課程內(nèi)容
《獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布》
復(fù)習(xí)引入
前面我們學(xué)習(xí)了互斥事件、條件概率、相互獨(dú)立事件的意義,這些都是我們?cè)诰唧w求概率時(shí)需要考慮的一些模型,吻合模型用公式去求概率簡(jiǎn)便。
(1)P(A+B)=P(A)+P(B)(當(dāng)A與B互斥時(shí));
(2)P(B/A)=P(AB)/P(A)
(3)P(AB)=P(A)P(B)(當(dāng)A與B相互獨(dú)立的時(shí))
那么求概率還有什么模型呢?
分析下面的試驗(yàn),它們有什么共同點(diǎn)?
(1)投擲一個(gè)骰子投擲5次;
(2)某人射擊1次,擊中目標(biāo)的概率是0.8,他射擊10次品
(3)實(shí)力相等的甲,乙兩隊(duì)參加乒乓球團(tuán)體比賽,規(guī)定5局3勝制(即5局內(nèi)誰(shuí)先贏3局就算勝出并停止比賽);
(4)一個(gè)盒子中裝有5個(gè)球(3個(gè)紅球和2個(gè)黒球),有放回地依次從中抽取5個(gè)球;
(5)生產(chǎn)一種零件,出現(xiàn)次品的概率是0.04,生產(chǎn)這種零件4件。
共同特點(diǎn)是:多次重復(fù)地做同一個(gè)試驗(yàn)。
基本概念
1、n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn):
一般地,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)。
在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,
記Ai是“第i次試驗(yàn)的結(jié)果”
顯然,P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An)
獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的特點(diǎn):
1)每次試驗(yàn)只有兩種結(jié)果,要么發(fā)生,要么不發(fā)生;
2)任何一次試驗(yàn)中,A事件發(fā)生的概率相同,即相互獨(dú)立,互不影響試驗(yàn)的結(jié)果。
探究
投擲一枚圖釘,設(shè)針尖向上的概率為P,則針尖向下的概率為q=1-p。連續(xù)擲一枚圖釘3次,僅出現(xiàn)1次針尖向上的概率是多少?
連續(xù)擲一枚圖釘3次,就是做3次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),用Ai(i=1,2,3)表示第i次擲得針尖向上的事件,用B1表示“僅出現(xiàn)一次人多針尖向上”的事件,則B1==(A1(-,A2)(-,A3))U((-,A1)A2(-,A3))U((-,A1)(-,A3)A2)。
由于事件A1(-,A2)(-,A3)(-,A1)A2(-,A3)彼此互斥,由概率加法公式得P(B1)=P((A1(-,A2)(-,A3)))+P((-,A1)A2(-,A3))+P((-,A1)(-,A2)A3)
=q2p+q2p+q2p=3q2p
所以,連續(xù)擲一枚圖釘3次,僅出現(xiàn)1次針尖向上的概率是3q2p。
思考?
上面我們利用擲1次圖釘,針尖向上的概率為p,求出了連續(xù)擲3次圖釘,僅出現(xiàn)次1針尖向上的概率。類似地,連續(xù)擲3次圖釘,出現(xiàn)k(0≤k≤3)次針尖向上的概率是多少?你能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律嗎?
P(B0)=P((-,A1)(-,A2)(-,A3))=q3
P(B1)=P(A1(-,A2)(-,A3)+P((-,A1)A2(-,A3))+P(-,A1)(-,A2)A3)=q3p,
P(B3)=P(A1A2(-,A2))+P((-,A1)A2A3)+P(A1(-,A2)A3)=3qp2
P(B3)=P(A1A2A3)=P3。
仔細(xì)觀察上述等式,可以發(fā)現(xiàn)
P(Bk)=Ck3Pkq3-k,k=0,1,2,3。
基本概念
2、二項(xiàng)分布:
一般地,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)CknPk(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。
注:Pn(k)=CknPk(1-P)n-k是(p+q)n展開式中的第k+1項(xiàng)。
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關(guān)老師
男,中教高級(jí)職稱
他對(duì)新教材、新教法有深入研究和獨(dú)特見解,教學(xué)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn),重視數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練和學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。