内容正文:
重点培优10 统计与概率中的建模创新题
1.(2023·辽宁名校联考二模)根据以往大量的测量知某加工厂生产的钢管内径尺寸X服从正态分布N(μ,σ2),并把钢管内径在(μ-σ,μ+σ)内的产品称为一等品,钢管内径在(μ+σ,μ+2σ)内的产品称为二等品,一等品与二等品统称为正品,其余范围内的产品作为废品回收.现从该企业生产的产品中随机抽取1 000件,测得钢管内径的样本数据的频率分布直方图如图:
(1)通过检测得样本数据的标准差s=0.3,用样本平均数作为μ的近似值,用样本标准差s作为σ的估计值,根据所给数据求该企业生产的产品为正品的概率p1;(同一组中的数据用该组区间的中点值代表)
(2)假如企业包装时要求把2个一等品和n(n≥2,n∈N)个二等品装在同一个箱子中,质检员从某箱子中摸出两件产品进行检验,若抽取到的两件产品等级相同,则该箱产品记为A,否则该箱产品记为B.
①试用含n的代数式表示某箱产品抽检被记为B的概率p;
②设抽检5箱产品恰有3箱被记为B的概率为f (p),求当n为何值时,f (p)取得最大值,并求出最大值.
参考数据:36.2×0.2+36.4×0.25+36.6×0.7+36.8×0.8+37×1.1+37.2×0.8+37.4×0.65+37.6×0.4+37.8×0.1≈185.
2.(2023·广东茂名二模)现有甲、乙两个盒子,盒子中都有大小、形状、质地相同的2个红球和1个黑球.从两个盒子中各任取一个球交换,重复进行n(n∈N*)次操作后,记甲盒子中黑球个数为Xn,甲盒中恰有1个黑球的概率为an,恰有2个黑球的概率为bn.
(1)求X1的分布列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)求Xn的期望.
学科网(北京)股份有限公司
$$
重点培优10
1.解:(1)由题意估计从该企业生产的产品中随机抽取1 000件的平均数为185×0.2=37,
所以μ=37,σ=s=0.3,
则μ-σ=37-0.3=36.7,μ+σ=37+0.3=37.3,μ+2σ=37+0.6=37.6,
则一等品内径在(μ-σ,μ+σ)内,即(36.7,37.3),二等品内径在(μ+σ,μ+2σ)内,即(37.3,37.6),
所以该企业生产的产品为正品的概率为
p1=P(36.7<X<37.6)=(0.8+1.1+0.8+0.65)×0.2+0.4×0.1=0.71.
(2)①从n+2件正品中任选2个,
所以某箱产品抽检被记为B的概率为
p=11
②由题意,一箱产品抽检被记为B的概率为p,
则5箱产品恰有3箱被记为B的概率为
f (p)p3(1-p)2=10p3(1-2p+p2)=10(p3-2p4+p5),
f ′(p)=10(3p2-8p3+5p4)=10p2(3-8p+5p2)=10p2(5p-3)(p-1),
所以当pf ′(p)>0,函数f (p)单调递增,
当pf ′(p)<0,函数f (p)单调递减,
所以当pf (p)取得最大值
f pn=3或n(舍去).
所以当n=3时,f (p)取得最大
2.解:(1)由题可知,X1的可能取值为0,1,2.由相互独立事件概率乘法公式可知:
P(X1=0)P(X1=1)P(X1=2)
故X1的分布列如下表:
X1
0
1
2
P
(2)由全概率公式可知:
P(Xn+1=1)=P(Xn=1)·P(Xn+1=1|Xn=1)+P(Xn=2)·P(Xn+1=1|Xn=2)+P(Xn=0)·P(Xn+1=1|Xn=0)
P(Xn=1)P(Xn=2)P(Xn=0)P(Xn=1)P(Xn=2)P(Xn=0),
即an+1anbn(1-an-bn),
所以an+1=an
所以an+1a1=P(X1=1)
所以数a1
所以anan
(3)由全概率公式可得:
P(Xn+1=2)
=P(Xn=1)·P(Xn+1=2|Xn=1)+P(Xn=2)·P(Xn+1=2|Xn=2)+P(Xn=0)·P(Xn+1=2|Xn=0)
P(Xn=1)P(Xn=2)+0·P(Xn=0),
即bn+1anbn,
又anbn+1bn
所以bn+1
又b1=P(X1=2)
所以b10,
所以bn0,
所以bn
所以E(Xn)=an+2bn+0(1-an-bn)=an+2bn=1.
学科网(北京)股份有限公司
$$
重点培优6 数列与不等式
1.(2023·四省联考)记数列{an}的前n项和为Tn,且a1=1,an=Tn-1(n≥2).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设m为整数,且对任意n∈N*,m≥+…+,求m的最小值.
2.已知数列{an},{bn}满足a1=b1=1,是公差为1的等差数列,{bn+1-bn}是公差为2的等差数列.
(1)若b2=2,求{an},{bn}的通项公式;
(