2021年高考数学三轮冲刺训练 概率统计(含解析).doc
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1、概率统计古典概率、离散型随机变量的分布列、均值与方差是高考的热点题型,去年竟有解答题作为压轴题,常与排列、组合、概率等知识综合命题以实际问题为背景考查离散型随机变量的均值与方差在实际问题中的应用,注重与数列、不等式、函数、导数等知识的综合考查,是高考的主要命题方向1. 事件的相互独立性(1)定义:设A,B为两个事件,如果P(AB)P(A)P(B),那么称事件A与事件B相互独立(2)性质:若事件A与B相互独立,则P(AB)P(A)P(B)如果事件A与B相互独立,那么A与B,A与B,A与B也相互独立(3)独立重复试验:在相同条件下重复做的n次试验称为n次独立重复试验,在n次独立重复试验中,事件A恰
2、好发生k次的概率为P(Xk)Cpknk(k0,1,2,n)2. 随机变量的有关概念(1)随机变量:随着试验结果变化而变化的变量,常用字母X,Y,表示(2)离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量3. 离散型随机变量的概率分布及其性质(1)一般地,若离散型随机变量X可能取的不同值为x1,x2,xi,xn,X取每一个值xi(i1,2,n)的概率P(Xxi)pi,则表Xx1x2xixnPp1p2pipn称为离散型随机变量X的概率分布列,简称为X的概率分布,有时为了表达简单,也用等式P(Xxi)pi,i1,2,n表示X的概率分布(2)离散型随机变量概率分布的性质pi0(i1,2,n);p1p2p
3、n14. 常见离散型随机变量的概率分布(1)两点分布:若随机变量X服从两点分布,即其概率分布为X01P1pp其中pP(X1)称为成功概率(2)超几何分布:在含有M件次品的N件产品中,任取n件,其中恰有X件次品,则事件“Xr”发生的概率为P(Xr),r0,1,2,m,其中mminM,n,且nN,MN,n,M,NN*,称分布列为超几何分布X01mP(3)二项分布XB(n,p),记为CpkqnkB(k;n,p)X01knPCp0qnCp1qn1CpkqnkCpnq05. 求概率分布的步骤(1)明确随机变量X取哪些值;(2)求X取每一个值的概率;(3)列成表格6. 离散型随机变量的均值与方差若离散型随
4、机变量X的概率分布为Xx1x2xixnPp1p2pipn(1)均值称E(X)x1p1x2p2xipixnpn为随机变量X的均值或数学期望,它反映了离散型随机变量取值的平均水平(2)方差称D(X)xiE(x)2pi为随机变量X的方差,它刻画了随机变量X与其均值E(X)的平均偏离程度,D(X)越小,稳定性越高,波动性越小,其算术平方根为随机变量X的标准差2. 均值与方差的性质(1)E(aXb)aE(X)b(2)D(aXb)a2D(X)(a,b为常数)3. 两点分布、二项分布、超几何分布的期望、方差(1)若X服从两点分布,则E(X)p,D(X)p(1p)(2)若X服从二项分布,即XB(n,p),则E
5、(X)np,D(X)np(1p)(3)若X服从超几何分布,即XH(n,M,N)时,E(X)8 正态曲线及性质(1)正态曲线的定义函数,(x)e,x(,)(其中实数和(0)为参数)的图像为正态分布密度曲线,简称正态曲线(是正态分布的期望,是正态分布的标准差)(2)正态曲线的特点曲线位于x轴上方与x轴不相交;曲线是单峰的,它关于直线x对称;曲线在x处达到峰值;曲线与x轴之间的面积为1;当一定时,曲线随着的变化而沿x轴平移;当一定时,曲线的形状由确定越小,曲线越“高瘦”,表示总体的分布越集中;,越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散5. 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(
6、ab),随机变量X满足P(aXb),(x)dx,则称随机变量X服从正态分布,记作XN(,2)(2)正态分布的三个常用数据P(X)0.6826;P(2X2)0.9544;P(3400空气质量好空气质量不好附:K2=,P(K2k)0.050 0.010 0.001k3.841 6.635 10.828 【解析】(1)由所给数据,该市一天的空气质量等级为1,2,3,4的概率的估计值如下表:空气质量等级1234概率的估计值0.430.270.210.09(2)一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值为(3)根据所给数据,可得列联表:人次400人次400空气质量好3337空气质量不好228根据列联表得由于,
7、故有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关14、为加强环境保护,治理空气污染,环境监测部门对某市空气质量进行调研,随机抽查了天空气中的和浓度(单位:),得下表: 3218468123710(1)估计事件“该市一天空气中浓度不超过,且浓度不超过”的概率;(2)根据所给数据,完成下面的列联表: (3)根据(2)中的列联表,判断是否有的把握认为该市一天空气中浓度与浓度有关?附:,0.050 0.010 0.0013.841 6.635 10.828【解析】(1)根据抽查数据,该市100天的空气中PM2.5浓度不超过75,且浓度不超过150的天数为,因此,该市一天空气中PM2
8、.5浓度不超过75,且浓度不超过150的概率的估计值为(2)根据抽查数据,可得列联表: 64161010(3)根据(2)的列联表得由于,故有的把握认为该市一天空气中浓度与浓度有关15、某校为举办甲、乙两项不同活动,分别设计了相应的活动方案:方案一、方案二为了解该校学生对活动方案是否支持,对学生进行简单随机抽样,获得数据如下表:男生女生支持不支持支持不支持方案一200人400人300人100人方案二350人250人150人250人假设所有学生对活动方案是否支持相互独立()分别估计该校男生支持方案一的概率、该校女生支持方案一的概率;()从该校全体男生中随机抽取2人,全体女生中随机抽取1人,估计这3
9、人中恰有2人支持方案一的概率;()将该校学生支持方案的概率估计值记为,假设该校年级有500名男生和300名女生,除一年级外其他年级学生支持方案二的概率估计值记为,试比较与的大小(结论不要求证明)【解析】()该校男生支持方案一的概率为,该校女生支持方案一的概率为;()3人中恰有2人支持方案一分两种情况,(1)仅有两个男生支持方案一,(2)仅有一个男生支持方案一,一个女生支持方案一,所以3人中恰有2人支持方案一概率为:;()16、为了解甲、乙两种离子在小鼠体内的残留程度,进行如下试验:将200只小鼠随机分成A,B两组,每组100只,其中A组小鼠给服甲离子溶液,B组小鼠给服乙离子溶液,每只小鼠给服的
10、溶液体积相同、摩尔浓度相同经过一段时间后用某种科学方法测算出残留在小鼠体内离子的百分比根据试验数据分别得到如下直方图:记C为事件:“乙离子残留在体内的百分比不低于5.5”,根据直方图得到P(C)的估计值为0.70(1)求乙离子残留百分比直方图中a,b的值;(2)分别估计甲、乙离子残留百分比的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表)【答案】(1)a=0.35,b=0.10;(2)甲、乙离子残留百分比的平均值的估计值分别为4.05,6.00【解析】(1)由已知得0.70=a+0.20+0.15,故a=0.35b=10.050.150.70=0.10(2)甲离子残留百分比的平均值的估计值为2
11、0.15+30.20+40.30+50.20+60.10+70.05=4.05乙离子残留百分比的平均值的估计值为30.05+40.10+50.15+60.35+70.20+80.15=6.0017、11分制乒乓球比赛,每赢一球得1分,当某局打成10:10平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜,该局比赛结束甲、乙两位同学进行单打比赛,假设甲发球时甲得分的概率为0.5,乙发球时甲得分的概率为0.4,各球的结果相互独立在某局双方10:10平后,甲先发球,两人又打了X个球该局比赛结束(1)求P(X=2);(2)求事件“X=4且甲获胜”的概率【答案】(1)0.5;(2)0.1【解析】(1)X=2就是
12、1010平后,两人又打了2个球该局比赛结束,则这2个球均由甲得分,或者均由乙得分因此P(X=2)=0.50.4+(10.5)(10.4)=0.5(2)X=4且甲获胜,就是1010平后,两人又打了4个球该局比赛结束,且这4个球的得分情况为:前两球是甲、乙各得1分,后两球均为甲得分因此所求概率为0.5(10.4)+(10.5)0.40.50.4=0.118、设甲、乙两位同学上学期间,每天7:30之前到校的概率均为假定甲、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,求随机变量的分布列和数学期望;(2)设为事件“上学期间的三天中,
13、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”,求事件发生的概率【答案】(1)分布列见解析,;(2)【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,故,从而所以,随机变量的分布列为0123随机变量的数学期望(2)设乙同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数为,则,且由题意知事件与互斥,且事件与,事件与均相互独立,从而由(1)知19、改革开放以来,人们的支付方式发生了巨大转变近
14、年来,移动支付已成为主要支付方式之一为了解某校学生上个月A,B两种移动支付方式的使用情况,从全校学生中随机抽取了100人,发现样本中A,B两种支付方式都不使用的有5人,样本中仅使用A和仅使用B的学生的支付金额分布情况如下:支付金额(元)支付方式(0,1000(1000,2000大于2000仅使用A18人9人3人仅使用B10人14人1人(1)从全校学生中随机抽取1人,估计该学生上个月A,B两种支付方式都使用的概率;(2)从样本仅使用A和仅使用B的学生中各随机抽取1人,以X表示这2人中上个月支付金额大于1000元的人数,求X的分布列和数学期望;(3)已知上个月样本学生的支付方式在本月没有变化现从样
15、本仅使用A的学生中,随机抽查3人,发现他们本月的支付金额都大于2000元根据抽查结果,能否认为样本仅使用A的学生中本月支付金额大于2000元的人数有变化?说明理由【答案】(1)0.4;(2)分布列见解析,E(X)=1;(3)见解析【解析】(1)由题意知,样本中仅使用A的学生有18+9+3=30人,仅使用B的学生有10+14+1=25人,A,B两种支付方式都不使用的学生有5人故样本中A,B两种支付方式都使用的学生有10030255=40人所以从全校学生中随机抽取1人,该学生上个月A,B两种支付方式都使用的概率估计为(2)X的所有可能值为0,1,2记事件C为“从样本仅使用A的学生中随机抽取1人,该
16、学生上个月的支付金额大于1000元”,事件D为“从样本仅使用B的学生中随机抽取1人,该学生上个月的支付金额大于1000元”由题设知,事件C,D相互独立,且所以,所以X的分布列为X012P0.240.520.24故X的数学期望(3)记事件E为“从样本仅使用A的学生中随机抽查3人,他们本月的支付金额都大于2000元”假设样本仅使用A的学生中,本月支付金额大于2000元的人数没有变化,则由上个月的样本数据得答案示例1:可以认为有变化理由如下:P(E)比较小,概率比较小的事件一般不容易发生一旦发生,就有理由认为本月的支付金额大于2000元的人数发生了变化,所以可以认为有变化答案示例2:无法确定有没有变
17、化理由如下:事件E是随机事件,P(E)比较小,一般不容易发生,但还是有可能发生的,所以无法确定有没有变化20、为治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得分;若都治愈或都未治
18、愈则两种药均得0分甲、乙两种药的治愈率分别记为和,一轮试验中甲药的得分记为X(1)求的分布列;(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,表示“甲药的累计得分为时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则,其中,假设,(i)证明:为等比数列;(ii)求,并根据的值解释这种试验方案的合理性【答案】(1)分布列见解析;(2)(i)证明见解析,(ii),解释见解析【解析】X的所有可能取值为,所以的分布列为(2)(i)由(1)得因此,故,即又因为,所以为公比为4,首项为的等比数列(ii)由(i)可得由于,故,所以表示最终认为甲药更有效的概率,由计算结果可以看出,在甲药治愈率为0.5,乙药治愈率为0.8时,认
19、为甲药更有效的概率为,此时得出错误结论的概率非常小,说明这种试验方案合理一、 单选题1、某班级在一次数学竞赛中为全班同学设置了一等奖、二等奖、三等奖以及参与奖,且奖品的单价分别为:一等奖20元、二等奖10元、三等奖5元、参与奖2元,获奖人数的分配情况如图所示,则以下说法正确的是( )A参与奖总费用最高B三等奖的总费用是二等奖总费用的2倍C购买奖品的费用的平均数为4.6元D购买奖品的费用的中位数为5元【答案】C【解析】假设班级共有人,参与奖占:,所以参与奖的总费用为元,三等奖的总费用为:元,二等奖的总费用为:元,一等奖的总费用为:元,由此可知AB错误;购买奖品的费用的平均数为:元,故C正确;因为
20、参与奖的人数有人,超过了人数的一半,所以中位数为元,故D错误,故选:C.2、设随机变量,函数没有零点的概率是,则( )附:若,则,.ABCD【答案】B【解析】:函数没有零点,二次方程无实根,又没有零点的概率是,由正态曲线的对称性知:,故选:B.3、古希腊哲学家毕达哥拉斯曾说过:“美的线型和其他一切美的形体都必须有对称形式”在中华传统文化里,建筑、器物、书法、诗歌、对联、绘画几乎无不讲究对称之美如清代诗人黄柏权的茶壶回文诗(如图)以连环诗的形式展现,20个字绕着茶壶成一圆环,不论顺着读还是逆着读,皆成佳作数学与生活也有许多奇妙的联系,如2020年02月02日(20200202)被称为世界完全对称
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