内容正文:
大题专攻(三) “概率与统计”大题的思维建模
一宏观掌握解题通路:概率与统计问题重在“辨”——辨析、辨型、辨图表
(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、至少有几个发生等.
(3)明确抽取方式,如放回还是不放回、抽取有无顺序等.
(4)分清是古典概型还是几何概型后再求概率.
(5)会套用求,K2的公式,再作进一步求值与分析.
(6)理解各图表所给信息,利用信息找出所要数据.
[解题示范]
[典例] 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100天空气中的PM2.5和SO2浓度(单位:μg/m3),得下表:
SO2
PM2.5
[0,50]
(50,150]
(150,475]
[0,35]
32
18
4
(35,75]
6
8
12
(75,115]
3
7
10
(1)估计事件“该市一天空气中PM2.5浓度不超过75,且SO2浓度不超过150”的概率;
(2)根据所给数据,完成下面的2×2 列联表:
SO2
PM2.5
[0,150]
(150,475]
[0,75]
(75,115]
(3)根据(2)中的列联表,判断是否有99%的把握认为该市一天空气中PM2.5浓度与SO2浓度有关.
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
[应用体验]
交通安全法有规定:机动车行经人行横道时,应当减速行驶;遇行人正在通过人行横道,应当停车让行;机动车行经没有交通信号的道路时,遇行人横过马路,应当避让.我们将符合这条规定的行为称为“礼让斑马线”,不符合这条规定的行为称为“不礼让斑马线”.下表是某市一十字路口监控设备所抓拍的5个月内驾驶员“不礼让斑马线”行为的统计数据:
月份x
1
2
3
4
5
“不礼让斑马线”的驾驶员人数y
120
105
100
85
90
(1)根据表中所给的5个月的数据,可用线性回归模型拟合y与x的关系,请用相关系数加以说明;
(2)求“不礼让斑马线”的驾驶员人数y关于月份x之间的线性回归方程;
(3)若从4,5月份“不礼让斑马线”的驾驶员中分别选取4人和2人,再从所选取的6人中任意抽取2人进行交规调查,求抽取的2人分别来自两个月份的概率.
参考公式:线性回归方程=x+,其中==,=-,r=.
解:(1)依题意=3,=100,iyi=1 420,=55,(xi-)(yi-)=-80,(xi-)2(yi-)2=7 500,所以r==≈-0.924,因为|r|接近于1,所以y与x具有很强的线性相关关系.
(2)因为===-8,=-=100-(-8)×3=124,所以y关于x之间的线性回归方程为=-8x+124.
(3)从4月份选取的4人分别记为a1,a2,a3,a4,从5月份选取的2人分别记为B1,B2.
则从这6人中任意抽取2人进行交规调查包含的基本事件有(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a1,B1),(a1,B2),(a2,a3),(a2,a4),(a2,B1),(a2,B2),(a3,a4),(a3,B1),(a3,B2),(a4,B1),(a4,B2),(B1,B2),共15个,
其中“抽取的2人分别来自两个月份”包含的基本事件为(a1,B1),(a1,B2),(a2,B1),(a2,B2),(a3,B1),(a3,B2),(a4,B1),(a4,B2),共8个,
故所求概率为.
二微观优化解题细节:三招突破概率、统计大题的解题瓶颈
技法一 信息巧提取
[例1] 中国独有的文书工具,即笔、墨、纸、砚,有文房四宝之名,起源于南北朝时期.其中宣纸是文房四宝的一种,宣纸“始于唐代,产于泾县”,因唐代泾县隶属宣州管辖,故因地得名宣纸.宣纸按质量等级分为正牌(优等品)、副牌(合格品)、废品三等.某公司生产的宣纸为纯手工制作,年产宣纸10 000刀(1刀=100张),该公司按照某种质量指标x给宣纸确定等级如表所示:
x的范围
(44,48]∪(52,56]
(48,52]
[0,44]∪(56,60]
质量等级
副牌
正牌
废品
在该公司所生产的宣纸中随机抽取了一刀进行检验,得到频率分布直方图如图所示,已知每张正牌宣纸的利润为15元,副牌宣纸利润为8元,废品的利润为-20元.
(1)试估计该公司的年利润;
(2)市场上有一种售价为100万元的机器可以改进宣纸的生产工艺,但这种机器的使用寿命为一年,只能提高宣纸的质量,不能增加宣纸的年产量;据调查这种机器生产的宣纸的质量指标x如表所示:
x的范围
(-2,