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高中数学-正态分布(1)


)(σ2>0)的密度
函数图象如图所示,则有
()
A.μ1<μ2,σ1<σ2
B.μ1<μ2,σ1>σ2
C.μ1>μ2,σ1<σ2
D.μ1>μ2,σ1>σ2
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解析:根据正态分布N(μ,σ2)函数的性质:正态分布曲线 是一条关于直线x=μ对称,在x=μ处取得最大值的连续钟形 曲线;σ越大,曲线的最高点越低且较平缓;反过来,σ越 小,曲线的最高点越高且较陡峭,故选A.
度曲线,简称正态曲线.
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2.正态曲线的性质
(1)曲线位于x轴上方 ,与x轴不相交;
(2)曲线是单峰的,它关于直线x=μ 对称;
(3)曲线在 x=μ
处达到峰值 σ
1; 2π
(4)曲线与x轴之间的面积为 1 ;
(5)当σ一定时,曲线随着 μ 的变化而沿x轴平移,如图甲
=12×(1-0.954 4)=0.022 8.
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求服从正态分布的随机变量在某个区间取值的概率,只 需借助正态曲线的性质,把所求问题转化为已知概率的三个 区间上体现了转化与化归思想应用.
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=12×(0.954 4-0.682 6)
=0.135 9.
(3)∵P(X≥5)=P(X≤-3),
∴P(X≥5)=12[1-P(-3<X≤5)]
=12[1-P(1-4<X≤1+4)]
=12[1-P(μ-2σ<X≤μ+2σ)]
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解决此类问题的关键是正确理解函数解析式与正态曲线 的关系,掌握函数解析式中参数的取值变化对曲线的影响.
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设两个正态分布N(μ1,σ
2 1
)(σ1>0)和N(μ2,σ
2 2
问题探究:参数μ,σ在正态分布中的实际意义是什么? 提示:μ是正态分布的期望,σ是正态分布的标准差.
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3.正态分布 (1)正态分布的定义及表示 如果对于任何实数a,b(a<b),随机变量X满足P(a<X≤b) = ∫baφμ,σ(x)dx ,则称X的分布为正态分布,记作N(μ,σ2). (2)正态总体在三个特殊区间内取值的概率值 ①P(μ-σ<X≤μ+σ)= 0.6826 ; ②P(μ-2σ<X≤μ+2σ)= 0.9544 ; ③P(μ-3σ<X≤μ+3σ)= 0.9974 .
数,所以其图象关于y轴对称,即μ=0.由
1= 2πσ
1 2π·4
,得σ
=4,故该正态分布的概率密度函数的解析式是 φμ,σ(x)=4 12πe-3x22 ,x∈(-∞,+∞).
(2)P(-4<X≤4)=P(0-4<X≤0+4)
=P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 6.
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考纲要求
考情分析
利用实际 问题的直方图, 了解正态分布的 特点及曲线所表 示的意义.
通过近三年高考试题来看,正态分布主要
考查正态总体在某一区间内的概率,通常以选择 、填空题形式出现,题目较易或中等.如2012年 课标卷5将正态分布与相互独立事件的概率结合 起来考查,可以说是一个新的命题方向.
所示;
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(6)当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ越小 ,曲线越“瘦 高”,表示总体的分布越集中;σ越大 ,曲线越“矮胖”,表 示总体的分布越分散,如图乙所示.
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答案:(1)D (2)C
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在实际生活中,很多事例都服从或近似服从正态分布, 了解N(μ,σ)的含义并能正确应用是解决这些问题的关键.
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(2012全国课标)某一部件由三个电子元件按右图方式连接 而成,元件1或元件2正常工作,且元件3正常工作,则部件正 常工作.设三个电子元件的使用寿命(单位:小时)均服从正态 分布N(1 000,502),且各个元件能否正常工作相互独立,那么 该部件的使用寿命超过1 000小时的概率为________.
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(2)充分利用正态曲线的对称性及面积为1的性质. 正态曲线关于直线x=μ对称,从而在关于直线x=μ对称 的区间上,概率相等.
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设X~N(1,22),试求 (1)P(-1<X≤3); (2)P(3<X≤5); (3)P(X≥5).
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在正态分布N 0,19 中,数值落在(-∞,-1)∪(1,+∞)
内的概率为
()
A.0.097
B.0.046
C.0.03 解析:∵μ=0,σ=
D.0.002 6
1 3
,∴P(x<-1或x>1)=1-P(-
1≤x≤1)=1-P(μ-3σ≤x≤μ+3σ)=1-0.997 4=0.002 6.
形状判别相应的μ和σ的大小关系.
2.正态曲线关于直线x=μ对称,从而在关于x=μ对称的
区间上概率相等.正态曲线与x轴之间面积为1.
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若一个正态分布的概率密度函数是一个偶函数,且该函
数的最大值为 4
1 2π.
(1)求该正态分布的概率密度函数的解析式;
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【错因分析】 (1)不能正确得出该正态分布的两个参数 μ,σ导致计算无从下手.(2)对正态分布中随机变量在三个区 间内取值的概率数值记忆不准,导致计算出错.
【正确解答】 依题意,μ=116,σ=8,所以μ-3σ= 92,μ+3σ=140,而服从正态分布的随机变量在(μ-3σ,μ+ 3σ)内取值的概率约为0.997,所以成绩在区间(92,140)内的考 生所占百分比约为99.7%,从而成绩在140分以上的考生所占 的百分比为1-929.7%=0.15%.故选D.
(2)求正态总体在(-4,4]的概率.
【思路启迪】 要确定一个正态分布的概率密度函数的
解析式,关键是求解析式中的两个参数μ,σ的值,其中μ决定
曲线的对称轴的位置,σ则与曲线的形状和最大值有关.
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【解】 (1)由于该正态分布的概率密度函数是一个偶函
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(1)设随机变量ξ服从标准正态分布,则P(|ξ|<1.88)等于(已
知Ф(1.88)=0.97)
()
A.0.03
B.0.06
C.0.97
D.0.94
(2)(2011年湖北)已知随机变量ξ服从正态分布N(2,σ2),
且P(ξ<4)=0.8,则P(0<ξ<2)=
【思路启迪】 将所求概率转化到(μ-σ,μ+σ].(μ- 2σ,μ+2σ]或[μ-3σ,μ+3σ]上的概率,并利用正态密度曲线 的对称性求解.
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【解】 ∵X~N(1,22),∴μ=1,σ=2. (1)P(-1<X≤3)=P(1-2<X≤1+2) =P(μ-σ<X≤μ+σ)=0.682 6. (2)∵P(3<X≤5)=P(-3<X≤-1), ∴P(3<X≤5)=21[P(-3<X≤5)-P(-1<X≤3)] =12[P(1-4<X≤1+4)-P(1-2<X≤1+2)] =12[P(μ-2σ<X≤μ+2σ)-P(μ-σ<X≤μ+σ)]
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(对应学生用书P218)
1.若连续型随机变量ξ服从正态分布,即ξ~N(μ,σ2),则
E(ξ)=μ,D(ξ)=σ2,这里μ,σ的意义是期望和标准差.μ在正
态分布曲线中确定曲线的位置,而σ确定曲线的形状.如果给
出两条正态分布曲线,我们可以根据正态分布曲线的位置和
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