内容正文:
2025高考二轮复习重点专题训练·概率、事件及分布
一、单项选择题
1.(2024·江苏盐城高三模拟)若从1至9的9个整数中随机取2个不同的数,则这2个数的和是3的倍数的概率为( )
A. B.
C. D.
2.(2024·江苏泰州阶段训练)在的展开式中,二项式系数的和为64,把展开式中所有的项重新排成一列,有理项都互不相邻的概率为( )
A. B.
C. D.
3.(2024·上海三模)在一个有限样本空间中,假设P(A)=P(B)=P(C)=,且A与B相互独立,A与C互斥,以下说法中,正确的个数是( )
①P(A∪B)=;
②P(C|A)=2P(A|C);
③若P(C|B)+P(C|B)=,则B与C互斥.
A.0 B.1
C.2 D.3
4.(2024·江苏宿迁期末)某工厂有甲、乙、丙3个车间生产同一种产品,其中甲车间的产量占总产量的20%,乙车间占35%,丙车间占45%.已知这3个车间的次品率依次为5%,4%,2%,若从该厂生产的这种产品中取出1件为次品,则该次品由乙车间生产的概率为( )
A. B.
C. D.
5.(2024·河北沧州期中)已知随机变量X~B(n,p),若E(X)=,D(X)=,则=( )
A.15 B.
C. D.
6.(2024·浙江适应性调研)随机变量X服从正态分布N(1,σ2).若P(1≤X<3)=0.2,则P(X<1||X|>1)=( )
A. B.
C. D.
7.(2024·河北保定期末)概率论中有一个重要的结论:若随机变量Y~B(n,p),当n充分大时,二项随机变量Y可以由正态随机变量X来近似地替代,且正态随机变量X的期望和方差与二项随机变量Y的期望和方差相同.现抛掷一枚质地均匀的硬币2 500次,利用正态分布估算硬币正面向上次数不少于1 200的概率为( )
(附:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5)
A.0.998 65 B.0.977 25
C.0.841 35 D.0.658 65
8.(2024·山东青岛三模)某校高一有学生980人,在一次模拟考试中这些学生的数学成绩X服从正态分布N(100,σ2),已知P(90<X≤100)=0.1,则该校高一学生数学成绩在110分以上的人数大约为( )
A.784 B.490
C.392 D.294
9.(2024·天津静海阶段练习)现有编号为1,2,3的三个口袋,其中1号口袋内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号口袋内装有两个1号球,一个3号球;3号口袋内装有三个1号球,两个2号球.第一次先从1号口袋内随机取1个球,将取出的球放入与球同编号的口袋中,第二次从该口袋中任取一个球,下列说法不正确的是( )
A.在第一次取到3号球的条件下,第二次取到1号球的概率是
B.第二次取到1号球的概率为
C.如果第二次取到1号球,则它来自1号口袋的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这3个口袋内,每个口袋至少放1个,则不同的分配方法有150种
二、多项选择题
10.(2024·重庆八中适应性考试)已知A,B分别为随机事件A,B的对立事件,满足0<P(A)<1,0<P(B)<1,则下列可以说明事件A,B为相互独立事件的是( )
A.P(B)=P(B|A) B.P(B|A)=P(B|A)
C.P(A)+P(B)=P(A∪B) D.P(AB)+P(AB)=P(B|A)
11.(2024·广州一模)甲箱中有3个红球和2个白球,乙箱中有2个红球和2个白球(两箱中的球除颜色外,没有其他区别).先从甲箱中随机取出一球放入乙箱,分别用事件A1和A2表示从甲箱中取出的球是红球和白球;再从乙箱中随机取出两球,用事件B表示从乙箱中取出的两球都是红球,则( )
A.P(A1)= B.P(B)=
C.P(B|A1)= D.P(A2|B)=
12.已知离散型随机变量X服从二项分布B(n,p),其中n∈N*,0<p<1,记X为奇数的概率为a,X为偶数的概率为b,则下列说法中正确的有( )
A.a+b=1
B.当p=时,a=b
C.当0<p<时,a随着n的增大而增大
D.当<p<1时,a随着n的增大而减小
13.(2024·福建福州期中)已知Ω为随机试验的样本空间,事件A,B满足AΩ,BΩ,则下列说法正确的是( )
A.若AB,且P(A)=,P(B)=,则P(A+B)=
B.若A∩B=,且P(A)=,P(B)=,则P(A+B)=
C.若P(A)=P(A|B)=,P(B)=,则P(B|A)=
D.若P(A)=,P(A|B)=,P(A|B)=,则P(B)=
三、填空题
14.(1)(2024·江苏八市第三次调研)已知随机变量X~N(4,42),若P(X≤3)=0.3,则P(3<X<5)=________,若Y=2X+1,则Y的方差为________.
(2)(2024·广东佛山二模)统计学中通常认为服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取[μ-3σ,μ+3σ]中的值,简称为3σ原则.假设某厂有一条包装食盐的生产线,正常情况下食盐质量(单位:g)服从正态分布N(400,σ2),某天生产线上的检测员随机抽取了一包食盐,称得其质量大于415 g,他立即判断生产线出现了异常,要求停产检修.由此可以得出,σ的最大值是________.
15.(2024·安庆示范性高中高三4月联考)一个不透明的袋子装有5个完全相同的小球,球上分别标有数字1,2,3,4,4.现甲从中随机摸出一个球记下所标数字后放回,乙再从中随机摸出一个球记下所标数字,若摸出的球上所标数字大的即为获胜(若摸出的球所标数字相同则为平局),则在甲获胜的条件下,乙摸到2号球的概率为________.
16.(2024·河北保定期中)在一个抽奖游戏中,主持人从编号为1,2,3且外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,再将箱子关闭,也就是主持人知道奖品在哪个箱子里,当抽奖人选择了某个箱子后,在箱子打开之前,主持人先随机打开另一个没有奖品的箱子,并问抽奖人是否愿意更改选择.现在已知甲选择了1号箱,若用Ai表示i号箱有奖品(i=1,2,3),用Bj表示主持人打开j号箱子(j=2,3),则P(A2|B3)=________.
17.有人玩掷硬币走跳棋的游戏,已知硬币出现正反面为等可能性事件,棋盘上标有第0站,第1站,第2站,…,第8站,一枚棋子开始在第0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳动一次,若掷出正面,棋子向前跳一站(从k到k+1),若掷出反面,棋子向前跳两站(从k到k+2),直到棋子跳到第7站(胜利大本营)或跳到第8站(失败集中营)时,该游戏结束.设棋子跳到第n站的概率为Pn,则P8=________.
四、解答题
18.(2023·安徽期末)某校为了培养学生数学学科的核心素养,组织了数学建模知识竞赛,共有两道题目,答对每道题目得10分,答错或不答得0分.甲答对每道题目的概率为,乙答对每道题目的概率为p(0<p<1),且甲、乙答对与否互不影响,各题答题结果也互不影响.已知至少一人答对第一道题目的概率为.
(1)求p的值;
(2)求甲、乙得分之和为30的概率.
19.(2024·苏州大学指导卷)甲、乙、丙三人同时对一飞行物进行射击,三人击中的概率分别为0.5,0.6,0.7.若飞行物被一人击中,则其被击落的概率为0.2;若飞行物被两人击中,则其被击落的概率为0.4;若飞行物被三人击中,则其被击落的概率为0.9.
(1)求飞行物被两人击中的概率;
(2)求飞行物被击落的概率.
20.(2024·石家庄质检)某商场周年庆进行大型促销活动,为吸引消费者,特别推出“玩游戏,送礼券”的活动,活动期间在商场消费达到一定金额的人可以参加游戏,游戏规则如下:在一个盒子里放着六枚硬币,其中有三枚正常的硬币,一面印着字,一面印着花;另外三枚硬币是特制的,有两枚双面都印着字,一枚双面都印着花,规定印着字的面为正面,印着花的面为反面.游戏者蒙着眼睛随机从盒子中抽取一枚硬币并连续投掷两次,由工作人员告知投掷的结果,若投掷两次向上的面都是正面,则进入最终挑战,否则游戏结束,不获得任何礼券.最终挑战的方式是进行第三次投掷,有两个方案可供选择:方案一,继续投掷之前抽取的那枚硬币,如果掷出向上的面为正面,则获得200元礼券;方案二,不使用之前抽取的硬币,从盒子里剩余的五枚硬币中再次随机抽取一枚投掷,如果掷出向上的面为正面,则获得300元礼券,不管选择方案一还是方案二,如果掷出向上的面为反面,则获得100元礼券.
(1)求第一次投掷后,向上的面为正面的概率;
(2)若已知某顾客抽取一枚硬币后连续投掷两次,向上的面均为正面,求该硬币是正常硬币的概率;
(3)在已知某顾客进入了最终挑战环节的条件下,试分别计算他选择两种抽奖方案最终获得的礼券金额的数学期望,并以此判断应该选择哪种抽奖方案更合适.
21.(2024·福建泉州模拟预测)为更好地发挥高考的育才作用,部分新高考试题采用了多选题这一新题型.多选题的评分规则如下:对于多选题,每个小题给出的四个选项中有两项或三项是正确的,满分6分.全部选对得6分,有错选或全不选的得0分.当正确答案为两项时,选对1个得3分;当正确答案为三项时,选对1个得2分,选对2个得4分.某数学小组研究发现,多选题正确答案是两个选项的概率为p,正确答案是三个选项的概率为1-p(0<p<1).现有一道多选题,学生李华完全不会,此时他有三种答题方案:Ⅰ.随机选一个选项;Ⅱ.随机选两个选项;Ⅲ.随机选三个选项.
(1)若p=,且学生李华选择方案Ⅰ,求本题得分的数学期望;
(2)以本题得分的数学期望为决策依据,p的取值在什么范围内唯独选择方案Ⅰ最好?
22.(2024·山东菏泽模拟预测)菏泽牡丹栽培始于隋,兴于唐,盛于明清,自古享有“曹州牡丹甲天下”的美誉.四月,菏泽大地上牡丹次第绽放,观赏牡丹拥有9大色系、10大花型、1 308个品种,以最亮眼的姿态恭迎八方游人.某旅行团带游客来菏泽观赏牡丹,游客可自由选择曹州牡丹园和中国牡丹园的一处游览,若每位游客选择曹州牡丹园的概率是,选择中国牡丹园的概率是,游客之间选择意愿相互独立.
(1)从游客中随机选取3人,记3人中选择曹州牡丹园的人数为X,求X的分布列、均值与方差;
(2)现对游客进行问卷调查,若选择曹州牡丹园记2分,选择中国牡丹园记1分,记已调查过的游客累计得分为n的概率为Pn,求Pn.
23.(2024·陕西西安一模)某市为提升中学生的环境保护意识,举办了一次“环境保护知识竞赛”,分预赛和复赛两个环节,预赛成绩排名前300的学生参加复赛.已知共有12 000名学生参加了预赛,现从参加预赛的全体学生中随机地抽取100人的预赛成绩作为样本,得到频率分布直方图如图所示.
(1)规定预赛成绩不低于80分为优良,若从样本中预赛成绩不低于60分的学生中随机抽取2人,求至少有1人预赛成绩优良的概率,并求预赛成绩优良的人数X的分布列及数学期望;
(2)由频率分布直方图可认为该市参加预赛的全体学生的预赛成绩Z服从正态分布N(μ,σ2),其中μ可近似为样本中100名学生预赛成绩的平均值(同一组数据用该组区间的中点值代替),且σ2=362,已知小明的预赛成绩为91分,利用该正态分布,估计小明是否有资格参加复赛.
附:若Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤Z≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤Z≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤Z≤μ+3σ)≈0.997 3;≈19.
24.(2024·江西南昌二模)一条生产电阻的生产线生产状态正常时,生产的电阻阻值X(单位:Ω)服从正态分布N(1 000,52).
(1)生产状态正常时,从这条生产线生产的电阻中抽取2只,求这两只电阻的阻值在区间[995,1 000]和[1 005,1 010]内各一只的概率;(精确到0.001)
(2)根据统计学的知识,从服从正态分布N(μ,σ2)的总体中抽取容量为n的样本,则这个样本的平均数服从正态分布N.某时刻,质检员从生产线上抽取5只电阻,测得阻值分别为1 000,1 007,1 012,1 013,1 013(单位:Ω).你认为这时生产线生产状态正常吗?说明理由.(参考数据:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3)
25.(2024·山东日照三模)电信诈骗是指通过电话、网络和短信等方式,编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程诈骗的犯罪行为.随着5G时代的全面来临,借助手机、网银等实施的非接触式电信诈骗迅速发展蔓延,不法分子甚至将“魔爪”伸向了学生.为了增强同学们的防范意识,某校举办了主题为“防电信诈骗,做反诈达人”的知识竞赛.
(1)已知该校参加本次竞赛的学生分数η近似服从正态分布N(80,25),若某同学成绩满足μ-σ≤η≤μ+2σ,则该同学被评为“反诈标兵”;若η>μ+2σ,则该同学被评为“反诈达人”.
(ⅰ)试判断分数为88的同学能否被评为“反诈标兵”;
(ⅱ)若全校共有40名同学被评为“反诈达人”,试估计参与本次知识竞赛的学生人数(四舍五入后取整);
(2)已知该学校有男生1 000人,女生1 200人,经调查有750名男生和600名女生了解“反诈”知识,用样本估计总体,现从全校随机抽出2名男生和3名女生,这5人中了解“反诈”知识的人数记为X,求X的分布列及数学期望E(X).
参考数据:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
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2025高考二轮复习重点专题训练·概率、事件及分布
一、单项选择题
1.(2024·江苏盐城高三模拟)若从1至9的9个整数中随机取2个不同的数,则这2个数的和是3的倍数的概率为( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 从1至9的9个整数中随机取2个不同的数共有C92=36个结果,这2个数的和是3的倍数有C31C31+C32=12个结果,P==.
2.(2024·江苏泰州阶段训练)在的展开式中,二项式系数的和为64,把展开式中所有的项重新排成一列,有理项都互不相邻的概率为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 在的展开式中,二项式系数的和为2n=64=26,所以n=6.
则即,其展开式的通项公式为Tr+1=C6r··x3-,r=0,1,2,…,6,
故展开式共有7项,当r=0,4时为有理项,
把展开式中所有的项重新排成一列,有理项都互不相邻,即把其他的5个无理项先任意排,再把这两个有理项插入产生的6个空中,方法共有A55A62种,故有理项都互不相邻的概率为P==.故选A.
3.(2024·上海三模)在一个有限样本空间中,假设P(A)=P(B)=P(C)=,且A与B相互独立,A与C互斥,以下说法中,正确的个数是( )
①P(A∪B)=;
②P(C|A)=2P(A|C);
③若P(C|B)+P(C|B)=,则B与C互斥.
A.0 B.1
C.2 D.3
答案 C
解析 P(A)=P(B)=,且A与B相互独立,则P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)=+-×=,故①错误;
P(C|A)==3P(CA),P(A|C)===P(CA),故P(C|A)=2P(A|C),故②正确;
P(C|B)+P(C|B)=,P(C|B)=,P(C|B)=,故+=,即6P(CB)+3P(CB)=1,若B与C互斥,则P(BC)=0,P(CB)=P(C)=,满足上式,故P(BC)=0,即B与C互斥,故③正确.故选C.
4.(2024·江苏宿迁期末)某工厂有甲、乙、丙3个车间生产同一种产品,其中甲车间的产量占总产量的20%,乙车间占35%,丙车间占45%.已知这3个车间的次品率依次为5%,4%,2%,若从该厂生产的这种产品中取出1件为次品,则该次品由乙车间生产的概率为( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 记事件A表示取出一件产品是甲车间生产的,
事件B表示取出一件产品是乙车间生产的,
事件C表示取出一件产品是丙车间生产的,
事件D表示取出一件产品是次品,
则P(A)=0.2,P(B)=0.35,P(C)=0.45,
P(D|A)=0.05,P(D|B)=0.04,P(D|C)=0.02,
故P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)=0.2×0.05+0.35×0.04+0.45×0.02=0.033,
若取到的是次品,则此次品由乙车间生产的概率为P(B|D)=====.
故选C.
5.(2024·河北沧州期中)已知随机变量X~B(n,p),若E(X)=,D(X)=,则=( )
A.15 B.
C. D.
答案 A
解析 因为E(X)=np=,D(X)=np(1-p)=,所以=1-p=,即p=,所以n=3,所以=15.故选A.
6.(2024·浙江适应性调研)随机变量X服从正态分布N(1,σ2).若P(1≤X<3)=0.2,则P(X<1||X|>1)=( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 由题可知x=1为正态曲线的对称轴,故P(X≥1)=P(X<1)=0.5.
又由P(1≤X<3)=0.2及正态曲线的对称性知P(-1≤X<1)=0.2,P(X<-1)=P(X<1)-P(-1≤X<1)=0.3,则P(|X|>1)=1-P(-1≤X≤1)=0.8,则P(X<1||X|>1)====.故选B.
7.(2024·河北保定期末)概率论中有一个重要的结论:若随机变量Y~B(n,p),当n充分大时,二项随机变量Y可以由正态随机变量X来近似地替代,且正态随机变量X的期望和方差与二项随机变量Y的期望和方差相同.现抛掷一枚质地均匀的硬币2 500次,利用正态分布估算硬币正面向上次数不少于1 200的概率为( )
(附:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5)
A.0.998 65 B.0.977 25
C.0.841 35 D.0.658 65
答案 B
解析 抛掷一枚质地均匀的硬币2 500次,设硬币正面向上的次数为X,
则X~B,E(X)=2 500×=1 250,D(X)=2 500××=625.
由题意X~N(μ,σ2),且μ=E(X)=1 250,σ2=D(X)=625=252,
因为P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,即P(1 250-2×25≤X≤1 250+2×25)≈0.954 5,
所以利用正态分布估算硬币正面向上次数不少于1 200的概率为P(X≥1 200)=P(X≥1 250-2×25)≈+0.5=0.977 25.故选B.
8.(2024·山东青岛三模)某校高一有学生980人,在一次模拟考试中这些学生的数学成绩X服从正态分布N(100,σ2),已知P(90<X≤100)=0.1,则该校高一学生数学成绩在110分以上的人数大约为( )
A.784 B.490
C.392 D.294
答案 C
解析 因为X~N(100,σ2),且P(90<X≤100)=0.1,所以P(100<X≤110)=P(90<X≤100)=0.1,所以P(X>110)=0.5-P(100<X≤110)=0.5-0.1=0.4,又因为高一有学生980人,所以该校高一学生数学成绩在110分以上的人数大约为980×0.4=392.故选C.
9.(2024·天津静海阶段练习)现有编号为1,2,3的三个口袋,其中1号口袋内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号口袋内装有两个1号球,一个3号球;3号口袋内装有三个1号球,两个2号球.第一次先从1号口袋内随机取1个球,将取出的球放入与球同编号的口袋中,第二次从该口袋中任取一个球,下列说法不正确的是( )
A.在第一次取到3号球的条件下,第二次取到1号球的概率是
B.第二次取到1号球的概率为
C.如果第二次取到1号球,则它来自1号口袋的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这3个口袋内,每个口袋至少放1个,则不同的分配方法有150种
答案 B
解析 记事件Ai,Bi分别表示第一次、第二次取到i号球,i=1,2,3,则在第一次取到3号球的条件下,第二次取到1号球的概率P(B1|A3)==,故A正确;
依题意A1,A2,A3两两互斥,其和为Ω,并且P(A1)=,P(A2)=P(A3)=,P(B1|A1)=,P(B1|A2)=,P(B1|A3)=,应用全概率公式,有P(B1)=∑3,i=1P(Ai)P(B1|Ai)=×+×+×=,故B错误;
依题设知,第二次的球取自口袋的编号与第一次取的球上的号数相同,则P(A1|B1)==××2=,P(A2|B1)==××2=,P(A3|B1)==××2=,故在第二次取到1号球的条件下,它来自1号口袋的概率最大,故C正确;
先将5个不同的小球分成1,1,3或2,2,1三组,再放入三个不同的口袋,则不同的分配方法有·A33=150(种),故D正确.故选B.
二、多项选择题
10.(2024·重庆八中适应性考试)已知A,B分别为随机事件A,B的对立事件,满足0<P(A)<1,0<P(B)<1,则下列可以说明事件A,B为相互独立事件的是( )
A.P(B)=P(B|A) B.P(B|A)=P(B|A)
C.P(A)+P(B)=P(A∪B) D.P(AB)+P(AB)=P(B|A)
答案 ABD
解析 对于A,由P(B)=P(B|A),得=P(B),即P(AB)=P(A)P(B),故A可以;
对于B,结合相互独立事件的定义易知事件A与B相互独立,再结合性质易知事件A,B相互独立,故B可以;
对于C,由P(A)+P(B)=P(A∪B)易知P(AB)=0<P(A)P(B),故事件A,B不独立,故C不可以;
对于D,由全概率公式可得P(AB)+P(AB)=P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A)=P(B),P(B|A)=,又因为P(AB)+P(AB)=P(B|A),故P(AB)=P(A)P(B),故D可以.故选ABD.
11.(2024·广州一模)甲箱中有3个红球和2个白球,乙箱中有2个红球和2个白球(两箱中的球除颜色外,没有其他区别).先从甲箱中随机取出一球放入乙箱,分别用事件A1和A2表示从甲箱中取出的球是红球和白球;再从乙箱中随机取出两球,用事件B表示从乙箱中取出的两球都是红球,则( )
A.P(A1)= B.P(B)=
C.P(B|A1)= D.P(A2|B)=
答案 ABD
解析 P(A1)=,A正确;P(B)=×+×=,B正确;P(B|A1)===,C错误;P(A2|B)===,D正确.故选ABD.
12.已知离散型随机变量X服从二项分布B(n,p),其中n∈N*,0<p<1,记X为奇数的概率为a,X为偶数的概率为b,则下列说法中正确的有( )
A.a+b=1
B.当p=时,a=b
C.当0<p<时,a随着n的增大而增大
D.当<p<1时,a随着n的增大而减小
答案 ABC
解析 对于A,由概率的基本性质可知,a+b=1,故正确;对于B,当p=时,离散型随机变量X服从二项分布B,则P(X=k)=Cnk(k=0,1,2,3,…,n),当n为偶数时,a=(Cn1+Cn3+Cn5+…+Cnn-1)=×2n-1=,b=(Cn0+Cn2+Cn4+…+Cnn)=×2n-1=,所以a=b,同理,当n为奇数时,也有a=b,故正确;对于C、D,a==,当0<p<时,a=为正且递增,故a随着n的增大而增大,故C正确;当<p<1时,(1-2p)n正负交替,故D不正确.
13.(2024·福建福州期中)已知Ω为随机试验的样本空间,事件A,B满足AΩ,BΩ,则下列说法正确的是( )
A.若AB,且P(A)=,P(B)=,则P(A+B)=
B.若A∩B=,且P(A)=,P(B)=,则P(A+B)=
C.若P(A)=P(A|B)=,P(B)=,则P(B|A)=
D.若P(A)=,P(A|B)=,P(A|B)=,则P(B)=
答案 BCD
解析 因为AB,所以P(A+B)=P(A∪B)=P(B)=,A不正确;
若A∩B=,则A,B互斥,由P(A)=,P(B)=,得P(A+B)=P(A)+P(B)=+=,B正确;
由P(A)=P(A|B)=,即P(AB)=P(A)·P(B),得事件A,B相互独立,所以事件A,B也相互独立,所以P(AB)=P(A)P(B)==,则P(B|A)===,C正确;
由P(A|B)==,P(A|B)==,得P(AB)=P(B),P(AB)=P(B),则P(A)=P(AB)+P(A B)=P(B)+P(B),所以1-=(1-P(B))+P(B),解得P(B)=,D正确.故选BCD.
三、填空题
14.(1)(2024·江苏八市第三次调研)已知随机变量X~N(4,42),若P(X≤3)=0.3,则P(3<X<5)=________,若Y=2X+1,则Y的方差为________.
答案 0.4 64
解析 由X~N(4,42),P(X≤3)=0.3,得P(3<X≤4)=0.2,P(3<X<5)=0.4,由D(X)=42,得D(Y)=4D(X)=64.
(2)(2024·广东佛山二模)统计学中通常认为服从正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取[μ-3σ,μ+3σ]中的值,简称为3σ原则.假设某厂有一条包装食盐的生产线,正常情况下食盐质量(单位:g)服从正态分布N(400,σ2),某天生产线上的检测员随机抽取了一包食盐,称得其质量大于415 g,他立即判断生产线出现了异常,要求停产检修.由此可以得出,σ的最大值是________.
答案 5
解析 依题意,μ=400,由3σ原则,得400+3σ≤415,解得σ≤5,所以σ的最大值是5.
15.(2024·安庆示范性高中高三4月联考)一个不透明的袋子装有5个完全相同的小球,球上分别标有数字1,2,3,4,4.现甲从中随机摸出一个球记下所标数字后放回,乙再从中随机摸出一个球记下所标数字,若摸出的球上所标数字大的即为获胜(若摸出的球所标数字相同则为平局),则在甲获胜的条件下,乙摸到2号球的概率为________.
答案
解析 设“甲获胜”为事件A,“乙摸到2号球”为事件B,则P(A)==,P(AB)==,所以P(B|A)===.
16.(2024·河北保定期中)在一个抽奖游戏中,主持人从编号为1,2,3且外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,再将箱子关闭,也就是主持人知道奖品在哪个箱子里,当抽奖人选择了某个箱子后,在箱子打开之前,主持人先随机打开另一个没有奖品的箱子,并问抽奖人是否愿意更改选择.现在已知甲选择了1号箱,若用Ai表示i号箱有奖品(i=1,2,3),用Bj表示主持人打开j号箱子(j=2,3),则P(A2|B3)=________.
答案
解析 若奖品在1号箱里,则主持人可打开2,3号箱,故P(B3|A1)=;若奖品在2号箱里,则主持人打开3号箱的概率为1,故P(B3|A2)=1;若奖品在3号箱里,则主持人只能打开2号箱,故P(B3|A3)=0,由全概率公式可得P(B3)=P(Ai)P(B3|Ai)==,则P(A2|B3)===.
17.有人玩掷硬币走跳棋的游戏,已知硬币出现正反面为等可能性事件,棋盘上标有第0站,第1站,第2站,…,第8站,一枚棋子开始在第0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳动一次,若掷出正面,棋子向前跳一站(从k到k+1),若掷出反面,棋子向前跳两站(从k到k+2),直到棋子跳到第7站(胜利大本营)或跳到第8站(失败集中营)时,该游戏结束.设棋子跳到第n站的概率为Pn,则P8=________.
答案
解析 棋子开始在第0站为必然事件,∴P0=1.
若第一次掷硬币出现正面,棋子跳到第1站,其概率为P1=.棋子跳到第2站应从如下两方面考虑:
前两次掷硬币都出现正面,其概率为;
第一次掷硬币出现反面,其概率为.
∴P2=+=.
棋子跳到第n(2≤n≤7)站的情况有下列两种:
棋子先跳到第n-2站,又掷出反面,其概率为Pn-2;
棋子先跳到第n-1站,又掷出正面,其概率为Pn-1.
∴Pn=Pn-2+Pn-1,
∴Pn-Pn-1=-(Pn-1-Pn-2).
所以当2≤n≤7时,数列{Pn-Pn-1}是首项为P2-P1,公比为-的等比数列.
P2-P1=,P3-P2=-,…,Pn-Pn-1=,
以上各式相加,得Pn=,2≤n≤7,
∴P6==,
又第8站的上一站只能为第6站,
∴P8=P6=.
4、 解答题
18.(2023·安徽期末)某校为了培养学生数学学科的核心素养,组织了数学建模知识竞赛,共有两道题目,答对每道题目得10分,答错或不答得0分.甲答对每道题目的概率为,乙答对每道题目的概率为p(0<p<1),且甲、乙答对与否互不影响,各题答题结果也互不影响.已知至少一人答对第一道题目的概率为.
(1)求p的值;
(2)求甲、乙得分之和为30的概率.
解析 (1)设A=“甲答对第一道题目”,B=“乙答对第一道题目”,则P(A)=,P(B)=p,
因为A与B相互独立,所以A与B也相互独立.
由于“至少一人答对第一道题目”的对立事件是“甲、乙都答错第一道题目”,
根据对立事件的性质,得至少一人答对第一道题目的概率为1-P(A B)=1-(1-p)=+p,
由题意可知,+p=,解得p=.
(2)设A1表示甲答对1道题目,A2表示甲答对2道题目,B1表示乙答对1道题目,B2表示乙答对2道题目.
则P(A1)=×+×=,
P(A2)=×=,
P(B1)=×+×=,
P(B2)=×=.
设C表示甲、乙得分之和为30,则C=A1B2+A2B1,因为甲、乙答对与否互不影响,各题答题结果也互不影响,所以A1与B2相互独立,A2与B1相互独立,且A1B2与A2B1互斥,
则P(C)=P(A1B2+A2B1)=P(A1)P(B2)+P(A2)P(B1)=×+×=.
19.(2024·苏州大学指导卷)甲、乙、丙三人同时对一飞行物进行射击,三人击中的概率分别为0.5,0.6,0.7.若飞行物被一人击中,则其被击落的概率为0.2;若飞行物被两人击中,则其被击落的概率为0.4;若飞行物被三人击中,则其被击落的概率为0.9.
(1)求飞行物被两人击中的概率;
(2)求飞行物被击落的概率.
解析 记事件Ai(i=0,1,2,3)表示“飞行物被i个人击中”,事件Bi(i=1,2,3)分别表示“飞行物被甲、乙、丙击中”,由题意知P(B1)=0.5,P(B2)=0.6,P(B3)=0.7.
(1)P(A2)=P(B1B2B3∪B1B2B3∪B1B2B3)=P(B1B2B3)+P(B1B2B3)+P(B1B2B3)=0.5×0.6×(1-0.7)+0.5×(1-0.6)×0.7+(1-0.5)×0.6×0.7=0.09+0.14+0.21=0.44,故飞行物被两人击中的概率为0.44.
(2)记事件C表示“飞行物被击落”,由题意知P(C|A0)=0,P(C|A1)=0.2,P(C|A2)=0.4,P(C|A3)=0.9,而P(A0)=P(B1B2B3)=(1-0.5)×(1-0.6)×(1-0.7)=0.06,P(A1)=P(B1B2B3∪B1B2B3∪B1B2B3)=P(B1B2B3)+P(B1B2B3)+P(B1B2B3)=0.5×(1-0.6)×(1-0.7)+(1-0.5)×(1-0.6)×0.7+(1-0.5)×0.6×(1-0.7)=0.06+0.14+0.09=0.29,P(A3)=P(B1B2B3)=0.5×0.6×0.7=0.21,从而由全概率公式得P(C)=P(A0)·P(C|A0)+P(A1)·P(C|A1)+P(A2)·P(C|A2)+P(A3)·P(C|A3)=0.06×0+0.29×0.2+0.44×0.4+0.21×0.9=0.423.故飞行物被击落的概率为0.423.
20.(2024·石家庄质检)某商场周年庆进行大型促销活动,为吸引消费者,特别推出“玩游戏,送礼券”的活动,活动期间在商场消费达到一定金额的人可以参加游戏,游戏规则如下:在一个盒子里放着六枚硬币,其中有三枚正常的硬币,一面印着字,一面印着花;另外三枚硬币是特制的,有两枚双面都印着字,一枚双面都印着花,规定印着字的面为正面,印着花的面为反面.游戏者蒙着眼睛随机从盒子中抽取一枚硬币并连续投掷两次,由工作人员告知投掷的结果,若投掷两次向上的面都是正面,则进入最终挑战,否则游戏结束,不获得任何礼券.最终挑战的方式是进行第三次投掷,有两个方案可供选择:方案一,继续投掷之前抽取的那枚硬币,如果掷出向上的面为正面,则获得200元礼券;方案二,不使用之前抽取的硬币,从盒子里剩余的五枚硬币中再次随机抽取一枚投掷,如果掷出向上的面为正面,则获得300元礼券,不管选择方案一还是方案二,如果掷出向上的面为反面,则获得100元礼券.
(1)求第一次投掷后,向上的面为正面的概率;
(2)若已知某顾客抽取一枚硬币后连续投掷两次,向上的面均为正面,求该硬币是正常硬币的概率;
(3)在已知某顾客进入了最终挑战环节的条件下,试分别计算他选择两种抽奖方案最终获得的礼券金额的数学期望,并以此判断应该选择哪种抽奖方案更合适.
解析 设第一次抽到正常硬币为事件A,第一次抽到双面都印着字的硬币为事件B,第一次抽到双面都印着花的硬币为事件C,第一次投掷出正面向上为事件M1,第二次投掷出正面向上为事件M2,选择方案一进行第三次投掷并正面向上为事件M3,选择方案二进行第三次投掷并正面向上为事件N3.
(1)由全概率公式可得P(M1)=P(M1|A)·P(A)+P(M1|B)·P(B)+P(M1|C)·P(C)=×+×1+×0=.
(2)投掷两次都是正面向上的概率为P(M1M2)=P(M1M2|A)P(A)+P(M1M2|B)P(B)+P(M1M2|C)P(C)=××+×1+×0=.
P(A|M1M2)====.
(3)若选择方案一,设第三次投掷后最终获得的礼券为X元,第三次掷出正面向上为事件S,
则P(M3|M1M2)=
=
==,
即P(S)=,1-P(S)=,
E(X)=×200+×100==.
若选择方案二,设第三次投掷后最终获得的礼券为Y元,第三次掷出正面向上为事件T,
①如果第一次抽到的是正常硬币,设第二次抽到正常硬币为事件HA,第二次抽到双面都印着字的硬币为事件HB,第二次抽到双面都印着花的硬币为事件HC,则P1=P(M1M2|A)·P(A)·[P(N3|HA)·P(HA)+P(N3|HB)·P(HB)+P(N3|HC)·P(HC)]=×××(×+×1+×0)=.
②如果第一次抽到的是双面都印着字的硬币,设第二次抽到正常硬币为事件KA,第二次抽到双面都印着字的硬币为事件KB,第二次抽到双面都印着花的硬币为事件KC,则P2=P(M1M2|B)·P(B)·[P(N3|KA)·P(KA)+P(N3|KB)·P(KB)+P(N3|KC)·P(KC)]=×1×=,
所以P(M1M2N3)=P1+P2=+=,
P(N3|M1M2)===,
即P(T)=,1-P(T)=,
E(Y)=×300+×100==.
综上,E(X)<E(Y),所以选择方案二抽奖更合适.
21.(2024·福建泉州模拟预测)为更好地发挥高考的育才作用,部分新高考试题采用了多选题这一新题型.多选题的评分规则如下:对于多选题,每个小题给出的四个选项中有两项或三项是正确的,满分6分.全部选对得6分,有错选或全不选的得0分.当正确答案为两项时,选对1个得3分;当正确答案为三项时,选对1个得2分,选对2个得4分.某数学小组研究发现,多选题正确答案是两个选项的概率为p,正确答案是三个选项的概率为1-p(0<p<1).现有一道多选题,学生李华完全不会,此时他有三种答题方案:Ⅰ.随机选一个选项;Ⅱ.随机选两个选项;Ⅲ.随机选三个选项.
(1)若p=,且学生李华选择方案Ⅰ,求本题得分的数学期望;
(2)以本题得分的数学期望为决策依据,p的取值在什么范围内唯独选择方案Ⅰ最好?
解析 (1)记X为“从四个选项中随机选择一个选项的得分”,则X的所有可能取值为0,2,3,
P(X=0)=×+×=,
P(X=2)=×0+×=,
P(X=3)=×0+×=,
所以X的分布列为:
X
0
2
3
P
则数学期望E(X)=0×+2×+3×=.
(2)记ξ为“从四个选项中随机选择一个选项的得分”,则ξ的所有可能取值为0,2,3,
则P(ξ=0)=p×+(1-p)×=,
P(ξ=2)=p×0+(1-p)×=(1-p),
P(ξ=3)=p×+(1-p)×0=p,
所以E(ξ)=0×+2×(1-p)+3×p=.
记ε为“从四个选项中随机选择两个选项的得分”,则ε的所有可能取值为0,4,6,
则P(ε=0)=p×+(1-p)×=p+,
P(ε=4)=p×0+(1-p)×=(1-p),
P(ε=6)=p×+(1-p)×0=p,
所以E(ε)=0×+4×(1-p)+6×p=2-p.
记η为“从四个选项中随机选择三个选项的得分”,则η的所有可能取值为0,6,
则P(η=0)=p×1+(1-p)×=p+,
P(η=6)=p×0+(1-p)×=(1-p),
所以E(η)=0×+6×(1-p)=(1-p).
若唯独选择方案Ⅰ最好,则
解得<p<1,故p的取值范围为.
22.(2024·山东菏泽模拟预测)菏泽牡丹栽培始于隋,兴于唐,盛于明清,自古享有“曹州牡丹甲天下”的美誉.四月,菏泽大地上牡丹次第绽放,观赏牡丹拥有9大色系、10大花型、1 308个品种,以最亮眼的姿态恭迎八方游人.某旅行团带游客来菏泽观赏牡丹,游客可自由选择曹州牡丹园和中国牡丹园的一处游览,若每位游客选择曹州牡丹园的概率是,选择中国牡丹园的概率是,游客之间选择意愿相互独立.
(1)从游客中随机选取3人,记3人中选择曹州牡丹园的人数为X,求X的分布列、均值与方差;
(2)现对游客进行问卷调查,若选择曹州牡丹园记2分,选择中国牡丹园记1分,记已调查过的游客累计得分为n的概率为Pn,求Pn.
解析 (1)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3,且X~B,
所以P(X=0)=C30=,
P(X=1)=C31=,
P(X=2)=C32=,
P(X=3)=C33=.
所以随机变量X的分布列为:
X
0
1
2
3
P
所以均值为E(X)=3×=,
方差为D(X)=3××=.
(2)由题意可知,P1=,P2=+×=,P3=×+×,
所以当n≥3时,Pn=Pn-1+Pn-2,
则Pn+Pn-1=Pn-1+Pn-2,
所以为常数列,且Pn+Pn-1=P2+P1=+×=1(n≥2),
所以Pn-=-(Pn-1-)(n≥2),
所以是以P1-=-为首项,公比为-的等比数列,
所以Pn-=-×,
所以Pn=-×+.
23.(2024·陕西西安一模)某市为提升中学生的环境保护意识,举办了一次“环境保护知识竞赛”,分预赛和复赛两个环节,预赛成绩排名前300的学生参加复赛.已知共有12 000名学生参加了预赛,现从参加预赛的全体学生中随机地抽取100人的预赛成绩作为样本,得到频率分布直方图如图所示.
(1)规定预赛成绩不低于80分为优良,若从样本中预赛成绩不低于60分的学生中随机抽取2人,求至少有1人预赛成绩优良的概率,并求预赛成绩优良的人数X的分布列及数学期望;
(2)由频率分布直方图可认为该市参加预赛的全体学生的预赛成绩Z服从正态分布N(μ,σ2),其中μ可近似为样本中100名学生预赛成绩的平均值(同一组数据用该组区间的中点值代替),且σ2=362,已知小明的预赛成绩为91分,利用该正态分布,估计小明是否有资格参加复赛.
附:若Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤Z≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤Z≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤Z≤μ+3σ)≈0.997 3;≈19.
解析 (1)预赛成绩在[60,80)范围内的样本量为0.012 5×20×100=25,
预赛成绩在[80,100]范围内的样本量为0.007 5×20×100=15,
设抽取的2人中预赛成绩优良的人数为X,则X的所有可能取值为0,1,2,
P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X≥1)=+=,
所以至少有1人预赛成绩优良的概率为,
X的分布列为:
X
0
1
2
P
故数学期望E(X)=0×+1×+2×=.
(2)μ=(10×0.005+30×0.01+50×0.015+70×0.012 5+90×0.007 5)×20=53,
σ2=362,则σ≈19,所以Z~N(53,362),
故P(Z≥91)=P(Z≥μ+2σ)=[1-P(μ-2σ<Z<μ+2σ)]≈0.022 75,
故全市参加预赛的学生中,成绩不低于91分的约为12 000×0.022 75=273(人).
因为273<300,所以小明有资格参加复赛.
24.(2024·江西南昌二模)一条生产电阻的生产线生产状态正常时,生产的电阻阻值X(单位:Ω)服从正态分布N(1 000,52).
(1)生产状态正常时,从这条生产线生产的电阻中抽取2只,求这两只电阻的阻值在区间[995,1 000]和[1 005,1 010]内各一只的概率;(精确到0.001)
(2)根据统计学的知识,从服从正态分布N(μ,σ2)的总体中抽取容量为n的样本,则这个样本的平均数服从正态分布N.某时刻,质检员从生产线上抽取5只电阻,测得阻值分别为1 000,1 007,1 012,1 013,1 013(单位:Ω).你认为这时生产线生产状态正常吗?说明理由.(参考数据:若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3)
解析 (1)电阻阻值X服从正态分布N(1 000,52),
所以μ=1 000,σ=5.
所以生产状态正常时,从这条生产线生产的电阻中抽取1只,则这只电阻阻值在[995,1 000]和在[1 005,1 010]的概率分别为P1=P(995≤X≤1 000)=P(μ-σ≤X≤μ)=P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.341 35,
P2=P(1 005≤X≤1 010)=P(μ+σ≤X≤μ+2σ)=[P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)-P(μ-σ<X<μ+σ)]≈0.135 9.
因此这两只电阻的阻值在区间[995,1 000]和[1 005,1 010]内各一只的概率P=2P1P2≈2×0.341 35×0.135 9≈0.093.
(2)生产状态正常时,这5个样本的平均数服从正态分布N,即N(1 000,()2),
记σ′=,计算可得这5只电阻阻值的平均数x=1 009,
而1 009>1 000+3,即x>μ+3σ′,
因为在一次试验中,小概率事件发生了,因此认为这时生产线生产状态不正常.
25.(2024·山东日照三模)电信诈骗是指通过电话、网络和短信等方式,编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程诈骗的犯罪行为.随着5G时代的全面来临,借助手机、网银等实施的非接触式电信诈骗迅速发展蔓延,不法分子甚至将“魔爪”伸向了学生.为了增强同学们的防范意识,某校举办了主题为“防电信诈骗,做反诈达人”的知识竞赛.
(1)已知该校参加本次竞赛的学生分数η近似服从正态分布N(80,25),若某同学成绩满足μ-σ≤η≤μ+2σ,则该同学被评为“反诈标兵”;若η>μ+2σ,则该同学被评为“反诈达人”.
(ⅰ)试判断分数为88的同学能否被评为“反诈标兵”;
(ⅱ)若全校共有40名同学被评为“反诈达人”,试估计参与本次知识竞赛的学生人数(四舍五入后取整);
(2)已知该学校有男生1 000人,女生1 200人,经调查有750名男生和600名女生了解“反诈”知识,用样本估计总体,现从全校随机抽出2名男生和3名女生,这5人中了解“反诈”知识的人数记为X,求X的分布列及数学期望E(X).
参考数据:若ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
解析 (1)(ⅰ)由题意知,该校参加本次竞赛的学生分数η近似服从正态分布N(80,25),
可得μ=80,σ=5,因为75<88<90,则该同学能被评为“反诈标兵”.
(ⅱ)设全校参与本次竞赛的人数为n,则被评为“反诈达人”的概率为P(η>μ+2σ)=[1-P(μ-2σ≤η≤μ+2σ)]≈×(1-0.954 5)=0.022 75,
则≈0.022 75,解得n≈1 758,所以参与本次知识竞赛的学生人数约为1 758.
(2)由题意知,男生了解“反诈”知识的概率为,女生了解“反诈”知识的概率为,
随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3,4,5,
可得P(X=0)=C20C30=,
P(X=1)=C21C30+C20C31=,
P(X=2)=C22C30+C21 C31+C20C32=,
P(X=3)=C22C31+C21 C32+C20C33=,
P(X=4)=C22C32+C21 C33=,
P(X=5)=C22C33=.
所以随机变量X的分布列为:
X
0
1
2
3
4
5
P
所以,期望为E(X)=0×+1×+2×+3×+4×+5×=3.
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