第二节 离散型随机变量及其概率分布
(2学时)
教学目的
使学生熟练掌握常用离散型的概率分布。
教学重点和难点
本节的重点是两点分布,二项分布,泊松分布。 本节的难点是二项分布,泊松分布。
教学手段:
启发式教学和讲授法相结合。
教学内容:
1. 离散型随机变量的定义; 2. 两点分布; 3. 二项分布;
4. 泊松分布; 5. 超几何分布; 6. 几何分布 教学内容的深化和拓展
两点分布和二项分布之间的关系,二项分布、 泊松分布和超几何分布之间的关系。
教学中应注意的问题
二项分布的应用。
如果一个随机变量ξ的所有可能的取值为有限个或无限可数个,ξ为离散型随机变量,这一节我们将要研究与其相关的的内容知识。
一、定义:若一个随机变量ξ的所有可能的取值为有限个或无限可数个, 则称它为离散型随机变量。
二、概率分布:
设离散型随机变量ξ所有可能的取值为xi(i=1,2,…),且事件{ξ=xi} 的概率为P{ξ=xi}= pi,i=1,2,…这称为离散型随机变量ξ的概率分布或 分布列。它还可以用表格形式来表示:
作为一个离散型随机变量的概率分布,满足下列两个条件
(1) pi≥0 , i=1,2,…
(2)=1
例1. 设一箱10件产品中2件次品8件合格品,现在从中随机抽取3件, 则抽得的次品数ξ的概率分布。
解:ξ的可能取值为0,1,2,且
P{ξ=0}=
P{ξ=1}=
P{ξ=2}=
故随机变量ξ的概率取值分布为: P{ξ=x}=
即
,x=0,1,2
三、几种常见的离散型随机变量的概率分布
1. 0—1分布:(两点分布):
2. 二项分布: n重贝努里试验中事件
A发生的次数ξ的概率分布 P{ξ=k}=,k=0,1,2,…,n,此时称随机变量ξ服从二项分 布。记作ξ~B(n ,p) 。
注:在二项分布中,若n=1,则分布为两点分布。
例2. 将例1中的抽取方式改为从中有放回抽取3次,每次1件,求所抽得 3件中的次品数ξ的概率分布。
解:有放回的抽取3次,每次1件可看作3次重复独立试验,故ξ服从参数为n=3,p=
的二项分布,即ξ~B(3, ),故ξ的概率分布为
P{ξ=k}=
即
,k=0,1,2,3
例3. 某人进行射击,设每次射击的命中率为0.02,现在独立射击500次, 试求命中次数的概率分布及命中次数不少于2的概率。
解:独立射击500次为500次重复独立试验,故ξ~B(500, 0.02),其概率分布为
P{ξ=k}=
所求概率为 ,k=0,1,2,…,500
P{ξ2} =1-(P{ξ=0}+ P{ξ=1})
=1- -
3. 泊松(Poisson)分布:若随机变量ξ的概率分布为
P{ξ=k}=,=0, 1,2,…,其中λ>0的常数,
此时称随机变量ξ服从参数为λ的泊松分布,记作ξ~π(λ)。
(性质的验证)
泊松定理:
设随机变量ξn服从二项分布ξ~B(n ,p) (n=0,1,2,…),则其概率分布为 P{ξn=k}=,k=0,1,2,… ,n ,其中pn与n有关, 若pn满足(λ为常数)。
例4. 利用泊松分布近似计算例3中的概率P{ξ≥2}。
解:因为
于是
=1
-1--
=1-0.0005=0.9995
例5. 某厂有同类设备300抬,各台工作相互独立,每台发生故障的概率均 为0.01,如果每台设备发生故障可由1人排除,问:
(1)需配备多少维修工人才能保证发生故障的设备不能及时得到维修 的概率小于0.2?
(2)如果1人负责维修40台设备,求此人负责的设备发生故障而不能 及时得到维修的概率。
解:用随机变量ξ表示同时发生故障的设备台数.
1. 依题意ξ~B(300, 0.01),设需配备维修工N人,则问题为确定N, 使=
查附表2知, N至少为7,即至少应配备7人.
2. 依题意ξ~B(40, 0.01),且λ=40
0.01=0.4, 查附表2知,
=0.0616
4. 超几何分布:
若随机变量ξ的概率分布为P{ξ=k}=,k=0,1,2,… ,min{ n,M}, 则称随机变量ξ服从参数为n,M,N的超几何分布,记作ξ~H(n ,M,N)。
5. 几何分布:
若随机变量ξ的概率分布为P{ξ=k}=量ξ服从几何分布。记作ξ~G(p)
例6. 设某射击手的命中率为p=0.8,现在进行射击且各次射击都是独立的, 求直到击中为止的射击次数ξ的概率分布。
解: 容易看出ξ~G(0.8),概率分布为
P{ξ=k}=即
,=1,2,… ,=1,2,…,则称随机变
课堂练习:P42,4,5。
第二节 离散型随机变量及其概率分布
(2学时)
教学目的
使学生熟练掌握常用离散型的概率分布。
教学重点和难点
本节的重点是两点分布,二项分布,泊松分布。 本节的难点是二项分布,泊松分布。
教学手段:
启发式教学和讲授法相结合。
教学内容:
1. 离散型随机变量的定义; 2. 两点分布; 3. 二项分布;
4. 泊松分布; 5. 超几何分布; 6. 几何分布 教学内容的深化和拓展
两点分布和二项分布之间的关系,二项分布、 泊松分布和超几何分布之间的关系。
教学中应注意的问题
二项分布的应用。
如果一个随机变量ξ的所有可能的取值为有限个或无限可数个,ξ为离散型随机变量,这一节我们将要研究与其相关的的内容知识。
一、定义:若一个随机变量ξ的所有可能的取值为有限个或无限可数个, 则称它为离散型随机变量。
二、概率分布:
设离散型随机变量ξ所有可能的取值为xi(i=1,2,…),且事件{ξ=xi} 的概率为P{ξ=xi}= pi,i=1,2,…这称为离散型随机变量ξ的概率分布或 分布列。它还可以用表格形式来表示:
作为一个离散型随机变量的概率分布,满足下列两个条件
(1) pi≥0 , i=1,2,…
(2)=1
例1. 设一箱10件产品中2件次品8件合格品,现在从中随机抽取3件, 则抽得的次品数ξ的概率分布。
解:ξ的可能取值为0,1,2,且
P{ξ=0}=
P{ξ=1}=
P{ξ=2}=
故随机变量ξ的概率取值分布为: P{ξ=x}=
即
,x=0,1,2
三、几种常见的离散型随机变量的概率分布
1. 0—1分布:(两点分布):
2. 二项分布: n重贝努里试验中事件
A发生的次数ξ的概率分布 P{ξ=k}=,k=0,1,2,…,n,此时称随机变量ξ服从二项分 布。记作ξ~B(n ,p) 。
注:在二项分布中,若n=1,则分布为两点分布。
例2. 将例1中的抽取方式改为从中有放回抽取3次,每次1件,求所抽得 3件中的次品数ξ的概率分布。
解:有放回的抽取3次,每次1件可看作3次重复独立试验,故ξ服从参数为n=3,p=
的二项分布,即ξ~B(3, ),故ξ的概率分布为
P{ξ=k}=
即
,k=0,1,2,3
例3. 某人进行射击,设每次射击的命中率为0.02,现在独立射击500次, 试求命中次数的概率分布及命中次数不少于2的概率。
解:独立射击500次为500次重复独立试验,故ξ~B(500, 0.02),其概率分布为
P{ξ=k}=
所求概率为 ,k=0,1,2,…,500
P{ξ2} =1-(P{ξ=0}+ P{ξ=1})
=1- -
3. 泊松(Poisson)分布:若随机变量ξ的概率分布为
P{ξ=k}=,=0, 1,2,…,其中λ>0的常数,
此时称随机变量ξ服从参数为λ的泊松分布,记作ξ~π(λ)。
(性质的验证)
泊松定理:
设随机变量ξn服从二项分布ξ~B(n ,p) (n=0,1,2,…),则其概率分布为 P{ξn=k}=,k=0,1,2,… ,n ,其中pn与n有关, 若pn满足(λ为常数)。
例4. 利用泊松分布近似计算例3中的概率P{ξ≥2}。
解:因为
于是
=1
-1--
=1-0.0005=0.9995
例5. 某厂有同类设备300抬,各台工作相互独立,每台发生故障的概率均 为0.01,如果每台设备发生故障可由1人排除,问:
(1)需配备多少维修工人才能保证发生故障的设备不能及时得到维修 的概率小于0.2?
(2)如果1人负责维修40台设备,求此人负责的设备发生故障而不能 及时得到维修的概率。
解:用随机变量ξ表示同时发生故障的设备台数.
1. 依题意ξ~B(300, 0.01),设需配备维修工N人,则问题为确定N, 使=
查附表2知, N至少为7,即至少应配备7人.
2. 依题意ξ~B(40, 0.01),且λ=40
0.01=0.4, 查附表2知,
=0.0616
4. 超几何分布:
若随机变量ξ的概率分布为P{ξ=k}=,k=0,1,2,… ,min{ n,M}, 则称随机变量ξ服从参数为n,M,N的超几何分布,记作ξ~H(n ,M,N)。
5. 几何分布:
若随机变量ξ的概率分布为P{ξ=k}=量ξ服从几何分布。记作ξ~G(p)
例6. 设某射击手的命中率为p=0.8,现在进行射击且各次射击都是独立的, 求直到击中为止的射击次数ξ的概率分布。
解: 容易看出ξ~G(0.8),概率分布为
P{ξ=k}=即
,=1,2,… ,=1,2,…,则称随机变
课堂练习:P42,4,5。