内容正文:
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规范答题示范课——概率与统计解答题
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[破题之道] 概率与统计问题需要从数据中获取有用的信息,通过数据的筛选、分析构建相关模型特别是从图表、直方图、茎叶图中获取信息,利用图表信息进行数据分析.
解题的关键是“辨”——辨析、辨型,求解要抓住几点:
(1)准确弄清问题所涉及的事件有什么特点,事件之间有什么关系,如互斥、对立、独立等;
(2)理清事件以什么形式发生,如同时发生、至少有几个发生、至多有几个发生、恰有几个发生等;
(3)明确抽取方式,是放回还是不放回、抽取有无顺序等;
(4)准确选择排列组合的方法来计算基本事件发生数和事件总数,或根据概率计算公式和性质来计算事件的概率;
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(5)确定随机变量取值并求其对应的概率,写出分布列后再求均值、方差;
(6)会套用求eq \o(b,\s\up6(^)),K2的公式,再作进一步求值与分析.
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【典例示范】 (12分)(2019·全国Ⅰ卷)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-1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-1分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X.
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(1)求X的分布列.
(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,pi(i=0,1,…,8)表示“甲药的累计得分为i时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则p0=0,p8=1,pi=api-1+bpi+cpi+1(i=1,2,…,7),其中a=P(X=-1),b=P(X=0),c=P(X=1).假设α=0.5,β=0.8.
①证明:{pi+1-pi}(i=0,1,2,…,7)为等比数列;
②求p4,并根据p4的值解释这种试验方案的合理性.
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规范解答 (1)X的所有可能取值为-1,0,1.1分
P(X=-1)=(1-α)β,
P(X=0)=αβ+(1-α)(1-β),
P(X=1)=α(1-β),3分
所以X的分布列为
4分
X -1 0 1
P (1-α)β αβ+(1-α)(1-β) α(1-β)
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(2)①证明 由(1)得a=0.4,b=0.5,c=0.1,
因此pi=0.4pi-1+0.5pi+0.1pi+1,
故0.1(pi+1-pi)=0.4(pi-pi-1),
则pi+1-pi=4(pi-pi-1).6分
又因为p1-p0=p1≠0,
所以{pi+1-pi}(i=0,1,2,…,7)是公比为4,首项为p1的等比数列.8分
②由①得p8=p8-p7+p7-p6+…+p1-p0+p0
=(p8-p7)+(p7-p6)+…+(p1-p0)+p0=eq \f(48-1,3)p1.9分
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由于p8=1,故p1=eq \f(3,48-1),10分
所以p4=(p4-p3)+(p3-p2)+(p2-p1)+(p1-p0)+p0=eq \f(44-1,3)p1=eq \f(1,257).11分
p4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,认为甲药更有效的概率为p4=eq \f(1,257)≈0.003 9,此时得出错误结论的概率非常小,说明这种试验方案合理.12分
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[高考状元满分心得]
❶写全得分步骤:对于解题过程中是得分点的步骤,有则给分,无则没分,所以对于得分点步骤一定要写全.如第(1)问中,写出随机变量X的可能取值,第(2)问中说明{pi+1-pi}的公比,首项,利用p4的值说明最后的结论合理性等.
❷写明得分关键:对于解题过程中的关键点,有则给分,无则没分,所以在答题时一定要写清得分关键点,如第(1)问分布列必须用表格表示,第(2)问中pi+1-pi=4(pi-pi-1)的关系式及条件p1-p0=p1≠0,否则都会导致扣分.
❸正确计算是得满分的关键:如第(2)问中累加求p8与p1的关系,由p8求p1,p4的值,若出错,会每次扣去1分.
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[满分体验]
1.(2020·深圳模拟)某生物研究小组准备探究某地区蜻蜓的翼长分布规律,据统计该地区蜻蜓有A,B两种,且这两种的个体数量大致相等.记A种蜻蜓和B种蜻蜓的翼长(单位:mm)