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离散型随机变量的均值


发生突发事件的概率为(1-0.9)(1-0.85)=0.015,
损失期望值为E4=400×0.015=6(万元),所以总费用为75
+6=81(万元)
(11分)
综合①、②、③、④,比较其总费用可知,选择联合采取
甲、乙两种预防措施,可使总费用最少.
(12分)
【题后反思】 均值反映了随机变量取值的平均水平.我
(5分)
③若单独采取预防措施乙,则预防措施费用为30万元,
发生突发事件的概率为1-0.85=0.15,
损失期望值为E3=400×0.15=60(万元), 所以总费用为30+60=90(万元);
(8分)
④若联合采取甲、乙两种预防措施,
则预防措施费用为45+30=75(万元),
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(3)性质:如果X为(离散型)随机变量,则Y=aX+b(其中a,
b为常数)也是随机变量,且P(Y=axi+b)=P(X=xi),i= 1,2,3,…,n.E(Y)=E(aX+b)=aE(X)+b.
想一想:随机变量的均值与样本的平均值有何联系与区
别?
提示 (1)随机变量的均值是常数,而样本的均值,随样本
2.3 离散型随机变量的均值与方差
2.3.1 离散型随机变量的均值
【课标要求】
1.理解离散型随机变量的均值的意义,会根据离散型随机变 量的分布列求出均值.
2.掌握离散型随机变量的均值的性质,掌握两点分布、二项 分布的均值.
3.会利用离散型随机变量的均值反映离散型随机变量的取值 水平,解决一些相关的实际问题.
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【示例】 三家公司为王明提供了面试机会,按面试的时间顺 序,三家公司分别记为甲、乙、丙,每家公司都提供极 好、好、一般三种职位,每家公司将根据面试情况决定给 予求职者何种职位或拒绝提供职位.若规定双方在面试以 后要立即决定提供、接受、拒绝某种职位,且不允许毁 约,已知王明获得极好、好、一般职位的可能性分别为 0.2,0.3,0.4,三家公司工资数据如下:
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题型三 数学期望的实际应用
【例3】 某突发事件在不采取任何预防措施的情况下发生的 概率为0.3,一旦发生将造成400万元的损失.现有甲、乙 两种相互独立的预防措施可供采用.单独采用甲、乙预防 措施所需的费用分别为45万元和30万元,采用相应预防措 施后此突发事件不发生的概率分别为0.9和0.85.若预防方 案允许甲、乙两种预防措施单独采取、联合采取或不采 取,请确定预防方案使总费用最少.(总费用=采取预防 措施的费用+发生突发事件损失的期望值)
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方法点评 由于三家公司提供了三种不同工资的职位, 获得不同职位的可能性也不相同,所以我们考虑到用工资 的均值来决策.这类问题将实际的应用题通过建立“数学 期望”模型得以解决.
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【变式1】 在10件产品中,有3件一等品、4件二等品、3件三
等品.从这10件产品中任取3件,求取出的3件产品中一等
品件数X的分布列和数学期望. 解 从 10 件产品中任取 3 件,共有 C310种结果.从 10 件产品 中任取 3 件,其中恰有 k 件一等品的结果数为 Ck3C37-k,其中 k =0,1,2,3. ∴P(X=k)=Ck3CC31370-k,k=0,1,2,3. 所以随机变量 X 的分布列为
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2.对公式E(aX+b)=aE(X)+b的理解 (1)当a=0时,E(b)=b,即常数的均值就是这个常数本 身. (2)当a=1时,E(X+b)=E(X)+b,即随机变量X与常数之 和的均值等于X的均值与这个常数的和. (3)当b=0时,E(aX)=aE(X),即常数与随机变量乘积的均 值等于这个常数与随机变量均值的乘积.
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【核心扫描】
1.离散型随机变量均值的概念与计算方法.(重点) 2.离散型随机变量均值的性质及应用.(重点、难点) 3.两点分布与二项分布的均值.(易混点)
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自学导引
1. 离散型随机变量的均值或数学期望 (1)定义:若离散型随机变量X的分布列为:
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[规范解答] ①不采取预防措施时,总费用即损失期望值为
E1=400×0.3=120(万元);
(2分)
②若单独采取预防措施甲,则预防措施费用为45万元,
发生突发事件的概率为1-0.9=0.1,
损失期望值为E2=400×0.1=40(万元), 所以总费用为45+40=85(万元);
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方法技巧 化归与转化思想在解题中的应用
化归与转化思想是高中数学的重要思想,对于这种思想我 们从两个角度来理解: (1)将复杂问题化归为简单问题,将较难问题化归为较易 问题,将未解决的问题化归为已解决的问题; (2)灵活性、多样性,无统一模式,利用动态思维,去寻 找有利于问题解决的变换途径与方法. 对于本节,化归转化思想尤为重要,我们也可通过化归转 化将实际问题的解决转化为数学期望模型,用数学期望去 分析和解决实际问题.
解 由于面试有时间先后,所以在甲、乙公司面试做选择
时,还要考虑到后面丙公司的情况,所以应从丙公司开始讨
论.
丙公司的工资均值为4 000×0.2+3 000×0.3+2 500×0.4+ 0×0.1=2 700(元), 现在考虑乙公司,因为乙公司的一般职位工资只有2 500元, 低于丙公司的均值,所以只接受乙公司极好好的职位,否
们对实际问题进行决策时,当平均水平比较重要时,决策
的依据首先就是随机变量均值的大小.
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【变式3】 据统计,一年中一个家庭万元以上的财产被盗的概 率为0.01.保险公司开办一年期万元以上家庭财产保险,参 加者需交保险费100元,若在一年以内,万元以上财产被 盗,保险公司赔偿a元(a>100).问a如何确定,可使保险公 司期望获利? 解 设X表示保险公司在参加保险人身上的收益, 则X的取值为X=100和X=100-a,则P(X=100)=0.99. P(X=100-a)=0.01, 所以E(X)=0.99×100+0.01×(100-a)=100-0.01a>0, 所以a<10 000. 又a>100,所以100<a<10 000. 即当a在100和10 000之间取值时保险公司可望获利.
X
0
1
P
0.4
0.6
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则E(X)=p=0.6. (2)由题意,重复5次投篮,命中的次数Y服从二项分布, 即Y~B(5,0.6).则E(Y)=np=5×0.6=3. 规律方法 此类题的解法一般分两步:一是先判断随机变 量服从两点分布还是二项分布;二是代入两点分布或二项 分布的均值公式计算均值.
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名师点睛
1.对离散型随机变量的均值的理解 (1)离散型随机变量的均值是刻画离散型随机变量取值的 平均水平的指标. (2)由定义可知离散型随机变量的均值与它本身有相同的 单位. (3)均值是一个常数,在大量试验下,它总是稳定的,因 此它不具有随机性,可以作为随机变量的均值或平均数.
公司
甲 乙 丙
极好 3 500 3 900 4 000
职位 好
3 000 2 950 3 000
一般 2 200 2 500 2 500
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王明如果把工资数尽量提高作为首要条件,那么他在甲、
乙、丙公司面试时,对该公司提供的各种职位应如何决策?
[思路分析] 根据提供的数据计算三家公司的均值,因为面试 有时间先后顺序,所以在解决问题时应先考虑公司丙.
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题型一 利用定义求离散型随机变量的数学期望
【例1】 袋中有4只红球,3只黑球,今从袋中随机取出4只 球,设取到一只红球得2分,取得一只黑球得1分,试求得 分X的数学期望. [思路探索] 先分析得分的所有取值情况,再求分布列,代 入公式即可.
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X
0
1
2
3
P
7
24
21 40
7 40
1 120
∴E(X)=0×274+1×2410+2×470+3×1120=190.
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题型二 两点分布与二项分布的数学期望
【例2】 某运动员投篮命中率为p=0.6. (1)求投篮1次时命中次数X的数学期望; (2)求重复5次投篮时,命中次数Y的数学期望. [思路探索] (1)投篮1次命中次数X服从两点分布,故由两 点分布的均值公式可求得;(2)重复5次投篮,命中次数X 服从二项分布,代入公式E(X)=np可得. 解 (1)投篮1次,命中次数X的分布列如下表:
X
5
6
7
8
P
4 35
18
12
35
35
1 35
∴E(X)=5×345+6×1385+7×1325+8×315=474(分).
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规律方法 求数学期望的步骤是:(1)明确随机变量的取 值,以及取每个值的试验结果;(2)求出随机变量取各个 值的概率;(3)列出分布列;(4)利用数学期望公式进行计 算.
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