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(全國通用版)2019高考數學二輪復習 專題四 概率與統計 第2講 概率與統計學案 文

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1、第2講 概率與統計 高考定位 1.以選擇題、填空題的形式考查古典概型、幾何概型的基本應用,同時滲透互斥事件、對立事件;2.概率常與統計知識結合在一起命題,主要以解答題形式呈現,中檔難度. 真 題 感 悟 1.(2018·全國Ⅱ卷)從2名男同學和3名女同學中任取2人參加社區(qū)服務,恰好選中的2人都是女同學的概率是(  ) A.0.6 B.0.5 C.0.4 D.0.3 解析 設2名男同學記為x,y,3名女同學記為a,b,c. 從中任取2人有{x,a},{x,b},{x,c},{y,a},{y,b},{y,c},{a,b},{a,c},{b,c},{x,y}共10種不同的

2、結果,其中都是女生的有{a,b},{a,c},{b,c}三種不同結果. 故所求事件的概率p==0.3. 答案 D 2.(2018·全國Ⅰ卷)如圖來自古希臘數學家希波克拉底所研究的幾何圖形.此圖由三個半圓構成,三個半圓的直徑分別為直角三角形ABC的斜邊BC,直角邊AB,AC.△ABC的三邊所圍成的區(qū)域記為Ⅰ,黑色部分記為Ⅱ,其余部分記為Ⅲ.在整個圖形中隨機取一點,此點取自Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的概率分別記為p1,p2,p3,則(  ) A.p1=p2 B.p1=p3 C.p2=p3 D.p1=p2+p3 解析 不妨設△ABC為等腰直角三角形,AB=AC=2,則BC=2,所以區(qū)域Ⅰ

3、的面積即△ABC的面積,為S1=×2×2=2,區(qū)域Ⅲ的面積S3=-S1=π-2.區(qū)域Ⅱ的面積為S2=π·-S3=2.根據幾何概型的概率計算公式,得p1=p2=,p3=,所以p1≠p3,p2≠p3,p1≠p2+p3,故選A. 答案 A 3.(2017·全國Ⅱ卷)從分別寫有1,2,3,4,5的5張卡片中隨機抽取1張,放回后再隨機抽取1張,則抽得的第一張卡片上的數大于第二張卡片上的數的概率為(  ) A. B. C. D. 解析 法一 如下表所示,表中的點橫坐標表示第一次取到的數,縱坐標表示第二次取到的數, 1 2 3 4 5 1 (1,1) (1,2) (

4、1,3) (1,4) (1,5) 2 (2,1) (2,2) (2,3) (2,4) (2,5) 3 (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) 4 (4,1) (4,2) (4,3) (4,4) (4,5) 5 (5,1) (5,2) (5,3) (5,4) (5,5) 總計有25種情況,滿足條件的有10種, 所以所求概率為=. 法二 從5張卡片中有放回的隨機抽取兩次,共有25種結果.其中兩次卡片上的數相同有5種. 所以抽得卡片上數字不同的概率p=1-=, 因此所求事件的概率p′=p=. 答案 D 4.(201

5、8·天津卷)已知某校甲、乙、丙三個年級的學生志愿者人數分別為240,160,160.現采用分層抽樣的方法從中抽取7名同學去某敬老院參加獻愛心活動. (1)應從甲、乙、丙三個年級的學生志愿者中分別抽取多少人? (2)設抽出的7名同學分別用A,B,C,D,E,F,G表示,現從中隨機抽取2名同學承擔敬老院的衛(wèi)生工作. ①試用所給字母列舉出所有可能的抽取結果; ②設M為事件“抽取的2名同學來自同一年級”,求事件M發(fā)生的概率. 解 (1)由已知,甲、乙、丙三個年級的學生志愿者人數之比為3∶2∶2,由于采用分層抽樣的方法從中抽取7名同學,因此應從甲、乙、丙三個年級的學生志愿者中分別抽取3人,2人

6、,2人. (2)①從抽出的7名同學中隨機抽取2名同學的所有可能結果為 {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種. ②由(1),不妨設抽出的7名同學中,來自甲年級的是A,B,C,來自乙年級的是D,E,來自丙年級的是F,G,則從抽出的7名同學中隨機抽取的2名同學來自同一年級的所有可能結果為{A,B},{A,C},{B,C},{D,E},{F,G},共5種.所以,事件M發(fā)生的概

7、率P(M)=. 考 點 整 合 1.古典概型的概率 (1)公式P(A)==. (2)古典概型的兩個特點:所有可能出現的基本事件只有有限個;每個基本事件出現的可能性相等. 2.幾何概型的概率 (1)P(A)=. (2)幾何概型應滿足兩個條件:①試驗中所有可能出現的結果(基本事件)有無限多個;②每個基本事件出現的可能性相等. 3.概率的性質及互斥事件的概率 (1)概率的取值范圍:0≤P(A)≤1. (2)必然事件的概率:P(A)=1. (3)不可能事件的概率:P(A)=0. (4)若A,B互斥,則P(A∪B)=P(A)+P(B),特別地P(A)+P()=1. 熱點一

8、 幾何概型 【例1】 (1)(2016·全國Ⅰ卷)某公司的班車在7:30,8:00,8:30發(fā)車,小明在7:50至8:30之間到達發(fā)車站乘坐班車,且到達發(fā)車站的時刻是隨機的,則他等車時間不超過10分鐘的概率是(  ) A. B. C. D. (2)(2018·湖南師大附中聯考)太極圖是以黑白兩個魚形紋組成的圖形圖案,它形象化地表達了陰陽輪轉,相反相成是萬物生成變化根源的哲理,展現了一種相互轉化,相對統一的形式美.按照太極圖的構圖方法,在平面直角坐標系中,圓O被y=3sinx的圖象分割為兩個對稱的魚形圖案(如圖所示).其中小圓的半徑均為1,現在大圓內隨機取一點,則此點取自陰影部

9、分的概率為________. 解析 (1)如圖所示,畫出時間軸: 小明到達的時間會隨機的落在圖中線段AB上,而當他的到達時間落在線段AC或DB上時,才能保證他等車的時間不超過10分鐘. 根據幾何概型得所求概率p==. (2)依題意,大圓的直徑為y=3sinx的最小正周期T=8.所以大圓的面積S=π=16π.又一個小圓的面積S0=π×12=π.故所求事件的概率P===. 答案 (1)B (2) 探究提高 1.幾何概型適用條件:當構成試驗的結果的區(qū)域為長度、面積、體積時,應考慮使用幾何概型求解. 2.求解關鍵:尋找構成試驗的全部結果的區(qū)域和事件發(fā)生的區(qū)域,有時需要設出變量,在

10、坐標系中表示所需要的區(qū)域. 易錯警示 在計算幾何概型時,對應的是區(qū)間、區(qū)域還是幾何體,一定要區(qū)分開來,否則結論不正確. 【訓練1】 (1)若函數f(x)=在區(qū)間[0,e]上隨機取一個實數x,則f(x)的值不小于常數e的概率是(  ) A. B.1- C. D. (2)(2018·湖南長郡中學調研)折紙已經成為開發(fā)少年兒童智力的一種重要工具和手段,已知在折疊“愛心”活動中,會產生如圖所示的幾何圖形,其中四邊形ABCD為正方形,G為線段BC的中點,四邊形AEFG與四邊形DGHI也是正方形,連接EB,CI,則向多邊形AEFGHID中投擲一點,則該點落在陰影部分的概率為(  )

11、 A. B. C. D. 解析 (1)當0≤x<1時,恒有f(x)=ex

12、轉盤兩次,每次轉動后,待轉盤停止轉動時,記錄指針所指區(qū)域中的數.設兩次記錄的數分別為x,y.獎勵規(guī)則如下: ①若xy≤3,則獎勵玩具一個; ②若xy≥8則獎勵水杯一個; ③其余情況獎勵飲料一瓶. 假設轉盤質地均勻,四個區(qū)域劃分均勻,小亮準備參加此項活動. (1)求小亮獲得玩具的概率; (2)請比較小亮獲得水杯與獲得飲料的概率的大小,并說明理由. 解 用數對(x,y)表示兒童參加活動先后記錄的數,則基本事件空間Ω與點集S={(x,y)|x∈N,y∈N,1≤x≤4,1≤y≤4}一一對應. 因為S中元素的個數是4×4=16. 所以基本事件總數n=16. (1)記“xy≤3”為

13、事件A, 則事件A包含的基本事件數共5個, 即(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1), 所以P(A)=,即小亮獲得玩具的概率為. (2)記“xy≥8”為事件B,“3<xy<8”為事件C. 則事件B包含的基本事件數共6個. 即(2,4),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(4,4). 所以P(B)==. 事件C包含的基本事件數共5個, 即(1,4),(2,2),(2,3),(3,2),(4,1). 所以P(C)=.因為>, 所以小亮獲得水杯的概率大于獲得飲料的概率. 探究提高 1.求古典概型的概率的關鍵是正確列舉出基本事件的總數和待求事件

14、包含的基本事件數. 2.兩點注意:(1)對于較復雜的題目,列出事件數時要正確分類,分類時應不重不漏. (2)當直接求解有困難時,可考慮求其對立事件的概率. 【訓練2】 (2018·泰安質檢)某產品按行業(yè)質量標準分成五個等級A,B,C,D,E,現從一批產品中隨機抽取20件,對其等級進行統計分析,得到頻率分布表如下: 等級 A B C D E 頻率 a b 0.45 c 0.1 (1)若所抽取的20件產品中,等級為A的恰有2件,等級為B的恰有4件,求c的值; (2)在(1)的條件下,將等級為A的2件產品記為A1,A2,等級為B的4件產品記為B1,B2,B3,B4,

15、現從A1,A2,B1,B2,B3,B4這6件產品中任取兩件(假定每件產品被取出的可能性相同),寫出所有可能的結果,并求這兩件產品的等級不相同的概率. 解 (1)由題意得a==0.1,b==0.2. ∴c=1-(0.1+0.2+0.45+0.1)=0.15. (2)由題意可得,所有可能的結果為:(A1,A2),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A1,B4),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A2,B4),(B1,B2),(B1,B3),(B1,B4),(B2,B3),(B2,B4),(B3,B4)共15種情況. 任取兩件產品中等級不同的共有8種情況, 所

16、以,任取兩件產品等級不同的概率為P=. 熱點三 概率與統計的綜合問題 【例3】 (2018·西安二模)手機作為客戶端越來越為人們所青睞,通過手機實現衣食住行消費已經成為一種主要的消費方式.在某市隨機調查了200名顧客購物時使用手機支付的情況,得到如下的2×2列聯表.已知從使用手機支付的人群中隨機抽取1人,抽到青年的概率為. (1)根據已知條件完成2×2列聯表,并根據此資料判斷是否有99.5%的把握認為“市場購物用手機支付與年齡有關”? 2×2列聯表: 青年 中老年 總計 使用手機支付120 不使用手機支付48 總計200 (2)現采

17、用分層抽樣的方法從這200名顧客中按照“使用手機支付”和“不使用手機支付”抽取得到一個容量為5的樣本,設事件A為“從這個樣本中任選2人,這2人中至少有1人是不使用手機支付的”,求事件A發(fā)生的概率. 附:K2= P(K2≥k0) 0.05 0.025 0.010 0.005 k0 3.841 5.024 6.635 7.879 解 (1)∵從使用手機支付的人群中隨機抽取1人,抽到青年的概率為, ∴使用手機支付的人群中的青年的人數為×120=84. 則使用手機支付的人群中的中老年的人數為120-84=36,所以2×2列聯表為: 青年 中老年 總計 使用手

18、機支付 84 36 120 不使用手機支付 32 48 80 總計 116 84 200 K2的觀測值k==≈17.734. ∵17.734>7.879,P(K2≥7.879)=0.005, 故有99.5%的把握認為“市場購物用手機支付與年齡有關”. (2)這200名顧客中采用分層抽樣,從“使用手機支付”和“不使用手機支付”中抽到一個容量為5的樣本中: 使用手機支付的人有5×=3人,記編號為1,2,3. 不使用手機支付的人有2人,記編號為a,b. 則從這個樣本中任選2人有(1,2),(1,3),(1,a),(1,b),(2,3),(2,a),(2,b),(3

19、,a),(3,b),(a,b)共10種. 其中至少有1人是不使用手機支付的有(1,a),(1,b),(2,a),(2,b),(3,a),(3,b),(a,b)共7種. 故所求事件A的概率P(A)=. 探究提高 1.概率與統計的綜合題一般是先給出樣本數據或樣本數據的分布等,在解題中首先要處理好數據,如數據的個數、數據的分布規(guī)律等,即把數據分析清楚,然后再根據題目要求進行相關計算. 2.在求解該類問題時要注意兩點: (1)明確頻率與概率的關系,頻率可近似替代概率. (2)此類問題中的概率模型多是古典概型,在求解時,要明確基本事件的構成. 【訓練3】 (2018·石家莊質檢)交通違法扣

20、分,是指駕駛人在道路行車中不按規(guī)定行車,產生相應的交通違法行為,從而導致相應的交通違法扣分,目前道路交通安全違法行為扣分分值,主要分為1,2,3,6,12分共五個等級的分值扣分項目.某街道居委會調查了本街道男女各50名駕駛員的交通違法扣分情況,如下表: 扣分 12 6 3 2 1 0 男駕駛員 1 4 10 11 4 20 女駕駛員 1 2 14 5 3 25 (1)寫出樣本中男駕駛員扣分(包含0分情況)的眾數和中位數; (2)從樣本中扣6分的6名駕駛員中任意抽取2人,求其中至少有1名女駕駛員的概率; (3)請你依據表中數據,運用所學統計知識對該

21、街道男女駕駛員交通違法扣分情況進行評價. 解 (1)樣本中男駕駛員扣分的眾數是0,中位數是2. (2)分別記樣本中扣6分的4名男駕駛員為a,b,c,d,2名女駕駛員為M,N. 從樣本中扣6分的6名駕駛員中任意抽取2人,分別是ab,ac,ad,aM,aN,bc,bd,bM,bN,cd,cM,cN,dM,dN,MN,共有15種可能. 其中至少有1名女駕駛員共有9種可能. 設“從樣本中扣6分的6名駕駛員中任意抽取2人,其中至少有1名女駕駛員”為事件A,則P(A)==. (3)從表中數據可以計算出男、女駕駛員交通違法扣分的平均值分別為,,可以估計該街道男駕駛員去年全年交通違法扣分比女駕駛員

22、略高(答案不唯一). 一、選擇題 1.(2018·全國Ⅲ卷)若某群體中的成員只用現金支付的概率為0.45,既用現金支付也用非現金支付的概率為0.15,則不用現金支付的概率為(  ) A.0.3 B.0.4 C.0.6 D.0.7 解析 某群體中的成員分為只用現金支付、既用現金支付也用非現金支付、不用現金支付,是互斥事件,所以不用現金支付的概率為1-(0.15+0.45)=0.4. 答案 B 2.(2018·合肥模擬)三國時期吳國的數學家趙爽曾創(chuàng)制了一幅“勾股圓方圖”,用數形結合的方法給出了勾股定理的詳細證明.如圖所示的“勾股圓方圖”中,四個全等的直角三角形與中間的小

23、正方形拼成一個大正方形,其中一個直角三角形中較小的銳角α滿足tan α=,現向大正方形內隨機投擲一枚飛鏢,則飛鏢落在小正方形內的概率是(  ) A. B. C. D. 解析 在Rt△ABC中,tan α=.不妨設BC=3,則AC=4, 則AB=5,DC=1,故p===. 答案 D 3.(2016·全國Ⅲ卷)小敏打開計算機時,忘記了開機密碼的前兩位,只記得第一位是M,I,N中的一個字母,第二位是1,2,3,4,5中的一個數字,則小敏輸入一次密碼能夠成功開機的概率是(  ) A. B. C. D. 解析 小敏輸入密碼的所有可能情況如下:(M,1),(M,2

24、),(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),共15種. 而能開機的密碼只有一種,所以小敏輸入一次密碼能夠成功開機的概率為. 答案 C 4.(2017·天津卷)有5支彩筆(除顏色外無差別),顏色分別為紅、黃、藍、綠、紫.從這5支彩筆中任取2支不同顏色的彩筆,則取出的2支彩筆中含有紅色彩筆的概率為(  ) A. B. C. D. 解析 從5支彩筆中任取2支不同顏色彩筆的取法有紅黃、紅藍、紅綠、紅紫、黃藍、黃綠、黃紫、藍綠、藍紫、綠紫,共10種,其中取出的2支彩筆

25、中含有紅色彩筆的取法有紅黃、紅藍、紅綠、紅紫,共4種. 所以所求概率p==. 答案 C 5.有一底面半徑為1、高為2的圓柱,點O為這個圓柱底面圓的圓心,在這個圓柱內隨機取一點P,則點P到點O的距離大于1的概率為(  ) A. B. C. D. 解析 設點P到點O的距離小于等于1的概率為p1,由幾何概型,則p1===. 故點P到點O的距離大于1的概率p=1-=. 答案 B 二、填空題 6.(2018·廣州二模)在區(qū)間[-6,7]內任取一實數m,f(x)=-x2+mx+m的圖象與x軸有公共點的概率為________. 解析 ∵f(x)=-x2+mx+m圖象與x軸有公

26、共點, ∴Δ=m2+4m≥0,則m≥0或m≤-4. 故所求事件概率p==. 答案  7.(2018·湖北六校聯考)一個棱長為4的正方體涂上紅色后,將其均切成棱長為1的若干個小正方體,置于一密閉容器中攪拌均勻,從中任取一個小正方體,則取到至少兩面涂紅色的小正方體的概率為________. 解析 一個棱長為4的正方體涂上紅色后,將其切成棱長為1的小正方體,切割后共計43=64個正方體.原來的正方體有8個頂點、12條棱、6個面,所以三面紅色的正方體有8個;兩面紅色的正方體數為棱數的2倍,有12×2=24個. ∴從中任取一個,則取到至少兩面涂紅色的小正方體的概率為p==. 答案  8.

27、(2017·黃山二模改編)從集合A={2,4}中隨機抽取一個數記為a,從集合B={1,3}中隨機抽取一個數記為b,則f(x)=ax2+bx+1在(-∞,-1]上是減函數的概率為________. 解析 依題意,數對(a,b)所有取值為(2,1),(2,3),(4,1),(4,3)共4種情況. 記“f(x)在區(qū)間(-∞,-1]上是減函數”為事件A. 則A發(fā)生時,x=-≥-1,即a≥b. ∴事件A發(fā)生時,有(2,1),(4,1),(4,3)共3種情況. 故所求事件的概率P(A)=. 答案  三、解答題 9.(2018·北京卷)電影公司隨機收集了電影的有關數據,經分類整理得到下表:

28、 電影類型 第一類 第二類 第三類 第四類 第五類 第六類 電影部數 140 50 300 200 800 510 好評率 0.4 0.2 0.15 0.25 0.2 0.1 好評率是指:一類電影中獲得好評的部數與該類電影的部數的比值. (1)從電影公司收集的電影中隨機選取1部,求這部電影是獲得好評的第四類電影的概率; (2)隨機選取1部電影,估計這部電影沒有獲得好評的概率; (3)電影公司為增加投資回報,擬改變投資策略,這將導致不同類型電影的好評率發(fā)生變化.假設表格中只有兩類電影的好評率數據發(fā)生變化,那么哪類電影的好評率增加0.1,哪類電影的好

29、評率減少0.1,使得獲得好評的電影總部數與樣本中的電影總部數的比值達到最大(只需寫出結論)? 解 (1)由題意知,樣本中電影的總部數是140+50+300+200+800+510= 2 000, 第四類電影中獲得好評的電影部數是200×0.25=50. 故所求概率為=0.025. (2)由題意知,樣本中獲得好評的電影部數是 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. 故所求概率估計為1-=0.814. (3)增加第五類電影的好評率,減少第二類電影的好評率. 10.(201

30、7·山東卷)某旅游愛好者計劃從3個亞洲國家A1,A2,A3和3個歐洲國家B1,B2,B3中選擇2個國家去旅游. (1)若從這6個國家中任選2個 ,求這2個國家都是亞洲國家的概率; (2)若從亞洲國家和歐洲國家中各任選1個,求這2個國家包括A1但不包括B1的概率. 解 (1)由題意知,從6個國家中任選兩個國家,其一切可能的結果組成的基本事件有: {A1,A2},{A1,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,A3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},共15

31、個. 所選兩個國家都是亞洲國家的事件所包含的基本事件有 {A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},共3個. 則所求事件的概率為p==. (2)從亞洲國家和歐洲國家中各任選一個,其一切可能的結果組成的基本事件有: {A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},共9個. 包括A1但不包括B1的事件所包含的基本事件有 {A1,B2},{A1,B3},共2個,則所求事件的概率為p=. 11.(2018·成都診斷)某科研所共有30位科研員,其中60%的人愛好體育鍛煉.經體檢調查,這30

32、位科研員的健康指數(百分制)如下莖葉圖所示. 愛好體育鍛煉 不愛好體育鍛煉 5 6 8 9 8 5 6 3 3 4 5 7 7 6 6 5 2 1 7 2 9 7 6 4 3 2 0 8 5 5 4 2 9 1 3 體檢評價標準指出:健康指數不低于70者為身體狀況好,健康指數低于70者為身體狀況一般. (1)根據以上資料完成下面的2×2列聯表,并判斷有多大把握認為“身體狀況好與愛好體育鍛煉有關系”? 身體狀況好 身體狀況一般 總計 愛

33、好體育鍛煉 不愛好體育鍛煉 總計 30 (2)從該科研所健康指數高于90的5人中隨機選取2人介紹養(yǎng)生之道,求這2人中至多1人愛好體育鍛煉的概率. 附:K2=. K2≥k0 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001 k0 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828 解 (1)2×2的列聯表如下: 身體狀況好 身體狀況一般 總計 愛好體育鍛煉 16 2 18 不愛好體育鍛煉 4 8 12 總計 20 10 30 則K2==10>7.879, 所以有99.5%的把握認為“身體狀況好與愛好體育鍛煉有關”. (2)記“健康指數高于90的5人中愛好體育鍛煉的”為ai(i=1,2,3),“健康指數高于90的5人中不愛好體育鍛煉的”為bj(j=1,2),由題意知“從健康指數高于90的5人中隨機選取2人”的所有基本事件是:a1a2、a1a3、a1b1、a1b2、a2a3、a2b1、a2b2、a3b1、a3b2、b1b2. 記“2人中至多1人愛好體育鍛煉”為事件A,則事件=“2人中都愛好體育鍛煉”, 又所含的基本事件為a1a2、a1a3、a2a3. ∴P()=,故P(A)=1-P()=. 14

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