7.4.2超几何分布
课标要求素养要求1.通过具体实例,了解超几何分布及其均值.2.能用超几何分布解决简单的实际问题.通过本节课的学习,提升数学抽象及数据分析素养.
新知探究2020年春节前一场新型冠状病毒肺炎像场风一样,席卷了全国,中国湖北成为重灾区,为了更好地支援湖北抗击疫情,某医院派出16名护士,4名内科医生组成支援队伍,现在需要从这20人中任意选取3人去黄冈支援,设X表示其中内科医生的人数.
问题X的可能取值有哪些,你能求出当X=2时对应的概率吗?这里的X的概率分布有怎样的规律?
1.超几何分布超几何分布模型是一种不放回抽样一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品,从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为
其中n,N,M∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=min{n,M}.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.2.超几何分布的期望
拓展深化[微判断]1.超几何分布的总体里只有两类物品.()2.超几何分布的模型是不放回抽样.()3.超几何分布与二项分布的期望值都为np.()√√√
[微训练]1.设袋中有80个红球、20个白球,若从袋中任取10个球,则其中恰有6个红球的概率为()
2.在含有5名男生的100名学生中,任选3人,求恰有2名男生的概率表达式为______.
[微思考]超几何分布模型在形式上有怎样的特点?提示在形式上适合超几何分布的模型常由较明显的两部分组成,如“男生、女生”,“正品、次品”等.
题型一 利用超几何分布的公式求概率【例1】在元旦晚会上,数学老师设计了一个摸奖游戏,在一个口袋中装有10个红球和20个白球,这些球除颜色外完全相同,从中任意摸出5个球,至少摸到3个红球就中奖,求中奖的概率(结果保留两位小数).解设摸出红球的个数为X,则X服从超几何分布,其中N=30,M=10,n=5,于是中奖的概率为
P(X≥3)=P(X=3)+P(X=4)+P(X=5)规律方法超几何分布是一种常见的随机变量的分布,所求概率分布问题由明显的两部分组成,或可转化为明显的两部分.
【训练1】某小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2名代表,至少有1名女生当选的概率为()
题型二 超几何分布的分布列【例2】某市A,B两所中学的学生组队参加辩论赛,A中学推荐了3名男生、2名女生,B中学推荐了3名男生、4名女生,两校所推荐的学生一起参加集训.由于集训后队员水平相当,从参加集训的男生中随机抽取3人、女生中随机抽取3人组成代表队.(1)求A中学至少有1名学生入选代表队的概率;(2)某场比赛前,从代表队的6名队员中随机抽取4人参赛,设X表示参赛的男生人数,求X的分布列.
解(1)由题意知,参加集训的男生、女生各有6人.
(2)根据题意,知X的所有可能取值为1,2,3.
规律方法解决超几何分布问题的两个关键点(1)超几何分布是概率分布的一种形式,一定要注意公式中字母的范围及其意义,解决问题时可以直接利用公式求解,但不能机械地记忆.(2)超几何分布中,只要知道M,N,n就可以利用公式求出X取不同k的概率P(X=k),从而求出X的分布列.
【训练2】从某小组的5名女生和4名男生中任选3人去参加一项公益活动.(1)求所选3人中恰有一名男生的概率;(2)求所选3人中男生人数X的分布列.
∴X的分布列为
题型三 超几何分布的综合应用【例3】某大学志愿者协会有6名男同学,4名女同学.在这10名同学中,3名同学来自数学学院,其余7名同学来自物理、化学等其他互不相同的七个学院.现从这10名同学中随机选取3名同学,到希望小学进行支教活动(每位同学被选到的可能性相同).(1)求选出的3名同学是来自互不相同学院的概率;(2)设X为选出的3名同学中女同学的人数,求随机变量X的分布列及期望.
所以随机变量X的分布列是
二、素养训练1.今有电子元件50个,其中一级品45个,二级品5个,从中任取3个,则出现二级品的概率为()答案C
3.从4名男生和2名女生中任选3人参加数学竞赛,则所选3人中,女生的人数不超过1人的概率为__________.解析设所选女生数为随机变量X,X服从超几何分布,
4.从含有5个红球和3个白球的袋中任取3球,则所取出的3个球中恰有1个红球的概率为__________.
5.交5元钱,可以参加一次摸奖,一袋中有同样大小的球10个,其中8个标有1元钱,2个标有5元钱,若摸奖者只能从中任取2个球,他所得奖励是所抽2球的钱数之和,求抽奖人所得钱数的分布列.解设抽奖人所得钱数为随机变量X,则X=2,6,10.
故X的分布列为