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2.3 分布列的性质

随机变量及其分布 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 离散型随机变量所有取值概率之和为1,且每个取值的概率非负。

从哪来 基于5.1 独立事件的定义理解概率的互斥性与完备性,结合3.2 组合数计算具体取值对应的样本空间占比。

为什么 概率是频率的稳定值,所有可能结果构成的样本空间是全集。既然事件互斥且穷尽,各部分概率之和必然等于全集概率1;同时概率作为度量,不能为负。

讲法
适合直观型学生 用“分蛋糕”比喻:蛋糕代表总概率1,每个取值分到的蛋糕块(概率)不能是负的,所有块加起来必须正好是整块蛋糕,不能多也不能少。
讲法
适合逻辑型学生 从集合论角度推导:设随机变量$X$取值为$x_1, ..., x_n$,对应事件$A_i = \{X=x_i\}$。因$A_i$两两互斥且$\cup A_i = \Omega$,由概率公理$P(\Omega)=1$及可加性,得$\sum P(A_i)=1$。
讲法
适合应用型学生 通过“抛硬币”实例:正面概率0.5,反面0.5,和为1。若设正面0.6,反面0.5,和为1.1,意味着有10%的概率“凭空消失”或“重复计算”,违背物理现实。
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练一道
基础题
已知随机变量$X$的分布列为$P(X=1)=0.2, P(X=2)=p, P(X=3)=0.5$,求$p$。
变式
若$P(X=k) = c \cdot k$ ($k=1,2,3$),求$c$及$P(X>1)$。
试试手自己判
检测题
已知随机变量$X$的分布列满足$P(X=1)=a, P(X=2)=2a, P(X=3)=3a$,求$a$的值及$P(X \le 2)$。
看答案和判分标准
答案:$a=1/6$,$P(X \le 2)=1/2$。
判对标准:
1. 正确列出方程$a+2a+3a=1$并解得$a=1/6$(4分);
2. 正确计算$P(X \le 2) = P(X=1)+P(X=2) = a+2a = 3a = 1/2$(4分);
3. 若$a$计算正确但$P(X \le 2)$错误,得4分;若$a$错误,全题0分。
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