耗用子弹数的分布列
例 某射手有5发子弹,射击一次命中概率为0.9,如果命中就停止射击,否则一直到子弹用尽,求耗用子弹数的分布列.
分析:确定取哪些值以及各值所代表的随机事件概率,分布列即获得.
解:本题要求我们给出耗用子弹数的概率分布列.我们知道只有5发子弹,所以
的取值只有1,2,3,4,5.当
时,即
;当
时,要求第一次没射中,第二次射中,故
;同理,
时,要求前两次没有射中,第三次射中,
;类似地,
;第5次射击不同,只要前四次射不中,都要射第5发子弹,也不考虑是否射中,所以
,所以耗用子弹数
的分布列为:
| 0 | 1 | 2 | 3 |
| 0.9 | 0.09 | 0.009 | 0.0001 |
说明:搞清的含义,防止这步出错.
时,可分两种情况:一是前4发都没射中,恰第5发射中,概率为0.14×0.9;二是这5发都没射中,概率为0.15,所以,
.当然,
还有一种算法:即
.
独立重复试验某事件发生偶数次的概率
例 如果在一次试验中,某事件A发生的概率为p,那么在n次独立重复试验中,这件事A发生偶数次的概率为________.
分析:发生事件A的次数,所以,
其中的k取偶数0,2,4,…时,为二项式
展开式的奇数项的和,由此入手,可获结论.
解:由题,因为且
取不同值时事件互斥,所以,
.(因为
,所以
)
说明:如何获得二项展开式中的偶数次的和?这需要抓住与
展开式的特点:联系与区分,从而达到去除p奇次,留下p偶次的目的.
根据分布列求随机变量组合的分布列
例 已知随机变量的分布列为
| -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
P | | | | | | |
分别求出随机变量的分布列.
解: 由于对于不同的
有不同的取值
,即
,所以
的分布列为
| -1 | | 0 | | 1 | |
P | | | | | | |
对于
的不同取值-2,2及-1,1,
分别取相同的值4与1,即
取4这个值的概率应是
取-2与2值的概率
与
合并的结果,
取1这个值的概率就是
取-1与1值的概率
与
合并的结果,故
的分布列为
| 0 | 1 | 4 | 9 |
P | | | | |
说明:在得到的或
的分布列中,
或
的取值行中无重复数,概率得中各项必须非负,且各项之和一定等于1.
成功咨询人数的分布列
例 某一中学生心理咨询中心服务电话接通率为,某班3名同学商定明天分别就同一问题询问该服务中心.且每人只拨打一次,求他们中成功咨询的人数
的分布列.
分析:3个人各做一次试验,看成三次独立重复试验,拨通这一电话的人数即为事件的发生次数,故符合二项分布.
解:由题:,所以
,分布列为
| 0 | 1 | 2 | 3 |
| | | | |
说明:关键是理解二项分布的特点:即某同一事件,在n次独立重复实验中,以事件发生的次数为随机变量.
盒中球上标数于5关系的概率分布列
例 盒中装有大小相等的球10个,编号分别为0,1,2,…,9,从中任取1个,观察号码是“小于5”“等于5”“大于5”三类情况之一.规定一个随机变量,并求其概率分布列.
分析:要求其概率的分布列可以先求个小球所对应的概率.
解:分别用表示题设中的三类情况的结果:
表示“小于5”的情况,
表示“等于5”的情况,
表示“大于5”的情况.
设随机变量为,它可能取的值为
取每个值的概率为
(取出的球号码小于5)=
,
(取出的球号码等于5)=
,
(取出的球号码大于5)=
.
故的分布列为
| | | |
P | | | |
小结:分布列是我们进一步解决随机变量有关问题的基础,因此准确写出随机变量的分布列是很重要的,但是我们不能保证它的准确性,这时我们要注意运算的准确性外,还可以利用进行检验.
求随机变量的分布列
例 一袋中装有5只球,编号为1,2,3,4,5,在袋中同时取3只,以表示取出的3只球中的最大号码,写出随机变量
的分布列.
分析:由于任取三个球,就不是任意排列,而要有固定的顺序,其中球上的最大号码只有可能是3,4,5,可以利用组合的方法计算其概率.
解:随机变量的取值为3,4,5.
当=3时,即取出的三只球中最大号码为3,则其他二球的编号只能是1,2,故有
当=4时,即取出的三只球中最大号码为4,则其他二球只能在编号为1,2,3的3球中取2个,故有
当=5时,即取出的三只球中最大号码为5,则其他二球只能在编号为1,2,3,4的4球中取2个,故有
因此,的分布列为
| 3 | 4 | 5 |
P | | | |
说明:对于随机变量取值较多或无穷多时,应由简单情况先导出一般的通式,从而简化过程.
取得合格品以前已取出的不合格品数的分布列
例 一批零件中有9个合格品与3个不合格品.安装机器时,从这批零件中任取一个.如果每次取出的不合格品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的不合格品数的分布列.
分析:取出不合格品数的可能值是0,1,2,3,从而确定确定随机变量的可能值.
解:以表示在取得合格品以前取出的不合格品数,则
是一个随机变量,由题设
可能取的数值是0,1,2,3.
当=0时,即第一次就取到合格品,其概率为
当=1时,即第一次取得不合格品,不放回,而第二次就取得合格品,其概率为
当=2时,即第一、二次取得不合格品,不放回,第三次取得合格品,其概率为
当=3时,即第一、二、三次均取得不合格品,而第四次取得合格品,其概率为
所以的分布列为
| 0 | 1 | 2 | 3 |
P | 0.750 | 0.204 | 0.041 | 0.005 |
说明:一般分布列的求法分三步:(1)首先确定随机变量的取值哟哪些;(2)求出每种取值下的随机事件的概率;(3)列表对应,即为分布列.
关于取球的随机变量的值和概率
例 袋中有1个红球,2个白球,3个黑球,现从中任取一球观察其颜色.确定这个随机试验中的随机变量,并指出在这个随机试验中随机变量可能取的值及取每个值的概率.
分析:随机变量变量是表示随机试验结果的变量,随机变量的可能取值是随机试验的所有可能的结果组成.
解: 设集合,其中
为“取到的球为红色的球”,
为“取到的球为白色的球”,
为“取到的球为黑色的球”.
我们规定:,即当
时,
,这样,我们确定
就是一个随机变量,它的自变是量
取值不是一个实数,而是集合
中的一个元素,即
,而随机变量
本身的取值则为1,2,3三个实数,并且我们很容易求得
分别取1,2,3三个值的概率,即
说明:确定随机变量的取值是根据随机试验的所有可能的结果.