隨機(jī)變量導(dǎo)學(xué)案 高二上學(xué)期北師大版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

§2離散型隨機(jī)變量及其分布列2.1隨機(jī)變量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解隨機(jī)變量的含義.2.了解隨機(jī)變量與函數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系.3.會(huì)用隨機(jī)變量描述隨機(jī)現(xiàn)象.◆知識(shí)點(diǎn)隨機(jī)變量1.隨機(jī)變量的概念在隨機(jī)試驗(yàn)中,我們確定了一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,使得樣本空間的每一個(gè)樣本點(diǎn)都用一個(gè)確定的數(shù)值表示,在這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系下,數(shù)值隨著試驗(yàn)結(jié)果的變化而變化.像這種取值隨著試驗(yàn)結(jié)果的變化而變化的量稱為隨機(jī)變量.2.隨機(jī)變量的表示隨機(jī)變量常用字母X,Y,ξ,η等表示.【診斷分析】判斷正誤.(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“×”)(1)隨機(jī)變量的取值可以是有限個(gè),也可以是無限個(gè). ()(2)在拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣的試驗(yàn)中,“出現(xiàn)正面的次數(shù)”為隨機(jī)變量. ()(3)方程x2-2x-3=0的根的個(gè)數(shù)是隨機(jī)變量. ()◆探究點(diǎn)一隨機(jī)變量例1判斷下列各個(gè)量,哪些是隨機(jī)變量,哪些不是隨機(jī)變量,并說明理由.(1)贛深高鐵贛州西站候車廳中某日的旅客人數(shù);(2)某路口在某時(shí)間段內(nèi)查處的酒駕人數(shù);(3)連續(xù)不斷地射擊,首次命中目標(biāo)所需要的射擊次數(shù);(4)表面積為4πcm2的球的半徑.變式判斷下列變量中,哪些是隨機(jī)變量,哪些不是隨機(jī)變量,并說明理由.(1)任意擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣5次,出現(xiàn)正面向上的次數(shù);(2)投一顆質(zhì)地均勻的骰子1次,出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)(朝上一面的數(shù)字);(3)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水沸騰的溫度.[素養(yǎng)小結(jié)]1.隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果具有可變性,隨機(jī)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的數(shù)值隨著試驗(yàn)結(jié)果的變化而變化.2.隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果具有確定性,即每次試驗(yàn)總是恰好出現(xiàn)這些結(jié)果中的一個(gè),但在一次試驗(yàn)之前卻不能肯定這次試驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果.如果一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)應(yīng)的變量具有以上兩點(diǎn),則該變量即為隨機(jī)變量.◆探究點(diǎn)二隨機(jī)變量的可能取值例2試用隨機(jī)變量表示下列試驗(yàn)可能的結(jié)果.(1)袋中有除顏色外完全相同的10個(gè)紅球和5個(gè)白球,從袋中每次任取1個(gè)球,取后不放回,直到取出的球是白球?yàn)橹?所需要的取球次數(shù).(2)從分別標(biāo)有1,2,3,4,5,6的6張卡片中任取2張,所取卡片上的數(shù)字之和.變式口袋中有5個(gè)球,編號(hào)為1,2,3,4,5,從中任意取出3個(gè)球,用X表示取出球的最小號(hào)碼,則X的取值為 ()A.1 B.1,2C.1,2,3 D.1,2,3,4[素養(yǎng)小結(jié)]解答此類問題的關(guān)鍵在于明確隨機(jī)變量的所有可能的取值,以及其取每一個(gè)值時(shí)對(duì)應(yīng)的意義.隨機(jī)變量的一個(gè)取值可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果,解答過程中不要漏掉某些試驗(yàn)結(jié)果.◆探究點(diǎn)三用隨機(jī)變量表示事件例3袋中裝有除顏色外完全相同的10個(gè)紅球、5個(gè)黑球,每次隨機(jī)抽取1個(gè)球,若取得黑球則另換1個(gè)紅球放回袋中,直到取到紅球?yàn)橹?設(shè)抽取的次數(shù)為X,則表示“放回5個(gè)紅球”事件的是 ()A.{X=4} B.{X=5}C.{X=6} D.{X≤5}變式將一枚質(zhì)地均勻的硬幣連續(xù)拋擲3次,用隨機(jī)變量X表示“反面向上的次數(shù)”,則{0≤X≤2}表示的隨機(jī)事件是 ()A.只有2次反面向上B.至多2次反面向上C.至少2次反面向上D.沒有2次反面向上[素養(yǎng)小結(jié)]用隨機(jī)變量表示事件(或隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果)要注意三點(diǎn):(1)理解變量的每一個(gè)取值的意義,(2)做到不重不漏,(3)注意表達(dá)方式要一致.§2離散型隨機(jī)變量及其分布列2.1隨機(jī)變量【課前預(yù)習(xí)】知識(shí)點(diǎn)診斷分析(1)√(2)√(3)×【課中探究】例1解:(1)旅客人數(shù)可能是0,1,2,…,出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量.(2)所查處的酒駕人數(shù)可能是0,1,2,…,出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量.(3)連續(xù)不斷地射擊,首次擊中目標(biāo)所需要射擊的次數(shù)可能為1,2,3,…,出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量.(4)球的表面積為4πcm2時(shí),球的半徑為定值,不是隨機(jī)變量.變式解:(1)任意擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣1次,可能出現(xiàn)正面向上也可能出現(xiàn)反面向上,因此投擲5次硬幣,出現(xiàn)正面向上的次數(shù)可能是0,1,2,3,4,5,而且出現(xiàn)哪種結(jié)果是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量.(2)投一顆質(zhì)地均勻的骰子1次,出現(xiàn)的結(jié)果是1點(diǎn),2點(diǎn),3點(diǎn),4點(diǎn),5點(diǎn),6點(diǎn)中的一個(gè),且出現(xiàn)哪個(gè)結(jié)果是隨機(jī)的,因此是隨機(jī)變量.(3)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水沸騰的溫度為100℃,不是隨機(jī)的,所以不是隨機(jī)變量.例2解:(1)設(shè)X表示所需要的取球次數(shù),則X的所有可能取值為1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,其中,{X=i}表示“前i-1次取到的均是紅球,第i次取到白球”,且i=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11.(2)設(shè)X表示所取卡片上的數(shù)字之和,則X的所有可能取值為3,4,5,6,7,8,9,10,11,其中{X=3}表示“取出標(biāo)有1,2的兩張卡片”,{X=4}表示“取出標(biāo)有1,3的兩張卡片”,{X=5}表示“取出標(biāo)有1,4或2,3的兩張卡片”,{X=6}表示“取出標(biāo)有1,5或2,4的兩張卡片”,{X=7}表示“取出標(biāo)有1,6或2,5或3,4的兩張卡片”,{X=8}表示“取出標(biāo)有2,6或3,5的兩張卡片”,{X=9}表示“取出標(biāo)有3,6或4,5的兩張卡片”,{X=10}表示“取出標(biāo)有4,6的兩張卡片”,{X=11}表示“取出標(biāo)有5,6的兩張卡片”.變式C例