内容正文:
10.1.3 古典概型(2)
【学习目标】
1.进一步理解古典概型的定义.(数学抽象)
2.熟练掌握古典概型的概率计算公式.(数学运算)
关键能力·师生共研
类型1有、无放回问题的概率计算(数学抽象、数学运算)
【典例1】从3名男生和3名女生中任意抽取两人,设事件A=“抽到的两人都是男生”,事件B=“抽到1名男生与1名女生”,则 ( )
A.在有放回简单随机抽样方式下,P(A)=
B.在不放回简单随机抽样方式下,P(B)=
C.在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(A)=
D.在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(B)=1
【解析】选D.记3名男生为1,2,3,3名女生为a,b,c.对于选项A,有放回简单随机抽样的样本空间Ω1为
1
2
3
a
b
c
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,a)
(1,b)
(1,c)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,a)
(2,b)
(2,c)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,a)
(3,b)
(3,c)
a
(a,1)
(a,2)
(a,3)
(a,a)
(a,b)
(a,c)
b
(b,1)
(b,2)
(b,3)
(b,a)
(b,b)
(b,c)
c
(c,1)
(c,2)
(c,3)
(c,a)
(c,b)
(c,c)
共36个样本点,事件A={(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)},有9个样本点,所以P(A)==,故选项A错误;
对于选项B,不放回简单随机抽样的样本空间Ω2为
1
2
3
a
b
c
1
×
(1,2)
(1,3)
(1,a)
(1,b)
(1,c)
2
(2,1)
×
(2,3)
(2,a)
(2,b)
(2,c)
3
(3,1)
(3,2)
×
(3,a)
(3,b)
(3,c)
a
(a,1)
(a,2)
(a,3)
×
(a,b)
(a,c)
b
(b,1)
(b,2)
(b,3)
(b,a)
×
(b,c)
c
(c,1)
(c,2)
(c,3)
(c,a)
(c,b)
×
共30个样本点,事件B={(1,a),(1,b),(1,c),(2,a),(2,b),(2,c),(3,a),(3,b),(3,c),(a,1),(a,2),(a,3),(b,1),(b,2),(b,3),(c,1),(c,2),
(c,3)},有18个样本点,所以P(B)==,故选项B错误;
对于选项C,在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(A)=0,故选项C错误;
对于选项D,在按性别等比例分层随机抽样方式下,先从男生中抽取一人,再从女生中抽取一人,其样本空间Ω3={(1,a),(1,b),(1,c),(2,a),(2,b),(2,c),(3,a),(3,b),(3,c)},共有9个样本点,事件B=Ω3,所以P(B)==1,故选项D正确.
【总结升华】
有、无放回问题的概率计算的区别
(1)若是“有放回抽取”,则在每次抽取之前,产品种类及个数都不发生变化,因此某件新产品被抽到的概率也不变;
(2)若是“不放回抽取”(假设每次抽取的结果都可知),则在每次抽取之前,所剩产品种类及个数都在发生变化,因此某件产品被抽到的概率也在不断变化.
【即学即练】
1.袋中装有标号分别为1,2,3,4的四个大小相同的小球,现从中有放回地取两次(每次只取一个球),则两次取出的小球的标号数之差的绝对值为2的概率是 ( )
A. B. C. D.
【解析】选C.从中有放回地取两次,每次取球有4种结果,所以有4×4=16种结果,
其中标号数之差的绝对值为2的有(1,3),(2,4),(3,1),(4,2),共4种结果,
所以两次取出的小球的标号数之差的绝对值为2的概率P==.
2.从标有1,2,3,4,5,6的六张卡片中无放回随机抽取两张,则抽到的两张卡片数字之积是3的倍数的概率为 ( )
A. B. C. D.
【解析】选C.根据题意,从六张卡片中无放回随机抽取2张,
有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15种取法,
其中抽到的2张卡片上的数字之积是3的倍数有(1,3),(1,6),(2,3),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,6),(5,6),共9种情况,
则抽到的2张卡片上的数字之积是3的倍数的概率P==.
类型2古典概型与统计的综合问题(数学运算)
【典例2】某学校高一年级进行某学科的考试,所有学生的成绩做成的频率分布直方图如图所示,第一组成绩在[50,60),第二组成绩在[60,70),第三组成绩在[70,80),第四组成绩在[80,90),第五组成绩在[90,100].
(1)年级准备表扬在本次考试中成绩在前的同学,定为成绩优胜,估计此次考试成绩优胜的分数线;
(2)现用分层随机抽样的方法在第二组和第四组中选取6人,进行成绩情况调研.
①从这6人中抽取2人,求这2人不在同一组的概率;
②若抽取的同学中,第二组的成绩的平均数和方差分别为65和40,第四组的成绩的平均数和方差分别为83和70,据此估计第二组和第四组抽取的所有同学中成绩的方差.
【解析】(1)成绩在前的同学的分数线,即第75百分位数,由题中频率分布直方图可知,
前三组频率为(0.010+0.015+0.035)×10=0.6<0.75,
前四组频率为(0.010+0.015+0.035+0.030)×10=0.9>0.75,
所以成绩优胜的分数线在第四组[80,90)内,
所以该数据为80+×10=85,
则估计此次考试成绩优胜的分数线为85.
(2)①由题中频率分布直方图可知第二组和第四组频率之比为0.15∶0.3=1∶2,
则用分层随机抽样的方法选取6名同学,其中2人的成绩在第二组内,4人的成绩在第四组内,
从这6人中抽取2人,共有15种情况,抽取的2人不在同一组有8种情况,
所以抽取的2人不在同一组的概率P=.
②由已知,第二组和第四组抽取的所有同学的成绩的平均数为==77.
设第二组、第四组抽取的学生成绩的平均数和方差分别为,,,,
则第二组和第四组抽取的所有同学中成绩的方差为s2=[+]+[+]=×[40+(65-77)2]+×[70+(83-77)2]=132.
【总结升华】
概率与统计结合题的处理策略
概率与统计结合题,无论是直接描述还是利用频率分布表、频率分布直方图等给出信息,只要能够从题中提炼出需要的信息,则此类问题即可解决,解决此类题目的步骤主要有:
第一步:根据题目要求求出数据(有的用到按比例分配的分层随机抽样、有的用到频率分布直方图等知识);
第二步:列出样本空间,计算样本空间包含的样本点个数;
第三步:找出所求事件包含的样本点个数;
第四步:根据古典概型概率计算公式求解;
第五步:明确规范地表述结论.
【即学即练】
洛阳各大景区在“五一”假期推出丰富多彩的文旅活动,让游客在享受美好假期的同时,感受洛阳深厚的历史文化底蕴.漫步洛阳街头,三步一娘娘,五步一公主,“总要来洛阳穿穿汉服”成为无数人的心中所愿.为了了解汉服体验者的满意程度,随机选取了40名汉服体验者进行满意度打分(满分100分),按分数共分成五组:第1组[75,80),第2组[80,85),第3组[85,90),第4组[90,95),第5组[95,100],得到的频率分布直方图如图所示,我们称打分90分及以上的汉服体验者为“汉服达人”.
(1)根据频率分布直方图,同一组数据用该组区间的中点值作代表,试估计这40名汉服体验者打分的平均数,并估计样本的第75百分位数;
(2)用分层随机抽样的方法从第3组和第4组的汉服体验者中随机选出5人,再从这5人中随机选2人,求至少一人是“汉服达人”的概率.
【解析】(1)第一组的频率为0.05,第二组的频率为0.35,第三组的频率为0.30,第四组的频率为0.20,第五组的频率为0.10,
故平均数=77.5×0.05+82.5×0.35+87.5×0.3+92.5×0.2+97.5×0.1=87.25,
因为前3组的频率和为0.7,前4组的频率和为0.9,
所以第75百分位数在第四组,不妨设为x,
则(x-90)×0.04=0.75-0.05-0.35-0.30,
解得x=91.25,
即第75百分位数约为91.25.
(2)根据题意,第3组有40×0.3=12(人),第4组有40×0.2=8(人),
所以第3组选3人,分别记为A,B,C,
第4组选2人,分别记为a,b,
所以样本空间Ω={AB,AC,BC,Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,ab},共10种,
设事件M=至少一人是“汉服达人”,
则M={Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,ab},共7种,
所以P(M)=,
即至少一人是“汉服达人”的概率为.
类型3复杂的古典概型计算(数学运算)
【典例3】在集合{-5,-3,-1,1,3,5}中任意选取一个实数作为a,构造函数f(x)=x2-ax+1,x∈R,记事件A为“所选取的实数a使得函数y=f(x)有两个不等的零点”.
(1)观察选取的实数a,写出样本空间与事件A对应的集合,并求事件A发生的概率;
(2)记事件B为“所选取的实数a使得函数y=f(x)在[,+∞)上是严格增函数”,求事件A,事件B至少有一个发生的概率.
【解析】(1)由题知样本空间Ω={-5,-3,-1,1,3,5},若函数y=f(x)有两个不等的零点,则Δ=(-a)2-4>0,
解得a<-2或a>2,
事件A为“所选取的实数a使得函数y=f(x)有两个不等的零点”,
所以事件A对应的集合为{-5,-3,3,5},
则P(A)==.
(2)若函数y=f(x)在[,+∞)上是严格增函数,
则-=≤,即a≤,
所以事件B对应的集合为{-5,-3,-1},
故A∪B={-5,-3,-1,3,5},则P(A∪B)=.
【总结升华】
古典概型综合问题的关注点
有关古典概型与函数、方程、不等式等其他数学知识结合的题型,可利用有关数学知识得出限制事件的条件,从而解决概率问题.
【即学即练】
1.(2025·朝阳高一检测)从2,3,4,8,9中任取两个不同的数,分别记为a,b.
(1)求a+b为偶数的概率;
(2)求logab为整数的概率.
【解析】(1)样本空间可记为Ω={(2,3),(2,4),(2,8),(2,9),(3,2),(3,4),(3,8),(3,9),(4,2),(4,3),(4,8),(4,9),(8,2),(8,3),(8,4),(8,9),(9,2),(9,3),(9,4),(9,8)},共包含20个样本点.
设事件A=“a+b为偶数”,A={(2,4),(2,8),(3,9),(4,2),(4,8),(8,2),(8,4),(9,3)},
包含8个样本点,则P(A)==.
(2)由(1)得样本空间共包含20个样本点,
设事件B=“logab为整数”,
因为log24=2,log28=3,log39=2,
所以B={(2,4),(2,8),(3,9)},包含3个样本点,
则P(B)=.
2.(2025·大连高一检测)将连续正整数1,2,3,…,n(n∈N*)从小到大排列构成一个数123…n,F(n)为这个数的位数.例如:当n=12时,此数为123456789101112,共有15个数字,则F(12)=15.现从这个数中随机取一个数字,P(n)为恰好取到0的概率.
(1)求P(101);
(2)当n≤2 025时,求F(n)的解析式;
(3)令f(n)为这个数中数字9的个数,g(n)为这个数中数字0的个数,h(n)=f(n)-g(n),S={n|h(n)=1,n≤100,n∈N*},求当n∈S时P(n)的最大值.
【解析】(1)当n=101时,有F(101)=9+90×2+3×2=195,即这个数字共有195个数字,
其中数字0的个数有12个,所以恰好取得0的概率P(101)==.
(2)当1≤n≤9时,这个数由n个1位数组成,F(n)=n;
当10≤n≤99时,这个数由9个一位数,n-9个两位数组成,F(n)=2n-9;
当100≤n≤999时,这个数由9个一位数,90个两位数,n-99个三位数组成,F(n)=3n-108;
当1 000≤n≤2 025时,这个数由9个一位数,90个两位数,900个三位数,n-999个四位数组成,F(n)=4n-1 107;
综上,F(n)=.
(3)当n=b(1≤b≤9,b∈N*)时,g(n)=0;
当n=10k+b(1≤k≤9,1≤b≤9,k∈N*,b∈N*)时,g(n)=k;
当n=100时,g(n)=11,
所以g(n)=
,
同理f(n)=
,
所以h(n)=f(n)-g(n)=1,则n=9,19,29,39,49,59,69,79,89,90,
当n≤100,则S={9,19,29,39,49,59,69,79,89,90},
当n=9,P(9)=0,
当n=90,P(90)==,
当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N*),P(n)===,
由y==-×关于k单调递增,
当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N*),P(n)最大值为P(89)=,
又<,所以n∈S时P(n)最大值为.
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关键能力•师生共研
10.1.3 古典概型(2)
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1.进一步理解古典概型的定义.(数学抽象)
2.熟练掌握古典概型的概率计算公式.(数学运算)
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01
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类型1有、无放回问题的概率计算(数学抽象、数学运算)
【典例1】从3名男生和3名女生中任意抽取两人,设事件A=“抽到的两人都
是男生”,事件B=“抽到1名男生与1名女生”,则( )
A.在有放回简单随机抽样方式下,P(A)=
B.在不放回简单随机抽样方式下,P(B)=
C.在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(A)=
D.在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(B)=1
√
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【解析】选D.记3名男生为1,2,3,3名女生为a,b,c.对于选项A,有放回简单随
机抽样的样本空间Ω1为
共36个样本点,事件A={(1,1),(1,2),
(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)},
有9个样本点,所以P(A)==,
故选项A错误;
1 2 3 a b c
1 (1,1) (1,2) (1,3) (1,a) (1,b) (1,c)
2 (2,1) (2,2) (2,3) (2,a) (2,b) (2,c)
3 (3,1) (3,2) (3,3) (3,a) (3,b) (3,c)
a (a,1) (a,2) (a,3) (a,a) (a,b) (a,c)
b (b,1) (b,2) (b,3) (b,a) (b,b) (b,c)
c (c,1) (c,2) (c,3) (c,a) (c,b) (c,c)
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对于选项B,不放回简单随机抽样的样本空间Ω2为
共30个样本点,事件B={(1,a),(1,b),(1,c),
(2,a),(2,b),(2,c),(3,a),(3,b),(3,c),(a,1),(a,2),
(a,3),(b,1),(b,2),(b,3),(c,1),(c,2),
(c,3)},有18个样本点,所以P(B)==,
故选项B错误;
1 2 3 a b c
1 × (1,2) (1,3) (1,a) (1,b) (1,c)
2 (2,1) × (2,3) (2,a) (2,b) (2,c)
3 (3,1) (3,2) × (3,a) (3,b) (3,c)
a (a,1) (a,2) (a,3) × (a,b) (a,c)
b (b,1) (b,2) (b,3) (b,a) × (b,c)
c (c,1) (c,2) (c,3) (c,a) (c,b) ×
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对于选项C,在按性别等比例分层随机抽样方式下,P(A)=0,故选项C错误;
对于选项D,在按性别等比例分层随机抽样方式下,先从男生中抽取一人,再
从女生中抽取一人,其样本空间
Ω3={(1,a),(1,b),(1,c),(2,a),(2,b),(2,c),(3,a),(3,b),(3,c)},共有9个样本点,事件
B=Ω3,所以P(B)==1,故选项D正确.
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【总结升华】
有、无放回问题的概率计算的区别
(1)若是“有放回抽取”,则在每次抽取之前,产品种类及个数都不发生变化,因
此某件新产品被抽到的概率也不变;
(2)若是“不放回抽取”(假设每次抽取的结果都可知),则在每次抽取之前,所
剩产品种类及个数都在发生变化,因此某件产品被抽到的概率也在不断变
化.
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【即学即练】
1.袋中装有标号分别为1,2,3,4的四个大小相同的小球,现从中有放回地取两次(每
次只取一个球),则两次取出的小球的标号数之差的绝对值为2的概率是( )
A. B. C. D.
【解析】选C.从中有放回地取两次,每次取球有4种结果,所以有4×4=16种结果,
其中标号数之差的绝对值为2的有(1,3),(2,4),(3,1),(4,2),共4种结果,
所以两次取出的小球的标号数之差的绝对值为2的概率P==.
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2.从标有1,2,3,4,5,6的六张卡片中无放回随机抽取两张,则抽到的两张卡片数字之
积是3的倍数的概率为 ( )
A. B. C. D.
【解析】选C.根据题意,从六张卡片中无放回随机抽取2张,
有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),
共15种取法,
其中抽到的2张卡片上的数字之积是3的倍数有
(1,3),(1,6),(2,3),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,6),(5,6),共9种情况,
则抽到的2张卡片上的数字之积是3的倍数的概率P==.
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类型2古典概型与统计的综合问题(数学运算)
【典例2】某学校高一年级进行某学科的考试,所有学生的成绩做成的频率分布直方图如图所示,第一组成绩在[50,60),第二组成绩在[60,70),第三组成绩在[70,80),第四组成绩在[80,90),第五组成绩在[90,100].
(1)年级准备表扬在本次考试中成绩在前的同学,
定为成绩优胜,估计此次考试成绩优胜的分数线;
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(2)现用分层随机抽样的方法在第二组和第四组中选取6人,进行成绩情况调研.
①从这6人中抽取2人,求这2人不在同一组的概率;
②若抽取的同学中,第二组的成绩的平均数和方差分别为65和40,第四组的成绩的平均数和方差分别为83和70,据此估计第二组和第四组抽取的所有同学中成绩的方差.
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【解析】(1)成绩在前的同学的分数线,即第75百分位数,由题中频率分布
直方图可知,
前三组频率为(0.010+0.015+0.035)×10=0.6<0.75,
前四组频率为(0.010+0.015+0.035+0.030)×10=0.9>0.75,
所以成绩优胜的分数线在第四组[80,90)内,
所以该数据为80+×10=85,
则估计此次考试成绩优胜的分数线为85.
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(2)①由题中频率分布直方图可知第二组和第四组频率之比为0.15∶0.3=1∶2,
则用分层随机抽样的方法选取6名同学,其中2人的成绩在第二组内,4人的成绩在第四组
内,
从这6人中抽取2人,共有15种情况,抽取的2人不在同一组有8种情况,
所以抽取的2人不在同一组的概率P=.
②由已知,第二组和第四组抽取的所有同学的成绩的平均数为==77.
设第二组、第四组抽取的学生成绩的平均数和方差分别为,,,,
则第二组和第四组抽取的所有同学中成绩的方差为s2=[+]+[+]=×[40+(65-77)2]+×[70+(83-77)2]=132.
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【总结升华】
概率与统计结合题的处理策略
概率与统计结合题,无论是直接描述还是利用频率分布表、频率分布直方图等给出信息,只要能够从题中提炼出需要的信息,则此类问题即可解决,解决此类题目的步骤主要有:
第一步:根据题目要求求出数据(有的用到按比例分配的分层随机抽样、有的用到频率分布直方图等知识);
第二步:列出样本空间,计算样本空间包含的样本点个数;
第三步:找出所求事件包含的样本点个数;
第四步:根据古典概型概率计算公式求解;
第五步:明确规范地表述结论.
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【即学即练】
洛阳各大景区在“五一”假期推出丰富多彩的文旅活动,让游客在享受美好
假期的同时,感受洛阳深厚的历史文化底蕴.漫步洛阳街头,三步一娘娘,五
步一公主,“总要来洛阳穿穿汉服”成为无数人的心中所愿.为了了解汉服体
验者的满意程度,随机选取了40名汉服体验者进行满意度打分(满分100分),
按分数共分成五组:第1组[75,80),第2组[80,85),第3
组[85,90),第4组[90,95),第5组[95,100],得到的频率
分布直方图如图所示,我们称打分90分及以上的汉
服体验者为“汉服达人”.
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(1)根据频率分布直方图,同一组数据用该组区间的中点值作代表,试估计这40名汉服
体验者打分的平均数,并估计样本的第75百分位数;
(2)用分层随机抽样的方法从第3组和第4组的汉服体验者中随机选出5人,再从这5人
中随机选2人,求至少一人是“汉服达人”的概率.
【解析】(1)第一组的频率为0.05,第二组的频率为0.35,第三组的频率为0.30,第四组的频
率为0.20,第五组的频率为0.10,
故平均数=77.5×0.05+82.5×0.35+87.5×0.3+92.5×0.2+97.5×0.1=87.25,
因为前3组的频率和为0.7,前4组的频率和为0.9,
所以第75百分位数在第四组,不妨设为x,
则(x-90)×0.04=0.75-0.05-0.35-0.30,
解得x=91.25,即第75百分位数约为91.25.
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(2)根据题意,第3组有40×0.3=12(人),第4组有40×0.2=8(人),
所以第3组选3人,分别记为A,B,C,
第4组选2人,分别记为a,b,
所以样本空间Ω={AB,AC,BC,Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,ab},共10种,
设事件M=至少一人是“汉服达人”,
则M={Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,ab},共7种,
所以P(M)=,
即至少一人是“汉服达人”的概率为.
返回
类型3复杂的古典概型计算(数学运算)
【典例3】在集合{-5,-3,-1,1,3,5}中任意选取一个实数作为a,构造函数
f(x)=x2-ax+1,x∈R,记事件A为“所选取的实数a使得函数y=f(x)有两个不等
的零点”.
(1)观察选取的实数a,写出样本空间与事件A对应的集合,并求事件A发生的
概率;
(2)记事件B为“所选取的实数a使得函数y=f(x)在[,+∞)上是严格增函数”,求
事件A,事件B至少有一个发生的概率.
返回
【解析】(1)由题知样本空间Ω={-5,-3,-1,1,3,5},若函数y=f(x)有两个不等的
零点,则Δ=(-a)2-4>0,
解得a<-2或a>2,
事件A为“所选取的实数a使得函数y=f(x)有两个不等的零点”,
所以事件A对应的集合为{-5,-3,3,5},则P(A)==.
(2)若函数y=f(x)在[,+∞)上是严格增函数,
则-=≤,即a≤,所以事件B对应的集合为{-5,-3,-1},
故A∪B={-5,-3,-1,3,5},则P(A∪B)=.
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【总结升华】
古典概型综合问题的关注点
有关古典概型与函数、方程、不等式等其他数学知识结合的题型,可利用有关数学知识得出限制事件的条件,从而解决概率问题.
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【即学即练】
1.(2025·朝阳高一检测)从2,3,4,8,9中任取两个不同的数,分别记为a,b.
(1)求a+b为偶数的概率;
(2)求logab为整数的概率.
【解析】(1)样本空间可记为Ω={(2,3),(2,4),(2,8),(2,9),(3,2),(3,4),(3,8),(3,9),(4,2),(4,3),(4,8),(4,9),(8,2),(8,3),
(8,4),(8,9),(9,2),(9,3),(9,4),(9,8)},共包含20个样本点.
设事件A=“a+b为偶数”,A={(2,4),(2,8),(3,9),(4,2),(4,8),(8,2),(8,4),(9,3)},
包含8个样本点,则P(A)==.
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(2)由(1)得样本空间共包含20个样本点,
设事件B=“logab为整数”,
因为log24=2,log28=3,log39=2,
所以B={(2,4),(2,8),(3,9)},包含3个样本点,
则P(B)=.
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2.(2025·大连高一检测)将连续正整数1,2,3,…,n(n∈N*)从小到大排列构成
一个数123…n,F(n)为这个数的位数.例如:当n=12时,此数为
123456789101112,共有15个数字,则F(12)=15.现从这个数中随机取一个数
字,P(n)为恰好取到0的概率.
(1)求P(101);
(2)当n≤2 025时,求F(n)的解析式;
(3)令f(n)为这个数中数字9的个数,g(n)为这个数中数字0的个数,
h(n)=f(n)-g(n),S={n|h(n)=1,n≤100,n∈N*},求当n∈S时P(n)的最大值.
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【解析】(1)当n=101时,有F(101)=9+90×2+3×2=195,即这个数字共有195个数字,
其中数字0的个数有12个,所以恰好取得0的概率P(101)==.
(2)当1≤n≤9时,这个数由n个1位数组成,F(n)=n;
当10≤n≤99时,这个数由9个一位数,n-9个两位数组成,F(n)=2n-9;
当100≤n≤999时,这个数由9个一位数,90个两位数,n-99个三位数组成,F(n)=3n-108;
当1 000≤n≤2 025时,这个数由9个一位数,90个两位数,900个三位数,n-999个四位
数组成,F(n)=4n-1 107;
综上,F(n)=.
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(3)当n=b(1≤b≤9,b∈N*)时,g(n)=0;
当n=10k+b(1≤k≤9,1≤b≤9,k∈N*,b∈N*)时,g(n)=k;
当n=100时,g(n)=11,
所以g(n)=,
同理f(n)=,
所以h(n)=f(n)-g(n)=1,则n=9,19,29,39,49,59,69,79,89,90,
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当n≤100,则S={9,19,29,39,49,59,69,79,89,90},
当n=9,P(9)=0,
当n=90,P(90)==,
当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N*),P(n)===,
由y==-×关于k单调递增,
当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N*),P(n)最大值为P(89)=,
又<,所以n∈S时P(n)最大值为.
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