2020年高考数学解答题核心突破11 概率与统计综合问题(答题指导)(学生版)
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2020年高考文科数学《概率与统计》题型归纳与训练【题型归纳】 题型一 古典概型例1 从甲、乙等5名学生中随机选出2人,则甲被选中的概率为( ).A.15 B. 25 C. 825D. 925【答案】B【解析】 可设这5名学生分别是甲、乙、丙、丁、戊,从中随机选出2人的方法有:(甲,乙),(甲,丙),(甲,丁),(甲,戊),(乙,丙),(乙,丁),(乙,戊),(丙,丁),(丙,戊),(丁,戊),共有种选法,其中只有前4种是甲被选中,所以所求概率为.故选B. 例2 将2本不同的数学书和1本语文书在书架上随机排成一行,则2本数学书相邻的概率为________. 【答案】23【解析】根据题意显然这是一个古典概型,其基本事件有:数1,数2,语; 数1,语,数2;数2,数1,语; 数2,语,数1;语,数2,数1; 语,数1,数2共有6种,其中2本数学书相邻的有4种,则其概率为:4263p ==. 【易错点】列举不全面或重复,就是不准确 【思维点拨】直接列举,找出符合要求的事件个数.1042105=题型二 几何概型例1 如图所示,正方形ABCD 内的图形来自中国古代的太极图,正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心成中心对称.在正方形内随机取一点,则此点取自黑色部分的概率是( ).A.14 B. π8 C. 12 D. π4【答案】B【解析】不妨设正方形边长为a ,由图形的对称性可知,太极图中黑白部分面积相等,即各占圆面积的一半.由几何概型概率的计算公式得,所求概率为822122ππ=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯a a .故选B.例2 在区间[0,5]上随机地选择一个数p ,则方程22320x px p ++-=有两个负根的概率为________. 【答案】32【解析】方程22320x px p ++-=有两个负根的充要条件是2121244(32)020320p p x x p x x p ⎧∆=--≥⎪+=-<⎨⎪=->⎩即21,3p <≤或2p ≥,又因为[0,5]p ∈,所以使方程22320x px p ++-=有两个负根的p 的取值范围为2(,1][2,5]3U ,故所求的概率2(1)(52)23503-+-=-,故填:32.【易错点】“有两个负根”这个条件不会转化.【思维点拨】“有两个负根”转化为函数图像与x 轴负半轴有两个交点.从而得到参D数p 的范围.在利用几何概型的计算公式计算即可. 题型三 抽样与样本数据特征例1 某工厂生产甲、乙、丙、丁四种不同型号的产品,产量分别为200,400,300,100件.为检验产品的质量,现用分层抽样的方法从以上所有的产品中抽取60件进行检验,则应从丙种型号的产品中抽取 ________件.【答案】18【解析】按照分层抽样的概念应从丙种型号的产品中抽取60300181000⨯=(件). 例2 已知样本数据1x ,2x ,⋅⋅⋅,n x 的均值5x =,则样本数据121x +,221x +,⋅⋅⋅,21n x +的均值为 .【答案】11【解析】 因为样本数据,,⋅⋅⋅,的均值,又样本数据,,,的和为()122n x x x n ++++L ,所以样本数据的均值为=11.例3 某电子商务公司对10000名网络购物者2018年度的消费情况进行统计,发现消费金额(单位:万元)都在区间[0.30.9],内,其频率分布直方图如图所示. (1)直方图中的a = .(2)在这些购物者中,消费金额在区间[0.50.9],内的购物者的人数为 .【答案】3a = 人数为0.6100006000⨯=1x 2x n x 5x =121x +221x +⋅⋅⋅21n x +21x+/万元a【解析】 由频率分布直方图及频率和等于1,可得0.20.10.80.1 1.50.120.1 2.50.10.11a ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=,解之得3a =.于是消费金额在区间[]0.50.9,内频率为0.20.10.80.120.130.10.6⨯+⨯+⨯+⨯=, 所以消费金额在区间[]0.50.9,内的购物者的人数为0.6100006000⨯=.例 4 某城市100户居民的月平均用电量(单位:度),以[)160,180,[)180,200,[)200,220,[)220,240,[)240,260,[)260,280,[]280,300分组的频率分布直方图如图所示.(1)求直方图中x 的值;(2)求月平均用电量的众数和中位数;(3)在月平均用电量为[)220,240,[)240,260,[)260,280,[]280,300的四组用户中,用分层抽样的方法抽取11户居民,则从月平均用电量在[)220,240的用户中应抽取多少户? 【答案】见解析【解析】(1)由()0.0020.00950.0110.01250.0050.0025201x ++++++⨯=, 得0.0075x =./度(2)由图可知,月平均用电量的众数是2202402302+=. 因为()0.0020.00950.011200.450.5++⨯=<,又()0.0020.00950.0110.0125200.70.5+++⨯=>, 所以月平均用电量的中位数在[)220,240内.设中位数为a ,由()()0.0020.00950.011200.01252200.5a ++⨯+⨯-=, 得224a =,所以月平均用电量的中位数是224.(3)月平均用电量为[)220,240的用户有0.01252010025⨯⨯=(户); 月平均用电量为[)240,260的用户有0.00752010015⨯⨯=(户); 月平均用电量为[)260,280的用户有0.0052010010⨯⨯=(户); 月平均用电量为[]280,300的用户有0.0025201005⨯⨯=(户). 抽取比例为11125151055=+++,所以从月平均用电量在[)220,240的用户中应抽取12555⨯=(户). 【易错点】没有读懂题意,计算错误.不会用函数思想处理问题【思维点拨】根据题意分情况写出函数解析式;2牵涉到策略问题,一般可以转化为比较两个指标的大小. 题型四 回归与分析例1下图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图(1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合与的关系,请用相关系数加以说明(2)建立关于的回归方程(系数精确到),预测年我国生活垃圾无害化处理量.参考数据:,.参考公式:相关系数回归方程中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为: 【答案】见解析【解析】(1)由折线图中数据和附注中参考数据得,,,,.y年生活垃圾无害化处理量年份代码ty t y t 0.012016719.32i i y ==∑7140.17i i i t y ==∑0.55= 2.646≈()()niit t y y r --=∑$$y abt =+$121()()()nii i nii tt y y b tt ==--=-∑∑$,$=.a y bt-$4t =()27128i i t t =-=∑0.55=()()77711140.1749.32 2.89i i i i i i i i t t y y t y t y ===--=-=-⨯=∑∑∑ 2.890.990.552 2.646r ≈≈⨯⨯因为与的相关系数近似为,说明与的线性相关程度相当高,从而可以用线性回归模型拟合与的关系.(1)变量与的相关系数,又,,,所以 ,故可用线性回归模型拟合变量与的关系.(2),,所以, ,所以线性回归方程为. 当时,.因此,我们可以预测2016年我国生活垃圾无害化处理亿吨.【易错点】没有读懂题意,计算错误.【思维点拨】将题目的已知条件分析透彻,利用好题目中给的公式与数据. 题型五 独立性检验例1 甲、乙、丙、丁四位同学各自对A 、B 两变量的线性相关性作试验,并用回归分析方法分别求得相关系数r 与残差平方和m 如下表:y t 0.99y t y t y t 7777()()7iii i i it t y y t y t y r ---⋅==∑∑∑∑7128i i t ==∑719.32i i y ==∑7140.17i i i t y ==∑ 5.292==0.55=740.17289.320.997 5.2920.55r ⨯-⨯=≈⨯⨯y t 4t =y =7117i i y =∑7172211740.17749.327ˆ0.10287i ii ii t y t yb tt ==-⋅-⨯⨯⨯===-∑∑1ˆˆ9.320.1040.937ay bx =-=⨯-⨯≈ˆ0.10.93y t =+9t =ˆ0.190.93 1.83y=⨯+=1.83则哪位同学的试验结果体现A、B两变量更强的线性相关性?() A.甲B.乙C.丙D.丁【答案】D【解析】D因为r>0且丁最接近1,残差平方和最小,所以丁相关性最高【易错点】不理解相关系数和残差平方和与相关性的关系【思维点拨】相关系数r的绝对值越趋向于1,相关性越强.残差平方和m越小相关性越强【巩固训练】题型一古典概型1.将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有个点的正方体玩具)先后抛掷次,则出现向上的点数之和小于的概率是.【答案】【解析】将先后两次点数记为,则基本事件共有(个),其中点数之和大于等于有,共种,则点数之和小于共有种,所以概率为.2.我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30723=+.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是().A.112B.114C.115D.118【答案】C 1,2,3,4,5,621056(),x y6636⨯=10()()()()()()4,6,5,5,5,6,6,4,6,5,6,661030305 366=【解析】不超过30的素数有2、3、5、7、11、13、17、19、23、29,共10个,随机选取两数有45(种)情况,其中两数相加和为30的有7和23,11和19,13和17,共3种情况,根据古典概型得314515P ==.故选C .3.袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为 . 【答案】56P =【解析】1只白球设为a ,1只红球设为b ,2只黄球设为c ,d , 则摸球的所有情况为(),a b ,(),a c ,(),a d ,(),b c ,(),b d ,(),c d ,共6件, 满足题意的事件为(),a b ,(),a c ,(),a d ,(),b c ,(),b d ,共5件,故概率为56P =.题型二 几何概型1.某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,学.小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是( ).A .B .C .D . 【答案】B【解析】 如图所示,画出时间轴.小明到达的时间会随机的落在图中线段中,而当他的到达时间落在线段或时,才能保证他等车的时间不超过分钟.根据几何概型,所求概率.故选B . 13122334A 8:208:307:30AB AC DB 1010101402P +==2. 从区间随机抽取2n 个数,,…,,,,…,,构成n 个数对,,…,,其中两数的平方和小于1的数对共有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率的近似值为( ).A .B .C .D .【答案】C【解析】由题意得:在如图所示方格中,而平方和小于1的点均在如图所示的阴影中,由几何概型概率计算公式知,所以.故选C .3.下图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形,此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分别为直角三角形ABC 的斜边BC ,直角边AB ,AC ,ABC △的三边所围成的区域记为Ⅰ,黑色部分记为Ⅰ,其余部分记为Ⅰ,在整个图形中随机取一点,此点取自Ⅰ,Ⅰ,Ⅰ的概率分别记为1p ,2p ,3p ,则 A .12p p = B .13p p = C .23p p = D .123p p p =+【答案】A【解析】概率为几何概型,总区域面积一定,只需比较Ⅰ,Ⅰ,Ⅰ区域面积即可.设直角三角形ABC 的三个角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,则区域Ⅰ的面积为112S ab =,[]0,11x 2x n x 1y 2y n y ()11,x y ()22,x y (),n n x y π4n m2n m4m n2m n()()12i i x y i n =⋅⋅⋅,,,,π41m n=4πmn=区域Ⅰ的面积为222211111111πππ22222222S c b ab a ab ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++-= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 区域Ⅰ的面积为22231111111πππ2222282S c b ab a ab ⎛⎫⎛⎫=+-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 显然12p p =.故选A .题型三 抽样与样本的数据特征1.已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为 . 【答案】10【解析】平均数()146587666x =+++++=.2.某电子商务公司对10000名网络购物者2014年度的消费情况进行统计,发现消费金额(单位:万元)都在区间[0.3,0.9]内,其频率分布直方图如图所示. (Ⅰ)直方图中的a =_________;(Ⅰ)在这些购物者中,消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为_________.【答案】3;6000【解析】频率和等于1可得0.20.10.80.1 1.50.120.1 2.50.10.11a ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=, 解之得3a =.于是消费金额在区间[0.5,0.9]内频率为0.20.10.80.120.130.10.6⨯+⨯+⨯+⨯=,所以消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为:0.6100006000⨯=,故应填3;6000. 3.我国是世界上严重缺水的国家,某市政府为了鼓励居民节约用水,计划调整居民生活用水收费方案,拟确定一个合理的月用水量标准(吨)、一位居民的月用水量不超过的部分按平价收费,超出的部分按议价收费.为了了解居民用水情x x x况,通过抽样,获得了某年位居民每人的月均用水量(单位:吨),将数据按照, ,, 分成组,制成了如图所示的频率分布直方图. (1)求直方图中的值;(2)设该市有万居民,估计全市居民中月均用水量不低于吨的人数,请说明理由;(3)若该市政府希望使的居民每月的用水量不超过标准(吨),估计的值,并说明理由. 【答案】见解析【解析】(1)由频率分布直方图知,月均用水量在中的频率为,同理,在,,, ,,中的频率分别为,, , , , .由,解得.(2)由(1),位居民每人月均用水量不低于吨的频率为. 由以上样本的频率分布,可以估计全市万居民中月均用水量不低于吨的人数为.(3)因为前组的频率之和为, 而前组的频率之和为,所以 由,解得. 题型四 回归与分析1.为了解某社区居民的家庭年收入与年支出的关系,随机调查了该社区5户家庭,得到如下统计数据表:100[)0,0.5[)0.5,1⋅⋅⋅[)4,4.59a 30385%x x [)00.5,0.080.50.04⨯=[)0.5,1[)1.5,2[)22.5,[)33.5,[)3.54,[)44.5,0.080.200.260.060.040.020.04+0.08+0.50.200.260.50.060.040.021a a ⨯+++⨯+++=0.30a =10030.06+0.04+0.02=0.123033000000.1236000⨯=60.040.080.150.200.260.15=0.880.85----->50.04+0.08+0.150.200.26=0.730.85--< 2.5 3.x <…()0.3 2.50.850.73x ⨯-=- 2.9x =根据上表可得回归直线方程ˆˆˆybx a =+ ,其中ˆˆˆ0.76,b a y bx ==- ,据此估计,该社区一户收入为15万元家庭年支出为( )A .11.4万元B .11.8万元C .12.0万元D .12.2万元 【答案】B【解析】由已知得8.28.610.011.311.9105x ++++==(万元),6.27.58.08.59.885y ++++==(万元),故ˆ80.76100.4a =-⨯=, 所以回归直线方程为ˆ0.760.4y x =+.当社区一户收入为15万元,家庭年支出为 ˆ0.7615y =⨯+0.411.8=(万元).故选B .2.为了研究某班学生的脚长x (单位:厘米)和身高y (单位:厘米)的关系,从该班随机抽取10名学生,根据测量数据的散点图可以看出y 与x 之间有线性相关关系,设其回归直线方程为.已知,,.该班某学生的脚长为24,据此估计其身高为( ).A .B .C .D . 【答案】C 【解析】,,所以,时,.ˆˆˆybx a =+101225i i x ==∑1011600i i y ==∑ˆ4b =16016316617022.5x =160y =$160422.570a =-⨯=24x =42470166y =⨯+=故选C .3.某公司为确定下一年投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费x (单位:千元)对年销售量y (单位:t )和年利润z (单位:千元)的影响,对近8年的年宣传费i x 和年销售量()1,2,,8i y i =⋅⋅⋅数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.表中i w =8118i i w w ==∑,(1)根据散点图判断,y a bx =+与y c =+哪一个适宜作为年销售量y 关于年宣传费x 的回归方程类型(给出判断即可,不必说明理由)? (2)根据(1)的判断结果及表中数据,建立y 关于x 的回归方程;(3)已知这种产品的年利润z 与x ,y 的关系式为0.2z y x =-,根据(2)的结果回答下列问题:(Ⅰ)年宣传费49x =时,年销售量及年利润的预报值是多少?年宣传费/千元(Ⅰ)年宣传费x 为何值时,年利润的预报值最大?附:对于一组数据()11,u v ()22,u v ,⋅⋅⋅,(),n n u v ,其回归直线v u αβ=+的斜率和截距的最小二乘估计分别为()()()121ˆnii i nii uu v v uu β==--=-∑∑,ˆˆv u αβ=-. 【答案】见解析【解析】(1)由散点图变化情况可知选择y c =+较为适宜.(2)由题意知()()()81821108.8681.6iii ii w w y y d w w ==--===-∑∑.又y c =+一定过点(),y ω,所以c y d ω=-=56368 6.8100.6-⨯=, 所以y 与x的回归方程为100.6y =+(3)(Ⅰ)由(2)知,当49x =时,()100.668576.6t y =+=, 0.2576.649z =⨯-=66.32(千元), 所以当年宣传费为49x =时,年销售量为()576.6t ,利润预估为66.32千元. (Ⅰ)由(2)知,(0.20.2100.6z y x x =-=+-=x +20.12=)226.8 6.820.12-++6.8时,年利润的预估值最大,即26.846.24x ==(千元). 题型五 独立性检验1.某医疗研究所为了检验某种血清预防感冒的作用,把500名使用血清的人与另外500名未使用血清的人一年中的感冒记录作比较,提出假设H :“这种血清不能起到预防感冒的作用”,利用2×2列联表计算的K 2≈3.918,则下列表述中正确的是( )A .有95℅的把握认为“这种血清能起到预防感冒的作用”B .若有人未使用该血清,那么他一年中有95℅的可能性得感冒C .这种血清预防感冒的有效率为95℅D .这种血清预防感冒的有效率为5℅ 【答案】A【解析】由题可知,在假设H 成立情况下,)841.3(2≥K P 的概率约为0.05,即在犯错的概率不错过0.05的前提下认为“血清起预防感冒的作用”,即有95℅的把握认为“这种血清能起到预防感冒的作用”.这里的95℅是我们判断H 不成立的概率量度而非预测血清与感冒的几率的量度,故B 错误.C ,D 也犯有B 中的错误.故选A 2.观察下面频率等高条形图,其中两个分类变量x y ,之间关系最强的是( )A .B .C .D . 【答案】D【解析】在频率等高条形图中,a ab +与cc d+相差很大时,我们认为两个分类变量有关系,四个选项中,即等高的条形图中12,x x 所占比例相差越大,则分类变量,x y 关系越强,故选D .3.淡水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg )的频率分布直方图如图所示.(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A 表示事件:旧养殖法的箱产量低于50kg , 新养殖法的箱产量不低于50kg ,估计A 的概率;(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关;(3)根据箱产量的频率分布直方图,求新养殖法箱产量的中位数的估计值(精确到0.01). 附:22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++ .频率频率组距箱产量/kg新养殖法旧养殖法箱产量/kg【答案】见解析【解析】(1)记:“旧养殖法的箱产量低于50kg ” 为事件B ,“新养殖法的箱产量不低于50kg ”为事件C ,由题图并以频率作为概率得()0.04050.03450.02450.01450.0125P B =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯0.62=,()0.06850.04650.01050.0085P C =⨯+⨯+⨯+⨯0.66=,()()()0.4092P A P B P C ==.(2)由计算可得2K 的观测值为()222006266383415.70510010096104k⨯⨯-⨯==⨯⨯⨯,因为15.705 6.635>,所以()2 6.6350.001P K ≈≥,从而有99%以上的把握认为箱产量与养殖方法有关.(3)150.2÷=,()0.10.0040.0200.0440.032-++=,80.0320.06817÷=,85 2.3517⨯≈,50 2.3552.35+=,所以中位数为52.35.。
第十一章⎪⎪⎪概 率全国卷5年考情图解高考命题规律把握1.高考在本章内容中一般命制1道小题,1道解答题,分值在5~17分.2.高考对小题的考查以古典概型为主,也兼顾几何概型,难度较小.3.解答题则常与统计相结合考查,考查概率的意义、古典概型等,难度中等.第一节 随机事件的概率 一、基础知识批注——理解深一点1.事件的相关概念2.频数、频率和概率(1)频数、频率:在相同的条件S 下重复n 次试验,观察某一事件A 是否出现,称n 次试验中事件A 出现的次数n A 为事件A 出现的频数,称事件A 出现的比例f n (A )=n An 为事件A出现的频率.(2)概率:对于给定的随机事件A ,如果随着试验次数的增加,事件A 发生的频率f n (A )稳定在某个常数上,把这个常数记作P (A ),称为事件A 的概率.概率与频率的区别①概率是一个确定的数,是客观存在的,与试验次数无关,它度量该事件发生的可能性. ②频率本身是随机的,在试验前不能确定,做同样次数的重复试验得到的事件的频率不一定相同.③频率是概率的近似值,在实际问题中,仅当试验次数足够多时,频率可近似地看作概率.3.事件的关系与运算⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤▲对立事件是互斥事件的特殊情况,而互斥事件未必是对立事件,“互斥”是“对立”的必要不充分条件. 4.概率的几个基本性质(1)概率的取值范围:0≤P (A )≤1. (2)必然事件的概率为 1 . (3)不可能事件的概率为 0 .(4)概率的加法公式:如果事件A 与事件B 互斥, 则P (A ∪B )=P (A )+P (B ).(5)对立事件的概率:若事件A 与事件B 互为对立事件,则A ∪B 为必然事件,P (A ∪B )= 1 ,P (A )=1-P (B ).二、基础小题强化——功底牢一点(一)判一判(对的打“√”,错的打“×”)(1)“方程x 2+2x +8=0有两个实根”是不可能事件.( ) (2)对立事件一定是互斥事件,互斥事件也一定是对立事件.( ) (3)事件发生的频率与概率是相同的.( ) (4)若事件A 发生的概率为P (A ),则0<P (A )<1.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (二)选一选1.一个人打靶时连续射击两次,事件“至多有一次中靶”的互斥事件是( )A .至少有一次中靶B .两次都中靶C .只有一次中靶D .两次都不中靶解析:选B A 选项与已知事件的交事件为恰好有一次中靶,不符合题意;B 选项与已知事件的交事件为不可能事件,符合题意;C 选项与已知事件的交事件为恰好有一次中靶,不符合题意;D 选项与已知事件的交事件为两次都不中靶,不符合题意.故选B.2.(2018·全国卷Ⅲ)若某群体中的成员只用现金支付的概率为0.45,既用现金支付也用非现金支付的概率为0.15,则不用现金支付的概率为( )A .0.3B .0.4C .0.6D .0.7解析:选B 由题意可知不用现金支付的概率为1-0.45-0.15=0.4.故选B. (三)填一填3.某人进行打靶练习,共射击10次,其中有2次中10环,有3次中9环,有4次中8环,有1次未中靶.假设此人射击1次,则其中靶的概率约为____________;中10环的概率约为________.解析:中靶的频数为9,试验次数为10,所以中靶的频率为910=0.9,所以此人射击1次,中靶的概率约为0.9.同理得中10环的概率约为0.2.答案:0.9 0.2 4.给出下列三个命题.①有一大批产品,已知次品率为10%,从中任取100件,必有10件是次品; ②做7次抛硬币的试验,结果3次出现正面,因此正面出现的概率是37;③10张票中有1张奖票,10人去摸,无论谁先摸,摸到奖票的概率都是0.1. 其中正确的命题有________个.解析:①错,不一定有10件次品;②错,37是频率而非概率;③对,每个人摸到的概率是相同的,都为0.1.答案:1考点一 随机事件的关系[典例]一枚均匀的正方体玩具的各个面上分别标有数字1,2,3,4,5,6.将这个玩具向上抛掷1次,设事件A表示向上的一面出现奇数,事件B表示向上的一面出现的数字不超过3,事件C表示向上的一面出现的数字不小于4,则()A.A与B是互斥而非对立事件B.A与B是对立事件C.B与C是互斥而非对立事件D.B与C是对立事件[解析]A∩B={出现点数1或3},故事件A,B不互斥也不对立;B∩C=∅,B∪C=Ω(Ω为必然事件),故事件B,C是对立事件.[答案] D[解题技法]判断互斥事件、对立事件的2种方法[题组训练]1.(2019·西安模拟)如果事件A与B是互斥事件,则()A.A∪B是必然事件B.A与B一定是互斥事件C.A与B一定不是互斥事件D.A∪B是必然事件解析:选D事件A与B互斥即A∩B为不可能事件,所以A∪B=A∩B是必然事件,故选项D正确;在抛掷骰子试验中,A表示向上的数字为1,B表示向上的数字为2,A∪B不是必然事件,选项A错误;A与B不一定是互斥事件,选项B错误;A表示向上的数字为奇数,B表示向上的数字为偶数,A与B是互斥事件,选项C错误.故选D.2.从装有两个白球和两个黄球(球除颜色外其他均相同)的口袋中任取2个球,以下给出了三组事件:①至少有1个白球与至少有1个黄球; ②至少有1个黄球与都是黄球; ③恰有1个白球与恰有1个黄球. 其中互斥而不对立的事件共有( ) A .0组 B .1组 C .2组D .3组解析:选A 对于①,“至少有1个白球”发生时,“至少有1个黄球”也会发生,比如恰好一个白球和一个黄球,故①中的两个事件不互斥.对于②,“至少有1个黄球”说明有黄球,黄球的个数可能是1或2,而“都是黄球”说明黄球的个数是2,故这两个事件不是互斥事件.③“恰有1个白球”与“恰有1个黄球”,都表示取出的两个球中,一个是白球,另一个是黄球.故不是互斥事件.考点二 随机事件的频率与概率[典例] 某险种的基本保费为a (单位:元),继续购买该险种的投保人称为续保人,续保人本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下:(1)记A (2)记B 为事件“一续保人本年度的保费高于基本保费但不高于基本保费的160%”.求P (B )的估计值;(3)求续保人本年度平均保费的估计值.[解] (1)事件A 发生当且仅当一年内出险次数小于2.由所给数据知,一年内出险次数小于2的频率为60+50200=0.55,故P (A )的估计值为0.55.(2)事件B 发生当且仅当一年内出险次数大于1且小于4.由所给数据知,一年内出险次数大于1且小于4的频率为30+30200=0.3,故P(B)的估计值为0.3.(3)由所给数据得调查的200名续保人的平均保费为0.85a×0.30+a×0.25+1.25a×0.15+1.5a×0.15+1.75a×0.10+2a×0.05=1.192 5a.因此,续保人本年度平均保费的估计值为1.192 5a.[变透练清]1.(变结论)若本例的条件不变,试求“一续保人本年度的保费不低于基本保费”的概率的估计值.解:设事件“一续保人本年度的保费不低于基本保费”为E,事件E对应于出险次数大于或等于1,由典例(3)知出险次数小于1的频率为0.3,故一年内出险次数大于或等于1的频率为1-0.3=0.7,故P(E)的估计值为0.7.2.(变结论)若本例的条件不变,记F为事件:“一续保人本年度的保费等于基本保费”.求P(F)的估计值.解:“一续保人本年度的保费等于基本保费”的事件F发生当且仅当一年内出险次数等于1,其频率为0.25,故P(F)的估计值为0.25.3.我国古代数学名著《数书九章》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1 534石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为________石(精确到小数点后一位数字).解析:依题意,这批米内夹谷约为28254×1 534≈169.1石.答案:169.1[解题技法]随机事件的频率与概率的常见题型及解题策略(1)补全或列出频率分布表.可直接依据已知条件,逐一计数,写出频率.(2)由频率估计概率.可以根据频率与概率的关系,由频率直接估计概率.(3)由频率估计某部分的数值.可由频率估计概率,再由概率估算某部分的数值.考点三 互斥事件、对立事件的概率[典例] 某商场有奖销售中,购满100元商品得1张奖券,多购多得.1 000张奖券为一个开奖单位,设特等奖1个,一等奖10个,二等奖50个.设1张奖券中特等奖、一等奖、二等奖的事件分别为A ,B ,C ,求:(1)P (A ),P (B ),P (C ); (2)1张奖券的中奖概率;(3)1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率. [解] (1)P (A )=11 000,P (B )=101 000=1100, P (C )=501 000=120.故事件A ,B ,C 的概率分别为11 000,1100,120. (2)1张奖券中奖包含中特等奖、一等奖、二等奖.设“1张奖券中奖”这个事件为M ,则M =A ∪B ∪C .因为A ,B ,C 两两互斥,所以P (M )=P (A ∪B ∪C )=P (A )+P (B )+P (C ) =1+10+501 000=611 000.故1张奖券的中奖概率为611 000.(3)设“1张奖券不中特等奖且不中一等奖”为事件N ,则事件N 与“1张奖券中特等奖或中一等奖”为对立事件,所以P (N )=1-P (A ∪B )=1-⎝⎛⎭⎫11 000+1100=9891 000. 故1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率为9891 000.[解题技法]求复杂的互斥事件的概率的方法(1)直接法(2)间接法(正难则反)[题组训练]1.口袋中有100个大小相同的红球、白球、黑球,其中红球45个,从口袋中摸出一个球,摸出白球的概率为0.23,则摸出黑球的概率为()A.0.45B.0.67C.0.64 D.0.32解析:选D设“摸出一个红球”为事件A,“摸出一个白球”为事件B,“摸出一个黑球”为事件C,显然事件A,B,C都互斥,且C与A+B对立.因为P(A)=45100=0.45,P(B)=0.23,所以P(A+B)=P(A)+P(B)=0.45+0.23=0.68,P(C)=1-P(A+B)=1-0.68=0.32.2.如果事件A与B是互斥事件,且事件A∪B发生的概率是0.64,事件B发生的概率是事件A发生的概率的3倍,则事件A发生的概率为________.解析:设P(A)=x,P(B)=3x,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=x+3x=0.64.所以P(A)=x=0.16.答案:0.16[课时跟踪检测]A级——保大分专练1.在投掷一枚硬币的试验中,共投掷了100次,“正面朝上”的频数为51,则“正面朝上”的频率为()A.49B.0.5C .0.51D .0.49解析:选C 由题意,根据事件发生的频率的定义可知,“正面朝上”的频率为51100=0.51.2.(2019·泉州模拟)从含有质地均匀且大小相同的2个红球、n 个白球的口袋中随机取出一球,若取得红球的概率是25,则取得白球的概率等于( )A.15B.25C.35D.45解析:选C ∵取得红球与取得白球为对立事件, ∴取得白球的概率P =1-25=35.3.甲:A 1,A 2是互斥事件;乙:A 1,A 2是对立事件,那么( ) A .甲是乙的充分不必要条件 B .甲是乙的必要不充分条件 C .甲是乙的充要条件D .甲既不是乙的充分条件,也不是乙的必要条件解析:选B 两个事件是对立事件,则它们一定互斥,反之不一定成立.4.从一箱产品中随机地抽取一件,设事件A ={抽到一等品},事件B ={抽到二等品},事件C ={抽到三等品},且已知P (A )=0.65,P (B )=0.2,P (C )=0.1,则事件“抽到的不是一等品”的概率为( )A .0.7B .0.65C .0.35D .0.3解析:选C 事件“抽到的产品不是一等品”与事件A 是对立事件.因为P (A )=0.65,所以由对立事件的概率公式得“抽到的产品不是一等品”的概率P =1-P (A )=1-0.65=0.35.故选C.5.若A ,B 互为对立事件,其概率分别为P (A )=4x ,P (B )=1y ,且x >0,y >0,则x +y的最小值为( )A .7B .8C .9D .10解析:选C 由题意知4x +1y =1,则x +y =(x +y )·⎝⎛⎭⎫4x +1y =5+⎝⎛⎭⎫4y x +x y ≥9,当且仅当4y x=xy,即x =2y 时等号成立.故选C. 6.掷一个骰子的试验,事件A 表示“出现小于5的偶数点”,事件B 表示“出现小于5的点数”.若B 表示B 的对立事件,则在一次试验中,事件A +B 发生的概率为( )A.13B.12C.23D.56解析:选C 掷一个骰子的试验有6种可能结果.依题意,得P (A )=26=13,P (B )=46=23,∴P (B )=1-P (B )=1-23=13.因为B 表示事件“出现5点或6点”,因此事件A 与B 互斥,从而P (A +B )=P (A )+P (B )=13+13=23.7.某网店根据以往某品牌衣服的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,如图所示,由此估计日销售量不低于50件的概率为________.解析:用频率估计概率知日销售量不低于50件的概率为1-(0.015+0.03)×10=0.55. 答案:0.558.容量为20的样本数据,分组后的频数如下表:解析:数据落在区间[10,40)的频率为2+3+420=920=0.45.答案:0.459.“键盘侠”一词描述了部分网民在现实生活中胆小怕事、自私自利,却习惯在网络上大放厥词的一种现象.某地新闻栏目对该地区群众对“键盘侠”的认可程度进行调查:在随机抽取的50人中,有14人持认可态度,其余持反对态度,若该地区有9 600人,则可估计该地区对“键盘侠”持反对态度的有________人.解析:在随机抽取的50人中,持反对态度的频率为1-1450=1825,则可估计该地区对“键盘侠”持反对态度的有9 600×1825=6 912(人).答案:6 91210.一只袋子中装有大小相同的7个红玻璃球和3个绿玻璃球,从中无放回地任意抽取两次,每次只取一个,取得两个红球的概率为715,取得两个绿球的概率为115,则取得两个同颜色的球的概率为________;至少取得一个红球的概率为________.解析:由于“取得两个红球”与“取得两个绿球”是互斥事件,取得两个同色球,只需两互斥事件有一个发生即可,因而取得两个同色球的概率为P =715+115=815.由于事件A “至少取得一个红球”与事件B “取得两个绿球”是对立事件,则至少取得一个红球的概率为P (A )=1-P (B )=1-115=1415.答案:815 141511.某人去开会,他乘火车、轮船、汽车、飞机去的概率分别为0.3,0.2,0.1,0.4. (1)求他乘火车或乘飞机去的概率; (2)求他不乘飞机去的概率;(3)若他乘上面的交通工具去的概率为0.5,请问他有可能是乘何种交通工具去的? 解:设“乘火车”“乘轮船”“乘汽车”“乘飞机”分别表示事件A ,B ,C ,D ,则 (1)P (A ∪D )=P (A )+P (D )=0.3+0.4=0.7.(2)设“不乘飞机”为事件E ,则P (E )=1-P (D )=1-0.4=0.6.(3)因为P (A ∪B )=P (A )+P (B )=0.5,P (C ∪D )=P (C )+P (D )=0.5,故他有可能是乘火车或轮船去,也有可能是乘汽车或飞机去.12.(2018·北京高考)电影公司随机收集了电影的有关数据,经分类整理得到下表:(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影的概率.(2)随机选取1部电影,估计这部电影没有获得好评的概率.(3)电影公司为增加投资回报,拟改变投资策略,这将导致不同类型电影的好评率发生变化.假设表格中只有两类电影的好评率数据发生变化,那么哪类电影的好评率增加0.1,哪类电影的好评率减少0.1,使得获得好评的电影总部数与样本中的电影总部数的比值达到最大?(只需写出结论)解:(1)由题意知,样本中电影的总部数是140+50+300+200+800+510=2 000, 获得好评的第四类电影的部数是200×0.25=50, 故所求概率为502 000=0.025.(2)由题意知,样本中获得好评的电影部数是140×0.4+50×0.2+300×0.15+200×0.25+800×0.2+510×0.1 =56+10+45+50+160+51 =372,故所求概率估计为1-3722 000=0.814.(3)增加第五类电影的好评率,减少第二类电影的好评率.B 级——创高分自选1.若随机事件A ,B 互斥,A ,B 发生的概率均不等于0,且P (A )=2-a ,P (B )=4a -5,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫54,2B.⎝⎛⎭⎫54,32 C.⎣⎡⎦⎤54,32D.⎝⎛⎦⎤54,43解析:选D由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧0<P (A )<1,0<P (B )<1,P (A )+P (B )≤1,即⎩⎪⎨⎪⎧0<2-a <1,0<4a -5<1,3a -3≤1,解得54<a ≤43.2.现有10个数,它们能构成一个以1为首项,-3为公比的等比数列,若从这10个数中随机抽取一个数,则它小于8的概率是________.解析:由题意得a n =(-3)n -1,易知前10项中奇数项为正,偶数项为负,所以小于8的项为第一项和偶数项,共6项,即6个数,所以所求概率P =610=35.答案:353.某河流上的一座水力发电站,每年六月份的发电量Y (单位:万千瓦时)与该河上游在六月份的降雨量X (单位:毫米)有关.据统计,当X =70时,Y =460;X 每增加10,Y 增加5.已知近20年X 的值为140,110,160,70,200,160,140, 160,220,200,110,160,160, 200,140,110, 160,220,140,160.(1)完成如下的频率分布表: 近20年六月份降雨量频率分布表(2)率,求今年六月份该水力发电站的发电量低于490(万千瓦时)或超过530(万千瓦时)的概率.解:(1)在所给数据中,降雨量为110毫米的有3个,为160毫米的有7个,为200毫米的有3个.故近20年六月份降雨量频率分布表为:(2)根据题意,Y =460+X -7010×5=X2+425,故P (“发电量低于490万千瓦时或超过530万千瓦时”) =P (Y <490或Y >530)=P (X <130或X >210) =P (X =70)+P (X =110)+P (X =220) =120+320+220=310. 故今年六月份该水力发电站的发电量低于490(万千瓦时)或超过530(万千瓦时)的概率为310.第二节古典概型一、基础知识批注——理解深一点1.基本事件的特点(1)任何两个基本事件是互斥的. (2)任何事件(除不可能事件)都可以 表示成基本事件的和. 2.古典概型 (1)特点:①有限性:在一次试验中所有可能出现的结果只有有限个,即只有有限个不同的基本事件.②等可能性:每个基本事件出现的可能性是均等的. (2)计算公式:P (A )=A 包含的基本事件的个数基本事件的总数.二、常用结论汇总——规律多一点频率的计算公式与古典概型的概率计算公式的异同(一)判一判(对的打“√”,错的打“×”)(1)“在适宜条件下,种下一粒种子观察它是否发芽”属于古典概型,其基本事件是“发芽与不发芽”.( )(2)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个事件是等可能事件.( )(3)在古典概型中,如果事件A 中基本事件构成集合A ,所有的基本事件构成集合I ,则事件A 的概率为card (A )card (I ).( )答案:(1)× (2)× (3)√(二)选一选1.同时抛掷两个骰子,则向上的点数之差的绝对值为4的概率是( ) A.118 B.112 C.19D.16解析:选C 同时抛掷两个骰子,基本事件总数为36,记“向上的点数之差的绝对值为4”为事件A ,则事件A 包含的基本事件有(1,5),(2,6),(5,1),(6,2),共4个,故P (A )=436=19. 2.从1,2,3,6中随机取出三个数字,则数字2是这三个数字的平均数的概率是( ) A.14 B.13 C.12D.34解析:选A 从1,2,3,6中随机取出三个数字,总的基本事件为(1,2,3),(1,2,6),(1,3,6),(2,3,6),共4个,则数字2是这三个数字的平均数所包含的基本事件为(1,2,3),共1个.故数字2是这三个数字的平均数的概率是14.故选A.(三)填一填3.从一副混合后的扑克牌(除去大、小王52张)中,随机抽取1张.事件A 为“抽到红桃K ”,事件B 为“抽到黑桃”,则P (A ∪B )=________(结果用最简分数表示).解析:∵P (A )=152,P (B )=1352,∴P (A ∪B )=P (A )+P (B )=152+1352=1452=726.答案:7264.口袋里装有红球、白球、黑球各1个,这3个球除颜色外完全相同,有放回地连续抽取2次,每次从中任意取出1个球,则2次取出的球颜色不同的概率是________.解析:由题意,知基本事件有(红,红),(红,白),(红,黑),(白,红),(白,白),(白,黑),(黑,红),(黑,白),(黑,黑),共9种,其中2次取出的球颜色相同有3种,所以2次取出的球颜色不同的概率为1-39=23.答案:23考点一 简单的古典概型[典例] (2018·天津高考)已知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为240,160,160.现采用分层抽样的方法从中抽取7名同学去某敬老院参加献爱心活动.(1)应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人?(2)设抽出的7名同学分别用A ,B ,C ,D ,E ,F ,G 表示,现从中随机抽取2名同学承担敬老院的卫生工作.①试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;②设M 为事件“抽取的2名同学来自同一年级”,求事件M 发生的概率.[解] (1)因为甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数之比为3∶2∶2,由于采用分层抽样的方法从中抽取7名同学,所以应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取3人,2人,2人.(2)①从抽取的7名同学中随机抽取2名同学的所有可能结果为{A ,B },{A ,C },{A ,D },{A ,E },{A ,F },{A ,G },{B ,C },{B ,D },{B ,E },{B ,F },{B ,G },{C ,D },{C ,E },{C ,F },{C ,G },{D ,E },{D ,F },{D ,G },{E ,F },{E ,G },{F ,G },共21种.②不妨设抽出的7名同学中,来自甲年级的是A ,B ,C ,来自乙年级的是D ,E ,来自丙年级的是F ,G ,则从抽出的7名同学中随机抽取的2名同学来自同一年级的所有可能结果为{A ,B },{A ,C },{B ,C },{D ,E },{F ,G },共5种.所以事件M 发生的概率P (M )=521.[解题技法] 求古典概型概率的步骤(1)判断本试验的结果是否为等可能事件,设出所求事件A ;(2)分别求出基本事件的总数n 与所求事件A 中所包含的基本事件个数m ; (3)利用公式P (A )=mn ,求出事件A 的概率.[题组训练]1.(2018·全国卷Ⅱ)从2名男同学和3名女同学中任选2人参加社区服务,则选中的2人都是女同学的概率为( )A .0.6B .0.5C .0.4D .0.3解析:选D 设2名男同学为a ,b,3名女同学为A ,B ,C ,从中选出两人的情形有(a ,b ),(a ,A ),(a ,B ),(a ,C ),(b ,A ),(b ,B ),(b ,C ),(A ,B ),(A ,C ),(B ,C ),共10种,而都是女同学的情形有(A ,B ),(A ,C ),(B ,C ),共3种,故所求概率为310=0.3.2.(2019·南昌调研)甲邀请乙、丙、丁三人加入了“兄弟”这个微信群聊,为庆祝兄弟相聚,甲发了一个9元的红包,被乙、丙、丁三人抢完,已知三人抢到的钱数均为整数,且每人至少抢到2元,则丙获得“手气最佳”(即丙领到的钱数不少于其他两人)的概率是( )A.13B.310C.25D.34解析:选C 设乙、丙、丁分别抢到x 元,y 元,z 元,记为(x ,y ,z ),则基本事件有:(2,2,5),(2,5,2),(5,2,2),(2,3,4),(2,4,3),(3,2,4),(3,4,2),(4,3,2),(4,2,3),(3,3,3),共10个,其中符合丙获得“手气最佳”的有4个,所以丙获得“手气最佳”(即丙领到的钱数不少于其他两人)的概率P =410=25.3.(2017·山东高考)某旅游爱好者计划从3个亚洲国家A 1,A 2,A 3和3个欧洲国家B 1,B 2,B 3中选择2个国家去旅游.(1)若从这6个国家中任选2个,求这2个国家都是亚洲国家的概率;(2)若从亚洲国家和欧洲国家中各任选1个,求这2个国家包括A 1但不包括B 1的概率. 解:(1)由题意知,从6个国家中任选2个国家,其所有可能的结果组成的基本事件有:{A 1,A 2},{A 1,A 3},{A 2,A 3},{A 1,B 1},{A 1,B 2},{A 1,B 3},{A 2,B 1},{A 2,B 2},{A 2,B 3},{A 3,B 1},{A 3,B 2},{A 3,B 3},{B 1,B 2},{B 1,B 3},{B 2,B 3},共15个.所选两个国家都是亚洲国家的事件所包含的基本事件有:{A 1,A 2},{A 1,A 3},{A 2,A 3},共3个.则所求事件的概率为P =315=15.(2)从亚洲国家和欧洲国家中各任选1个,其所有可能的结果组成的基本事件有: {A 1,B 1},{A 1,B 2},{A 1,B 3},{A 2,B 1},{A 2,B 2},{A 2,B 3},{A 3,B 1},{A 3,B 2},{A 3,B 3},共9个.包括A 1但不包括B 1的事件所包含的基本事件有:{A 1,B 2},{A 1,B 3},共2个, 则所求事件的概率为P =29.考点二 古典概型与其他知识的交汇问题 考法(一) 古典概型与平面向量相结合[典例] (2018·上饶期末)从集合{1,2,3,4}中随机抽取一个数a ,从集合{1,2,3}中随机抽取一个数b ,则向量m =(a ,b )与向量n =(2,1)共线的概率为( )A.16 B.13 C.14D.12[解析] 由题意可知m =(a ,b ),基本事件有:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3),(4,1),(4,2),(4,3),共12个,∵向量m =(a ,b )与向量n =(2,1)共线,∴a -2b =0,即a =2b ,∴有(2,1),(4,2),共2个,故所求概率为16.[答案] A考法(二) 古典概型与解析几何相结合[典例] (2019·洛阳统考)将一颗骰子先后投掷两次分别得到点数a ,b ,则直线ax +by =0与圆(x -2)2+y 2=2有公共点的概率为________.[解析] 依题意,将一颗骰子先后投掷两次得到的点数所形成的数组(a ,b )有(1,1),(1,2),(1,3),…,(6,6),共36种,其中满足直线ax +by =0与圆(x -2)2+y 2=2有公共点,即满足2a a 2+b2≤ 2,即a ≤b ,则当a =1时,b =1,2,3,4,5,6,共有6种,当a =2时,b =2,3,4,5,6,共5种,同理当a =3时,有4种,a =4时,有3种,a =5时,有2种,a =6时,有1种,故共6+5+4+3+2+1=21种,因此所求的概率等于2136=712.[答案] 712考法(三) 古典概型与函数相结合 [典例] (2018·银川三模)已知函数y =2mx n +|x |-1,其中1≤m <4,1≤n <4,m ,n ∈N *且m ≠n ,则该函数为偶函数的概率为________.[解析] (m ,n )所取的值有6种等可能的结果:(1,2),(1,3),(2,1),(2,3),(3,1),(3,2),使函数为偶函数的(m ,n )所取的值有(1,2),(3,2),共2种,所以所求概率为26=13.[答案] 13[解题技法]求解古典概型的交汇问题,关键是把相关的知识转化为事件,然后利用古典概型的有关知识解决,其解题流程为:[题组训练]1.(2019·益阳、湘潭调研)已知a ∈{-2,0,1,2,3},b ∈{3,5},则函数f (x )=(a 2-2)e x +b 为减函数的概率是( )A.310B.35C.25D.15解析:选C 函数f (x )=(a 2-2)e x +b 为减函数,则a 2-2<0,又a ∈{-2,0,1,2,3},故只有a =0,a =1满足题意,又b ∈{3,5},所以函数f (x )=(a 2-2)e x +b 为减函数的概率是2×25×2=25.故选C. 2.设平面向量a =(m,1),b =(2,n ),其中m ,n ∈{1,2,3,4},记“a ⊥(a -b )”为事件A ,则事件A 发生的概率为( )A.18B.14C.13D.12解析:选A 有序数对(m ,n )的所有可能情况为(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16个.由a ⊥(a -b )得m 2-2m +1-n =0,即n =(m -1)2,由于m ,n ∈{1,2,3,4},故事件A 包含的基本事件为(2,1)和(3,4),共2个,所以P (A )=216=18.3.(2019·武汉部分学校调研)将一枚质地均匀的骰子投掷两次,得到的点数依次记为a 和b ,则方程ax 2+bx +1=0有实数解的概率是( )A.736B.12C.1936D.518解析:选C 投掷骰子两次,所得的点数a 和b 满足的关系为⎩⎪⎨⎪⎧1≤a ≤6,a ∈N *,1≤b ≤6,b ∈N *.∴a 和b 的组合有36种,若方程ax 2+bx +1=0有实数解,则Δ=b 2-4a ≥0,∴b 2≥4a . 当b =1时,没有a 符合条件;当b =2时,a 可取1;当b =3时,a 可取1,2;当b =4时,a 可取1,2,3,4;当b =5时,a 可取1,2,3,4,5,6;当b =6时,a 可取1,2,3,4,5,6.满足条件的组合有19种,则方程ax 2+bx +1=0有实数解的概率P =1936,故选C.4.某同学同时掷两颗骰子,得到点数分别为a ,b ,则椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的离心率e >32的概率是________.解析:同时掷两颗骰子,得到的点数所形成的数组共有36种情况,当a >b 时,e = 1-b 2a 2>32⇒b a <12⇒a >2b ,符合a >2b 的情况有:当b =1时,有a =3,4,5,6,4种情况; 当b =2时,有a =5,6,2种情况,故共有6种情况,则概率是636=16.同理当a <b 时,e >32的概率也为16. 综上可知,离心率e >32的概率为13.答案:13[课时跟踪检测]A 级——保大分专练1.(2018·广西五市联考)在{3,5}和{2,4}两个集合中各取一个数组成一个两位数,则这个数能被5整除的概率是( )A.12B.13C.14D.16解析:选C 在{3,5}和{2,4}两个集合中各取一个数组成的两位数有:32,34,52,54,23,25,43,45,共8个,其中能被5整除的两位数有:25,45,共2个,故所求概率P =28=14. 2.小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M ,I ,N 中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则小敏输入一次密码能够成功开机的概率是( )A.815B.18C.115D.130解析:选C ∵Ω={(M,1),(M,2),(M,3),(M,4),(M,5),(I,1),(I,2),(I,3),(I,4),(I,5),(N,1),(N,2),(N,3),(N,4),(N,5)},∴事件总数有15种.∵正确的开机密码只有1种,∴所求概率P =115. 3.(2019·榆林质检)从1,2,3,4这四个数字中,任取两个不同的数字构成一个两位数,则这个两位数大于30的概率为( )A.12B.13C.14D.15 解析:选A 从1,2,3,4中任取两个不同的数字构成一个两位数,有12,13,14,21,23,24,31,32,34,41,42,43,共12种结果,其中大于30的两位数有31,32,34,41,42,43,共6个,所以这个两位数大于30的概率P =612=12.4.(2018·衡阳联考)某同学先后投掷一枚质地均匀的骰子两次,第一次向上的点数记为x ,第二次向上的点数记为y ,在直角坐标系xOy 中,以(x ,y )为坐标的点落在直线2x -y =1上的概率为( )A.112B.19C.536D.16解析:选A 先后投掷两次骰子的结果共有6×6=36(种).以(x ,y )为坐标的点落在直线2x -y =1上的结果有(1,1),(2,3),(3,5),共3种,故所求概率为336=112. 5.已知集合A ={-2,-1,1,2,3,4},集合B ={-3,1,2},从集合A 中随机选取一个数x ,从集合B 中随机选取一个数y ,则点M (x ,y )正好落在平面区域⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,y >0,x +y -4≤0内的概率为( )A.19B.16C.518D.29解析:选C 易知总的基本事件共有18种可能,其中满足⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,y >0,x +y -4≤0的有(1,1),(1,2),(2,1),(2,2),(3,1),共5种可能,由古典概型的概率计算公式可知所求概率P =518. 6.(2019·武汉部分学校调研)标有数字1,2,3,4,5的卡片各1张,从这5张卡片中随机抽取1张,不放回地再随机抽取1张,则抽取的第1张卡片上的数大于第2张卡片上的数的概率为( )A.12B.15C.35D.25解析:选A 5张卡片上分别写有数字1,2,3,4,5,从这5张卡片中随机抽取2张,基本事件的总数n =5×4=20,抽得的第1张卡片上的数大于第2张卡片上的数的情况有:①第1张抽到2,第2张抽到1;②第1张抽到3,第2张抽到1或2;③第1张抽到4,第2张抽到1或2或3;④第1张抽到5,第2张抽到1或2或3或4.共10种.故抽取的第1张卡。
概率统计统计是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科,为人们制定决策提供依据.概率是研究随机现象规律的学科,为人们认识客观世界提供重要的思维模式和解决问题的方法. 统计一章介绍随机抽样、样本估计总体、线性回归的基本方法,通过对典型案例的讨论,了解和使用一些常用的统计方法,进一步体会运用统计方法解决实际问题的基本思想,认识统计方法在决策中的作用.概率一章介绍随机现象与概率的意义、古典概型及几何概型,学习某些离散型随机变量分布列及其期望、方差等内容,初步学会利用离散型随机变量思想描述和分析某些随机现象的方法,并能用所学知识解决一些简单的实际问题,进一步体会概率模型的作用及运用概率思考问题的特点,初步形成用随机观念观察、分析问题的意识.§11-1 概率(一)【知识要点】1.事件与基本事件空间:随机事件:当我们在同样的条件下重复进行试验时,有的结果始终不会发生,它称为不可能事件;有的结果在每次试验中一定会发生,它称为必然事件;在试验中可能发生也可能不发生的结果称为随机事件,随机事件简称为事件.基本事件与基本事件空间:在一次试验中我们常常要关心的是所有可能发生的基本结果,它们是试验中不能再分的最简单的随机事件,其他事件可以用它们来描述,这样的事件称为基本事件.所有基本事件构成的集合叫做基本事件空间,常用 表示.2.频率与概率频率:在相同的条件S 下,重复n 次试验,观察某个事件A 是否出现,称n 次试验中事件A 的出现次数m 为事件A 出现的频数,称事件A 出现的比例nm 为事件A 出现的频率. 概率:一般的,在n 次重复进行的试验中,事件A 发生的频率nm ,当n 很大时总是在某个常数附近摆动,随着n 的增加,摆动幅度越来越小,这时就把这个常数叫做事件A 的概率,记做P (A ).显然有0≤P (A )≤1.不可能事件的概率为0,必然事件的概率为1,随机事件的概率在(0,1)之间.3.互斥事件的概率加法公式事件的并:由事件A 或B 至少有一个发生构成的事件C 称为事件A 与B 的并,记做C =A ∪B .互斥事件:不可能同时发生的两个事件称为互斥事件.互斥事件加法公式:如果事件A 、B 互斥,则事件A ∪B 发生的概率等于这两个事件分别发生的概率和,即P (A ∪B )=P (A )+P (B ).如果A 1,A 2,…,A n 两两互斥,那么事件A 1∪A 2∪…∪A n 发生的概率,等于这n 个事件分别发生的概率和,即P (A 1∪A 2∪…∪A n )=P (A 1)+P (A 2)+…+P (A n ).对立事件:不能同时发生且必有一个发生的两个事件叫做互为对立事件.事件A 的对立事件记作A ,满足P (A )=1-P (A ).概率的一般加法公式(选学):事件A 和B 同时发生构成的事件D ,称为事件A 与B 的交(积),记作D =A ∩B .在古典概型中,P (A ∪B )=P (A )+P (B )-P (A ∩B ).4.古典概型古典概型:一次试验有下面两个特征:(1)有限性,在一次试验中可能出现的结果只有有限个,即只有有限个不同的基本事件;(2)等可能性,每个基本事件发生的可能性是均等的,则称这个试验为古典概型.古典概型的性质:对于古典概型,如果试验的n 个基本事件为A 1,A 2,…,A n ,则有P (A 1∪A 2∪…∪A n )=1且⋅=nA P i 1)( 概率的古典定义:在古典概型中,如果试验的基本事件总数为n (Ω ),随机事件A 包含的基本事件数为n (A),则p (A)=试验的基本事件总数包含的基本事件数事件A ,即⋅=)()()(Ωn A n A P 5.几何概型几何概型:一次试验具有这样的特征:事件A 理解为区域Ω的一个子区域A ,A 的概率只与子区域A 的几何度量(长度、面积或体积)成正比,而与A 的位置和形状无关,这样的试验称为几何概型.几何概型的特点:(1)无限性:一次试验中可能出现的结果有无穷多个;(2)等可能性,每个基本事件发生的可能性相等.几何概型中事件A 的概率定义:ΩA A P μμ=)(,其中μ Ω 表示区域Ω 的几何度量,μ A 表示子区域A 的几何度量.随机数:就是在一定范围内随机产生的数,并且得到这个范围内的每一个数的机会均等.计算机随机模拟法(蒙特卡罗方法)是利用模型来研究某种现象的性质的一种有效方法,可以节约大量的人力物力.6.条件概率与事件的独立性条件概率:一般的,设A 、B 为两个事件,且P (A )>0,称P (B |A )=)()(A P B A P I 为在事件A 发生的条件下,事件B 发生的概率.一般把P (B |A )读作“A 发生的条件下B 发生的概率”.在古典概型中,用n (A )表示事件A 中基本事件的个数,则有P (B |A )=)()(A n B A n I .事件的独立性:设A 、B 为两个事件,如果P (B |A )=P (B ),则称事件A 与事件B 相互独立,并称事件A 、B 为相互独立事件.若A 、B 为两个相互独立事件,则A 与A 、A 与B 、A 与B 也都相互独立.若事件A 与事件B 相互独立,则P (A ∩B )=P (A )·P (B ).【复习要求】1.了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,了解概率的意义,了解频率与概率的区别.2.了解两个互斥事件的概率加法公式.3.理解古典概型及其概率计算公式,会计算一些随机事件所含的基本事件数及事件发生的概率.4.了解随机数的意义,了解几何概型的意义.5.在具体情境中,了解条件概率,了解两个事件相互独立的概念及独立事件的概率乘法公式,并能解决一些简单的实际问题.【例题分析】例1(1)射中9环或10环的概率;(2)至少命中8环的概率;(3)命中不足8环的概率.【分析】射击运动员一次射击只能命中1个环数,命中不同的环数是互斥事件,射中9环或10环的概率等于射中9环与射中10环的概率和.命中不足8环所包含的事件较多,而其对立事件为“至少命中8环”,可先求其对立事件的概率,再通过P (A )=1-P (A )求解.解:设事件“射击一次,命中k 环”为事件A k (k ∈N ,k ≤10),则事件A k 彼此互斥.(1)记“射击一次,射中9环或10环”为事件A ,则P (A )=P (A 10)+P (A 9)=0.60.(2)记“射击一次,至少命中8环”为事件B ,则P (B )=P (A 10)+P (A 9)+P (A 8)=0.78.(3)“射击一次,命中不足8环”为事件B 的对立事件,则P (B )=1-P (B )=0.22.【评析】解决概率问题时,要先分清所求事件由哪些事件组成,分析是否是互斥事件,再决定用哪个公式.当用互斥事件的概率加法公式解题时,要学会不重不漏的将事件拆为几个互斥事件,要善于用对立事件解题.例2 现有8名奥运会志愿者,其中志愿者A 1,A 2,A 3通晓日语,B 1,B 2,B 3通晓俄语,C 1,C 2通晓韩语.从中选出通晓日语、俄语和韩语的志愿者各1名,组成一个小组.(Ⅰ)求A 1被选中的概率;(Ⅱ)求B 1和C 1不全被选中的概率.【分析】本题是一个古典概型的问题,可以直接用概率公式)()()(Ωn A n A P =求解. 解:(Ⅰ)从8人中选出日语、俄语和韩语志愿者各1名,其一切可能的结果组成的基本事件空间Ω={(A 1,B 1,C 1),(A 1,B 1,C 2),(A 1,B 2,C 1),(A 1,B 2,C 2),(A 1,B 3,C 1),(A 1,B 3,C 2),(A 2,B 1,C 1),(A 2,B 1,C 2),(A 2,B 2,C 1),(A 2,B 2,C 2),(A 2,B 3,C 1),(A 2,B 3,C 2),(A 3,B 1,C 1),(A 3,B 1,C 2),(A 3,B 2,C 1),(A 3,B 2,C 2),(A 3,B 3,C 1),(A 3,B 3,C 2)} 由18个基本事件组成.由于每一个基本事件被抽取的机会均等,因此这些基本事件的发生是等可能的.用M 表示“A 1恰被选中”这一事件,则M ={(A 1,B 1,C 1),(A 1,B 1,C 2),(A 1,B 2,C 1),(A 1,B 2,C 2),(A 1,B 3,C 1),(A 1,B 3,C 2)}事件M 由6个基本事件组成,因而⋅==31186)(M P(Ⅱ)用N 表示“B 1,C 1不全被选中”这一事件,则其对立事件N 表示“B 1,C 1全被选中”这一事件, 由于N ={(A 1,B 1,C 1),(A 2,B 1,C 1),(A 3,B 1,C 1)},事件N 由3个基本事件组成, 所以61183)(==N P ,由对立事件的概率公式得⋅=-=-=65611)(1)(N P N P 【评析】古典概型解决概率问题时,选定基本事件空间并计算其所含基本事件的个数是重要的一步.本题中选定“从8人中选出日语、俄语和韩语志愿者各1名,其一切可能的结果”为基本事件空间,计算时采用列举法,也可以利用乘法计数原理计算3×3×2=18.本题第一问还可以选定“从通晓日语的3人中选出1人的可能结果”为基本事件空间,共有3个基本事件,选出A 1只有一种可能,故所求概率为⋅31例3 一个口袋中装有大小相同的2个红球,3个黑球和4个白球,从口袋中一次摸出一个球,摸出的球不再放回.(1)连续摸球2次,求第一次摸出黑球,第二次摸出白球的概率;(2)连续摸球2次,在第一次摸到黑球的条件下,求第二次摸到白球的概率;(3)如果摸出红球,则停止摸球,求摸球次数不超过3次的概率.【分析】本题是一个古典概型问题,因为基本事件空间中所含基本事件的个数较多,宜用排列组合公式计算,当然也可利用两个计数原理计数.本题第二问是条件概率问题.做第三问时,要分为三个事件:“第一次摸到红球”,“第一次摸到不是红球,第二次摸到红球”,“前两次摸到不是红球,第三次摸到红球”,显然三个事件是互斥事件.解:(1)从袋中依次摸出2个球共有29A 种结果,第一次摸出黑球、第二次摸出白球有3×4=12种结果,则所求概率6112291==A P (或6184931=⨯=P ). (2)设“第一次摸到黑球”为事件A ,“第二次摸到白球”为事件B ,则“第一次摸到黑球,且第二次摸到白球”为事件A ∩B ,又31)(=A P ,P (A ∩B )61=,所以或⋅==213161)|(A B P (或2184)|(==A B P ). (3)第一次摸出红球的概率为1912A A ,第二次摸出红球的概率为291217A A A ,第三次摸出红球的概率为391227A A A ,则摸球次数不超过3次的概率为⋅=++=12739122729121719122A A A A A A A A P 【评析】利用古典概型求解时,求基本事件的个数和事件发生的总数时求法要一致,若无序则都无序,若有序则都有序,分子和分母的标准要相同.在求事件个数时常用列举法(画树状图、列表、坐标系法),有时也与排列组合联系紧密,计算时灵活多变,但要注意分类讨论,做到不重不漏.要正确识别条件概率问题,理解P (A),P (A ∩B ),P (B |A )的含义.例4 (1)两根相距6米的木杆上系一根绳子,并在绳子上挂一盏灯,则灯与两端距离都大于2米的概率是______.(2)甲乙两人约定在6点到7点之间在某处会面,并约好先到者等候另一人一刻钟,过时即可离去.则两人能会面的概率是______.(3)正方体内有一个内切球,则在正方体内任取一点,这个点在球内的概率为______.【分析】这三个题都可转化为几何概率问题求解.分别转化为线段长度、图形面积、几何体体积问题求解.解:(1)本题可转化为:“在长为6m 的线段上随机取点,恰好落在2m 到4m 间的概率为多少?” 易求得⋅=31P (2)本题可转化为面积问题:即“阴影部分面积占总面积的多少?”, 解得⋅=167)(A P (3)本题可转化为体积问题:即“内切球的体积与正方体体积之比是多少?”.解得⋅=6πP 【评析】几何概型也是一种概率模型,它具有等可能性和无限性两个特点.解题的关键是要建立模型,将实际问题转化为几何概率问题.基本步骤是:把基本事件空间转化为与之对应的区域Ω;把随机事件A 转化为与之对应的区域A ;利用概率公式)()()(ΩA A P μμ=计算.常用的几何度量包括:长度、面积、体积.例5 设有关于x 的一元二次方程x 2+2ax +b 2=0.(Ⅰ)若a 是从0,1,2,3四个数中任取的一个数,b 是从0,1,2三个数中任取的一个数,求上述方程有实根的概率;(Ⅱ)若a 是从区间[0,3]任取的一个数,b 是从区间[0,2]任取的一个数,求上述方程有实根的概率.【分析】本题第一问是古典概型问题,第二问由于a 、b 在实数区间选取,可以转化为几何概型问题求解.解:设事件A 为“方程x 2+2ax +b 2=0有实根”.当a ≥0,b ≥0时,方程x 2+2ax +b 2=0有实根的充要条件为a ≥b .(Ⅰ)基本事件共12个:(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2).其中第一个数表示a 的取值,第二个数表示b 的取值.事件A 中包含9个基本事件,事件A 发生的概率为⋅==43129)(A P (Ⅱ)试验的全部结果所构成的区域为{(a ,b )|0≤a ≤3,0≤b ≤2}.构成事件A 的区域为{(a ,b )|0≤a ≤3,0≤b ≤2,a ≥b }.所以所求的概率为⋅=⨯⨯-⨯=3223221232 【评析】几何概型与古典概型的每个基本事件发生的可能性是均等的,只是几何概型的基本事件有无限个,而古典概型的基本事件有有限个.在具体问题中,不能因为古典概型的基本事件的个数多而误认为是几何概型.例6 如图,用A 、B 、C 三类不同的元件连结成两个系统N 1、N 2,当元件A 、B 、C 都正常工作时,系统N 1正常工作;当元件A 正常工作且元件B 、C 至少有一个正常工作时,系统N 2正常工作,已知元件A 、B 、C 正常工作的概率为0.80、0.90、0.90,分别求系统N 1、N 2正常工作的概率.【分析】三个元件能否正常工作相互独立.当元件A 、B 、C 同时正常工作时,系统N 1正常工作;当元件A 正常工作且元件B 、C 至少有一个正常工作时,系统N 2正常工作,而B 、C 至少有一个正常工作的概率可通过其对立事件计算.解:设元件A 、B 、C 正常工作为事件A 、B 、C ,则P (A )=0.8,P (B)=0.9,P (C)=0.9,且事件A 、B 、C 相互独立.(1)系统N 1正常工作的概率为p 1=P (A ·B ·C )=P (A )·P (B )·P (C )=0.80×0.90×0.90=0.648.(2)元件B 、C 至少有一个正常工作的概率为1-P (B ·C )=1-P (B )·P (C )=1-0.1×0.1=0.99,所以系统N 2正常工作的概率为p 2=P (A )·(1-P (B ·C ))=0.80×0.99=0.792.【评析】本题以串、并联为背景,重点在正确理解题意.在计算几个事件同时发生的概率时,要先判断各个事件之间是否相互独立.独立事件、互斥事件、对立事件的概率各有要求,要依据题目特点,巧妙地选用相关方法.例7 每次抛掷一枚质地均匀的骰子(六个面上分别标以数字1,2,3,4,5,6).(1)连续抛掷3次,求向上的点数之和为3的倍数的概率;(2)连续抛掷6次,求向上的点数为奇数且恰好出现4次的概率.【分析】向上点数之和为3的倍数共有6种情况,计数时要不重不漏;向上点数为奇数的概率为21,连续抛掷6次是独立重复试验. 解:(1)向上的点数之和为3的结果有1种情况,为6的结果共10种情况,为9的结果共25种情况,为12的结果共25种情况,为15的结果共10种情况,为18的结果共1种情况.所以⋅=⨯⨯+++++=3166611025251012P(2)因为每次抛掷骰子,向上的点数为奇数的概率为P =21, 根据独立重复试验概率公式有⋅==⋅⋅6415)21()21(24463C P 【评析】独立重复试验是一类重要的概率问题,要善于分析模型的特点,正确合理的解题.例8 某学校进行交通安全教育,设计了如下游戏,如图,一辆车模要直行通过十字路口,此时前方交通灯为红灯,且该车模前面已有4辆车模依次在同一车道上排队等候(该车道只可以直行或左转行驶).已知每辆车模直行的概率是53,左转行驶的概率是52,该路口红绿灯转换间隔时间均为1分钟.假设该车道上一辆直行去东向的车模驶出停车线需要10秒钟,一辆左转去北向的车模驶出停车线需要20秒钟,求:(1)前4辆车模中恰有2辆车左转行驶的概率;(2)该车模在第一次绿灯亮起时的1分钟内通过该路口的概率(汽车驶出停车线就算通过路口).【分析】该车模1分钟内通过路口包含2种情况:4辆车都直行,3辆车直行1辆车左转.解:(1)设前4辆车模中恰有2辆左转行驶为事件A ,则⋅=⨯=625216)52()53()(2224C A P (2)设该车在第一次绿灯亮起时的1分钟内通过该路口为事件B ,其中4辆车模均 直行通过路口为事件B 1,3辆直行1辆左转为事件B 2,则事件B 1、B 2互斥.=+=+=)()()()(2121B B P B B P B P ⋅=⨯+62529752)53()53(334444C C 【评析】善于从复杂的背景中发现线索,体会其实质.善于转化问题的叙述,恰当的分类.练习11-1一、选择题1.下列随机事件的频率和概率的关系中哪个是正确的( )A .频率就是概率B .频率是客观存在的,与试验次数无关C .随着试验次数增加,频率一般会越来越接近概率D .概率是随机的,在试验前不能确定2.从装有2个黑球2个白球的口袋中任取2个球,那么互斥而不对立的两个事件是( )A .至少有一个白球,都是白球B .至少有一个白球,至少有一个红球C .恰有一个白球,恰有两个白球D .至少有一个白球,都是红球3.独立工作的两套报警系统遇危险报警的概率均为0.4,则遇危险时至少有一套报警系统报警的概率是( )A .0.16B .0.36C .0.48D .0.644.考察正方体6个面的中心,甲从这6个点中任意选两个点连成直线,乙也从这6个点中任意选两个点连成直线,则所得的两条直线相互平行但不重合的概率等于( )A .751B .752C .753D .754 二、填空题5.甲、乙二人掷同一枚骰子各一次.如果谁掷的点数大谁就取胜,则甲取胜的概率为______.6.设每门高射炮命中飞机的概率都是0.6.今有一敌机来犯,要有99%的把握击中敌机,至少需要______门高射炮.7.在平面直角坐标系xoy 中,设D 是横坐标与纵坐标的绝对值均不大于2的点构成的区域,E 是到原点的距离不大于1的点构成的区域,向D 中随机投一点,则落入E 中概率为______.8.一个口袋中有4个白球,2个黑球.有放回的取出3个球,如果第一次取出的是白球,则第三次取出的是黑球的概率为______;不放回的取出3个球,在第一次取出的是白球的条件下,第二次取出的是黑球的概率为______.三、解答题9.已知集合A ={-4.-2,0,1,3,5},在平面直角坐标系中点M (x ,y )的坐标满足x ∈A ,y ∈A .计算:(1)点M 恰在第二象限的概率;(2)点M 不在x 轴上的概率;(3)点M 恰好落在区域⎪⎩⎪⎨⎧>>>-+0008y x y x 上的概率.10.某个高中研究性学习小组共有9名学生,其中有3名男生和6名女生.在研究学习过程中,要进行两次汇报活动(即开题汇报和结题汇报),每次汇报都从这9名学生中随机选1人作为代表发言.设每人每次被选中与否均互不影响;(1)求两次汇报活动都是由小组成员甲发言的概率;(2)求男生发言次数不少于女生发言次数的概率.11.3名志愿者在10月1日至10月5日期间参加社区服务工作,若每名志愿者在这5天中任选两天参加社区服务工作,且各名志愿者的选择互不影响.求(1)这3名志愿者中在10月1日都参加社区服务工作的概率;(2)这3名志愿者中在10月1日至多有1人参加社区服务工作的概率.§11-2 概率(二)【知识要点】1.离散型随机变量及其分布列随机变量:如果随机试验的可能结果可以用一个变量X 来表示,并且X 是随着试验的结果的不同而变化的,我们把这样的变量X 叫做一个随机变量.如果随机变量X 的所有可能的取值都能一一列举出来,则称X 为离散型随机变量.离散型随机变量的分布列:设离散型随机变量X 的可能取值为x 1,x 2,…,x n ,X 取到i i ii 12+…+p n =1.离散型随机变量在某个范围取值的概率等于它取这个范围内各个值的概率和.其中0<p <1,q =1-,则称离散型随机变量服从参数为p 的二点分布.二项分布:一般的,在相同条件下重复地做n 次试验,各次试验的结果相互独立,称为n 次独立重复试验.在n 次独立重复试验中,事件A 恰好发生k 次的概率为==)(k X P k n k k n q p C -(其中p 为在一次试验中事件A 发生的概率,q =1-p ,k =0,1,…,n ).若将n次独立重复试验中事件A 发生的次数设为X ,则X 的分布列为超几何分布:一般的,设有总数为N 件的两类物品,其中一类有M 件,从所有物品中任取n 件(n ≤N ),这n 件中所含这类物品件数X 是一个离散型随机变量,它取值为m 时的概率为m C C C m X P n Nm n M N m M ≤==--0()(≤l ,其中l 为n 和M中较小的一个).我们称离散型随机变量X 的这种形式的概率分布为超几何分布,也称X 服从参数为N 、M 、n 的超几何分布.2.随机变量的数字特征及正态分布1122i i n n 了离散型随机变量的平均取值水平.称i i n i p X E xX D ⋅-=∑=21))(()(为随机变量X 的方差,它反映了离散型随机变量X 相对于期望的平均波动大小(或说离散程度),其算数平方根)(X D 为随机变量X 的标准差,记作σ (X ),方差(或标准差)越小表明X 的取值相对于期望越集中,否则越分散.均值与方差的性质:①E (aX +b )=aE (X )+b ②D (aX +b )=a 2D (X )若X 服从两点分布,则E (X )=p ,D (X )=pq ;若X ~B (n ,p ),则E (X )=np ,D (X )=npq . 正态曲线:函数),((21)(222)(+∞∝-∈=--x e x x σμσπϕ,其中μ ∈R ,σ >0)的图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线.其特点有:①曲线位于x 轴上方,与x 轴不相交;②曲线是单峰的,关于x =μ 对称;③曲线在x =μ 处达到峰值σ2π1;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;⑥当μ 一定时,曲线的形状由σ 决定.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.正态分布:如果对于任意实数a <b ,随机变量X 满足=≤<)(b X a P dx x ba )(ϕ⎰,则称X 的分布为正态分布;随机变量X 服从参数μ 、σ 的正态分布,记作N ~(μ ,σ 2).正态分布的三个常用数据:①P (μ -σ <X <μ +σ )=68.3%;②P (μ -2σ <X <μ +2σ )=95.4%;③P (μ -3σ <X <μ +3σ )=99.7%.【复习要求】①在对具体问题的分析中,理解取有限值的离散型随机变量及其分布列的概念,认识分布列对于刻画随机现象的重要性.②通过实例,理解超几何分布及其导出过程,并能进行简单的应用.③通过实例,理解n 次独立重复试验的模型及二项分布,并能解决一些简单的实际问题. ④通过实例,理解取有限值的离散型随机变量期望、方差的概念,能计算简单离散型随机变量的期望、方差,并能解决一些实际问题.⑤通过实际问题,认识正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.【例题分析】例1 一袋中装有编号为1、2、3、4、5、6的6个大小相同的小球,现从中随机取出3个球,以X 表示取出球的最大号码,(1)求X 的分布列;(2)求X >4的概率;(3)求E (X ).【分析】随机变量X 可能取的值为3、4、5、6,应用古典概型求得X 取每一个值的概率,就可以写出分布列.解:(1)随机变量X 可能取的值为3、4、5、6,且,203)4(,2011)3(362336======C C X P C X P 3624)5(C C X P ==103206==,212010)6(3625====C C X P ,所求X 的分布列为(2)==+==>)6()5()4(X P X P X P ⋅54 (3).25.5216103520342013)(=⨯+⨯+⨯+⨯=X E 【评析】离散型随机变量的分布列反映了一次试验的所有可能结果(X 的所有可能取值),以及取得每个结果(X 的每一个值)的概率.书写分布列首先要根据具体情况正确分析X 可取的所有值,然后利用排列组合及概率的有关知识求得每个x i 所对应的概率p i ,最后列成表格.要注意不同的X 值所对应的事件之间是互斥的,求离散型随机变量在某一范围的概率等于它取这个范围内各个值的概率和.例2 袋中装有大小相同的5个红球、5个白球,现从中任取4个球,其中所含红球的个数为X ,写出X 的分布列,并求X 的期望.【分析】袋中共有10个球,从中任取4个,所含红球的个数为0、1、2、3、4,每个事件的概率可以利用古典概型求解.解:随机变量X 可取的值有0、1、2、3、4,)0(=X P =,42121054104505==⋅C C C )1(=X P =215210504103515==⋅C C C ,)2(=X P 21102101004102525===⋅C C C ,===⋅4101535)3(C C C X P 21050 215=,4212105)4(4100545==⋅==C C C X P , 分布列为2424213212211420)(=⨯+⨯-+⨯+⨯+⨯=X E 【评析】本题的随机变量X 服从参数为N ,M ,n 的超几何分布,其中N =10,M =5,n =4.例3 某人练习射击,每次击中目标的概率为31. (1)用X 表示击中目标的次数.①若射击1次,求X 的分布列和期望;②若射击6次,求X 的分布列和期望;(2)若他连续射击6次,设ξ为他第一次击中目标前没有击中目标的次数,求ξ的分布列;(3)他一共只有6发子弹,若击中目标,则不再射击,否则子弹打完为止,求他射击次数η 的分布列.【分析】射击问题常被看做是独立重复试验.ξ的取值为0到6,η 的取值为1到6. 解:(1)①X 服从二点分布⋅=31)(X E ②X 服从二项分布)6,,1,0()2()1()(),1,6(~66Λ===-k C k X P B k k k ,分布列为.236)(=⨯=X E (2)ξ的取值为0到6,ξ=k (k =0,1,…,5)表示第k +1次击中目标,前k 次都没击中目标,则P (ξ=k )=)5,,1,0(31)32(.Λ=k k ,ξ=6表示射击6次都未击中目标,==)6(ξP6)2(.ξ的分布列为(3)η 的取值为1到6.η =k (k =1,2,…,5)表示第k 次时第一次击中目标,==)(k P η 6;1)2(.1=-ηk 表示前5次都没有击中目标,5)2()6(==ξP .η 的分布列为“X =k ”.在计算满足二点分布和二项分布的随机变量的期望和方差时,可直接应用公式计算.例4 甲乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量X 和Y ,且X 和Y 的分布列为计算X 和Y 【分析】先由分布列所提供的数据用期望和方差公式计算,再根据实际意义作出分析. 解:E (X )=8.85,D (X )=2.2275;E (Y )=5.6,D (Y )=10.24.由于E (X )>E (Y ),说明甲射击的平均水平比乙高;由于D (X )<D (Y ),说明甲射击的环数比较集中,发挥比较稳定,乙射击的环数比较分散,技术波动较大,不稳定,由此可以看出甲比乙的技术好.【评析】正确记忆期望和方差的公式,在分布列中,期望是每个变量乘以它所对应的概率再相加,求方差要先求期望,再作差、平方、乘以相应概率再相加.科学对待计算结果,正确分析数据所表达的实际意义.例5 设b 和c 分别是先后抛掷一枚骰子得到的点数,用随机变量ξ表示方程x 2+bx +c =0实根的个数(重根按一个计).(1)求方程x 2+bx +c =0有实根的概率;(2)求在先后两次出现的点数中有5的条件下,方程x 2+bx +c =0有实根的概率;(3)若η =2ξ+1,求ξ、η 的数学期望和方差;【分析】本题概率问题是古典概型,要分别求出事件中所含元素的个数,第一问事件“二次方程有实根”等价于“∆=b 2-4c ≥0”,b 、c 的值都取自{1,2,3,4,5,6};第二问是条件概率问题;第三问先求ξ的期望和方差,再由公式求η 的期望和方差.解:(1)由题意知:设基本事件空间为Ω,记“方程x 2+bx +c =0没有实根”为事件A ,“方程x 2+bx +c =0有且仅有一个实根”为事件B ,“方程x 2+bx +c =0有两个相异实数”为事件C ,Ω中基本事件总数为36个,A 中的基本事件总数为17个,B 中的基本事件总数为2个,C 中的基本事件总数为17个.又因为B ,C 是互斥事件,故所求概率⋅=+=+=36193617362)()(C B B P P (2)记“先后两次出现的点数中有5”为事件D ,“方程x 2+bx +c =0有实数”为事件E ,由上面分析得D P D P (,3611)(=∩367)=E ,∴⋅==117)()()|(D P E D P D E P I (Ⅱ)由题意ξ的可能取值为0,1,2,则,3617}2{,181}1{,3617}0{======&ξξξP P P 故ξ的分布列为:所以.18173617·)12(181·)11(3617·(0-0-,136172181136170222=-+-+==⨯+⨯+⨯=ξξD E 9342)12(,312)12(2==+==+=+=ξξξξηηD D D E E E 【评析】本题是一道概率的综合题,由07山东卷改编而得.在古典概型中解决条件概率问题时,概率公式是=)|(A B P )()()()(A n B A n A P B A P I I =.具有线性关系的两个随机变量的期望和方差之间的关系是b X aE b aX E +=+)()(,)()(2X D a b aX D =+.例6 (1)设两个正态分布N (μ 1,21σ)(σ 1>0)和N (μ 2,22σ)(σ 2>0)的密度函数图象如图所示.则有( )。
类型一:规范解答过程对于会做的题,要做到不丢分,具体要求解题步骤表达准确、考虑周密、书写规范、关键步骤清晰,防止分段扣分。
类型二:探究型问题的解答(1)未给出结论的通常称为归纳型问题.解答这类问题思路:归纳—猜想—证明;(2)结论不确定的,通常称之为存在型问题.解答思路:假设—推理—定论;(3)条件不全,需探求补足条件的,通常称为:条件探索型.解答思路:结论⇐条件.答案往往不唯一;(4)给定一些对象的某种关系,通过类比得到另一些对象的关系.解答思路:透彻理解条件,转换思维;(5)给出几个论断,选择其中若干个论断为条件,某一个(或几个)为结论,通常称为重组型.解答思路:组合条件,逐一验证.2.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】演讲比赛共有9位评委分别给出某选手的原始评分,评定该选手的成绩时,从9个原始评分中去掉1个最高分、1个最低分,得到7个有效评分.7个有效评分与9个原始评分相比,不变的数字特征是 A .中位数 B .平均数 C .方差D .极差【答案】A【解析】设9位评委评分按从小到大排列为123489x x x x x x <<<<<L .则①原始中位数为5x ,去掉最低分1x ,最高分9x 后剩余2348x x x x <<<<L ,中位数仍为5x ,A 正确; ②原始平均数1234891()9x x x x x x x =<<<<<L ,后来平均数23481()7x x x x x '=<<<L ,平均数受极端值影响较大,∴x 与x '不一定相同,B 不正确; ③2222111[()()()]9q S x x x x x x =-+-++-L ,22222381[()()()]7s x x x x x x '=-'+-'++-'L ,由②易知,C 不正确;④原极差91x x =-,后来极差82x x =-,显然极差变小,D 不正确.故选A . 3.【2019年高考浙江卷】设0<a <1,则随机变量X 的分布列是则当a 在(0,1)内增大时, A .()D X 增大B .()D X 减小C .()D X 先增大后减小D .()D X 先减小后增大【答案】D【分析】研究方差随a 变化的增大或减小规律,常用方法就是将方差用参数a 表示,应用函数知识求解.本题根据方差与期望的关系,将方差表示为a 的二次函数,二次函数的图象和性质解题.题目有一定综合性,注重重要知识、基础知识、运算求解能力的考查. 【解析】方法1:由分布列得1()3aE X +=, 则2222111111211()(0)()(1)()333333926a a a D X a a +++=-⨯+-⨯+-⨯=-+, 则当a 在(0,1)内增大时,()D X 先减小后增大.故选D . 方法2:则222221(1)222213()()()0[()]3399924a a a a D X E X E X a +-+=-=++-==-+,则当a 在(0,1)内增大时,()D X 先减小后增大.故选D .9.【2019年高考天津卷理数】设甲、乙两位同学上学期间,每天7:30之前到校的概率均为23.假定甲、乙两位同学到校情况互不影响,且任一同学每天到校情况相互独立.(1)用X 表示甲同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数,求随机变量X 的分布列和数学期望;(2)设M 为事件“上学期间的三天中,甲同学在7:30之前到校的天数比乙同学在7:30之前到校的天数恰好多2”,求事件M 发生的概率. 【答案】(1)分布列见解析,()2E X =;(2)20243. 【分析】本小题主要考查离散型随机变量的分布列与数学期望,互斥事件和相互独立事件的概率计算公式等基础知识.考查运用概率知识解决简单实际问题的能力.满分13分. 【解析】(1)因为甲同学上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天7:30之前到校的概率均为23,故2~(3,)3X B ,从而3321()C ()(),0,1,2,333k k kP X k k -===. 所以,随机变量X 的分布列为随机变量X 的数学期望()323E X =⨯=. (2)设乙同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数为Y , 则2~(3,)3Y B ,且{3,1}{2,0}M X Y X Y =====U . 由题意知事件{3,1}X Y ==与{2,0}X Y ==互斥,且事件{3}X =与{1}Y =,事件{2}X =与{0}Y =均相互独立, 从而由(1)知()({3,1}{2,0})P M P X Y X Y =====U(3,1)(2,0)P X Y P X Y ===+== (3)(1)(2)(0)P X P Y P X P Y ===+==824120279927243=⨯+⨯=.。
(2020江西省上饶市一模)在贯彻中共中央、国务院关于精准扶贫政策的过程中,某单位在某市定点帮扶某村100户贫困户.为了做到精准帮扶,工作组对这100户村民的年收入情况、危旧房情况、患病情况等进行调查,并把调查结果转化为各户的贫困指标x .将指标x 按照[)0,0.2,[)0.2,0.4,[)0.4,0.6,[)0.6,0.8,[]0.8,1.0分成五组,得到如图所示的频率分布直方图.规定若00.6x ≤<,则认定该户为“绝对贫困户”,否则认定该户为“相对贫困户”;当00.2x ≤<时,认定该户为“亟待帮住户”.工作组又对这100户家庭的受教育水平进行评测,家庭受教育水平记为“良好”与“不好”两种.(1)完成下面的列联表,并判断是否有95%的把握认为绝对贫困户数与受教育水平不好有关:受教育水平良好受教育水平不好 总计 绝对贫困户 2相对贫困户 52总计100(2)上级部门为了调查这个村的特困户分布情况,在贫困指标处于[)00.4,的贫困户中,随机选取两户,用X 表示所选两户中“亟待帮助户”的户数,求X 的分布列和数学期望()E X .附:()()()()()22n ad bc K a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++.()20P K k ≥0.15 0.10 0.05 0.025 0k2.072 2.7063.8415.024专题 概率与统计大题肢解一统计案例与数学期望【肢解1】完成下面的列联表,并判断是否有95%的把握认为绝对贫困户数与受教育水平不好有关:受教育水平良好受教育水平不好 总计 绝对贫困户 2相对贫困户 52总计100【肢解2】上级部门为了调查这个村的特困户分布情况,在贫困指标处于[)00.4,的贫困户中,随机选取两户,用X 表示所选两户中“亟待帮助户”的户数,求X 的分布列和数学期望()E X .【解析】(1)由题意可知,绝对贫困户有()0.250.500.75++0.210030⨯⨯=(户),可得出如列联表:受教育水平良好受教育水平不好总计绝对贫困户 2 28 30 相对贫困户 18 5270总计2080 100()22100182825230702080K ⨯⨯-⨯=⨯⨯⨯ 4.762 3.841≈>. 故有95%的把握认为绝对贫困户数与受教育水平不好有关.(2)贫困指标在[)00.4,的贫困户共有()0.250.50.210015+⨯⨯=(户), “亟待帮助户”共有0. 250.21005⨯⨯=(户), 依题意X 的可能值为0,1,2,()210215307C P X C ===,()1110521510121C C P X C ===,()252152221C P X C ===, 则X 的分布列为X0 12P371021221故31022()012721213E X =⨯+⨯+⨯=.1.独立性检验的一般步骤:(1)根据样本数据制成2×2列联表; (2)根据公式K 2=n (ad -bc )2(a +b )(c +d )(a +c )(b +d )计算K 2的值;(3)查表比较K 2与临界值的大小关系,作统计判断. 2.求离散型随机变量ξ的均值与方差的方法:(1)理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值; (2)求ξ取每个值的概率; (3)写出ξ的分布列; (4)由均值的定义求E (ξ); (5)由方差的定义求D (ξ).【拓展1】(2020届辽宁省沈阳市东北育才学校高三上学期第三次模拟)手机支付也称为移动支付,是指允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式.随着信息技术的发展,手机支付越来越成为人们喜欢的支付方式.某机构对某地区年龄在15到75岁的人群“是否使用手机支付”的情况进行了调查,随机抽取了100人,其年龄频率分布表和使用手机支付的人数如下所示:(年龄单位:岁)年龄段[15,25) [25,35) [35,45) [45,55) [55,65) [65,75]频率 0.1 0.32 0.28 0.22 0.05 0.03 使用人数828241221若以45岁为分界点,根据以上统计数据填写下面的2×2列联表,并判断能否在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“使用手机支付”与年龄有关?年龄低于45岁 年龄不低于45岁 使用手机支付 不使用手机支付参考数据:)(02k K P ≥ 0.0250.010 0.005 0.0010k3.841 6.635 7.879 10.828参考公式:()()()()22()n ad bc K a b c d a c b d -=++++.【解析】(1)由统计表可得,低于45岁人数为70人,不低于45岁人数为30人, 可得列联表如下:年龄低于45岁 年龄不低于45岁 使用手机支付 60 15 不使用手机支付1015于是有K2的观测值2100(60151510)14.28610.82875257030k ⨯⨯-⨯=≈⨯⨯⨯>. 故可以在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“使用手机支付”与年龄有关.【拓展2】(2020届辽宁省沈阳市东北育才学校高三上学期第三次模拟)手机支付也称为移动支付,是指允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式.随着信息技术的发展,手机支付越来越成为人们喜欢的支付方式.某机构对某地区年龄在15到75岁的人群“是否使用手机支付”的情况进行了调查,随机抽取了100人,其年龄频率分布表和使用手机支付的人数如下所示:(年龄单位:岁)年龄段 [15,25) [25,35) [35,45) [45,55) [55,65) [65,75] 频率 0.1 0.32 0.28 0.22 0.05 0.03 使用人数828241221(1)若以45岁为分界点,根据以上统计数据填写下面的2×2列联表,并判断能否在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“使用手机支付”与年龄有关?年龄低于45岁 年龄不低于45岁 使用手机支付 不使用手机支付(2)若从年龄在[55,65),[65,75]的样本中各随机选取2人进行座谈,记选中的4人中“使用手机支付”的人数为X ,求随机变量X 的分布列和数学期望.【解析】由题意可知,X 的所有可能取值为0,1,2,3,相应的概率为:()223222531010C C P X C C ===,()112213223222225353215C C C C C P X C C C C ==+=,()11122322222222535313230C C C C C P X C C C C ==+=,()212222531315C C P X C C ===, 于是X 的分布列为:X 0 1 2 3P110 25 1330 115所以1213122()0123105301515E X =⨯+⨯+⨯+⨯=.1.(2019年湖北模拟)通过随机询问100名性别不同的大学生是否爱好某项运动,得到如下2×2列联表:男女总计爱好402060不爱好152540总计5545100(1)能否有99%的把握认为是否爱好该项运动与性别有关?请说明理由.(2)利用分层抽样的方法从以上爱好该项运动的大学生中抽取6人组建“运动达人社”,现从“运动达人社”中选派2人参加某项校际挑战赛,求选出的2人中恰有1名女大学生的概率.附:P(K2≥k0)0.0500.0100.001k0 3.841 6.63510.828K2=n(ad-bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),其中n=a+b+c+d.【解析】(1)因为K2=100×(40×25-20×15)255×45×60×40≈8.249>6.635,所以有99%的把握认为是否爱好该项运动与性别有关.(2)由题意,抽取的6人中,有男生4名,分别记为a,b,c,d;女生2名,分别记为m,n.则抽取的结果共有15种:(a,b),(a,c),(a,d),(a,m),(a,n),(b,c),(b,d),(b,m),(b,n),(c,d),(c,m),(c,n),(d,m),(d,n),(m,n),设“选出的2人中恰有1名女大学生”为事件A,事件A所包含的基本事件有8种:(a,m),(a,n),(b,m),(b,n),(c,m),(c,n),(d,m),(d,n).则P(A)=815.故选出的2人中恰有1名女大学生的概率为815.2.(2019年湖北省宜昌模拟)某公司招收大学毕业生,经过综合测试录用了14名男生和6名女生,这20名毕业生的测试成绩如茎叶图所示(单位:分).公司规定:成绩在180分以上者到甲部门工作,在180分以下者到乙部门工作,另外只有成绩高于180分的男生才能担任助理工作.变式训练一(1)现用分层抽样的方法从甲、乙两部门中选取8人.若从这8人中再选3人,求至少有一人来自甲部门的概率;(2)若从甲部门中随机选取3人,用X表示所选人员中能担任助理工作的人数,求X的分布列及数学期望.【解析】(1)根据茎叶图可知,甲、乙两部门各有10人,用分层抽样的方法,应从甲、乙两部门中各选取21045⨯=人.记“至少有一人来自甲部门”为事件A,则()3 4 3 813114CP AC=-=.故至少有一人来自甲部门的概率为1314.(2)由题意可知,X的可能取值为0,1,2,3.()()()()03122130646464643333101010101311 0,1,2,3301026C C C C C C C CP X P X P X P XC C C C============,所以X的分布列为X0 1 2 3P1303101216所以()1311901233010265E X=⨯+⨯+⨯+⨯=.(2019河南洛阳市模拟)雾霾天气对人体健康有伤害,应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM 2.5,要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措,聚焦重点领域,严格考核指标.某省环保部门为加强环境执法监管,派遣四个不同的专家组对A、B、C三个城市进行治霾落实情况抽查.(1)若每个专家组随机选取一个城市,四个专家组选取的城市可以相同,也可以不同,求恰有一个城市没有专家组选取的概率;(2)每一个城市都要由四个专家组分别对抽查情况进行评价,并对所选取的城市进行评价,每个专家组给检查到的城市评价为优的概率为12,若四个专家组均评价为优则检查通过不用复检,否则需进行复检.设需进行复检的城市的个数为X,求X的分布列和期望.大题肢解二二项分布【肢解1】若每个专家组随机选取一个城市,四个专家组选取的城市可以相同,也可以不同,求恰有一个城市没有专家组选取的概率;【肢解2】每一个城市都要由四个专家组分别对抽查情况进行评价,并对所选取的城市进行评价,每个专家组给检查到的城市评价为优的概率为12,若四个专家组均评价为优则检查通过不用复检,否则需进行复检.设需进行复检的城市的个数为X,求X的分布列和期望.【解析】(1)随机选取,共有34=81种不同方法,恰有一个城市没有专家组选取的有C13(C14A22+C24)=42种不同方法,故恰有一个城市没有专家组选取的概率为4281=1427.(2)设事件A:“一个城市需复检”,则P(A)=1-4)21(=1516,X的所有可能取值为0,1,2,3,P(X=0)=C03·3)161(=14 096,P(X=1)=C13·3)161(·1)1615(=454 096,P(X=2)=C23·1)161(·2)1615(=6754 096,P(X=3)=C33·3)1615(=3 3754 096.所以X的分布列为X 0123P14 096454 0966754 0963 3754 096由题意知X~B)1615,3(,所以E(X)=3×1516=4516.二项分布的期望与方差如果ξ~B(n,p),则用公式E(ξ)=np;D(ξ)=np(1-p)求解,可大大减少计算量.1.(2019四川成都诊断)某部门为了解一企业在生产过程中的用水量情况,对其每天的用水量做了记录,得到了大量该企业的日用水量的统计数据,从这些统计数据中随机抽取12天的数据作为样本,得到变式训练二如图所示的茎叶图(单位:吨).若用水量不低于95吨,则称这一天的用水量超标.(1)从这12天的数据中随机抽取3个,求至多有1天的 用水量超标的概率;(2)以这12天的样本数据中用水量超标的频率作为概率,估计该企业未来3天中用水量超标的天数,记随机变量X 为未来这3天中用水量超标的天数,求X 的分布列、数学期望和方差. 【解析】(1)记“从这12天的数据中随机抽取3个,至多有1天的用水量超标”为事件A ,则P (A )=C 14C 28C 312+C 38C 312=168220=4255.(2)以这12天的样本数据中用水量超标的频率作为概率,易知用水量超标的概率为31. X 的所有可能取值为0,1,2,3, 易知X ~B )31,3(,P (X =k )=C k 3kk-⋅⋅3)32()31(,k =0,1,2,3,则P (X =0)=827,P (X =1)=49,P (X =2)=29,P (X =3)=127.所以随机变量X 的分布列为X 0 1 2 3 P8274929127所以数学期望E (X )=3×13=1,D (X )=3×13×)311(-=23.2.(2020湖南师范大学附属中学高三上学期第二次月考)某种产品的质量以其质量指标值衡量,并依据质量指标值划分等级如下表:从某企业生产的这种产品中抽取200件,检测后得到如下的频率分布直方图:(1)根据以上抽样调查数据,能否认为该企业生产的这种产品符合“一、二等品至少要占全部产品92%”的规定?(2)在样本中,按产品等级用分层抽样的方法抽取8件,再从这8件产品中随机抽取4件,求抽取的4件产品中,一、二、三等品都有的概率;(3)该企业为提高产品质量,开展了“质量提升月”活动,活动后再抽样检测,产品质量指标值X近似满足~(218,140)X N,则“质量提升月”活动后的质量指标值的均值比活动前大约提升了多少?【解析】(1)根据抽样调查数据,一、二等品所占比例的估计值为0.2000.3000.2600.0900.0250.875++++=,由于该估计值小于0.92,故不能认为该企业生产的这种产品符合“一、二等品至少要占全部产品92%”的规定.(2)由频率分布直方图知,一、二、三等品的频率分别为0.375、0.5、0.125,故在样本中用分层抽样方法抽取的8件产品中,一等品3件,二等品4件,三等品1件,再从这8件产品中随机抽取4件,一、二、三等品都有的情况有2种:①一等品2件,二等品1件,三等品1件;②一等品1件,二等品2件,三等品1件,故所求的概率211121 3413414837C C C C C CPC+==.(3)“质量提升月”活动前,该企业这种产品的质量指标值的均值约为1700.0251800.11900.22000.32100.262200.092300.025⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯200.4=“质量提升月”活动后,产品质量指标值X近似满足()~218,140X N,则()218E X=. 所以,“质量提升月”活动后的质量指标值的均值比活动前大约提升了17.6.1.(2019云南省高考模拟)一个口袋中装有大小形状完全相同的红色球1个、黄色球2个、蓝色球*()n n N ∈个,现进行从口袋中摸球的游戏:摸到红球得1分、摸到黄球得2分、摸到蓝球得3分.若从这个口袋中随机的摸出2个球,恰有一个是黄色球的概率是158. (1)求n 的值;(2)从口袋中随机摸出2个球,设ξ表示所摸2球的得分之和,求ξ的分布列和数学期望()E ξ.【解析】(1)由题意有158231211=++n n C C C ,即03522=--n n ,解得3=n ; (2)ξ取值为3,4,5,6.则1112262(3)15C C P C ξ===,11213222664(4)15C C C P C C ξ==+=, 1123262(5)5C C P C ξ===,23261(6)5C P C ξ===, ξ的分布列为:ξ 34 5 6P215 415 25 15故242114()34561515553E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯=. 2.(2020福建省厦门外国语学校高三上学期12月月考)自由购是通过自助结算方式购物的一种形式.某大型超市为调查顾客使用自由购的情况,随机抽取了100人,统计结果整理如下:20以下 [20,30) [30,40) [40,50) [50,60) [60,70] 70以上 使用人数312 17 6 4 2 0 未使用人数 0314363(1)现随机抽取1名顾客,试估计该顾客年龄在[30,50)且未使用自由购的概率;(2)从被抽取的年龄在BF 使用自由购的顾客中,随机抽取3人进一步了解情况,用X 表示这3人中年龄在[50,60)的人数,求随机变量X 的分布列及数学期望;(3)为鼓励顾客使用自由购,该超市拟对使用自由购的顾客赠送1个环保购物袋.若某日该超市预计有5000人购物,试估计该超市当天至少应准备多少个环保购物袋. 【解析】(1)在随机抽取的100名顾客中, 年龄在[30,50)且未使用自由购的共有3+14=17人,所以,随机抽取1名顾客,估计该顾客年龄在[30,50)且未使用自由购的概率为17100P =. (2)X 所有的可能取值为1,2,3,()124236115C C P X C ===,()214236325C C P X C ===,()304236135C C P X C ===. 所以X 的分布列为X1 2 3P1553 15所以X 的数学期望为131()1232555E X =⨯+⨯+⨯=. (3)在随机抽取的100名顾客中,使用自由购的共有3121764244+++++=人, 所以该超市当天至少应准备环保购物袋的个数估计为4450002200100⨯=.3.(2020广东省惠州市高三第三次调研)为发挥体育核心素养的独特育人价值,越来越多的中学将某些体育项目纳入到学生的必修课程.惠州市某中学计划在高一年级开设游泳课程,为了解学生对游泳的兴趣,某数学研究学习小组随机从该校高一年级学生中抽取了100人进行调查.(1)已知在被抽取的学生中高一(1)班学生有6名,其中3名对游泳感兴趣,现在从这6名学生中随机抽取3人,求至少有2人对游泳感兴趣的概率;(2)该研究性学习小组在调查中发现,对游泳感兴趣的学生中有部分曾在市级或市级以上游泳比赛中获奖,具体获奖人数如下表所示.若从高一(8)班和高一(9)班获奖学生中随机各抽取2人进行跟踪调查,记选中的4人中市级以上游泳比赛获奖的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列及数学期望.班级一)1(一)2( 一)3( 一)4( 一)5( 一)6( 一)7( 一(8) 一(9) 一(10)⋯市级2233443342⋯比赛获奖人数 市级以上比赛获奖人数22 1 0 23 3 2 1 2⋯【解析】(1)记事件i A {=从6名学生抽取的3人中恰好有i 人有兴趣,i 0=,1,2,3}; 则2A 与3A 互斥,故所求概率为()()()()2323P 2P A A P A P A =+=+至少人感兴趣 213033333366C C C C C C ⋅⋅=+101202==; (2)由题意知,随机变量ξ的所有可能取值有0,1,2,3;()22342255C C 9P ξ0C C 50⋅===⋅,()11221234342255C C C C C 12P ξ1C C 25⋅⋅+⋅===⋅,()22111243242255C C C C C 3P ξ2C C 10⋅+⋅⋅===⋅ ()21242255C C 1P ξ3C C 25⋅===⋅. 则ξ的分布列为:ξ0 1 2 3p950 1225 310 125数学期望为()9241526E ξ0123505050505=⨯+⨯+⨯+⨯=. 4.(2019·河北高考模拟)某次招聘分为笔试和面试两个环节,且只有笔试过关者方可进入面试环节,笔试与面试都过关才会被录用.笔试需考完全部三科,且至少有两科优秀才算笔试过关,面试需考完全部两科且两科均为优秀才算面试过关.假设某考生笔试三科每科优秀的概率均为23,面试两科每科优秀的概率均为34. (1)求该考生被录用的概率;(2)设该考生在此次招聘活动中考试的科目总数为ξ,求ξ的分布列与数学期望. 【解析】(1)该考生被录用,说明该考生笔试与面试均得以过关.所以=P 3223221335[()+()]=3334412C ⨯⨯⨯. (2)易得ξ的可能取值为3 ,5 ,所以(=3)=1P ξ-3223221207[()+()]=1-=3332727C ⨯, 或(=3)=P ξ31231127()+()=33327C ⨯ ,所以20(=5)=1-(=3)=27P P ξξ,或(=5)=P ξ322322120()+()=33327C ⨯ ,ξ的分布列为:ξ3 5P727 2027所以720121()=3+5=272727E ξ⨯⨯. 5.(2019江西省新八校联考)某种水果按照果径大小可分为四类:标准果、优质果、精品果、礼品果.某采购商从采购的一批水果中随机抽取100个,利用水果的等级分类标准得到的数据如下:等级 标准果 优质果 精品果 礼品果 个数10304020(1)若将频率是为概率,从这100个水果中有放回地随机抽取4个,求恰好有2个水果是礼品果的概率;(结果用分数表示)(2)用样本估计总体,果园老板提出两种购销方案给采购商参考, 方案1:不分类卖出,单价为20元/kg . 方案2:分类卖出,分类后的水果售价如下:等级标准果优质果 精品果 礼品果 售价(元/kg ) 16182224从采购单的角度考虑,应该采用哪种方案?(3)用分层抽样的方法从这100个水果中抽取10个,再从抽取的10个水果中随机抽取3个,X 表示抽取的是精品果的数量,求X 的分布列及数学期望()E X .【解析】(1)设从100个水果中随机抽取一个,抽到礼品果的事件为A ,则201()1005P A ==, 现有放回地随机抽取4个,设抽到礼品果的个数为X ,则1~(4,)5X B ,所以恰好抽到2个礼品果的概率为22244196(2)C ()()55625P X ===, (2)设方案2的单价为ξ,则单价的期望值为134216548848()1618222420.61010101010E ξ+++=⨯+⨯+⨯+⨯==, 因为()20E ξ>,所以从采购商的角度考虑,应该采用第一种方案. (3)用分层抽样的方法从100个水果中抽取10个,则其中精品果4个,非精品果6个, 现从中抽取3个,则精品果的数量X 服从超几何分布,所有可能的取值为0,1,2,3,则36310C 1(0)C 6P X ===;2164310C C 1(1)C 2P X ===; 1264310C C 3(2)C 10P X ===;34310C 1(3)C 30P X ===, 所以X 的分布列如下:X0 1 2 3P1612 310 130所以11316()01236210305E X =⨯+⨯+⨯+⨯=.6.(2020山西省晋城市高三第一次模拟)“绿水青山就是金山银山”的生态文明发展理念已经深入人心,这将推动新能源汽车产业的迅速发展.下表是近几年我国某地区新能源乘用车的年销售量与年份的统计表:年份2014 20152016 2017 2018 销量(万台) 810132524某机构调查了该地区30位购车车主的性别与购车种类情况,得到的部分数据如下表所示:购置传统燃油车购置新能源车总计男性车主 6 24 女性车主 2 总计30(1)求新能源乘用车的销量y 关于年份x 的线性相关系数r ,并判断y 与x 是否线性相关; (2)请将上述22⨯列联表补充完整,并判断是否有90%的把握认为购车车主是否购置新能源乘用车与性别有关;(3)若以这30名购车车主中购置新能源乘用车的车主性别比例作为该地区购置新能源乘用车的车主性别比例,从该地区购置新能源乘用车的车主中随机选取50人,记选到女性车主的人数为X,求X 的数学期望与方差.参考公式:12211()()()()niii n niii i x x y y r x x y y ===--=--∑∑∑,22()()()()()n ad bc k a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++.63525≈,若0.9r >,则可判断y 与x 线性相关. 附表:20()P K k ≥0.10 0.05 0.025 0.010 0.001k2.7063.841 5.024 6.635 10.828【解析】(1)依题意,2014201520162017201820165x ++++==,810132524165y ++++==,故51()()(2)(8)(1)(6)192847iii x x y y =--=-⨯-+-⨯-+⨯+⨯=∑,521()411410ii x x =-=+++=∑,521()643698164254i i y y =-=++++=∑,则51552211()()47470.940.9102542635()()iii iii i x x y y r x x y y ===--===≈>⨯--∑∑∑故y 与x 线性相关.(2)依题意,完善表格如下:购置传统燃油车 购置新能源车 总计 男性车主 18 6 24 女性车主 2 4 6 总计2010302230(18426)15 3.75 2.70620102464K ⨯⨯-⨯===>⨯⨯⨯故有90%的把握认为购车车主是否购置新能源乘用车与性别有关. (3)依题意,该地区购置新能源车的车主中女性车主的概率为42105=, 则2(50,)5X B :, 所以2()50205E X =⨯=,22()50(1)1255D X =⨯⨯-=. 7.(2020云南省昆明市第一中学高三一轮检测)某城市为鼓励人们乘坐地铁出行,地铁公司决定按照乘客经过地铁站的数量实施分段优惠政策,不超过30站的地铁票价如下表:乘坐站数x 100≤<x2010≤<x2030x <≤票价(元)369现有甲、乙两位乘客同时从起点乘坐同一辆地铁,已知他们乘坐地铁都不超过30站,甲、乙乘坐不超过10站的概率分别为14,13;甲、乙乘坐超过20站的概率分别为12,13. (1)求甲、乙两人付费相同的概率;(2)设甲、乙两人所付费用之和为随机变量X ,求X 的分布列和数学期望. 【解析】(1)由题意知甲乘坐超过10站且不超过20站的概率为1111424--=,乙乘坐超过10站且不超过20站的概率为1111333--=, 设“甲、乙两人付费相同”为事件A ,则()11114343P A =⨯+⨯ 111233+⨯=,所以甲、乙两人付费相同的概率是13.(2)由题意可知X 的所有可能取值为:6,9,12,15,18.()11164312P X ==⨯=,()11943P X ==⨯ 111436+⨯=,()11112432P X ==⨯+ 11113433⨯+⨯=,()11112432P X ==⨯+ 1134⨯=,()11118236P X ==⨯=.因此X 的分布列如下:X6912 1518P11216131416所以X 的数学期望()1169126E X =⨯+⨯ 11121534+⨯+⨯ 1511864+⨯=. 8.(2020东北三省三校联合模拟)“移动支付、高铁、网购、共享单车”被称为中国的“新四大发明”.为了帮助50岁以上的中老年人更快地适应“移动支付”,某机构通过网络组织50岁以上的中老年人学习移动支付相关知识.学习结束后,每人都进行限时答卷,得分都在[]50,100内.在这些答卷(有大量答卷)中,随机抽出200份,统计得分绘出频率分布直方图如图.(1)求出图中a 的值,并求样本中,答卷成绩在[)80,90上的人数;(2)以样本的频率为概率,从参加这次答卷的人群中,随机抽取4名,记成绩在80分以上(含80分)的人数为X ,求X 的分布列和期望.【解析】(1)依题意,()2 376 2101,a a a a a ⨯++++=故0.005a =, 故成绩在[)80,90上的频率为600.3,a = 答卷成绩在[)80,90上的人数为2000.360; ⨯=(2)由样本的频率分布直方图知成绩在80分以上(含80分)的频率为2805a =, 依题意,24,5X B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,故()04042381055625P X C ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()31423216155625P X C ⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭, ()()22423442321623962,35562555625P X C P X C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫====== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, ()4442316455625P X C α⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以X 的分布列为X0 1 2 34P816252166252166259662516625所以X 的数学期望为()28455E X =⨯=.。
(文数)解答题强化专练——概率与统计一、解答题(本大题共10小题,共120.0分)1.党中央、国务院历来高度重视青少年的健康成长.“少年强则国强”,青少年身心健康、体魄强健、意志坚强、充满活力,是一个民族旺盛生命力的体现,是社会文明进步的标志,是国家综合实力的重要方面.全面实施《国家学生体质健康标准》,把健康素质作为评价学生全面健康发展的重要指标,是新时代的要求.《国家学生体质健康标准》有一项指标是学生体质指数(BMI),其计算公式为:,当BMI>23.5时认为“超重”,应加强锻炼以改善BMI.某高中高一、高二年级学生共2000人,人数分布如表(a).为了解这2000名学生的BMI指数情况,从中随机抽取容量为160的一个样本.性别男生女生合计年级高一年级5506501200高二年级425375800合计97510252000表(a)(1)为了使抽取的160个学生更具代表性,宜采取分层抽样,试给出一个合理的分层抽样方案,并确定每层应抽取出的学生人数;(2)分析这160个学生的BMI值,统计出“超重”的学生人数分布如表(b).性别男生女生年级高一年级46高二年级24表(b)(i)试估计这2000名学生中“超重”的学生数;(ii)对于该校的2000名学生,应用独立性检验的知识,可分析出性别变量比年级变量与“是否超重”关联性更强.应用卡方检验,可依次得到K2的观察值k1,k2,是判断k1和k2的大小关系.(只需写出结论)2.“公平正义”是社会主义和谐社会的重要特征,是社会主义法治理念的价值追求.“考试”作为一种公平公正选拔人才的有效途径,正被广泛采用.每次考试过后,考生最关心的问题是:自己的考试名次是多少?自已能否被录取?能获得什么样的职位?某单位准备通过考试(按照高分优先录取的原则)录用300名,其中275个高薪职位和25个普薪职位.实际报名人数为2000名,考试满分为400分.考试后对部分考生考试成绩进行抽样分析,得到频率分布直方图如下:试结合此频率分布直方图估计:(1)此次考试的中位数是多少分(保留为整数)?(2)若考生甲的成绩为280分,能否被录取?若能被录取,能否获得高薪职位?(分数精确到个位,概率精确到千分位)3.纪念币是一个国家为纪念国际或本国的政治、历史,文化等方面的重大事件、杰出人物、名胜古迹、珍稀动植物、体育赛事等而发行的法定货币.我国在1984年首次发行纪念币,目前已发行了115套纪念币,这些纪念币深受邮币爱好者的喜爱与收藏.2019年发行的第115套纪念币“双遗产之泰山币”是目前为止发行的第一套异形币,因为这套纪念币的多种特质,更加受到爱好者追捧.某机构为调查我国公民对纪念币的喜爱态度,随机选了某城市某小区的50位居民调查,调查结果统计如下:喜爱不喜爱合计年龄不大于40岁24年龄大于40岁20合计2250(Ⅰ)根据已有数据,把表格数据填写完整,判断能否在犯错误的概率不超过1%的前提下认为不同年龄与纪念币的喜爱无关?(Ⅱ)已知在被调查的年龄不大于40岁的喜爱者中有5名男性,其中3位是学生,现从这5名男性中随机抽取2人,求至多有1位学生的概率.附:,n=a+b+c+d.P(K2≥k)0.1000.0500.0250.010k 2.706 3.841 5.024 6.6354.某市一水电站的年发电量y(单位:亿千瓦时)与该市的年降雨量x(单位:毫米)有如下统计数据:2013年2014年2015年2016年2017年降雨量x (毫米) 1 500 1 400 1 900 1 600 2 100发电量y (亿千瓦7.4 7.0 9.2 7.9 10.0时)(1)若从统计的5年中任取2年,求这2年的发电量都高于7.5 亿千瓦时的概率;(2)由表中数据求得线性回归方程为=0.004x+,该水电站计划2019年的发电量不低于8.6 亿千瓦时,现由气象部门获悉2019年的降雨量约为1 800 毫米,请你预测2019年能否完成发电任务?5.2019年2月13日《烟台市全民阅读促进条例》全文发布,旨在保障全民阅读权利,培养全民阅读习惯,提高全民阅读能力,推动文明城市和文化强市建设.某高校为了解条例发布以来全校学生的阅读情况,随机调查了200名学生每周阅读时间X (单位:小时)并绘制如图所示的频率分布直方图.(1)求这200名学生每周阅读时间的样本平均数和中位数a(a的值精确到0.01);(2)为查找影响学生阅读时间的因素,学校团委决定从每周阅读时间为[6.5,7,5),[7.5,8.5)的学生中抽取9名参加座谈会.(i)你认为9个名额应该怎么分配?并说明理由;(ii)座谈中发现9名学生中理工类专业的较多.请根据200名学生的调研数据,填写下面的列联表,并判断是否有95%的把握认为学生阅读时间不足(每周阅读时间不足8.5小时)与“是否理工类专业”有关?阅读时间不足8.5小时阅读时间超过8.5小时理工类专业4060非理工类专业附:.临界值表:P(K2≥k0)0.150.100.050.0250.0100.0050.001k0 2.072 2.706 3.841 5.024 6.6357.87910.8286.2017年3月郑州市被国务院确定为全国46个生活垃圾分类处理试点城市之一,此后由郑州市城市管理局起草公开征求意见,经专家论证,多次组织修改完善,数易其稿,最终形成《郑州市城市生活垃圾分类管理办法》(以下简称《办法》).《办法》已于2019年9月26日被郑州市人民政府第35次常务会议审议通过,并于2019年12月1日开始施行.《办法》中将郑州市生活垃圾分为厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾4类为了获悉高中学生对垃圾分类的了解情况,某中学设计了一份调查问卷,500名学生参加测试,从中随机抽取了100名学生问卷,记录他们的分数,将数据分成7组:[20,30),[30,40),…,[80,90],并整理得到如图频率分布直方图:(Ⅰ)从总体的500名学生中随机抽取一人,估计其分数不低于60的概率;(Ⅱ)已知样本中分数小于40的学生有5人,试估计总体中分数在区间[40,50)内的学生人数;(Ⅲ)学校环保志愿者协会决定组织同学们利用课余时间分批参加“垃圾分类,我在实践”活动,以增强学生的环保意识.首次活动从样本中问卷成绩低于40分的学生中随机抽取2人参加,已知样本中分数小于40的5名学生中,男生3人,女生2人,求抽取的2人中男女同学各1人的概率是多少?7.某汽车公司生产新能源汽车,2019年3-9月份销售量(单位:万辆)数据如表所示:月份x3456789销售量y(万辆) 3.008 2.401 2.189 2.656 1.665 1.672 1.368(1)某企业响应国家号召,购买了6辆该公司生产的新能源汽车,其中四月份生产的4辆,五月份生产的2辆,6辆汽车随机地分配给A,B两个部门使用,其中A 部门用车4辆,B部门用车2辆.现了解该汽车公司今年四月份生产的所有新能源汽车均存在安全隐患,需要召回.求该企业B部门2辆车中至多有1辆车被召回的概率;(2)经分析可知,上述数据近似分布在一条直线附近.设y关于x的线性回归方程为,根据表中数据可计算出,试求出的值,并估计该厂10月份的销售量.8.某商家在某一天统计前5名顾客扫微信红包所得金额分别为5.9元,5.7元,4.7元,3.3元,2.1元,商家从这5名顾客中随机抽取3人赠送礼品.(Ⅰ)求获得礼品的3人中恰好有2人的红包超过5元的概率;(Ⅱ)商家统计一周内每天使用微信支付的人数x与每天的净利润y(单位:元),得到如表:x12162225262930y60100210240150270330根据表中数据用最小二乘法求y与x的回归方程=(,的计算结果精确到小数点后第二位)并估计使用微信支付的人数增加到36人时,商家当天的净利润为多少(计算结果精确到小数点后第二位)?参考数据及公式:①=22.86,=194.29;=268.86;=3484.29,②回归方程:=(其中=,=-)9.某医学院欲研究昼夜温差大小与患感冒人数多少之间的关系,该院派出研究小组分别到气象局与某医院,抄录了1到6月份每月10号的昼夜温差情况与因患感冒而就诊的人数,得到数据资料见表:月份123456昼夜温差(℃)1011131286就诊人数(个)232630271713该研究小组确定的研究方案是:先从这六组数据中选取2组,用剩下的4组数据求线性回归方程,再用被选取的2组数据进行检验.(1)求选取的2组数据恰好是相邻的两个月的概率;(2)已知选取的是1月与6月的两组数据.(i)请根据2到5月份的数据,求就诊人数y关于昼夜温差x的线性回归方程:(ii)若由线性回归方程得到的估计数据与所选出的检验数据的误差均不超过2人,则认为得到的线性回归方程是理想的,试问该研究小组所得的线性回归方程是否理想?(参考公式==,=-)10.某学校有40名高中生参加足球特长生初选,第一轮测身高和体重,第二轮足球基础知识问答,测试员把成绩(单位:分)分组如下:第1组[75,80),第2组[80,85),第3组[85,90),第4组[90,95),第5组[95,100),得到频率分布直方图如图所示.(1)根据频率分布直方图估计成绩的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);(2)用分层抽样的方法从成绩在第3,4,5组的高中生中6名组成一个小组,若6人中随2人担任小组负责人,求这2人来自3,4组各1人的概率.答案和解析1.【答案】解:(1)考虑到BMI应与年龄或性别均有关,最合理的分层应为以下四层:高一男生、高一女生、高二男生、高二女生;则高一男生抽取×160=44(人),高一女生抽取×160=52(人),高二男生抽取×160=34(人),高二女生抽取×160=30(人);(2)(i)160人中,“超重”人数为4+6+2+4=16(人),“超重”发生的频率为0.1,用样本的频率估计总体的频率,估计这2000名学生中“超重”的学生数为2000×0.1=200(人);(ii)应用独立性检验的知识,分析出性别变量与年级变量哪一个与“是否超重”的关联性更强,得出K2的观察值k1,k2,则k1和k2的大小关系为k1>k2.【解析】(1)考虑到BMI与年龄或性别均有关,最合理的分层为高一男生、女生,高二男生、女生;分别求出每层所抽取的人数即可;(2)(i)计算样本中“超重”的人数和频率,用样本的频率估计总体的频率,计算即可;(ii)应用独立性检验的知识分析出性别变量与年级变量哪一个与“是否超重”的关联性更强,得出K2的观察值k1应大于k2.本题考查了分层抽样原理与独立性检验的问题,也考查了用样本估计总体的问题,是基础题.2.【答案】解:(1)设(0.002+0.0029+x)×100=0.5,解得:x=0.0001.∴可得其中位数为:200+×(300-200)≈202.(2)300~400分的人数为:0.001×100×2000=200.280~300分的人数为:0.0041×100×2000×=164.而164+200>300.∴考生甲的成绩为280分,不能被录取.【解析】(1)设(0.002+0.0029+x)×100=0.5,解得:x.可得其中位数.(2)300~400分的人数为:0.001×100×2000=200.280~300分的人数为:0.0041×100×2000×=164.进而判断出结论.本题考查了频率分布直方图的性质及其应用,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.3.【答案】解:(1)根据题意,设表中数据为喜爱不喜爱合计年龄不大于40岁a b24年龄大于40岁20c d 合计e2250则有e+22=50,则e=28;24+d=50,则d=26,a+20=e=28,则a=8,a+b=24,则b=16,b+c=22,则c=6;故列联表为:喜爱不喜爱合计年龄不大于40岁81624年龄大于40岁20626合计282250则有≈9.623>6.635.故能在犯错误的概率不超过1%的条件下认为不同年龄与纪念币的喜爱无关.(2)根据题意,记不大于40岁的5位喜爱者中的3位学生记为a,b,c,非学生记为A,B,则从5人中任取2人,共有(a,b),(a,c),(a,A),(a,B),(b,c),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B),(A,B)10种结果.其中至多有1位学生的有7种,∴至多有1位学生的概率.【解析】(1)根据题意,由列联表的结构分析可得其他数据,即可完善列联表,进而计算K2的值,据此分析可得答案;(2)根据题意,记不大于40岁的5位喜爱者中的3位学生记为a,b,c,非学生记为A,B;由列举法分析“从这5名男性中随机抽取2人”和“至多有1位学生”的情况数目,由古典概型公式计算可得答案.本题考查独立性检验的应用,涉及古典概型的计算,属于基础题.4.【答案】解:(1)从统计的5年发电量中任取2年,基本事件为:(7.4,7.0},{7.4,9.2},{7.4,7.9},{7.4,10.0},{7.0,9.2},{7.0,7.9},{7.0,10.0},{9.2,7.9},{9.2,10.0},{7.9,10.0},共10个;其中这2年的发电量都高于7.5亿千瓦时的基本事件为:{9.2,7.9},{9.2,10.0},{7.9,10.0},共3个.所以这2年的发电量都高于7.5亿千瓦时的概率为.(2)因为.,又直线过点,所以,解得,所以.当x=1800时,.所以预测该水电站2019年能完成发电任务.【解析】本题考查回归直线方程,概率中的基本事件,属于中档题.(1)确定从统计的5年发电量中任取2年的基本事件、2年发电量都低于8.0(亿千瓦时)的基本事件,即可求出这2年的发电量都低于8.0(亿千瓦时)的概率;(2)先求出线性回归方程,再令x=1800,即可得出结论.5.【答案】解:(1)该组数据的平均数因为0.03+0.1+0.2+0.35=0.68>0.5,所以中位数a∈[8.5,9.5),由0.03+0.1+0.2+(a-8.5)×0.35=0.5,解得;(2)(i)每周阅读时间为[6,5,7.5)的学生中抽取3名,每周阅读时间为[7.5,8.5)的学生中抽取6名.理由:每周阅读时间为[6,5,7.5)与每周阅读时间为[7.5,8.5)是差异明显的两层,为保持样本结构与总体结构的一致性,提高样本的代表性,宜采用分层抽样的方法抽取样本;因为两者频率分别为0.1,0.2,所以按照1:2进行名额分配.(ii)由频率分布直方图可知,阅读时间不足8.5小时的学生共有200×(0.03+0.1+0.2)=66人,超过8.5小时的共有200-66=134人.于是列联表为:阅读时间不足8.5小时阅读时间超过8.5小时理工类专业4060非理工类专业2674K2的观测值,所以有95%的把握认为学生阅读时间不足与“是否理工类专业”有关.【解析】本题主要考查独立性检验的应用,根据数据计算出K2的观测值是解决本题的关键.考查学生的计算能力.(1)根据平均数,中位数的定义进行求解即可,(2)完成列联表,计算K2的观测值,结合独立性检验的性质进行判断即可.6.【答案】解:(Ⅰ)根据频率分布直方图可知,样本中分数高于60的频率为:(0.02+0.04+0.02)×10=0.8,所以样本中分数高于60的概率为0.8.故从总体的500名学生中随机抽取一人,其分数高于60的概率估计为0.8.(Ⅱ)根据题意,样本中分数不小于50的频率为:(0.01+0.02+0.04+0.02)×10=0.9,分数在区间[40,50)内的人数为100-100×0.9-5=5,所以总体中分数在区间[40,50)内的人数估计为500×=25,(Ⅲ)设3名男生分别为A,B,C,2名女生分别为1,2,则从这5名同学中选取2人的结果为:{A,B},{A,C},{A,1},{A,2},{B,C},{B,1},{B,2},{C,1},{C,2},{1,2}共10种情况.其中2人中男女同学各1人包含结果为:{A,1},{A,2},{B,1},{B,2},{C,1},{C,2},共6种,设事件A={抽取的2人中男女同学各1人},则P(A)=,所以,抽取的2人中男女同学各1人的概率是.【解析】(1)由直方图求出分数高于60的频率,计算出分数高于60的概率,(2)先计算出分数不小于50的频率,再算出分数在区间[40,50)内的人数,再估算出总体中分数在区间[40,50)内的人数.(3)先计算出从这5名同学中选取2人的事件,再算出抽取的2人中男女同学各1人的事件,再求抽取的2人中男女同学各1人的概率.本题考查频率直方图,通过频率估算整体,以及求频率,属于基础题.7.【答案】解:(1)设某企业购买的6辆新能源汽车,4月份生产的4辆车为C1,C2,C3,C4;5月份生产的2辆车为D1,D2,6辆汽车随机地分配给A,B两个部门.B部门2辆车可能为(C1,C2),(C1,C3),(C1,C4),(C1,D1),(C1,D2),(C2,C3),(C2,C4),(C2,D1),(C2,D2),(C3,C4),(C3,D1),(C3,D2),(C4,D1,(C4,D2),(D1,D2)共15种情况;其中,至多有1辆车是四月份生产的情况有:(C1,D1),(C1,D2),(C2,D1),(C2,D2),(C3,D1),(C3,D2),(C4,D1),(C4,D2),(D1,D2)共9种,所以该企业B部门2辆车中至多有1辆车被召回的概率为;(2)由题意得,.因为线性回归方程过样本中心点,所以,解得.当x=10时,,即该厂10月份销售量估计为1.151万辆.【解析】(1)用列举法,求出个数,根据概率公式求出即可;(2)求出线性回归方程过样本中心点,代入求出a,再代入x=10即可.考查古典概型求概率,线性回归方程的性质及其应用,中档题.8.【答案】解:(Ⅰ)记“5名顾客扫微信红包所得金额超过5元的2人”为A1,A2,“不超过5元的3人”为B1,B2,B3,“获得礼品的3人中恰好有2人的红包超过5元”为事件M,则所有的基本事件有:A1A2B1,A1A2B2,A1A2B3,A1B1B2,A1B1B3,A1B2B3,A2B1B2,A2B1B3,A2B2B3,B1B2B3共10种,其中事件M包含的基本事件有共3种,为A1A2B1,A1A2B2,A1A2B3,∴P(M)=;(Ⅱ)∵==,∴=-=194.29-12.9622.86=-101.98.∴y与x的回归方程为=12.96x-101.98,当x=36时,.故估计使用微信支付的人数增加到36人时,商家当天的净利润约为364.58元.【解析】(Ⅰ)利用古典概型的概率公式求获得礼品的3人中恰好有2人的红包超过5元的概率;(Ⅱ)利用最小二乘法求y与x的回归方程为=12.96x-101.98,把x=36代入方程,即可得解.本题考查古典概型的概率的计算,考查线性回归方程的求法,考查利用回归方程进行预测,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力,是中档题.9.【答案】解:(1)设选取的2组数据恰好是相邻两个月为事件A,因为从6组数据中选取2组数据共有15种情况,每种情况都是等可能出现的,其中选取的2组数据恰好是相邻两个月的情况有5种,所以P(A)=,(2)=(11+13+12+8)=11,=(26+30+27+17)=25,===,=-=25-=,得到y关于x的回归直线方程为y=(2)当x=10时,y=同样,当x=6时,y=,估计数据与所选出的检验数据的误差均不超过2人,∴该小组所得线性回归方程是理想的.【解析】(1)本题是一个古典概型,试验发生包含的事件是从6组数据中选取2组数据共有15种情况,满足条件的事件是抽到相邻两个月的数据的情况有5种,根据古典概型的概率公式得到结果.(2)根据所给的数据,求出x,y的平均数,根据求线性回归方程系数的方法,求出系数a,b,写出线性回归方程;(3)将x的值代入回归方程检验即可.考查古典概型求概率,求线性回归方程和应用,考查运算能力,中档题.10.【答案】解:(1)因为(0.01+0.07+0.06+x+0.02)×5=1,所以x=0.04,所以成绩的平均值为+0.10×=87.25;(2)第3组学生人数为0.06×5×40=12,第4 组学生人数为0.04×5×40=8,第5组学生人数为0.02×5×40=4,所以抽取的6人中第3,4,5组的人数分别为3,2,1.第3组的3人分别记为A1,A2,A3,第4 组的2人分别记为B1,B2,第5 组的1 人记为C,则从中选出2人的基本事件为共15个,记“从这6人中随机选出2人担任小组负责人,这2人来自第3,4组各1人”为事件M ,则事件M包含的基本事件为(A1,B1),(A1,B2),(A2,B1),(A2,B2),(A3,B1),(A3,B2),共6个,所以P(M)=.【解析】(1)根据频率分布直方图求出x的值,再利用同一组中的数据用该组区间的中点值作代表估计平均数即可;(2)先求出抽取的6人中第3,4,5组的人数,再利用古典概型的概率公式求解即可.本题考查由频数分布直方图,以及古典概型,属于基础题.。
专题12 概率与统计综合问题(专项训练)1.已知某班n 名同学的数学测试成绩(单位:分,满分100分)的频率分布直方图如图所示,其中a ,b ,c 成等差数列,且成绩在[90,100]内的有6人. (1)求n 的值;(2)若成绩在[40,50)内的人数是成绩在[50,60)内的人数的13,规定60分以下为不及格,从不及格的人中任意选取3人,求成绩在50分以下的人数X 的分布列和数学期望.【答案】见解析【解析】(1)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧100.035+0.025+c +2b +a=1,2b =a +c⇒b =0.01,因为成绩在[90,100]内的有6人,所以n =60.01×10=60.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧a +c =0.02,c =3a⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =0.005,c =0.015,于是成绩在[40,50)及[50,60)内的人数分别为3和9,即不及格的人数为12,从中任选3人,则成绩在50分以下的人数X 的所有可能取值为0,1,2,3. 且P (X =0)=C 39C 03C 312=2155,P (X =1)=C 29C 13C 312=2755,P (X =2)=C 19C 23C 312=27220,P (X =3)=C 09C 33C 312=1220,所以X 的分布列如下X 0 1 2 3 P21552755272201220故X 的数学期望为E (X )=0×55+1×55+2×220+3×220=4.2.下图是某市11月1日至14日的空气质量指数趋势图,空气质量指数(AQI)小于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染,某人随机选择11月1日至11月12日中的某一天到达该市,并停留3天.(1)求此人到达当日空气重度污染的概率;(2)设ξ是此人停留期间空气重度污染的天数,求ξ的分布列与数学期望. 【答案】见解析【解析】设A i 表示事件“此人于11月i 日到达该市”(i =1,2,…,12). 依题意知,P (A i )=112,且A i ∩A j =∅(i ≠j ).(1)设B 为事件“此人到达当日空气重度污染”,则B =A 1∪A 2∪A 3∪A 7∪A 12, 所以P (B )=P (A 1∪A 2∪A 3∪A 7∪A 12)=P (A 1)+P (A 2)+P (A 3)+P (A 7)+P (A 12)=512.即此人到达当日空气重度污染的概率为512.(2)由题意可知,ξ的所有可能取值为0,1,2,3.P (ξ=0)=P (A 4∪A 8∪A 9)=P (A 4)+P (A 8)+P (A 9)=312=14, P (ξ=2)=P (A 2∪A 11)=P (A 2)+P (A 11)=212=16, P (ξ=3)=P (A 1∪A 12)=P (A 1)+P (A 12)=212=16,P (ξ=1)=1-P (ξ=0)-P (ξ=2)-P (ξ=3)=1-14-16-16=512,所以ξ的分布列为故ξ的数学期望E (ξ)=0×4+1×12+2×6+3×6=4.3.(2019·焦作模拟)某单位共10名员工,他们某年的收入如下表.(2)从该单位中任取2人,此2人中年薪收入高于5万的人数记为ξ,求ξ的分布列和期望;(3)已知员工年薪收入与工作年限成正线性相关关系,若某员工工作第一年至第四年的年薪分别为3万元,4.2万元,5.6万元,7.2万元,预测该员工第五年的年薪为多少?附:线性回归方程y ^=b ^x +a ^中系数计算公式b ^=∑i =1n(x i -x -)(y i -y -)∑i =1n(x i -x -)2,a ^=y --b ^x -,其中x -,y -表示样本均值.【答案】见解析【解析】 (1)平均值为10万元,中位数为6万元.(2)年薪高于5万的有6人,低于或等于5万的有4人,ξ取值为0,1,2. P (ξ=0)=C 24C 210=215,P (ξ=1)=C 14C 16C 210=815,P (ξ=2)=C 26C 210=13,所以ξ的分布列为ξ 0 1 2 P21581513数学期望为E (ξ)=0×15+1×15+2×3=5.(3)设x i ,y i (i =1,2,3,4)分别表示工作年限及相应年薪, 则x -=2.5,y -=5,∑i =14(x i -x -)2=2.25+0.25+0.25+2.25=5,∑i =14(x i -x -)(y i -y -)=-1.5×(-2)+(-0.5)×(-0.8)+0.5×0.6+1.5×2.2=7,b ^=∑i =14(x i -x -)(y i -y -)∑i =14(x i -x -)2=75=1.4, a ^=y --b ^x -=5-1.4×2.5=1.5,因此线性回归方程为y =1.4x +1.5,可预测该员工第5年的年薪收入为8.5万元.4.(2018·全国卷Ⅰ)某工厂的某种产品成箱包装,每箱200件,每一箱产品在交付用户之前要对产品作检验,如检验出不合格品,则更换为合格品.检验时,先从这箱产品中任取20件作检验,再根据检验结果决定是否对余下的所有产品作检验,设每件产品为不合格品的概率都为p (0<p <1),且各件产品是否为不合格品相互独立.(1)记20件产品中恰有2件不合格品的概率为f (p ),求f (p )的最大值点p 0.(2)现对一箱产品检验了20件,结果恰有2件不合格品,以(1)中确定的p 0作为p 的值.已知每件产品的检验费用为2元,若有不合格品进入用户手中,则工厂要对每件不合格品支付25元的赔偿费用. ①若不对该箱余下的产品作检验,这一箱产品的检验费用与赔偿费用的和记为X ,求E (X ). ②以检验费用与赔偿费用和的期望值为决策依据,是否该对这箱余下的所有产品作检验? 【答案】见解析【解析】(1)由题意知,20件产品中恰有2件不合格品的概率为f (p )=C 220p 2(1-p )18.因此,f ′(p )=C 220[2p (1-p )18-18p 2(1-p )17]=2C 220p (1-p )17·(1-10p ).令f ′(p )=0,得p =0.1. 当p ∈(0,0.1)时,f ′(p )>0;当p ∈(0.1,1)时,f ′(p )<0,所以f (p )的最大值点p 0=0.1. (2)由(1)知,p =0.1.①令Y 表示余下的180件产品中的不合格品的件数. 依题意知,Y ~B (180,0.1),X =20×2+25Y ,即X =40+25Y . 所以E (X )=E (40+25Y )=40+25E (Y )=40+25×180×0.1=490.②如果对余下的所有产品作检验,那么这一箱产品所需要的检验费用为400元. 由于E (X )>400,因此应该对这箱余下的所有产品作检验.5.(2019·甘肃兰州诊断)“中国式过马路”是网友对部分中国人集体闯红灯现象的一种调侃.即“凑够一撮人就可以走了,和红绿灯无关”,某校研究性学习小组对全校学生按“跟从别人闯红灯”“从不闯红灯”“带头闯红灯”等三种形式过马路进行调查,获得下表数据:了66人. (1)求n 的值;(2)在所抽取的“带头闯红灯”的人中,任选2人参加星期天社区组织的“文明交通”宣传活动,求这2人中至少有1人是女生的概率. 【答案】见解析 【解析】 (1)由题意得,66980+340=n980+340+410+150+60+60,解得n =100.(2)因为所有参与调查的人数为980+340+410+150+60+60=2 000,所以从“带头闯红灯”的人中用分层抽样的方法抽取的人数为(60+60)×1002 000=6,其中男生有60×1002 000=3人,女生有60×1002 000=3人,将这3名男生用A 1,A 2,A 3表示,3名女生用B 1,B 2,B 3表示,则从这6人中任选2人的所有基本事件为A 1A 2,A 1A 3,A 2A 3,A 1B 1,A 1B 2,A 1B 3,A 2B 1,A 2B 2,A 2B 3,A 3B 1,A 3B 2,A 3B 3,B 1B 2,B 1B 3,B 2B 3,共15个.这2人均是男生的基本事件有A 1A 2,A 1A 3,A 2A 3,共3个,记“这2人中至少有1人是女生”为事件M ,则M 包含的基本事件共有12个,所以P (M )=1215=45.故从这6人中任选2人,至少有1个是女生的概率为45.6.(2018·全国卷Ⅲ)某工厂为提高生产效率,开展技术创新活动,提出了完成某项生产任务的两种新的生产方式.为比较两种生产方式的效率,选取40名工人,将他们随机分成两组,每组20人.第一组工人用第一种生产方式,第二组工人用第二种生产方式.根据工人完成生产任务的工作时间(单位:min)绘制了如下茎叶图:(1)根据茎叶图判断哪种生产方式的效率更高?并说明理由.(2)求40名工人完成生产任务所需时间的中位数m ,并将完成生产任务所需时间超过m 和不超过m 的工人数填入下面的列联表中:附:K 2=n (ad -bc )2(a +b )(c +d )(a +c )(b +d ),【解析】(1)第二种生产方式的效率更高.理由如下:(ⅰ)由茎叶图可知:用第一种生产方式的工人中,有75%的工人完成生产任务所需时间至少为82 min ;用第二种生产方式的工人中,有75%的工人完成生产任务所需时间至多78 min.因此第二种生产方式的效率更高. (ⅱ)由茎叶图可知:用第一种生产方式的工人完成生产任务所需时间的中位数为85.5 min ;用第二种生产方式的工人完成生产任务所需时间的中位数为73.5 min.因此第二种生产方式的效率更高.(ⅲ)由茎叶图可知:用第一种生产方式的工人完成生产任务平均所需时间高于80 min ;用第二种生产方式的工人完成生产任务平均所需时间低于80 min.因此第二种生产方式的效率更高.(ⅳ)由茎叶图可知:用第一种生产方式的工人完成生产任务所需时间分布在茎8上的最多,关于茎8大致呈对称分布;用第二种生产方式的工人完成生产任务所需时间分布在茎7上的最多,关于茎7大致呈对称分布.又用两种生产方式的工人完成生产任务所需的时间比用第一种生产方式完成生产任务所需的时间更少,因此第二种生产方式的效率更高.(以上给出了4种理由,考生答出其中任意一种或其他合理理由均可得分) (2)由茎叶图知m =79+812=80.列联表如下:(3)由于K 2=20×20×20×20=10>6.635,所以有99%的把握认为两种生产方式的效率有差异.。
专题11 概率与统计综合问题【题型解读】几何概型、古典概型、相互独立事件与互斥事件的概率、条件概率是高考的热点,几何概型主要以客观题考查,求解的关键在于找准测度(面积,体积或长度);相互独立事件、互斥事件常作为解答题的一问考查,也是进一步求分布列、期望与方差的基础,求解该类问题要正确理解题意,准确判定概率模型,恰当选择概率公式.【例1】 (2018·天津卷)已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24,16,16,现采用分层抽样的方法从中抽取7人,进行睡眠时间的调查.(1)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人?(2)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查. ①用X 表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数,求随机变量X 的分布列与数学期望;②设A 为事件“抽取的3人中,既有睡眠充足的员工,也有睡眠不足的员工”,求事件A 发生的概率. 【答案】见解析【解析】(1)由题意得,甲、乙、丙三个部门的员工人数之比为3∶2∶2.由于采用分层抽样的方法从中抽取7人,因此应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取3人、2人、2人. (2)①随机变量X 的所有可能取值为0,1,2,3. P (X =k )=C k 4C 3-k3C 37(k =0,1,2,3).所以随机变量X 的分布列为随机变量X 的数学期望E (X )=0×35+1×35+2×35+3×35=7.②设事件B 为“抽取的3人中,睡眠充足的员工有1人,睡眠不足的员工有2人”;事件C 为“抽取的3人中,睡眠充足的员工有2人,睡眠不足的员工有1人”,则A =B ∪C ,且B 与C 互斥. 由①知,P (B )=P (X =2),P (C )=P (X =1), 故P (A )=P (B ∪C )=P (X =2)+P (X =1)=67.所以事件A 发生的概率为67.【素养解读】本题考查分层抽样、离散型随机变量的分布列与数学期望、互斥事件的概率加法公式,考查分析问题和解决问题的能力,体现了数学运算和数据分析等核心素养.试题难度:中.【突破训练1】 (2017·天津卷)从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相互独立,且在各路口遇到红灯的概率分别为12,13,14.(1)记X 表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X 的分布列和数学期望; (2)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率. 【答案】见解析【解析】(1)随机变量X 的所有可能取值为0,1,2,3.P (X =0)=⎝⎛⎭⎪⎫1-12×⎝⎛⎭⎪⎫1-13×⎝⎛⎭⎪⎫1-14=14,P (X =1)=12×⎝⎛⎭⎪⎫1-13×⎝⎛⎭⎪⎫1-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12×13×⎝⎛⎭⎪⎫1-14+⎝⎛⎭⎪⎫1-12×⎝⎛⎭⎪⎫1-13×14=1124,P (X =2)=⎝⎛⎭⎪⎫1-12×13×14+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13×14+12×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=14,P (X =3)=12×13×14=124.所以随机变量X 的分布列为所以E (X )=0×4+1×24+2×4+3×24=12.(2)设Y 表示第一辆车遇到红灯的个数,Z 表示第二辆车遇到红灯的个数,则所求事件的概率为P (Y +Z =1)=P (Y =0,Z =1)+P (Y =1,Z =0)=P (Y =0)P (Z =1)+P (Y =1)P (Z =0) =14×1124+1124×14=1148. 所以这2辆车共遇到了1个红灯的概率为1148.▶▶题型二 离散型随机变量的分布列、均值与方差离散型随机变量及其分布列、均值与方差及应用是数学高考的一大热点,常有解答题的考查,属于中档题.复习中应强化应用类习题的理解与掌握,弄清随机变量的所有取值,它是正确求随机变量分布列和求均值与方差的关键,对概率模型的确定与转化是解题的基础,准确计算是解题的核心,在备考中应强化解答题的规范性训练.【例2】 (2018·北京卷)电影公司随机收集了电影的有关数据,经分类整理得到下表:假设所有电影是否获得好评相互独立.(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影的概率; (2)从第四类电影和第五类电影中各随机选取1部,估计恰有1部获得好评的概率;(3)假设每类电影得到人们喜欢的概率与表格中该类电影的好评率相等.用“ξk =1”表示第k 类电影得到人们喜欢,“ξk =0”表示第k 类电影没有得到人们喜欢(k =1,2,3,4,5,6).写出方差Dξ1,Dξ2,Dξ3,Dξ4,Dξ5,Dξ6的大小关系.【答案】见解析【解析】 (1)设“从电影公司收集的电影中随机选取1部,这部电影是获得好评的第四类电影”为事件A . 因为第四类电影中获得好评的电影有200×0.25=50(部), 所以P (A )=50140+50+300+200+800+510=502 000=0.025.(2)设“从第四类电影和第五类电影中各随机选取1部,恰有1部获得好评”为事件B ,则P (B )=0.25×(1-0.2)+(1-0.25)×0.2=0.35.(3)由题意可知,定义随机变量如下:ξk =⎩⎪⎨⎪⎧0,第k 类电影没有得到人们喜欢,1,第k 类电影得到人们喜欢,则ξk 显然服从两点分布,故Dξ1=0.4×(1-0.4)=0.24,Dξ2=0.2×(1-0.2)=0.16, Dξ3=0.15×(1-0.15)=0.127 5,Dξ4=0.25×(1-0.25)=0.187 5, Dξ5=0.2×(1-0.2)=0.16, Dξ6=0.1×(1-0.1)=0.09.综上所述,Dξ1>Dξ4>Dξ2=Dξ5>Dξ3>Dξ6.【素养解读】本题考查统计中的概率计算、随机变量的方差计算,考查运算求解能力,体现了数据分析、数学运算等核心素养.试题难度:中.【突破训练2】 (2017·全国卷Ⅲ)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:(1)求六月份这种酸奶一天的需求量X (单位:瓶)的分布列.(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元).当六月份这种酸奶一天的进货量n (单位:瓶)为多少时,Y 的数学期望达到最大值? 【答案】见解析【解析】(1)由题意知,X 所有可能取值为200,300,500, 由表格数据知P (X =200)=2+1690=0.2,P (X =300)=3690=0.4, P (X =500)=25+7+490=0.4, 因此X 的分布列为当300≤n ≤500时,若最高气温不低于25,Y =6n -4n =2n ; 若最高气温位于区间[20,25),则Y=6×300+2(n-300)-4n=1 200-2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n,因此E(Y)=2n×0.4+(1 200-2n)×0.4+(800-2n)×0.2=640-0.4n.当200≤n<300时,若最高气温不低于20,则Y=6n-4n=2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n.因此E(Y)=2n×(0.4+0.4)+(800-2n)×0.2=160+1.2n.所以当n=300时,Y的数学期望达到最大值,最大值为520元.▶▶题型三概率与统计的综合应用概率与统计作为考查考生应用意识的重要载体,已成为近几年高考的一大亮点.主要依托点是统计图表,正确认识和使用这些图表是解决问题的关键.复习时要在这些图表上下工夫,把这些统计图表的含义弄清楚,在此基础上掌握好样本特征数的计数方法、各类概率的计算方法及数学均值与方差的运算.【例3】(2017·全国卷Ⅱ)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下.(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg,新养殖法的箱产量不低于50 kg”,估计A的概率;(2)填写下面的列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关;附:K 2=(a +b)(c +d)(a +c)(b +d).【答案】见解析【解析】(1)记B 表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg”,C 表示事件“新养殖法的箱产量不低于50 kg”. 由题意知P (A )=P (BC )=P (B )P (C ). 旧养殖法的箱产量低于50 kg 的频率为(0.012+0.014+0.024+0.034+0.040)×5=0.62, 故P (B )的估计值为0.62.新养殖法的箱产量不低于50 kg 的频率为 (0.068+0.046+0.010+0.008)×5=0.66, 故P (C )的估计值为0.66.因此,事件A 的概率估计值为0.62×0.66=0.409 2. (2)根据箱产量的频率分布直方图得如下列联表.K 2=100×100×96×104≈15.705.由于15.705>6.635,故有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关.(3)因为新养殖法的箱产量频率分布直方图中,箱产量低于50 kg 的直方图面积为(0.004+0.020+0.044)×5=0.34<0.5,箱产量低于55 kg 的直方图面积为(0.004+0.020+0.044+0.068)×5=0.68>0.5, 故新养殖法箱产量的中位数的估计值为 50+0.5-0.340.068≈52.35(kg).【素养解读】本题考查频率分布直方图、独立性检验、中位数、相互独立事件的概率,考查学生的阅读理解能力、数据处理能力.主要体现了数据分析,数学运算等核心素养.【突破训练3】 (2017·北京卷)为了研究一种新药的疗效,选100名患者随机分成两组,每组各50名,一组服药,另一组不服药.一段时间后,记录了两组患者的生理指标x 和y 的数据,并制成下图,其中“*”表示服药者,“+”表示未服药者.(1)从服药的50名患者中随机选出一人,求此人指标y 的值小于60的概率;(2)从图中A ,B ,C ,D 四人中随机选出两人,记ξ为选出的两人中指标x 的值大于1.7的人数,求ξ的分布列和数学期望E (ξ);(3)试判断这100名患者中服药者指标y 数据的方差与未服药者指标y 数据的方差的大小(只需写出结论). 【答案】见解析【解析】(1)由题图知,在服药的50名患者中,指标y 的值小于60的有15人. 所以从服药的50名患者中随机选出一人,此人指标y 的值小于60的概率为1550=0.3.(2)由题图知,A ,B ,C ,D 四人中,指标x 的值大于1.7的有2人:A 和C . 所以ξ的所有可能取值为0,1,2.P (ξ=0)=C 22C 24=16,P (ξ=1)=C 12C 12C 24=23,P (ξ=2)=C 22C 24=16.所以ξ的分布列为故ξ的期望E (ξ)=0×6+1×3+2×6=1.(3)在这100名患者中,服药者指标y 数据的方差大于未服药者指标y 数据方差. 题型四 统计与统计案例能根据给出的线性回归方程系数公式求线性回归方程,了解独立性检验的基本思想、方法,在选择或填空题中常涉及频率分布直方图、茎叶图及样本的数字特征(如平均数、方差等)的考查,解答题中也有所考查.【例4】 (2018·全国卷Ⅱ)下图是某地区2000年至2016年环境基础设施投资额y (单位:亿元)的折线图.为了预测该地区2018年的环境基础设施投资额,建立了y 与时间变量t 的两个线性回归模型.根据2000年至2016年的数据(时间变量t 的值依次为1,2,…,17)建立模型①:y ^=-30.4+13.5t ;根据2010年至2016年的数据(时间变量t 的值依次为1,2,…,7)建立模型②:y ^=99+17.5t . (1)分析利用这两个模型,求该地区2018年的环境基础设施投资额的预测值; (2)你认为用哪个模型得到的预测值更可靠?请说明理由. 【答案】见解析【解析】(1)利用模型①,该地区2018年的环境基础设施投资额的预测值为y ^=-30.4+13.5×19=226.1(亿元).利用模型②,该地区2018年的环境基础设施资源额的预测值为y ^=99+17.5×9=256.5(亿元). (2)利用模型②得到的预测值更可靠.理由如下:(ⅰ)从折线图可以看出,2000年至2016年的数据对应的点没有随机散布在直线y =-30.4+13.5t 上下,这说明利用2000年至2016年的数据建立的线性模型①不能很好地描述环境基础设施投资额的变化趋势,2010年相对2009年的环境基础设施投资额有明显增加,2010年至2016年的数据对应的点位于一条直线附近,这说明从2010年开始环境基础设施投资额的变化规律呈线性增长趋势,利用2010年至2016年的数据建立的线性模型y ^=99+17.5t 可以较好地描述2010年的数据建立基础设施投资额的变化趋势,因此利用模型②得到的预测值更可靠.(ⅱ)从计算结果看,相对于2016年的环境基础设施投资额220亿元,由模型①得到的预测值226.1亿元的增幅明显偏低,而利用模型②得到的预测值的增幅比较合理,说明利用模型②得到的预测值更可靠. (以上给出了2种理由,考生答出其中任意一种或其他合理理由均可得分.)【素养解读】本题以统计图为背景,考查线性回归方程,考查运算求解能力和数形结合思想,体现了数学运算的核心素养.【突破训练4】 下图是我国2011年至2017年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图.(1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y 与t 的关系,请用相关系数加以说明; (2)建立y 关于t 的回归方程(系数精确到0.01),预测2019年我国生活垃圾无害化处理量. 附注:参考数据:∑i =17y i =9.32,∑i =17t i y i =40.17,∑i =17(y i -y)2=0.55,7≈2.646.参考公式:相关系数r =∑i =1n(t i -t)(y i -y )∑i =1n(t i -t )2∑i =1n(y i -y)2,回归方程y ^=a ^+b ^t 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为b ^=∑i =1n(t i -t)(y i -y )∑i =1n(t i -t )2,a ^=y -b ^t .【答案】见解析【解析】(1)由折线图中数据和附注中参考数据得t =4,∑i =17(t i -t )2=28,∑i =17(y i -y -)2=0.55,∑i =17(t i -t -)(y i -y -)=∑i =17t i y i -t -∑i =17y i =40.17-4×9.32=2.89,r ≈2.890.55×2×2.646≈0.99.因为y 与t 的相关系数近似为0.99,说明y 与t 的线性相关程度相当高,从而可以用线性回归模型拟合y 与t 的关系.(2)由y -=9.327≈1.331及(1)得b ^=∑i =17(t i -t -)(y i -y -)∑i =17(t i -t -)2=2.8928≈0.103,a ^=y --b ^t -=1.331-0.103×4≈0.92.所以y 关于t 的回归方程为y ^=0.92+0.10t .将2019年对应的t =9代入回归方程,得y ^=0.92+0.10×9=1.82.所以预测2019年我国生活垃圾无害化处理量约为1.82亿吨.。
概率与统计(1)事件与概率1、一个口袋中装有大小和形状都相同的一个白球和一个黑球,那么“从中任意摸一个球得到白球”,这个事件是( )A.随机事件B.必然事件C.不可能事件D.不能确定2、从分别写有1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为A.110B.15C.310D.253、从数字1,2,3,4,5中任取两个不同的数字构成一个两位数,则这个数大于30的概率为()A.25B.16C.13D.354、如图,已知电路中4个开关闭合的概率都是12,且是相互独立的,则灯亮的概率为( )A.116B.316C.14D.13165、某射手射击一次,击中10环、9环、8环的概率分别是0.24、0.28、0.19,则这名射手在一次射击中,击中的环数为9环以下的概率是( )A.0.29B.0.71C.0.52D.0.486、一批产品次品率为4%,正品中一等品率为75%.现从这批产品中任取一件,恰好取到一等品的概率为()A.0.75B.0.71C.0.72D.0.37、若某群体中的成员只用现金支付的概率为0.45,既用现金支付也用非现金支付的概率为0.15,则不用现金支付的概率为()A.0.3B.0.4C.0.6D.0.78、某同学数学考试时,有3道不同选择题不能直接得出结果,采取猜测方法,其中有1道题猜对的概率为41,有2道题猜对的概率均为31,试求她恰好猜对2道题的概率为( ) A 、1211 B 、14425 C 、367 D 、419、甲、乙两人下棋,已知两人下成和棋的概率为12,甲赢棋的概率为13,则甲输棋的概率为( ) A.56B.23C.16D.1210、甲、乙、丙三位同学上课后独立完成道自我检测题,甲及格的概率为45,乙及格的概率为25,丙及格的概率为23,则三人至少有一个及格的概率为( ) A. 125B. 1675C. 2425D. 597511、甲、乙两队进行篮球决赛,采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时,该队获胜,决赛结束).根据前期比赛成绩,甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”.设甲队主场取胜的概率为0.6,客场取胜的概率为0.5,且各场比赛结果相互独立,则甲队以4:1获胜的概率是____________.12、现有A B 、两队参加关于“十九大”知识问答竞赛,每队3人,每人回答一个问题,答对者为本队赢一分,答错得0分.A 队中每人答对的概率均为23, B 队中3人答对的概率分别为221,,332,且各答题人答题正确与否之间互无影响,若事件M 表示” A 队得2分“,事件N 表示” B 队得1分“,则()PMN =__________.13、某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率等于__________. 14、如图所示,用三类不同的元件接成系统N ,若元件,,A B C 正常工作的概率分别为123,,234,那么系统N 正常工作的概率为__________.15、甲、乙两人各进行3?次射击,甲每次击中目标的概率为12,乙每次击中目标的概率为23,求:1.乙至少击中目标2次的概率;2.乙恰好比甲多击中目标2次的概率答案以及解析1答案及解析: 答案:A解析:一个口袋中装有大小和形状都相同的一个白球和一个黑球,那么“从中任意摸一个球得到白球”,这个事件是随机事件,故选A2答案及解析: 答案:D解析:由题意,抽取后放回,所以可重复,基本事件空间为:{}11,12,13,14,15,21,22,23,24,25,31,32,33,34,35,41,42,43,44,45,51,52,53,54,55共25个基本事件,事件A =“抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数”,事件A 包含的基本事件为{}21,31,32,41,42,43,51,52,53,54共10个基本事件,所以事件A 发生的概率为102()255P A ==,故选D.3答案及解析: 答案:D解析:由题意知,试验发生包含事件是从数字1,2,3,4,5中任取两个不同的数字,构成一个两位数,共25A 20=种结果.满足条件的事件可以列举出:31,32,33,35,41,43,45,51,52,53,54,共有12个, 根据古典概型的概率公式,得到123205P ==,故选D4答案及解析: 答案:D解析:由题意知,本题是一个相互独立事件同时发生的概率,灯泡不亮包括四个开关都开,或下边的2个都开,上边的2个中有一个开, 这三种情况是互斥的,每一种情况中的事件是相互独立的,∴灯泡不亮的概率是1111111111113++=22222222222216⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯,∴灯亮和灯不亮是两个对立事件,∴灯亮的概率是3131=1616-,故选 D.5答案及解析: 答案:D 解析:6答案及解析: 答案:C解析:因为这批产品次品率为4%,所以正品率为96%,又因为正品中一等品率为75%,所以这批产品一等品率为96%75%72%⨯=, 从这批产品中任取一件,恰好取到一等品的概率为0.72.7答案及解析: 答案:B解析:设“只用现金支付”为事件A ,“既用现金支付也用非现金支付”为事件B ,“不用现金支付”为事件C ,则()()()110.450.150.4p p C B p A =--=--=.故选B8答案及解析: 答案:C 解析:9答案及解析: 答案:C解析:根据互斥事件的概率计算公式,得甲输棋的概率为1111236--=.故选C10答案及解析:11答案及解析: 答案:0.18解析:前四场中有一场客场输,第五场赢时,甲队以4:1获胜的概率是30.60.50.520.108,⨯⨯⨯=前四场中有一场主场输,第五场赢时,甲队以4:1获胜的概率是220.40.60.520.072,⨯⨯⨯=综上所述,甲队以4:1获胜的概率是0.1080.0720.18.q =+=12答案及解析: 答案:1081解析:“A 队总得分为2分”为事件M , A 队总得分为2分,即A 队三人有一人答错,其余两人答对,其概率()2232241339P M C ⎛⎫⎛⎫=⨯-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,记“B 队得1分”为事件N ,事件N 即为B 队三人2人答错,其余一人答对,则()221221221511133233233218P N ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯⨯+⨯-⨯+⨯⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,A 队得2分B 队得一分,即事件,M N 同时发生,则()()()451091881P MN P M P N ==⨯=,故答案为1081.13答案及解析: 答案:0.128解析:设选手所需要答出的5道试题分别为1A ,2A ,3A ,4A ,5A ,并记选手正确回答出某题为事件i A ,答错为i A .因为恰好回答了四个问题晋级下一轮,故第三、四个问题回答正确, 第二个问题回错误,第一个问题回答正确错误都可,则选手回答4个问题的可能为1A ,2A ,3A ,4A或1A ,2A ,3A ,4A .选手晋级下一轮的概率为0.20.20.80.8P =⨯⨯⨯+0.80.20.80.80.128⨯⨯⨯=.14答案及解析: 答案:1124解析:要使系统N 正常工作,则需A 正常工作, ,B C 至少有一个能正常工作,因此系统N能正常工作的槪率为11111123424⎛⎫⨯-⨯=⎪⎝⎭15答案及解析:答案:1.乙至少击中目标2次的概率为2323332122033327C C ⎛⎫⎛⎫⋅+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2.设乙恰好比甲多击中目标2次为事件A ,乙恰好击中目标2次且甲恰好击中目标0次为事件1B ,乙恰好击中目标3?次且甲恰好击中目标1次为事件2B ,则1212,,A B B B B =+为互斥事件()()()2312332031333321121111332321896P A P B P B C C C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⋅⋅+⋅=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+解析:。
专题11 概率与统计综合问题(答题指导)
【题型解读】
几何概型、古典概型、相互独立事件与互斥事件的概率、条件概率是高考的热点,几何概型主要以客观题考查,求解的关键在于找准测度(面积,体积或长度);相互独立事件、互斥事件常作为解答题的一问考查,也是进一步求分布列、期望与方差的基础,求解该类问题要正确理解题意,准确判定概率模型,恰当选择概率公式.【例1】(2018·天津卷)已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24,16,16,现采用分层抽样的方法从中抽取7人,进行睡眠时间的调查.
(1)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人?
(2)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查.
①用X表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数,求随机变量X的分布列与数学期望;
②设A为事件“抽取的3人中,既有睡眠充足的员工,也有睡眠不足的员工”,求事件A发生的概率.
【素养解读】
本题考查分层抽样、离散型随机变量的分布列与数学期望、互斥事件的概率加法公式,考查分析问题和解决问题的能力,体现了数学运算和数据分析等核心素养.试题难度:中.
【突破训练1】 (2017·天津卷)从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相
互独立,且在各路口遇到红灯的概率分别为12,13,1
4
.
(1)记X 表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X 的分布列和数学期望; (2)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率.
▶▶题型二 离散型随机变量的分布列、均值与方差
离散型随机变量及其分布列、均值与方差及应用是数学高考的一大热点,常有解答题的考查,属于中档题.复习中应强化应用类习题的理解与掌握,弄清随机变量的所有取值,它是正确求随机变量分布列和求均值与方差的关键,对概率模型的确定与转化是解题的基础,准确计算是解题的核心,在备考中应强化解答题的规范
性训练.
【例2】(2018·北京卷)电影公司随机收集了电影的有关数据,经分类整理得到下表:
假设所有电影是否获得好评相互独立.
(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影的概率;
(2)从第四类电影和第五类电影中各随机选取1部,估计恰有1部获得好评的概率;
(3)假设每类电影得到人们喜欢的概率与表格中该类电影的好评率相等.用“ξk=1”表示第k类电影得到人们喜欢,“ξk=0”表示第k类电影没有得到人们喜欢(k=1,2,3,4,5,6).写出方差Dξ1,Dξ2,Dξ3,Dξ4,Dξ5,Dξ6的大小关系.
【素养解读】
本题考查统计中的概率计算、随机变量的方差计算,考查运算求解能力,体现了数据分析、数学运算等核心素养.试题难度:中.
【突破训练2】(2017·全国卷Ⅲ)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,
每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:
(1)求六月份这种酸奶一天的需求量X(单位:瓶)的分布列.
(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y(单位:元).当六月份这种酸奶一天的进货量n(单位:瓶)为多少时,Y的数学期望达到最大值?
▶▶题型三概率与统计的综合应用
概率与统计作为考查考生应用意识的重要载体,已成为近几年高考的一大亮点.主要依托点是统计图表,正确认识和使用这些图表是解决问题的关键.复习时要在这些图表上下工夫,把这些统计图表的含义弄清楚,在此基础上掌握好样本特征数的计数方法、各类概率的计算方法及数学均值与方差的运算.
【例3】(2017·全国卷Ⅱ)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下.
(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg,新养殖法的箱产量不低于50 kg”,估计A的概率;
(2)填写下面的列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关;
附:
K2=
.
(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)
【素养解读】
本题考查频率分布直方图、独立性检验、中位数、相互独立事件的概率,考查学生的阅读理解能力、数据处理能力.主要体现了数据分析,数学运算等核心素养.
【突破训练3】(2017·北京卷)为了研究一种新药的疗效,选100名患者随机分成两组,每组各50名,一组服药,另一组不服药.一段时间后,记录了两组患者的生理指标x和y的数据,并制成下图,其中“*”表示服药者,“+”表示未服药者.
(1)从服药的50名患者中随机选出一人,求此人指标y的值小于60的概率;
(2)从图中A,B,C,D四人中随机选出两人,记ξ为选出的两人中指标x的值大于1.7的人数,求ξ的分布列和数学期望E(ξ);
(3)试判断这100名患者中服药者指标y数据的方差与未服药者指标y数据的方差的大小(只需写出结论).
【例4】 (2018·全国卷Ⅱ)下图是某地区2000年至2016年环境基础设施投资额y (单位:亿元)的折线图.
为了预测该地区2018年的环境基础设施投资额,建立了y 与时间变量t 的两个线性回归模型.根据2000年
至2016年的数据(时间变量t 的值依次为1,2,…,17)建立模型①:y ^
=-30.4+13.5t ;根据2010年至2016
年的数据(时间变量t 的值依次为1,2,…,7)建立模型②:y ^
=99+17.5t . (1)分析利用这两个模型,求该地区2018年的环境基础设施投资额的预测值; (2)你认为用哪个模型得到的预测值更可靠?请说明理由.
【素养解读】
本题以统计图为背景,考查线性回归方程,考查运算求解能力和数形结合思想,体现了数学运算的核心素养.
【突破训练4】 下图是我国2011年至2017年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨
)的折线
图.
(1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y 与t 的关系,请用相关系数加以说明;
(2)建立y 关于t 的回归方程(系数精确到0.01),预测2019年我国生活垃圾无害化处理量. 附注:
参考数据:∑i =1
7
y i =9.32,∑i =1
7
t i y i =40.17,
∑i =1
7
(y i -y
)2
=0.55,7≈2.646.
参考公式:相关系数r =
∑i =1
n
(t i -t
)(y i -y )
∑i =1
n
(t i -t )2
∑i =1
n (y i -y
)
2
,
回归方程y ^
=a ^
+b ^
t 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为
b ^
=∑i =1
n
(t i -t
)(y i -y )
∑i =1
n
(t i -t )2
,a ^=y -b ^
t .。