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二项分布的易错点分析

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二项分布是一种重要的概率模型,是初学的一个难点,解答二项分布的相关问题时,常出现的有以下两个错误:

易错点一 理解随机变量“[X=k]”表示的意义错误

例1 一袋子中装有5个白球,3个红球,现从袋中往外取球,每次取一个,取出后记下球的颜色,然后放回,直到红球出现10次时停止,停止时取球的次数[ξ]是一个随机变量,求[ξ=12]的概率.

错解1 由题意知道这是一个“12次独立重复试验中恰好有10次发生”的概率问题.由二项分布的概率知识有[P(ξ=12)=C1012(38)10?(58)2].

错解2 [P(ξ=12)]指前11次独立重复试验恰好有9次发生且第12次必须发生的概率,由二项分布的概率知识有[P(ξ=12)=C912(38)10?(58)2×1].

分析 错解1包含了第12次抽到白球的可能,这是不符合题意的;错解2误认为第12次有百分百取到红球这一事件发生,这也是不可能的.

正解1 记事件[A]为“取到红球”,则[A]为“取到白球”,[P(A)=38,P(A)=58].

[ξ=12]表示事件[A]在前11次试验中恰好有9次发生且在第12次试验中也发生,故

[P(ξ=12)=C911(38)9?(58)2×38=C911(38)10?(58)2].

正解2 第12次取到红球的取法有3种,前11次有放回地抽取恰好有9次取到红球,取法有[C911×39×52]种,故满足条件的取法总数为[C911×39×52×3]种,另外,有放回地从袋子中抽取12次球的所有可能结果是812种,故

[P(ξ=12)=C911×39×52×3812=C911(38)10?(58)2].

点拨 解决本题的关键是正确理解[ξ=12]的意义.

易错点二 分不清问题是否为独立重复试验

例2 假定人在一年365天的任意一天出生的概率是一样的,某班级有50名学生,其中有两个以上的学生生于元旦的概率是多少?(结果保留四位小数)

错解 由于每个人在每天出生的概率是[1365],一个人在365天内的生日相当于做了365次独立重复试验,设50个人中生于元旦的人数为[X],则

[P(X=0)=C0365(1365)0?(364365)50],

[P(X=1)=C1365(1365)1?(364365)49],

所以“两人以上生于元旦”的概率为

[P(X2)=1-P(X=0)-P(X=1)]

[=1-C0365(1365)0?(364365)50-C1365(1365)1?(364365)49.]

分析 上述错误没有弄清楚问题是否是独立重复试验,每次试验指的是什么.由于每个人在一年中生于元旦的概率为[1365],50名学生的生日相当于进行50次试验,各次互不影响,从而是独立重复试验问题.

正解 由题意,记“一个的生日是元旦”为事件[A],要研究50个人的生日,则相当于进行50次试验. 显然每人的生日是随机的,互不影响的,所以属于50次独立重复试验,[P(A)=1365]. 设50个人中生于元旦的人数为[X],则

[P(X=0)=C050(1365)0?(364365)50],

[P(X=1)=C150(1365)1?(364365)49].

则“两人以上生于元旦”的概率为

[P(X2)=1-P(X=0)-P(X=1)]

[=1-C050(1365)0?(364365)50-C150(1365)1?(364365)49≈]0.0084.

点拨 要善于从具体问题中抽象出独立重复试验的模型,并明确[n]是多少、事件[A]是什么、其发生的概率是多少等问题.