(三)概率与统计
1.(2018·葫芦岛模拟)海水养殖场使用网箱养殖的方法,收获时随机抽取了100个网箱,测量各网箱水产品的产量(单位:kg),其产量都属于区间[25,50],按如下形式分成5组,第一组:[25,30),第二组:[30,35),第三组:[35,40),第四组:[40,45),第五组:[45,50],得到频率分布直方图如图:
定义箱产量在[25,30)(单位:kg)的网箱为“低产网箱”,箱产量在区间[45,50]的网箱为“高产网箱”.
(1)若同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替,试计算样本中的100个网箱的产量的平均数;
(2)按照分层抽样的方法,从这100个样本中抽取25个网箱,试计算各组中抽取的网箱数;
(3)若在(2)抽取到的“低产网箱”及“高产网箱”中再抽取2箱,记其产量分别为m,n,求|m-n|>10的概率.解(1)样本中的100个网箱的产量的平均数
x=(27.5×0.024+32.5×0.040+37.5×0.064+42.5×0.056+47.5×0.016)×5=37.5.
(2)各组网箱数分别为:12,20,32,28,8,
要在此100 箱中抽取25箱,
则分层抽样各组应抽数3,5,8,7,2.
(3)由(2)知,从低产网箱3箱和高产网箱2箱共5箱中要抽取2箱,设低产网箱中3箱编号为1,2,3,高产网箱中2箱编号为4,5,则一共有10种抽法,基本事件为:
(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),
满足条件|m-n|>10的情况为从高、低产网箱中各取1箱,基本事件为
(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),共6种,
所以满足事件A:|m-n|>10的概率为P(A)=6
10=
3 5
.
2.(2016·四川)我国是世界上严重缺水的国家,某市为了制定合理的节水方案,对居民用水情况进行了调查,通过抽样,获得了某年100位居民每人的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5]分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.
(1)求直方图中a的值;
(2)设该市有30万居民,估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数,说明理由;
(3)估计居民月均用水量的中位数.
解(1)由频率分布直方图可知,月均用水量在[0,0.5)的频率为0.08×0.5=0.04.
同理,在[0.5,1),[1.5,2),[2,2.5),[3,3.5),[3.5,4),[4,4.5]等组的频率分别为0.08,0.21,0.25,0.06,0.04,0.02.
由1-(0.04+0.08+0.21+0.25+0.06+0.04+0.02)=0.5×a+0.5×a,
解得a=0.30.
(2)估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数为3.6万.理由如下:
由(1)知,100位居民中月均用水量不低于3吨的频率为0.06+0.04+0.02=0.12.由以上样本的频率分布,可以估计30万居民中月均用水量不低于3吨的人数为300 000×0.12=36 000.
(3)设中位数为x吨.
因为前5组的频率之和为0.04+0.08+0.15+0.21+0.25=0.73>0.5.
而前4组的频率之和为
0.04+0.08+0.15+0.21=0.48<0.5.所以2≤x<2.5.
由0.50×(x-2)=0.5-0.48,解得x=2.04.
故可估计居民月均用水量的中位数为2.04吨.
3.(2018·宁夏银川一中模拟)为了参加某数学竞赛,某高级中学对高二年级理科、文科两个数学兴趣小组的同学进行了赛前模拟测试,成绩(单位:分)记录如下:
理科:79,81,81,79,94,92,85,89.
文科:94,80,90,81,73,84,90,80.
(1)画出理科、文科两组同学成绩的茎叶图;
(2)计算理科、文科两组同学成绩的平均数和方差,并从统计学的角度分析,哪组同学在此次模拟测试中发挥比较好;
(3)若在成绩不低于90分的同学中随机抽出3人进行培训,求抽出的3人中既有理科组同学又有文科组同学的概率.
(参考公式:样本数据x1,x2,…,x n的方差:
s 2=1
n
[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2],其中x 为样本平均数).
解 (1)理科、文科两组同学成绩的茎叶图如下:
(2)从平均数和方差的角度看,理科组同学在此次模拟测试中发挥比较好.理由如下: 理科同学成绩的平均数x 1=1
8
×(79+79+81+81+85+89+92+94)=85,
方差是s 21=18×[(79-85)2+(79-85)2+(81-85)2+(81-85)2+(85-85)2+(89-85)2+(92-85)2+(94-85)2
]
=31.25;
文科同学成绩的平均数x 2=1
8
×(73+80+80+81+84+90+90+94)=84.
方差是s 22=18×[(73-84)2+(80-84)2+(80-84)2+(81-84)2+(84-84)2+(90-84)2+(90-84)2+(94-84)2
]
=41.75;
由于x 1>x 2,s 2
1
2,所以理科组同学在此次模拟测试中发挥比较好.
(3)设理科组同学中成绩不低于90分的2人分别为A ,B ,文科组同学中成绩不低于90分的3人分别为a ,b ,c ,则从他们中随机抽出3人有以下10种可能:ABa ,ABb ,ABc ,Aab ,Aac ,Abc ,Bab ,Bac ,Bbc ,abc .其中全是文科组同学的情况只有1种是abc ,没有全是理科组同学的情况,
记“抽出的3人中既有理科组同学又有文科组同学”为事件M ,则P (M )=1-110=9
10
.
4.2018年6月14日,第二十一届世界杯足球赛在俄罗斯拉开帷幕.为了了解喜爱足球运动是否与性别有关,某体育台随机抽取100名观众进行统计,得到如下2×2列联表.
男 女 总计 喜爱 30
40 不喜爱 40
总计
100
(1)将2×2列联表补充完整,并判断能否在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为喜爱足球运动与性别有关? (2)在不喜爱足球运动的观众中,按性别用分层抽样的方式抽取6人,再从这6人中随机抽取2人参加一台访谈节目,求这2人至少有一位男性的概率.
附:K 2
=n (ad -bc )2(a +b )(c +d )(a +c )(b +d )
,其中n =a +b +c +d .
P (K 2≥k 0)
0.010 0.005 0.001
k0 6.6357.87910.828
解(1)补充列联表如下:
男女总计
喜爱301040
不喜爱204060
总计5050100
由列联表知K2=
100×(30×40-10×20)2
50×50×40×60
≈16.667>10.828.
故可以在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为喜爱足球运动与性别有关.
(2)由分层抽样知,从不喜爱足球运动的观众中抽取6人,其中男性有6×
20
60
=2(人),女性有6×
40
60
=4(人).记男性观众分别为a1,a2,女性观众分别为b1,b2,b3,b4,随机抽取2人,基本事件有(b1,b2),(b1,b3),(b1,b4),(b2,b3),(b2,b4),(b3,b4),(b1,a1),(b1,a2),(b2,a1),(b2,a2),(b3,a1),(b3,a2),(b4,a1),(b4,a2),(a1,a2),共15种.
记至少有一位男性观众为事件A,则事件A包含(b1,a1),(b1,a2),(b2,a1),(b2,a2),(b3,a1),(b3,a2),(b4,a1),(b4,a2),(a1,a2),共9个基本事件,
由古典概型,知P(A)=
9
15
=
3
5
.
5.(2016·全国Ⅲ改编)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.
注:年份代码1~7分别对应年份2008~2014.
(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 .
解 (1)由折线图中数据和附注中参考数据得
t =4,∑i =1
7
(t i -t )2
=28,
∑i =1
7
(y i -y
)2
=0.55.
∑i =1
7 (t i -t )(y i -y )=∑i =1
7
t i y i -t ∑i =1
7
y i =40.17-4×9.32=2.89,
所以r ≈ 2.89
0.55×2×2.646
≈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 =9.32
7
≈1.331及(1)得
b ^
=
∑i =1
7
(t i -t )(y i -y
)∑i =1
7
(t i -t
)
2
=
2.89
28
≈0.10, a ^
=y -b ^
t ≈1.331-0.103×4≈0.92.
所以y 关于t 的线性回归方程为y ^
=0.10t +0.92. 将2019年对应的t =12代入线性回归方程,得
y ^
=0.92+0.10×12=2.12.
所以预测2019年我国生活垃圾无害化处理量将约为2.12亿吨.
1.【2015·新课标II】某公司为了解用户对其产品的满意度,从A,B两地区分别随机调查了20个用户,得到用户对产品的满意度评分如下: A地区:62 73 81 92 95 85 74 64 53 76 78 86 95 66 97 78 88 82 76 89 B地区:73 83 62 51 91 46 53 73 64 82 93 48 65 81 74 56 54 76 65 79 (Ⅰ)根据两组数据完成两地区用户满意度评分的茎叶图,并通过茎叶图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,得出结论即可); 价结果相互独立.根据所给数据,以事件发生的频率作为相应事件发生的概率,求C的概率. 2.【2015·福建】某银行规定,一张银行卡若在一天内出现3次密码尝试错误,该银行卡将被锁定,小王到银行取钱时,发现自己忘记了银行卡的密码,但是可以确定该银行卡的正确密码是他常用的6个密码之一,小王决定从中不重复地随机选择1个进行尝试.若密码正确,则结束尝试;否则继续尝试,直至该银行卡被锁定. (Ⅰ)求当天小王的该银行卡被锁定的概率; (Ⅱ)设当天小王用该银行卡尝试密码次数为X,求X的分布列和数学期望.
3.【2015·山东】若n是一个三位正整数,且n的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10 分;若能被10整除,得1分. 整除,得1 (I)写出所有个位数字是5的“三位递增数” ; (II)若甲参加活动,求甲得分X的分布列和数学期望EX. 4.【2015·安徽】已知2件次品和3件正品放在一起,现需要通过检测将其区分,每次随机检测一件产品,检测后不放回,直到检测出2件次品或者检测出3件正品时检测结束. (Ⅰ)求第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品的概率; (Ⅱ)已知每检测一件产品需要费用100元,设X表示直到检测出2件次品或者检测出3件正品时所 需要的检测费用(单位:元),求X的分布列和均值(数学期望).
1. 对于函数()3 2 1(2)(2)3 f x a x bx a x =-+-+-。 (1)若()f x 在13x x ==和处取得极值,且()f x 的图像上每一点的切线的斜率均不超过 22sin cos t t t -+t 的取值范围; (2)若()f x 为实数集R 上的单调函数,设点P 的坐标为(),a b ,试求出点P 的轨迹所形成的图形的面积S 。 1. (1)由()3 2 1 (2)(2)3 f x a x bx a x =-+-+-,则()2'(2)2(2)f x a x bx a =-+-+- 因为()13f x x x ==在和处取得极值,所以()13'0x x f x ===和是的两个根 22 1(2)121(2)02 (2)323(2)0a a b a b a b a ?=--+?-?+-=????=--+?-?+-=?? ()2 '43f x x x ∴=-+- 因为()f x 的图像上每一点的切线的斜率不超过2 2sin cos t t t -+ 所以()2 '2sin cos f x t t t x R ≤-∈恒成立, 而()()2 '21f x x =--+,其最大值为1. 故2 2sin cos 1t t t -≥ 72sin 21,3412t k t k k Z πππππ? ??-≥?+≤≤+∈ ??? (2)当2a =-时,由()f x 在R 上单调,知0b = 当2a ≠-时,由()f x 在R 上单调()'0f x ?≥恒成立,或者()'0f x ≤恒成立. ∵()2 '(2)2(2)f x a x bx a =-+-+-, 2244(4)0b a ∴?=+-≤可得224a b +≤ 从而知满足条件的点(),P a b 在直角坐标平面aob 上形成的轨迹所围成的图形的面积为 4S π= 2. 函数cx bx ax x f ++=2 3 )((0>a )的图象关于原点对称,))(,(ααf A 、)) (,(ββf B 分别为函数)(x f 的极大值点和极小值点,且|AB|=2,αββα-=-)()(f f .
大题规范练一 解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 1.(本题满分12分)已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根. (1)求数列{a n }的前n 项和S n ; (2)在(1)中,设b n =S n n +c ,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根, ∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4, ∴S n =n·1+n (n -1)2 ·4=2n 2-n. (2)当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12 =2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2. ∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列. 2.(本题满分12分)某县响应党中央的号召,积极开展了建设社会主义新农村的活动,实行以奖代补,并组织有关部门围绕新农村建设中的五个方面(新房舍、新设施、新环境、新农民、新风尚)对各个村进行综合评分,高分(大于等于88分)的村先给予5万元的基础奖励,然后比88分每高1分,奖励增加5千元,低分(小于等于75分)的村给予通报,取消5万元的基础奖励,且比75分每低1分,还要扣款1万元,并要求重新整改建设,分数在(75, 88)之间的只享受5万元的基础奖励,下表是甲、乙两个乡镇各10个村的得分数据(单位:分): 甲:62,74,86,68,97,75,88,98,76,99; 乙:71,81,72,86,91,77,85,78,83,84. (1)根据上述数据完成以下茎叶图,并通过茎叶图比较两个乡镇各10个村的得分的平均值及分散程度(不要求计算具体的数值,只给出结论即可);
高中数学之概率与统计 求等可能性事件、互斥事件和相互独立事件的概率 解此类题目常应用以下知识: (1)等可能性事件(古典概型)的概率:P(A)=)()(I card A card =n m ; 等可能事件概率的计算步骤: 计算一次试验的基本事件总数n ; 设所求事件A ,并计算事件A 包含的基本事件的个数m ; 依公式 ()m P A n = 求值; 答,即给问题一个明确的答复. (2)互斥事件有一个发生的概率:P(A +B)=P(A)+P(B); 特例:对立事件的概率:P(A)+P(A )=P(A +A )=1. (3)相互独立事件同时发生的概率:P(A ·B)=P(A)·P(B); 特例:独立重复试验的概率:Pn(k)=k n k k n p p C --)1(.其中P 为事件A 在一次试验中发生的 概率,此式为二项式[(1-P)+P]n 展开的第k+1项. (4)解决概率问题要注意“四个步骤,一个结合”: 求概率的步骤是: 第一步,确定事件性质?? ?? ???等可能事件 互斥事件 独立事件 n 次独立重复试验 即所给的问题归结为四类事件中的某一种. 第二步,判断事件的运算 ?? ?和事件积事件 即是至少有一个发生,还是同时发生,分别运用相加或相乘事件. 第三步,运用公式()()()()()()()()(1) k k n k n n m P A n P A B P A P B P A B P A P B P k C p p -? =???+=+? ??=??=-??等可能事件: 互斥事件: 独立事件: n 次独立重复试验:求解 第四步,答,即给提出的问题有一个明确的答复. 例1. 在五个数字12345,,,,中,。 例2. 若随机取出三个数字,则剩下两个数字都是奇数的概率是 (结果用数值表示). [解答过程]0.3提示:13 35C 33. 54C 10 2P ===?
高考数学精品复习资料 2019.5 中档大题规范练 中档大题规范练——三角函数 1.已知函数f (x )=(sin x -cos x )sin 2x sin x . (1)求f (x )的定义域及最小正周期; (2)求f (x )的单调递增区间. 解 (1)由sin x ≠0得x ≠k π(k ∈Z ), 故f (x )的定义域为{x ∈R |x ≠k π,k ∈Z }. 因为f (x )=(sin x -cos x )sin 2x sin x =2cos x (sin x -cos x ) =sin 2x -2cos 2x =sin 2x -(1+cos 2x ) =2sin ? ???2x -π4-1, 所以f (x )的最小正周期T =2π2 =π. (2)函数y =sin x 的单调递增区间为 ? ???2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ). 由2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2 ,x ≠k π(k ∈Z ), 得k π-π8≤x ≤k π+3π8 ,x ≠k π(k ∈Z ). 所以f (x )的单调递增区间为 ????k π-π8,k π和? ???k π,k π+3π8(k ∈Z ). 2.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 成等差数列,角B 所对的边b =3,且函数f (x )=23sin 2x +2sin x cos x -3在x =A 处取得最大值. (1)求f (x )的值域及周期;