内容正文:
高二数学
考试说明:1.本试卷共150分.考试时间120分钟.
2.请将各题答案填在答题卡上.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 如下四个散点图中,负相关的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】负相关,即随一个量增大另外一个量减少,
A为正相关,BD不相关,C负相关.
2. (,)可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由排列数的计算公式即可求解.
【详解】对于共有个因式,
乘积的首项(最大项)是,因此原式可表示为.
3. 已知变量x,y具有线性相关关系,根据样本点得到y关于x的经验回归方程为,则样本点的残差为( )
A. B. C. 1 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】经验回归方程为,当时,可得预测值;
由样本点,得观测值;
残差.
4. 已知()的展开式中的常数项为24,则( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用二项式展开式通项公式,结合分类讨论思想即可求解.
【详解】对于的二项式展开式通项公式:
,
原式的常数项由两部分组成:
第一部分:第一个括号取,第二个括号取常数项,
即令,得,这部分系数为:;
第二部分:第一个括号取,第二个括号取项,
令,得,这部分系数为:;
则总的常数项为,且,解得.
5. 某学校食堂有8个窗口,分别卖:拉面、盖饭、麻辣烫、汉堡、水饺、炒河粉、粥、米粉,现有两位同学分别从这8个窗口中随机选择1个窗口买饭.这两位同学中至少有一人选择在拉面窗口买饭的条件下,他们选择的窗口不相同的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设事件为“两位同学中至少有一人选择在拉面窗口买饭”,事件为“两人选择的窗口不相同”;
则,;
.
6. 某产品参数X服从正态分布,按照16%,34%,34%,16%的比例按参数从高到低将产品划分为1、2、3和4四个品级.若某个产品的参数为192,则其品级是( )
附:,,
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,结合正态分布的对称性得,再结合题意即可求得答案.
【详解】因为,所以,,,,
因为,
所以,
所以,按照16%,34%,34%,16%的比例按参数从高到低将产品划分为1、2、3和4四个品级对应的的范围分别是:,,,,
所以,当某个产品的参数为192,则其品级是2
7. 某教育研究小组收集了10名高中生每周用于数学复习的时间x(小时)与其数学测试成绩y(百分制)的数据.经计算得,,,,,其中,分别为数学复习的时间与数学测试成绩的标准差,r为相关系数.若用经验回归方程预测成绩,则方程应为( )
参考公式:样本相关系数
经验回归方程中斜率的最小二乘估计公式
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过已知的相关系数、方差公式,即可推导回归直线方程的斜率,再通过回归直线方程经过样本中心点即可求得.
【详解】根据方差定义可知:,,
结合题意可知:,,,
所以,
再根据样本相关系数,,
可得:,
则 ,
根据回归直线过样本中心点,已知,,
则,
因此经验回归方程为.
8. 用模型拟合一组数,若,,设,得变换后的经验回归方程为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先对指数式取对数化为线性形式,结合已知数据算出,,利用回归直线过样本中心点求出,再对比截距得即,最后相乘.
【详解】由,得,
令,则与满足线性关系,
由,得,
由,
得,
所以,
过样本中心点,即,解得,
对比和,,解得,,
所以.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 下列结论正确的是( )
A. 相关系数r的值越小,两个变量之间的线性相关性越弱
B. ;
C. 在经验回归分析中,若的值越大,则模型的拟合效果越好
D. 在经验回归方程中,当变量x每增加一个单位时,减少2个单位
【答案】CD
【解析】
【分析】根据相关系数的性质判断A;根据期望,方差的线性关系判断B;利用模型的拟合效果与的关系可判断C;根据回归方程的系数的意义判断D.
【详解】对于A,相关系数r的绝对值越小,两个变量之间的线性相关性越弱,故错误;
对于B,;,故错误;
对于C,决定系数的值越接近于1,回归模型的拟合效果越好,故正确;
对于D,在经验回归方程中,当解释变量每增加1个单位时,减小2个单位,故正确;
10. 设是一个随机试验中的两个事件,记,,则下列说法正确的是( )
A. 若相互独立,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】由和事件概率加法公式得到,再结合独立事件概率乘法公式,条件概率计算公式,对立事件概率计算公式逐项判断即可.
【详解】由,
代入,
得: ,
选项A,若相互独立,根据独立事件定义:,
代入,得,A正确,
选项B,若,则,B错误,
选项C,根据条件概率公式,
代入,得: ,
因此,对立事件概率,C正确,
选项D,
,D正确.
11. 小张上班有时坐地铁,有时骑电动车,他各记录了100次坐地铁和骑电动车上班所用的时间,经数据分析得到:坐地铁平均用时30分钟,样本标准差为6;骑电动车平均用时36分钟,样本标准差为2.已知随机变量,则.假设小张坐地铁用时X和骑电动车用时Y都服从正态分布,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若某天有40分钟可用,小张要想尽可能不迟到应选择骑电动车
D. 若某天有37分钟可用,小张要想尽可能不迟到应选择乘地铁
【答案】BCD
【解析】
【详解】根据题意可知,故A选项错误,B选项正确.
若某天有40分钟可用,,.
,且,.
所以小张要想尽可能不迟到应该选择电动车,C选项正确.
若某天有37分钟可用,则,
,且,.
所以小张要想尽可能不迟到应选择乘地铁,D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 展开式中含项的系数为__________.
【答案】480
【解析】
【详解】由题知:;
第项通项公式:;
的第项通项公式:;
令,则
所以项的系数为:.
13. 某公司安排小张在六天中分别完成A、B、C、D、E、F六项不同的任务(每天一项),并且要求A在B之前做,C与D不在相邻的两天做,则不同的任务安排顺序有__________种.
【答案】240
【解析】
【分析】先排A、B、E、F四项任务,再排C与D,由分步乘法计数原理计算即可.
【详解】先将A、B、E、F四项任务排序,因为要求A在B之前,所以共有种不同的排法,
再将C与D排到四项任务产生的个空位中,共有种不同的排法,
因此由分步乘法计数原理可得不同的任务安排顺序有种.
14. 已知,则a被26除的余数为__________.
【答案】25
【解析】
【分析】利用二项式定理化简原式,将问题转化为求除以26所得的余数,计算即可.
【详解】由二项式定理可知:
由于最后一项为,所以a被26除的余数为.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 从0,1,5,6,8,9中选四个数字,组成无重复数字的四位数,求分别满足下列的数有多少个?
(1)可以组成多少个四位数?
(2)可以组成多少个偶数?
【答案】(1)300 (2)156
【解析】
【小问1详解】
若这个四位数中含0,则先从除千位外的三个位置中选一个排0,再从其他5个元素中选3个在剩余位置排列,共有(种)排法;
若这个四位数中不含0,则从其他5个数字中选4个进行全排列,共有(种)排法;
所以四位数共有(个).
【小问2详解】
若个位是0,则从其他5个数字中任选3个排列在剩余的三个位置,共有(种)排法;
若个位是6或8,则从其他4个不为0的数字中选1个排在千位,再从除千位和个位所排数字之外的4个数中任选2个排在百位和十位,共有(种)排法,
所以偶数共有(个).
16. 良好的睡眠习惯是保持健康的一种有效策略.某医学研究者为研究睡眠习惯和免疫力水平之间的关系,得到如下数据(单位:人):
免疫力高
免疫力不高
合计
有良好的睡眠习惯
400
200
600
没有良好的睡眠习惯
100
300
400
合计
500
500
1000
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为“有良好的睡眠习惯”与“免疫力高”有关联?
(2)按比例分配的分层随机抽样,从有良好的睡眠习惯的人中抽取6人,从这6个有良好的睡眠习惯的人中随机抽取2人,求这2人中“免疫力高”的人数X的分布列和数学期望.
附:,其中
独立性检验中4个常用的小概率值和相应的临界值表:
0.05
0.01
0.005
0.001
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1)依据小概率值的独立性检验,可以认为“有良好的睡眠习惯”与“免疫力高”有关联;
(2)X的分布列为
X
0
1
2
P
【解析】
【分析】(1)先设零假设,代入卡方公式算出,和临界值对比,卡方更大则推翻假设,判定两个变量有关联;
(2)按分层抽样比例算出抽出人中免疫力高人、不高人,服从超几何分布,枚举求对应概率列出分布列,再代入期望公式求值.
【小问1详解】
零假设:“有良好的睡眠习惯”与“免疫力高”没有关联,
因为,
所以零假设不成立,
依据小概率值的独立性检验,可以认为“有良好的睡眠习惯”与“免疫力高”有关联;
【小问2详解】
从有良好的睡眠习惯的人中按比例分配的分层随机抽样抽取6人,
则“免疫力高”的有(人),“免疫力不高”的有(人),
则X的所有可能取值为,
,,,
所以X的分布列为
X
0
1
2
P
.
17. 某学生在一次模拟考试中,遇到两道独立的选择题.每道题有4个选项,其中只有1个正确,该学生可以选择两种答题策略:
策略1:两道题都随机猜一个选项.
策略2:第一道题认真思考(正确概率为0.8),若第一题做对,则第二题也认真思考(正确概率仍为0.8);若第一题做错,则第二题随机猜一个选项.
(1)求在策略1下,该学生恰好答对1题的概率;
(2)求在策略2下,该学生答对题数X的分布列;
(3)比较两种策略下该学生答对题数的期望,并判断哪种策略更优.
【答案】(1)
(2)
X
0
1
2
P
0.15
0.21
0.64
(3),,策略2更优【解析】
【小问1详解】
每题随机猜对概率为,答错概率为.
设学生恰好答对1题为事件A,则.
【小问2详解】
X的可能取值为0,1,2.
,
,
.
所以X的分布列为
X
0
1
2
P
0.15
0.21
0.64
【小问3详解】策略1服从二项分布:
.
策略2的期望:
.
因为,所以策略2更优.
18. 某市自2020年起,在多个社区设立“环保志愿者”岗位.每年,社区根据规模提供一定数量的志愿者名额,居民可自愿报名参加,市环保部门统计了近6年志愿者名额x与报名人数y的相关数据,如下表所示:
年份
2020
2021
2022
2023
2024
2025
志愿者名额x(个)
2
4
6
8
10
12
报名人数y(位)
参考数据:,,,,
参考公式:样本相关系数
经验回归方程中斜率的最小二乘估计公式
(1)已知该市某大型社区在2024年和2025年共有12人报名,且两年无重复报名人员,12人中有8位男性,已知2024年男性报名人数多于2025年.若从这12人中随机抽取2人,两人均为男性且分别来自2024年和2025年的概率为.现从这12人中随机抽取3人,记其中在2024年报名的男性人数为X,求X的分布列;
(2)已知变量y与x的相关系数,请用最小二乘法求出y关于x的回归直线方程,并据此预估志愿者名额为15个时报名的人数.
【答案】(1)
X
0
1
2
3
P
(2),37人【解析】
【分析】(1)根据题意结合组合数可得.分析可知X的可能取值为0,1,2,3,结合超几何分布求分布列;
(2)根据相关关系结合题中数据可得,进而可得和回归方程,代入即可得结果.
【小问1详解】
设2024年报名的男性人数为m,则,
则,解得.
由题意可知:X的可能取值为0,1,2,3.
,,
,.
所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
【小问2详解】因为,,,
则,可得,
因为,,
即,解得.
且,可得.
所以y关于x的经验回归方程为.
当时,,所以估计志愿者名额为15个时报名的人数为37人.
19. 一袋子中装有大小相同的2个黑球和1个红球,每次随机取出一个球,取出后将原球放回,再加入1个异色的球.记第n次这样的操作后,袋中黑球的个数为2的概率为,黑球的个数为3的概率为,事件为“第n次取出的是黑球”.
(1)求,;
(2)已知当时,,证明:,并求;
(3)求,.
【答案】(1),
(2)证明:
;
(3),
【解析】
【分析】第1小问:第1次操作仅存在两种互斥的结果:取黑球后黑球数保持2,取红球后黑球数变为3,直接用古典概型计算对应概率即可.
第2小问:证明乘法公式使用数学归纳法,利用题目给出的两事件条件概率公式,从 的基础情况逐步推广到任意正整数 .
计算 时,先枚举前两次操作后所有可能的黑球数状态,再用全概率公式对不同状态下第三次取黑的概率加权求和,避免枚举所有8种取球序列的多余计算.
第3小问:黑球数始终为2的充要条件是前 次没有任何一次取到红球,直接累乘每次取黑的概率即可得到 的通项。
黑球数最终为3的充要条件是前 次恰好仅取到1次红球,对红球出现的所有位置分别计算路径概率,再利用等差乘等比数列的求和公式化简,即可得到 的闭式通项.
【小问1详解】
第一次取出黑球的概率为,第一次操作后袋中黑球个数仍为2,故;
第一次取出红球的概率为,第一次操作后袋中黑球个数变为3,故;
【小问2详解】
证明略.
记为“第次取出的是红球”,则事件“第三次取出的是黑球”分为四类:
第一类“三次全部取出黑球”,
第二类“第一次取红球,第二次取黑球,第三次取黑球”,
第三类“第一次取黑球,第二次取红球,第三次取黑球”,
第四类“前两次全部取出红球,第三次取出黑球”,
即,
第一类“三次全部取出黑球”;
第二类“第一次取红球,第二次取黑球,第三次取黑球”;
第三类“第一次取黑球,第二次取红球,第三次取黑球”;
第四类“前两次全部取出红球,第三次取出黑球”;
所以
;
【小问3详解】
由题意得,当时,,即,
累乘可得,
即,也符合,
所以.
由题意得,当时,
即,
令,则,,
两边同时除以,得,
即,
累加可得
,即
也符合,所以.
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高二数学
考试说明:1.本试卷共150分.考试时间120分钟.
2.请将各题答案填在答题卡上.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 如下四个散点图中,负相关的是( )
A. B.
C. D.
2. (,)可表示为( )
A. B. C. D.
3. 已知变量x,y具有线性相关关系,根据样本点得到y关于x的经验回归方程为,则样本点的残差为( )
A. B. C. 1 D. 4
4. 已知()的展开式中的常数项为24,则( )
A. 1 B. C. 2 D.
5. 某学校食堂有8个窗口,分别卖:拉面、盖饭、麻辣烫、汉堡、水饺、炒河粉、粥、米粉,现有两位同学分别从这8个窗口中随机选择1个窗口买饭.这两位同学中至少有一人选择在拉面窗口买饭的条件下,他们选择的窗口不相同的概率为( )
A. B. C. D.
6. 某产品参数X服从正态分布,按照16%,34%,34%,16%的比例按参数从高到低将产品划分为1、2、3和4四个品级.若某个产品的参数为192,则其品级是( )
附:,,
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
7. 某教育研究小组收集了10名高中生每周用于数学复习的时间x(小时)与其数学测试成绩y(百分制)的数据.经计算得,,,,,其中,分别为数学复习的时间与数学测试成绩的标准差,r为相关系数.若用经验回归方程预测成绩,则方程应为( )
参考公式:样本相关系数
经验回归方程中斜率的最小二乘估计公式
A. B.
C. D.
8. 用模型拟合一组数,若,,设,得变换后的经验回归方程为,则( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 下列结论正确的是( )
A. 相关系数r的值越小,两个变量之间的线性相关性越弱
B. ;
C. 在经验回归分析中,若的值越大,则模型的拟合效果越好
D. 在经验回归方程中,当变量x每增加一个单位时,减少2个单位
10. 设是一个随机试验中的两个事件,记,,则下列说法正确的是( )
A. 若相互独立,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
11. 小张上班有时坐地铁,有时骑电动车,他各记录了100次坐地铁和骑电动车上班所用的时间,经数据分析得到:坐地铁平均用时30分钟,样本标准差为6;骑电动车平均用时36分钟,样本标准差为2.已知随机变量,则.假设小张坐地铁用时X和骑电动车用时Y都服从正态分布,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若某天有40分钟可用,小张要想尽可能不迟到应选择骑电动车
D. 若某天有37分钟可用,小张要想尽可能不迟到应选择乘地铁
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 展开式中含项的系数为__________.
13. 某公司安排小张在六天中分别完成A、B、C、D、E、F六项不同的任务(每天一项),并且要求A在B之前做,C与D不在相邻的两天做,则不同的任务安排顺序有__________种.
14. 已知,则a被26除的余数为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 从0,1,5,6,8,9中选四个数字,组成无重复数字的四位数,求分别满足下列的数有多少个?
(1)可以组成多少个四位数?
(2)可以组成多少个偶数?
16. 良好的睡眠习惯是保持健康的一种有效策略.某医学研究者为研究睡眠习惯和免疫力水平之间的关系,得到如下数据(单位:人):
免疫力高
免疫力不高
合计
有良好的睡眠习惯
400
200
600
没有良好的睡眠习惯
100
300
400
合计
500
500
1000
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为“有良好的睡眠习惯”与“免疫力高”有关联?
(2)按比例分配的分层随机抽样,从有良好的睡眠习惯的人中抽取6人,从这6个有良好的睡眠习惯的人中随机抽取2人,求这2人中“免疫力高”的人数X的分布列和数学期望.
附:,其中
独立性检验中4个常用的小概率值和相应的临界值表:
0.05
0.01
0.005
0.001
3.841
6.635
7.879
10.828
17. 某学生在一次模拟考试中,遇到两道独立的选择题.每道题有4个选项,其中只有1个正确,该学生可以选择两种答题策略:
策略1:两道题都随机猜一个选项.
策略2:第一道题认真思考(正确概率为0.8),若第一题做对,则第二题也认真思考(正确概率仍为0.8);若第一题做错,则第二题随机猜一个选项.
(1)求在策略1下,该学生恰好答对1题的概率;
(2)求在策略2下,该学生答对题数X的分布列;
(3)比较两种策略下该学生答对题数的期望,并判断哪种策略更优.
18. 某市自2020年起,在多个社区设立“环保志愿者”岗位.每年,社区根据规模提供一定数量的志愿者名额,居民可自愿报名参加,市环保部门统计了近6年志愿者名额x与报名人数y的相关数据,如下表所示:
年份
2020
2021
2022
2023
2024
2025
志愿者名额x(个)
2
4
6
8
10
12
报名人数y(位)
参考数据:,,,,
参考公式:样本相关系数
经验回归方程中斜率的最小二乘估计公式
(1)已知该市某大型社区在2024年和2025年共有12人报名,且两年无重复报名人员,12人中有8位男性,已知2024年男性报名人数多于2025年.若从这12人中随机抽取2人,两人均为男性且分别来自2024年和2025年的概率为.现从这12人中随机抽取3人,记其中在2024年报名的男性人数为X,求X的分布列;
(2)已知变量y与x的相关系数,请用最小二乘法求出y关于x的回归直线方程,并据此预估志愿者名额为15个时报名的人数.
19. 一袋子中装有大小相同的2个黑球和1个红球,每次随机取出一个球,取出后将原球放回,再加入1个异色的球.记第n次这样的操作后,袋中黑球的个数为2的概率为,黑球的个数为3的概率为,事件为“第n次取出的是黑球”.
(1)求,;
(2)已知当时,,证明:,并求;
(3)求,.
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