高考数学概率与统计部分知识点梳理

-1-高考复习专题之：概率与统计一、概率：随机事件A的概率是频率的稳定值，反之，频率是概率的近似值.１．随机事件A的概率0()1PA，其中当()1PA时称为必然事件；当()0PA时称为不可能事件P(A)=0；注：求随机概率的三种方法：（一）枚举法例1如图1所示，有一电路AB是由图示的开关控制，闭合a，b，c，d，e五个开关中的任意两个开关，使电路形成通路．则使电路形成通路的概率是．分析：要计算使电路形成通路的概率，列举出闭合五个开关中的任意两个可能出现的结果总数，从中找出能使电路形成通路的结果数，根据概率的意义计算即可。解：闭合五个开关中的两个，可能出现的结果数有10种，分别是ab、ac、ad、ae、bc、bd、be、cd、ce、de，其中能形成通路的有6种，所以p(通路)=106=53评注:枚举法是求概率的一种重要方法,这种方法一般应用于可能出现的结果比较少的事件的概率计算.（二）树形图法例2小刚和小明两位同学玩一种游戏．游戏规则为：两人各执“象、虎、鼠”三张牌，同时各出一张牌定胜负，其中象胜虎、虎胜鼠、鼠胜象，若两人所出牌相同，则为平局．例如，小刚出象牌，小明出虎牌，则小刚胜；又如，两人同时出象牌，则两人平局．如果用A、B、C分别表示小刚的象、虎、鼠三张牌，用A1、B1、C1分别表示小明的象、虎、鼠三张牌，那么一次出牌小刚胜小明的概率是多少？分析：为了清楚地看出小亮胜小刚的概率，可用树状图列出所有可能出现的结果，并从中找出小刚胜小明可能出现的结果数。解：画树状图如图树状图。由树状图（树形图）或列表可知，可能出现的结果有9种，而且每种结果出现的可能性相同，其中小刚胜小明的结果有3种．所以P（一次出牌小刚胜小明）=31点评:当一事件要涉及两个或更多的因素时，为了不重不漏地列出所有可能的结果，通过画树形图的方法来计算概率（三）列表法例3将图中的三张扑克牌背面朝上放在桌面上，从中随机摸出两张，并用这两张扑克牌上的数字组成一个两位数．请你用画树形（状）图或列表的方法求：（1）组成的两位数是偶数的概率；（2）组成的两位数是6的倍数的概率．分析：本题可通过列表的方法，列出所有可能组成的两位数的可能情况，然后再找出组成的两位数是偶数的可能情况和组成两位数-2-是6的倍数的可能情况。解：列的表格如下：根据表格可得两位数有：23，24，32，34，42，43．所以（1）两位数是偶数的概率为23．（2）两位数是6的倍数的概率为13．点评：当一事件要涉及两个或更多的因素时，为了不重不漏地列出所有可能的结果，通过画树形图的方法来计算概率2.等可能事件的概率（古典概率）：P(A)=nm。3、互斥事件：（A、B互斥，即事件A、B不可能同时发生）。计算公式：P(A+B)＝P(A)+P(B)。4、对立事件：（A、B对立，即事件A、B不可能同时发生，但A、B中必然有一个发生）。计算公式是：P（A）+P(B)＝１；P(A)=1－P(A)；5、独立事件：（事件A、B的发生相互独立，互不影响）P(A•B)＝P(A)•P(B)。提醒：（1）如果事件A、B独立，那么事件A与B、A与B及事件A与B也都是独立事件；（2）如果事件A、B相互独立，那么事件A、B至少有一个不发生的概率是1－P（AB）＝1－P(A)P(B)；（3）如果事件A、B相互独立，那么事件A、B至少有一个发生的概率是1－P（AB）＝1－P(A)P(B)。6、独立事件重复试验：事件A在n次独立重复试验中恰好发生了．．．．．k次．的概率()(1)kknknnPkCpp(是二项展开式[(1)]npp的第k+1项)，其中p为在一次独立重复试验中事件A发生的概率。提醒：（1）探求一个事件发生的概率，关键是分清事件的性质。在求解过程中常应用等价转化思想和分解(分类或分步)转化思想处理，把所求的事件：转化为等可能事件的概率(常常采用排列组合的知识)；转化为若干个互斥事件中有一个发生的概率；利用对立事件的概率，转化为相互独立事件同时发生的概率；看作某一事件在n次实验中恰有k次发生的概率，但要注意公式的使用条件。（2）事件互斥是事件独立的必要非充分条件，反之，事件对立是事件互斥的充分非必要条件；（3）概率问题的解题规范：①先设事件A=“…”，B=“…”；②列式计算；③作答。二、随机变量.1.随机试验的结构应该是不确定的.试验如果满足下述条件：①试验可以在相同的情形下重复进行；②试验的所有可能结果是明确可知的，并且不止一个；③每次试验总是恰好出现这些结果中的一个，但在一次试验之前却不能肯定这次试验会出现哪一个结果。它就被称为一个随机试验.2.离散型随机变量：如果对于随机变量可能取的值，可以按一定次序一一列出，这样的随机变量叫做离散型随机变量.若ξ是一个随机变量，a，b是常数.则ba也是一个随机变量.一般地，若ξ是随机变量，)(xf是连续函数或单调函数，则)(f也是随机变量.也就是说，随机变量的某些函数也是随机变量.设离散型随机变量ξ可能取的值为：,,,,21ixxxξ取每一个值),2,1(1ix的概率iipxP)(，则表称为随机变量ξ的概率分布，简称ξ的分布列.1x2x…ix…-3-P1p2p…ip…有性质：①,2,1,01ip；②121ippp.注意：若随机变量可以取某一区间内的一切值，这样的变量叫做连续型随机变量.例如：]5,0[即可以取0～5之间的一切数，包括整数、小数、无理数.3.⑴二项分布：如果在一次试验中某事件发生的概率是P，那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是：knkknqpCk)P(ξ[其中pqnk1,,,1,0]于是得到随机变量ξ的概率分布如下：我们称这样的随机变量ξ服从二项分布，记作～B（n·p），其中n，p为参数，并记p)nb(k;qpCknkkn.⑵二项分布的判断与应用.①二项分布，实际是对n次独立重复试验.关键是看某一事件是否是进行n次独立重复，且每次试验只有两种结果，如果不满足此两条件，随机变量就不服从二项分布.②当随机变量的总体很大且抽取的样本容量相对于总体来说又比较小，而每次抽取时又只有两种试验结果，此时可以把它看作独立重复试验，利用二项分布求其分布列.4.几何分布：“k”表示在第k次独立重复试验时，事件第一次发生，如果把k次试验时事件A发生记为kA，事A不发生记为q)P(A,Akk，那么)AAAAP(k)P(ξk1k21.根据相互独立事件的概率乘法分式：))P(AAP()A)P(AP(k)P(ξk1k21),3,2,1(1kpqk于是得到随机变量ξ的概率分布列.123…k…Pqqppq2…pq1k…我们称ξ服从几何分布，并记pqp)g(k,1k，其中3,2,1.1kpq5.⑴超几何分布：一批产品共有N件，其中有M（M＜N）件次品，今抽取)Nnn(1件，则其中的次品数ξ是一离散型随机变量，分布列为)MNknM,0k(0CCCk)P(ξnNknMNkM.〔分子是从M件次品中取k件，从N-M件正品中取n-k件的取法数，如果规定m＜r时0Crm，则k的范围可以写为k=0，1，…，n.〕⑵超几何分布的另一种形式：一批产品由a件次品、b件正品组成，今抽取n件（1≤n≤a+b），则次品数ξ的分布列为n.,0,1,kCCCk)P(ξnbaknbka.⑶超几何分布与二项分布的关系.设一批产品由a件次品、b件正品组成，不放回抽取n件时，其中次品数ξ服从超几何分布.若放回式抽取，则其中次品数的分布列可如下求得：把ba个产品编号，则抽取n次共有nba)(个可能结果，等可能：k)(η含knkknbaC个结果，故n,0,1,2,k,)baa(1)baa(Cb)(abaCk)P(ηknkknnknkkn，即～)(baanB.[我们先为k个次品选定位置，共knC种选法；然后每个次品位置有a种选法，每个正品位置有b种选法]可以证明：当产品总数很大而抽取个数不多时，k)P(ηk)P(ξ，因此二项分布可作为超几何分布的近似，无放回抽样可近似看作放回抽样.-4-三、数学期望与方差.1.期望的含义：一般地，若离散型随机变量ξ的概率分布为1x2x…ix…P1p2p…ip…则称nnpxpxpxE2211为ξ的数学期望或平均数、均值.数学期望又简称期望.数学期望反映了离散型随机变量取值的平均水平.2.⑴随机变量ba的数学期望：baEbaEE)(①当0a时，bbE)(，即常数的数学期望就是这个常数本身.②当1a时，bEbE)(，即随机变量ξ与常数之和的期望等于ξ的期望与这个常数的和.③当0b时，aEaE)(，即常数与随机变量乘积的期望等于这个常数与随机变量期望的乘积.⑵单点分布：ccE1其分布列为：cP)1(.⑶两点分布：ppqE10，其分布列为：（p+q=1）⑷二项分布：npqpknknkEknk)!(!!其分布列为～),(pnB.（P为发生的概率）⑸几何分布：pE1其分布列为～),(pkq.（P为发生的概率）3.方差、标准差的定义：当已知随机变量ξ的分布列为),2,1()(kpxPkk时，则称nnpExpExpExD2222121)()()(为ξ的方差.显然0D，故.D为ξ的根方差或标准差.随机变量ξ的方差与标准差都反映了随机变量ξ取值的稳定与波动，集中与离散的程度.D越小，稳定性越高，波．．．．．．．．．．动越小．．．.．4.方差的性质.⑴随机变量ba的方差DabaDD2)()(.（a、b均为常数）⑵单点分布：0D其分布列为pP)1(⑶两点分布：pqD其分布列为：（p+q=1）⑷二项分布：npqD⑸几何分布：2pqD5.期望与方差的关系.⑴如果E和E都存在，则EEE)(⑵设ξ和是互相独立的两个随机变量，则DDDEEE)(,)(⑶期望与方差的转化：22)(EED⑷)()()(EEEEE（因为E为一常数）0EE.四、正态分布.（基本不列入考试范围）ξ01Pqpξ01Pqp-5-1.密度曲线与密度函数：对于连续型随机变量ξ，位于x轴上方，ξ落在任一区间),[ba内的概率等于它与x轴.直线ax与直线bx所围成的曲边梯形的面积（如图阴影部分）的曲线叫ξ的密度曲线，以其作为图像的函数)(xf叫做ξ的密度函数，由于“),(x”是必然事件，故密度曲线与x轴所夹部分面积等于1.2.⑴正态分布与正态曲线：如果随机变量ξ的概率密度为：222)(21)(xexf.（,,Rx为常数，且0），称ξ服从参数为,的正态分布，用～),(2N表示.)(xf的表达式可简记为),(2N，它的密度曲线简称为正态曲线.⑵正态分布的期望与方差：若～),(2N，则ξ的期望与方差分别为：2,DE.⑶正态曲线的性质.①曲线在x轴上方，与x轴不相交.②曲线关于直线x对称.③当x时曲线处于最高点，当x向左、向右远离时，曲线不断地降低，呈现出“中间高、两边低”的钟形曲线.④当x＜时，曲线上升；当x＞时，曲线下降，并且当曲线向左、向右两边无限延伸时，以x轴为渐近线，向x轴无限的靠近.⑤当一定时，曲线的形状由确定，越大，曲线越“矮胖”.表示总体的分布越分散；越小，曲线越“瘦高”，表示总体的分布越集中.3.⑴标准正态分布：如果随机变量ξ的概率函数为)(21)(22xexx，则称ξ服从标准正态分布.即～)1,0(N有)()(xPx，)(1)(xx求出，而P（a＜ξ≤b）的计算则是)()()(abbaP.注意