到正品

解析由題意,得X=k表示第一次檢測(cè)到次品前已檢測(cè)的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為k,因此前k次檢測(cè)到的都是正品,第k+1次檢測(cè)到的是次品,故選BD.BD13.寫(xiě)出下列隨機(jī)變量可能取的值,并說(shuō)明隨機(jī)變量所取的值表示的隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果. (1)一個(gè)袋中裝有2個(gè)白球和5個(gè)黑球,從中任取3個(gè),其中所含白球的個(gè)數(shù)X;解X可取0,1,2.X=i,表示取出的3個(gè)球中有i個(gè)白球,3-i個(gè)黑球,其中i=0,1,2.(2)拋擲甲、乙兩枚骰子,所得點(diǎn)數(shù)之和Y.解Y的可能取值為2,3,4,…,12.若以(i,j)表示拋擲甲、乙兩枚骰子后骰子甲得i點(diǎn)且骰子乙得j點(diǎn),則Y=2表示(1,1);Y=3表示(1,2),(2,1);Y=4表示(1,3),(2,2),(3,1);Y=5表示(1,4),(2,3),(3,2),(4,1);Y=6表示(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1);Y=7表示(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1);Y=8表示(2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2);Y=9表示(3,6),(4,5),(5,4),(6,3);Y=10表示(4,6),(5,5),(6,4);Y=11表示(5,6),(6,5);Y=12表示(6,6).14.一個(gè)袋中裝有5個(gè)白球和5個(gè)黑球,從中任取3個(gè),其中所含白球的個(gè)數(shù)為ξ. (1)列表說(shuō)明可能出現(xiàn)的結(jié)果與對(duì)應(yīng)的ξ的值;

(1)ξ0123結(jié)果取得3個(gè)黑球取得1個(gè)白球2個(gè)黑球取得2個(gè)白球1個(gè)黑球取得3個(gè)白球(2)若規(guī)定取3個(gè)球,每取到一個(gè)白球加5分,取到黑球不加分,且最后不管結(jié)果如何都加上6分,求最終得分η的可能取值,并判定η是否是離散型隨機(jī)變量.解

由題意可得η=5ξ+6,而ξ可能的取值范圍是{0,1,2,3},所以η對(duì)應(yīng)的各值是:6,11,16,21.故η的可能取值為{6,11,16,21},顯然η為離散型隨機(jī)變量.備用工具&資料14.一個(gè)袋中裝有5個(gè)白球和5個(gè)黑球,從中任取3個(gè),

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