摘要:
**基本信息**
本专项系统整合概率统计核心知识与解题方法,通过"知识点-题型-综合应用"三层架构培养数学建模与数据分析能力,突出方法迁移与逻辑推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概率基础|2类知识点|古典概型公式/条件概率定义|从事件概率到全概率公式的逻辑递进|
|统计推断|3类知识点|频率分布数字特征/回归分析步骤|从数据描述到统计推断的思维链|
|随机变量|3类知识点|分布列四步法/期望方差性质|离散型到连续型分布的认知升级|
|综合应用|8类题型|分层抽样/独立性检验流程|概率与统计的交叉融合应用|
内容正文:
完成时间: 月 日 今日打卡:☐ 已完成
用时: min 自评勋章:
暑假作业22 概率与统计综合的解答题专练
【知识点1 古典概型】
1.古典概型
(1)事件的概率
对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用P(A)表示.
(2)古典概型的定义
我们将具有以下两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型.
①有限性:样本空间的样本点只有有限个;
②等可能性:每个样本点发生的可能性相等.
2.古典概型的概率计算公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间A包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)=,其中,n(A)和n(Ω)分别表示事件A和样本空间Ω包含的样本点个数.
【知识点2 全概率公式与条件概率】
1、全概率公式:一般地,设,,是一组两两互斥的事件,,且,,则对任意的事件,有,我们称此公式为全概率公式.
2、条件概率:一般地,设,为两个随机事件,且,我们称为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率,简称条件概率.
【知识点3 频率分布直方图中的数字特征】
1.众数、中位数、平均数的应用要点
中位数、众数分别反映了一组数据的“中等水平”“多数水平”,平均数反映了数据的平均水平,我们需根据实际需要选择使用.
2.频率分布直方图的数字特征
(1)众数:众数一般用频率分布表中频率最高的一组的组中值来表示,即在样本数据的频率分布直方图中,最高小长方形的底边中点的横坐标;
(2)中位数:在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积应该相等;
(3)平均数:平均数在频率分布表中等于组中值与对应频率之积的和.
【知识点4 离散型随机变量及其分布】
1.离散型随机变量分布列的求解步骤
第一步,明取值:明确随机变量的可能取值有哪些,且每一个取值所表示的意义;
第二步,求概率:要弄清楚随机变量的概率类型,利用相关公式求出变量所对应的概率;
第三步,画表格:按规范要求形式写出分布列;
第四步,做检验:利用分布列的性质检验分布列是否正确.
2.均值与方差的性质
(1)均值的性质
若离散型随机变量X的均值为E(X),Y=aX+b,其中a,b为常数,则Y也是一个离散型随机变量,且E(Y)=
E(aX+b)=aE(X)+b.
特别地,当a=0时,E(b)=b;
当a=1时,E(X+b)=E(X)+b;
当b=0时,E(aX)=aE(X).
(2)方差的有关性质
当a,b均为常数时,随机变量Y=aX+b的方差D(Y)=D(aX+b)=a2D(X).
特别地,当a=0时,D(b)=0;当a=1时,D(X+b)=D(X);
当b=0时,D(aX)=a2D(X).
3.求离散型随机变量ξ的均值与方差的步骤
(1)理解ξ的意义,写出ξ可能的全部值.
(2)求ξ取每个值的概率.
(3)写出ξ的分布列.
(4)由均值的定义求E(ξ).
(5)由方差的定义求D(ξ).
【知识点5 二项分布、超几何分布与正态分布】
1.二项分布的期望与方差
一般地,如果X~B(n,p),那么E(X)=np,D(X)=np(1-p).
2.判断某随机变量是否服从二项分布的关键点
(1)在每一次试验中,事件发生的概率相同.
(2)各次试验中的事件是相互独立的.
(3)在每一次试验中,试验的结果只有两个,即发生与不发生.
3.超几何分布
(1)定义
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,…,r.其中n,N,M∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.
若随机变量X服从超几何分布,则其均值E(X)==np.
(2)求超几何分布的分布列
①判断随机变量是不是服从超几何分布;
②套用超几何分布中的概率公式,注意理解公式中各量的意义.
4.正态分布问题的解题策略
解决正态分布问题有三个关键点:
(1)对称轴x=μ;
(2)标准差σ;
(3)分布区间.利用对称性可求指定范围内的概率值;由μ,σ,分布区间的特征进行转化,使分布区间转化为3σ特殊区间,从而求出所求概率.注意只有在标准正态分布下对称轴才为x=0.
【知识点6 回归分析、独立性检验】
1.回归分析的三大常用结论
(1)求解经验回归方程的关键是确定回归系数,应充分利用回归直线过样本点的中心.
(2)根据经验回归方程计算的值,仅是一个预报值,不是真实发生的值.
(3)根据的值可以判断两个分类变量有关的可信程度,若越大,则两分类变量有关的把握越大.
2.独立性检验的应用问题的解题策略
解决独立性检验的应用问题,一定要按照独立性检验的步骤得出结论.独立性检验的一般步骤:
(1)根据样本数据制成2×2列联表;
(2)根据公式计算;
(3)通过比较与临界值的大小关系来作统计推断.
【知识点7 马尔科夫链(拓展)】
1.基本原理:利用全概率公式,我们既可以构造某些递推关系求解概率,还可以推导经典的一维随机游走模型.
2.基本概念:设数轴上一个点,它的位置只能位于整点处,在时刻时,位于点,下一个时刻,它将以概率或者()向左或者向右平移一个单位
若记状态表示:在时刻该点位于位置,那么由全概率公式可得:
另一方面,由于代入上式可得:.
进一步,若点在某个位置后有三种情况:向左平移一个单位,其概率为,原地不动,其概率为,向右平移一个单位,其概率为,那么根据全概率公式可得:
【题型1 概率与统计中的数值计算问题】
1.(25-26高二下·江苏无锡·期末)在某市的三次数学测试中,为了解学生的测试情况,从中随机抽取100名学生的测试成绩,被抽取成绩全部介于40分到100分之间(满分100分),将统计结果按如下方式分成六组:第一组.第二组,……第六组,画出频率分布直方图如图所示,
(1)估计该市学生这次测试成绩的第25百分位数;
(2)估计该市学生这次测试成绩的平均值(回一组中的数据用该组区间的中点值为代表);
(3)从两组中按分层抽样抽取5名学生,再随机抽取3名同学进行问卷测试,问3名同学中恰好只有1名同学成绩在之间的概率.
【答案】(1)64.5(2)73.8(3)
【详解】(1)因为,,
所以第百分位数为.
(2)平均值;
(3)因为的频率为,的频率为,
则中抽取名学生,分别记作、,
中抽取名学生,分别记作、、,
从这5名学生,随机抽取3名同学进行问卷测试,则可能结果有:,,,,,,,,,共个;
其中3名同学中恰好只有1名同学成绩在之间有,,共个,
所以3名同学中恰好只有1名同学成绩在之间的概率.
2.(25-26高二·全国·随堂练习)为加强学生睡眠监测督导,学校对高中三个年级学生的日均睡眠时间进行调查.根据分层随机抽样法,学校在高一、高二和高三年级中共抽取了100名学生的日均睡眠时间作为样本,其中高一35人,高二33人.已知该校高三年级一共512人.
(1)学校高中三个年级一共有多少个学生?
(2)若抽取100名学生的样本极差为2,数据如下表所示(其中是正整数)
日均睡眠时间(小时)
8.5
9
9.5
10
学生数量
32
13
11
4
求该样本的第40百分位数.
(3)从这100名学生的样本中随机抽取三个学生的日均睡眠时间,求其中至少有1个数据来自高三学生的概率.
【答案】(1)1600 (2)8.25 (3)
【详解】(1)设学校高中三个年级一共有个学生,
因为采用分层抽样法抽取一个容量为100的样本,在高一年级抽取了35人,高二年级抽取了33人,
所以高三抽取的人数为:人,
又因为高三年级一共512人,所以有:,解得.
所以学校高中三个年级一共有1600个学生.
(2)因为抽取100名学生的样本极差为2,所以
又因为,所以样本的第40百分位数为:
(3)因为100名学生的样本中随机抽取三个学生的总情况数为:
其中至少有1个数据来自高三学生的情况为:
所以至少有1个数据来自高三学生的概率为:
【题型2 统计图表与随机变量的综合问题】
1. (2026·辽宁抚顺·模拟预测)小李为了参加某项考试,对其理论题进行了100次模拟练习,小李记录了自己100次练习情况并将成绩(满分100分)频数分布统计如下表所示.
成绩区间
频数
10
20
30
20
20
(1)求上表中成绩的平均值及上四分位数(同一区间中的数据用该区间的中点值为代表);
(2)小李用分层抽样的方式从的练习成绩中随机抽取了5次成绩,再从这5次成绩中随机选2次,设成绩落在区间内的次数为,求的分布列及数学期望.
【答案】(1)平均数为:77;上四分位数为:.
(2)分布列为
0
1
2
【详解】(1)依题意,平均值.
因为,,
所以上四分位数落在区间内,
所以上四分位数为.
(2)由样本数据可知,练习成绩在,之内的频数之比为,
由分层抽样得,在内抽取了2次成绩,在内抽取了3次成绩,
所以的所有可能取值有0,1,2,
,
,
,
故的分布列为
0
1
2
所以.
2. (2026·重庆·一模)某地区从高一年级的物理测试中随机抽取了100名学生的物理成绩,整理得到如图所示的频率分布直方图.
(1)该地区某学校建议此次物理测试成绩在本地区前的学生选科报物理方向,试估计报物理方向的学生本次成绩不低于多少分?(结果保留整数)
(2)从成绩位于区间和的答卷中,采用分层抽样随机抽取7份,再从这7份中随机抽取3份,设成绩在的答卷份数为随机变量,求的分布列及数学期望.
【答案】(1)72分
(2)分布列见解析,
【详解】(1)由题意,解得,
成绩在的频率为0.1,在的频率为0.25,在的频率为0.3,
因为,
所以选报物理方向的最低分在内,则,
解得,所以估计报物理方向的学生本次成绩不低于72分.
(2)由题可知,成绩在区间的频数为,
成绩在区间的频数为,
利用分层抽样,从中抽取7份,成绩在的频数为,
成绩在的频数为,
再从这7份答卷中随机抽取3份,的所有可能取值为,
,
故的分布列为:
0
1
2
所以的数学期望为:.
【题型3 统计与独立性检验结合】
1.(25-26高二上·上海·期末)林芝第二十一届桃花旅游文化节于2024年3月31日晚正式拉开帷幕.某研究小组为了了解开幕式文艺演出时林芝市民的观看情况,从全市随机调查了50名市民(男女各25名),统计到全程观看、部分观看和没有观看的人数如下表:
观看情况
全程观看
部分观看
没有观看
男性人数
9
4
女性人数
18
4
(1)求出表中x,y的值;
(2)从样本中没有观看的人中随机抽取2人进一步了解情况,求恰好男女各1人的概率;
(3)根据表中统计的数据,完成下面的2×2列联表,依据小概率值的独立性检验,分析全程观看是否与性别有关?
单位:人
性别
观看情况
合计
全程观看
非全程观看
男性
女性
合计
附:,.
0.10
0.05
0.01
2.706
3.841
6.635
【详解】(1)由题意得,解得,,解得.
(2)由(1)知没有观看的人数为7,男4女3,设男生编号为a,b,c,d,女生编号为1,2,3.
从7人中抽2人,所有可能的结果为,,,a1,a2,a3,,,b1,b2,b3,,c1,c2,c3,d1,d2,d3,12,13,23,共21种,恰好男女各1人的结果为a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3,d1,d2,d3,共12种.
所以从没有观看的人中随机抽取2人,恰好男女各1人的概率.
(3)完整列联表如下
性别
观看情况
合计
全程观看
非全程观看
男性
12
13
25
女性
18
7
25
合计
30
20
50
零假设为:是否全程观看与性别无关.
根据表中的数据,计算得到,
根据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,
因此可以认为成立,即是否全程观看与性别无关.
2.(25-26高二下·安徽六安·期末)为了让学生感受文学名著的语言魅力,品味文学名著的博大精深,某中学规定了包含中国四大名著在内的20本中外名著作为该校学生的必读书目.为了了解活动进行的情况,学校在高三年级男生、女生中按分层抽样的方式随机抽取了100名学生进行阅读书目数的调查.根据调查结果将阅读书目数分组为,,,,,得到这100名学生阅读书目数的频率分布直方图(左图)和其中男生阅读书目数的频数分布表(右表).已知该校高三年级男生、女生人数比例为3:2.
分组
频数
5
a
18
18
2
(1)求右表中a的值并估计出该校高三年级女生的阅读书目数的众数.
(2)学校规定阅读书目数不低于12的同学获优秀奖.完成下列列联表,并判断是否有95%的把握认为该中学高三年级学生获优秀奖与性别有关.
获优秀奖
未获优秀奖
男生
女生
附:,其中.
()
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
【详解】(1)抽取的100名学生中,男生有人,
所以,解得.
则
区间
频数(抽取的100名学生)
频数(男生)
频数(女生)
5
4
17
6
18
10
18
16
2
4
所以女生的阅读书目数的众数估计值为.
(2)列联表为:
获优秀奖
未获优秀奖
男生
20
40
女生
20
20
假设:该中学学生获优秀奖与性别无关,
所以,.
故没有95%的把握认为该中学高三年级学生获优秀奖与性别有关.
【题型4 统计与分布列及期望方差综合】
1. (2026·云南昭通·模拟)某科技公司研发了一种新型的AI模型,用于图像识别任务.为了测试该模型的性能,对其进行了1000次试验,并记录了每次试验中模型正确识别图像的数量,得到如图所示的样本数据频率分布直方图.
(1)估计这1000次试验中该AI模型正确识别图像数量的均值(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)以频率估计概率,随机对该模型进行4次试验,用表示这4次试验中正确识别图像数量不少于20个的次数,求的分布列和数学期望.
【详解】(1),
故均值为29.
(2)设1次试验中正确识别图像数量不少于20个的概率为,
则,则,;.
列出的分布列如下:
0
1
2
3
4
0.0081
0.0756
0.2646
0.4116
0.2401
.
2. (25-26高二·安徽·期末)某学校对高中生体质健康调研,随机抽取100名学生的体重(单位:kg)得到如下频数分布表:
分组
频数
5
25
40
20
10
(1)估计样本的中位数;
(2)从样本和中按分层抽样抽取学生6人,再从这6人中随机抽取3人,其中体重在,的人数分别为,,记.
(i)求的分布列及期望;
(ii)求.
【详解】(1)因为,,
故样本的中位数落在内,
又,故中位数为
(2)(i)和的人数比为,
分层抽样抽取学生6人中,和的人数分别为和,
故这6人中随机抽取3人,的可能取值为,对应的的取值为,
所以的可能取值为,
,,,
故的分布列为
期望为,
(ii)由(i)知,
所以.
【题型5 统计与正态分布综合】
1. (2026·广东·模拟)已知某企业加工某零件,根据长期检测结果,得知该企业生产的零件的质量指标值服从正态分布.现从该企业生产的零件中随机抽取100件,其质量指标值的样本数据统计情况如图所示.
(1)求这100件零件的质量指标值的样本平均数和样本方差.(同一组的数据用该组区间的中点值作代表)
(2)用这100件零件的质量指标值的样本平均数作为的估计值,样本标准差作为的估计值.若质量指标值在内的产品为优等品,根据正态分布,求该企业生产的产品为优等品的概率.
附:取,
,,.
【详解】(1).
.
(2)由题意知,样本方差,故,
所以该企业生产的零件的质量指标值服从正态分布.
,
所以该企业生产的产品为优等品的概率为0.9545.
2. (25-26高三上·重庆南开中学校·月考)近期我校被评为全国首批智能研修平台规模化应用领航培育校,中央电教馆在我校举办项目启动活动,并特设南开专场活动.为了了解AINK人工智能对学生学习的助力情况,学校组织了高一学生参加“AINK人工智能”知识竞赛(满分100分),并从中随机抽查了100名学生的成绩(单位:分),将他们的成绩分成以下6组:,,,,,统计结果如下面的频数分布表所示.
组别
频数
10
15
20
30
15
10
已知高一学生的这次竞赛成绩近似服从正态分布,其中近似取为样本平均数的整数部分,近似取为样本标准差的整数部分,并已求得(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表).
(1)从高一年级随机抽取一个学生的竞赛成绩,试估计他的竞赛成绩在区间内的概率(结果保留一位小数).
(2)现从高一年级随机选取名同学的竞赛成绩,根据(1)的结果,若他们的成绩均在范围内的概率不低于,求的最大值(为正整数).
参考数据:,若,则.
【详解】(1)由题意可知个分组的中点值分别为,
则样本平均数估计值,可得.
由,则,,
因为,所以
.
(2)设“从高一年级随机选取一名学生的竟赛成绩在范围内”为事件,则;
可得从高一年级随机选取名同学的竞赛成绩,他们的成绩均在范围内的概率为;
由,两边取对数可得;
因为,,
所以,由为正整数,所以的最大值为.
【题型6 回归分析与概率统计中其他知识的交汇问题】
1. (2026·河北沧州·模拟预测)粮食是一个国家发展的基石,保障粮食安全是维护社会稳定的重要因素.小麦是我国两大口粮作物之一,其自身的稳定供应保障了数亿人口的食物需求,并通过产业链延伸带动了相关产业发展,促进了我国北方地区的经济发展.我国于2020年打赢了脱贫攻坚战,其中小麦发挥了重大作用.以2020年为第1年,我国连续5年小麦产量如下:
年份
1
2
3
4
5
产量/千万吨
13.4
13.7
13.8
13.6
14.0
现规定表示第i年的年份,表示第i年的产量,经计算得,, .
(1)求样本(,2,…,5)的相关系数(精确到0.01);
(2)现从这5年中随机抽取2年,记这2年中共有X年的小麦产量不低于13.7千万吨,求X的分布列与期望.
附:样本相关系数,.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【详解】(1),,
故样本相关系数 .
(2)X的取值可以为0,1,2,
则,
,
,
于是X的分布列为
X
0
1
2
P
故.
2. (2026·黑龙江哈尔滨·三模)某学校校庆时统计连续天进入学校参加活动的校友数(单位:千人)如下:
日期
月日
月日
月日
月日
月日
第天
参观人数
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合与的关系,请用相关系数加以说明(保留小数点后两位);(若,则认为与的线性相关性很强),并求出关于的线性回归方程;
(2)校庆期间学校开放号门、号门和号门供校友出入,校友从号门、号门和号门进入学校的概率分别为、、,且出学校与进学校选择相同门的概率为,选择与入校不同两门的概率各为.假设校友从号门、号门、号门出入学校互不影响,现有甲、乙、丙、丁名校友于月日回母校参加活动,设为人中从号门出学校的人数,求的分布列、期望及方差.
附:参考数据:,,,,.
参考公式:回归直线方程,其中,.
相关系数.
【答案】(1),说明见解析,
(2)分布列见解析,,.
【详解】(1)依题意,,而,,,
则.
因为时线性相关程度高,所以与线性相关性很强,可以用线性回归模型拟合.
,,
因此,回归方程为.
(2)记“甲从号门出学校”为事件,“甲从号门进学校”为事件,
“甲从号门进学校”为事件,“甲从号门进学校”为事件,
由题意可得,,,
,,
由全概率公式得:
,
同理乙、丙、丁从号门出学校的概率也为,
为人中从号门出学校的人数,则,
,,
,,
,
故的分布列为:
,.
【题型7 概率统计与数列的交汇问题】
1. (2026·湖北·一模)在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
(3)1
【详解】(1)由题意得.
(2)当时,设有甲钱包恰有两枚“黑币”的概率为,
则没有“黑币”的概率为,
,
故.
又,故为等比数列,故,
.
(3)由题的可能取值为0,1,2,其概率分布列为:
0
1
2
依题意,即.于是,
故.
2. (2026·湖南·一模)张明在暑假为了锻炼身体,制定了一项坚持晨跑的计划:30天晨跑训练.规则如下:张明从第1天开始晨跑,若第天晨跑,则他第天晨跑的概率为,且他不能连续两天没有晨跑.设他第天晨跑的概率为.
(1)求的值;
(2)求数列的通项公式;
(3)若都是离散型随机变量,则,记张明前天晨跑的天数为,求.
【答案】(1);
(2)(或);
(3)
【详解】(1)已知第1天一定晨跑,故,
第2天晨跑的概率由第1天晨跑决定,故,
第3天晨跑的情况分两种:
第1天晨跑,第2天不晨跑,第3天晨跑,概率为,
第1天晨跑,第2天晨跑,第3天晨跑,概率为,
故.
(2)由题意得,张明第天晨跑后,下一次晨跑在第天的概率为,
张明第天晨跑后,再在第天晨跑的概率为,
所以,
即,则,
所以,即,
所以是以为首项,为公比的等比数列.
由(1)得,,,所以,
所以,
则,
所以,
所以.(或)
(3)记他前天中,第天晨跑的次数为.
由题意得,服从两点分布,且,
因为,且对于离散型随机变量,都有,
所以
,
所以,
所以
所以.
(或
【题型8 概率统计中的马尔科夫链问题(拓展)】
1. (25-26高二下·宜春樟树·期末)某学校有C、D两个图书馆,某学生每天都会在这两个图书馆中选择一个去学习,已知该学生第一天选择C图书馆的概率是,若在前一天选择C图书馆的条件下,后一天继续选择C图书馆的概率为,而在前一天选择D图书馆的条件下,后一天继续选择D图书馆的概率为,如此往复.
(1)求该学生第一天和第二天都选择C图书馆的概率;
(2)求该学生第二天选择C图书馆的概率;
(3)记该学生第n天选择C图书馆的概率为,求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意,第一天和第二天都选择C图书馆的概率为
(2)第一天选C图书馆,第二天选C图书馆的概率为,
第一天选D图书馆,第二天选C图书馆的概率为,
故第二天选C图书馆的概率为.
(3)由题意,当时,,则,
即,
故是以为首项,为公比的等比数列,
故,解得
2. (25-26高二上·全国·期末) 某电信部门推出办卡优惠活动,有A套餐和B套餐,经过顾客喜好数据分析:每位顾客选择A套餐的概率为,选择B套餐的概率为.
(1)假设顾客选择A、B套餐,领取优惠券的概率分别为0.7、0.2,求顾客领取优惠券的概率;
(2)假设A套餐包含一张话费优惠券,B套餐包含两张话费优惠券,截至某一时刻,设该商场恰好发出了n张话费优惠券的概率为.
(ⅰ)证明()为等比数列,并求的通项公式;
(ⅱ)求数列的最值.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)证明见解析,;(ⅱ)最小值为,最大值为.
【详解】(1)记选择A套餐的事件为,顾客领取优惠券的事件为,
则,
因此.
(2)(ⅰ)商场恰好发出了n张话费优惠券的事件,是发放张后选择A套餐的事件,
与发放张后选择B套餐的事件的和,
则,,
,而,
因此()是以为首项,为公比的等比数列,
当2时,,
,而满足上式,
所以.
(ⅱ)当(ⅰ)知,,
当为偶数时,,数列是递减数列,,
当为奇数时,,数列是递增数列,,
所以数列的最小值为,最大值为.
1.(2026·天津河西·一模)下列说法中错误的有( )
①回归直线恒过点,且至少过一个样本点;
②根据列联表中的数据计算得出,而,则“两个分类变量有关联”此推断犯错误的概率不大于0.01;
③回归分析时,可以用决定系数刻画模型的回归效果,越大,则拟合的效果越好;
④若随机变量服从正态分布,若则实数
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【详解】对于①,回归直线恒过点,不一定过样本点,故①错误;
对于②,根据列联表中的数据计算得出,而,
则有的把握认为两个分类变量有关系,则“两个分类变量有关联”此推断犯错误的概率不大于0.01,故②正确;
对于③,在做回归分析时,可以用决定系数刻画模型的回归效果,若越大,则说明模型拟合的效果越好,故③正确;
对于④,由随机变量,其正态曲线关于直线对称,
由,若,则,即得,
所以,故④正确.
综上,错误的只有①.
故选:A.
2.(2026·山东德州·一模)已知随机变量,且,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】正态分布关于均值对称,又,
可得,所以,又,
所以,
由此可得,解得.
故选:D.
3.(2026·陕西汉中·模拟预测)若从小明、小红、小刚等6名同学中选出3名同学分别到三个班级进行学习经验分享,则小明、小红、小刚三名同学不去班,且小刚不去班分享学习经验的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】从6人中选3人排列共有种,由题意得
去班的方案有:种;
去B班的方案有: 种;去C班的方案有: 种;
所以,满足条件的方案数是:.
所以所求概率是.
故选:D.
4.(2026·江苏·模拟预测)已知随机变量,且,则展开式中各项系数之和为( )
A.32 B.64 C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以,解得,
设,
则当时,,
故选:A.
5.(2026·重庆九龙坡·一模)已知变量和的成对样本数据的经验回归方程为,且,当增加1个样本数据后,重新得到的经验回归方程的斜率为,则在新的经验回归方程的估计下,样本数据所对应的残差为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】由,可得增加1个样本数据后的平均数为,
因为,所以,
则增加1个样本数据后的平均数为,
所以,解得,
所以新的经验回归方程为,
则当时,,
样本点的残差为.
故选:B.
6.(2026·河南南阳·模拟预测)某大学某专业开设了《数据分析》课程,在期末的“APM数据挖掘”项目中,老师从提交的作业中随机抽取了10份样本进行分析,其中选择类方向作为研究对象的有6人(记为组),选择类方向作为研究对象的有4人(记为组).已知组样本APM数据的平均数为120,方差为8,组样本APM数据的平均数为100,方差为8,则这10份样本APM数据的平均数和方差分别是( )
A.112,104 B.112,114 C.114,104 D.114,114
【答案】A
【详解】由题意可得这10份样本APM数据的平均数为;
这10份样本APM数据的方差为
,
故选:A.
7.(2026·山西·模拟预测)袋子里有大小相同的3个红球和2个白球,每次从袋子里随机取出一个球,若取出的是红球则放回袋子,若取出的是白球则不放回袋子.记为取了次后白球恰好全部取出的概率,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设事件为第一个白球在次取出,且第二个白球在第次取出,其中,
则,
所以.
故,又,
故时,,即,,
时,,即,,故A错误,B正确;
,又,
故时,,即,,
时,,即,,故C,D错误.
故选:B.
8.(2026·陕西渭南·模拟预测)小明和小红进行某项比赛(比赛结果没有平局),小明每局获胜的概率均为,每局比赛胜者获得1个积分,负者获得0个积分,记小明和小红两人积分之差的绝对值为,当时,比赛结束且总积分多者获胜.下列说法正确的是( )
A.若,则比赛结束时总局数可能是5
B.若,,则恰好4局结束比赛且小明获胜的概率为
C.若,,则在不超过5局比赛结束的条件下,小明以4:1获胜的概率为
D.若,,比赛进行一段时间后,则继续比赛小明最终获胜的概率为
【答案】D
【详解】选项A:若,则比赛结束时积分差的绝对值为2,
设总局数为,小明胜局,小红胜局,
则,即,所以总局数为偶数,故A错误.
选项B:若,,则恰好4局结束比赛且小明获胜的概率为:
,故B错误.
选项C:若,,则在不超过5局比赛结束,有两种情况,第一种小明或小红连胜3局,概率为.
第二种小明或小红以获胜,概率为.
其中小明以获胜的概率为.
所以在不超过5局比赛结束的条件下,小明以4:1获胜的概率为,故C错误.
选项D:设小明在净胜局(小明胜的局数比输的局数多)前提下,继续比赛最终获胜的概率为,.
当净胜局时,继续比赛一局,若小明胜,则小明的状态变为净胜局,继续比赛获胜的概率为;若小明输,则小明的状态变为净胜局,比赛结束,小明失败.
根据全概率公式可得,.
当净胜局时,继续比赛一局,若小明胜,则小明的状态变为净胜0局,继续比赛获胜的概率为;若小明输,则小明的状态变为净胜局,继续比赛获胜的概率为.
根据全概率公式可得,.
同理可得,当净胜0局时,.当净胜1局时,.
当净胜2局时,继续比赛一局,若小明胜,则小明以获胜,若小明输,则小明的状态变为净胜1局,继续比赛获胜的概率为.
根据全概率公式可得,.
联立,即,整理得,解得.
因为表示小明和小红积分相同,即净胜0局,所以继续比赛小明最终获胜的概率为,故D正确.
故选:D.
9.(多选)(2026·山东菏泽·模拟预测)下列结论正确的是( )
A.若随机变量,且,则
B.在回归分析中,残差图中残差比较均匀地分布在以取值为0的横轴为对称轴的水平带状区域内,且宽度越窄表示拟合效果越好
C.对a,b两个变量进行相关性检验,得到相关系数为-0.8728,对m,n两个变量进行相关性检验,得到相关系数为0.8278,则a与b负相关,m与n正相关,其中m与n的相关性更强
D.一组数1,2,2,2,3,3,3,4,5,6的第80百分位数为4.5
【答案】ABD
【详解】由题意得,,,
则,故选项A正确;
∵在残差的散点图中,残差分布的水平带状区域的宽度越窄,
表明数据越集中,模型的拟合效果越好,故选项B正确;
∵,且,
∴a与b负相关,m与n正相关,且a与b的相关性更强,故选项C错误.
对于D,,所以一组数1,2,2,2,3,3,3,4,5,6的第80百分位数为第8个数字和第9个数字的平均值,即,D正确;
故选:ABD.
10.(多选)(2026·湖南常德·一模)设,为两个相互独立的随机事件,且,,则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】由,可得;因此C正确;
又,为两个相互独立的随机事件,所以,所以;
根据全概率公式可得,
解得,因此A错误;
又,
解得,因此B错误;
易知,
所以,即D正确.
故选:CD.
11.(2026·福建龙岩·一模)某商场组织抽奖活动,在一个不透明的箱子中装有1个红球、1个白球、1个黑球,共3个形状、大小完全相同的小球.活动规则为:每人有放回地先后两次摸球(每次至少摸1个),摸到红球或白球各计1分,摸到黑球计3分.若两次摸到的小球记录的总得分为5分,则获得一等奖,那么获一等奖的概率为__________.
【答案】
【详解】每次摸球的情况有种.
先后两次摸球共有种情况.
两次得分5分的情况有:
第一次1分,第二次4分,共有种;
第一次2分,第二次3分,共有1种;
第一次4分,第二次1分,共有4种;
第一次3分,第二次2分,共有1种;
所以,
故答案为:.
12.(2026·四川泸州·模拟预测)已知随机变量满足,,,正实数、满足,则的最小值为___________.
【答案】
【详解】因为随机变量满足,,,
由正态分布的对称性可得,
所以正实数、满足,
故,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故的最小值为.
故答案为:.
13.(2026·天津红桥·一模)袋中装着标有数字的小球各个,从袋中任取个小球,每个小球被取出的可能性都相等,用表示取出的个小球上的最大数字,则取出的个小球上的数字互不相同的概率为___________;随机变量的数学期望为___________.
【答案】;
【详解】“取出的个小球上的数字互不相同”记为事件,
则为“取出的个小球上有个数字相同”,∴,则.
又由题意可知的可能取值为,
,,
,.
可得的分布列如表所示,
2
3
4
5
所以.
故答案为:;.
14.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)为适应AI(人工智能)的发展与其对工作的影响,某公司在甲、乙两个部门随机调查了50名职工,对他们是否熟练使用AI工具进行了测试,测试结果如下表.
不熟练
熟练
合计
甲部门
6
24
30
乙部门
8
12
20
合计
14
36
50
(1)分别估计甲、乙两个部门的职工熟练使用AI工具的概率;
(2)根据小概率值的独立性检验,分析甲、乙两个部门的职工使用AI工具的熟练程度是否有差异.
附:
0.05
0.01
0.001
k
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)
(2)甲、乙两个部门的职工使用AI工具的熟练程度没有差异
【详解】(1)解:根据统计表格中的数据,可得甲部门的职工熟练使用AI工具的概率为;
乙部门的职工熟练使用AI工具的概率为.
(2)解:零假设为:甲、乙两个部门的职工使用AI工具的熟练程度没有差异.
根据列联表中的数据,计算可得,
根据小概率值的独立性检验,没有充分的证据拒绝原假设,
即认为甲、乙两个部门的职工使用AI工具的熟练程度没有差异.
15.(2026·江苏·一模)某兴趣小组研究昼夜温差大小与患感冒人数多少之间的关系,他们到气象局和医院抄录了1~7月份每月5日的昼夜温差情况与因患感冒而就诊的人数,得到如下资料:
日期
1月5日
2月5日
3月5日
4月5日
5月5日
6月5日
7月5日
昼夜温差
10
11
13
12
8
7
6
感冒人数
23
25
29
26
16
13
9
该兴趣小组确定的研究方案是:先从这7组数据中选取2组,用剩下的5组数据求经验回归方程,再用被选取的2组数据进行检验.
(1)求选取的2组数据是不相邻的两个月的概率;
(2)若该小组选取的是1月与6月的两组数据,请根据剩下5个月份的数据:
①求出关于的经验回归方程;
②若由经验回归方程得到的估计数据与所选出的检验数据的误差均不超过2人,则认为得到的经验回归方程是理想的,问:该小组所得经验回归方程是否理想?说明理由.
附:
【答案】(1)
(2)①;②是理想的,理由见解析
【详解】(1)记事件为“选取的2组数据是不相邻的两个月”,
则
(2)①由题意,,.
1
3
2
4
8
5
则,
即,
所以关于的经验回归方程为.
②当时,;
当时,.
所以该小组所得经验回归方程是理想的.
1.(多选)(2026·河南·模拟预测)踢毽子源于汉朝,盛行于六朝,某学校高三年级为了增强学生身体素质,缓解学生备考压力,开展踢毽子活动.已知某踢毽子小组由5人组成(包含甲、乙),每个人踢出的毽子都等可能地传给其他4人中的1人,假设第1次由甲踢出,每次踢出的毽子都能被接住.记第次踢出毽子后,毽子传到乙的概率为,前次踢毽子的过程中,传到乙的次数为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】由题意知,故A错;
由题意的可能取值为0,1,
,
所以,故B对,
由题意知第次踢出毽子后,毽子没有传到乙的概率为,
所以,故C对,
由,得到,
又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
即,故D对,
故选:BCD.
2.(2026·河北石家庄·一模)某市为增强高中学生的数学建模能力,组织了一次“数学建模竞赛”活动.本次竞赛活动满分为分,得分不低于分为优秀.为了解本次活动学生的得分情况,现从参加活动的所有同学中随机抽取了名学生的分数组成样本,并按分数分成以下6组:,统计结果如图所示.
(1)求该样本中学生分数为优秀的人数;
(2)从该样本分数不低于分的学生中,用比例分配的分层随机抽样的方法选取人进行座谈,若从座谈名单中随机抽取3人进行个案研究,记分数在的人数为,求的分布列和均值;
(3)根据频率分布直方图,以频率估计概率,现从该市所有参加活动的学生中随机抽取人,这名学生的分数相互独立.记分数为优秀的人数为,当最大时,求的值.
【答案】(1)
(2)分布列
0
1
2
,
(3)
【详解】(1)该样本中学生分数为优秀的频率
故优秀的人数为人;
(2)从样本中得分不低于70分的学生中,用比例分配的分层随机抽样的方法选取11人进行座谈,
其中分数在的人数为.
若从座谈名单中随机抽取3人,则的所有可能取值为.
则的分布列为:
0
1
2
所以.
(3)由题意知,,则,.
令,
当,解得.
因为,所以时,,
当时,,所以当时,最大.
3.(2026·陕西·模拟预测)2026年春节假期期间,某百货商场举办了一次有奖促销活动,消费每超过600元(含600元)均可抽奖一次,抽奖方案有两种,顾客只能选择其中的一种,每位顾客抽奖结果相互独立.
方案一:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球2个,白球1个,黑球7个)的抽奖盒中,一次性摸出3个球.其中奖规则为:若摸到2个红球和1个白球,享受免单优惠;若摸出2个红球和1个黑球,则打5折;若摸出1个白球2个黑球,则打7折;其余情况不打折.
方案二:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球3个,黑球7个)的抽奖盒中,有放回每次摸取1球,连摸3次,每摸到1次红球,立减200元.
(1)若两个顾客均分别消费了600元,且均选择抽奖方案一,试求两位顾客均享受免单优惠的概率;
(2)若某顾客消费恰好满1000元,试从付款金额期望的角度比较该顾客选择哪一种抽奖方案更合算?
【答案】(1)
(2)该顾客选择第二种抽奖方案更合算,理由见解析
【详解】(1)选择方案一若享受到免单优惠,则需摸出2个红球和1个白球,
设顾客享受到免单优惠为事件,则.
所以两位顾客均享受免单优惠的概率为.
(2)若选择方案一,设实际付款金额为,则的可能取值为0,500,700,1000.
,,
,.
所以(元).
若选择方案二,设摸到红球的个数为,付款金额为,则.
由题意知,,故.
所以(元).
因为,所以该顾客选择第二种抽奖方案更合算.
4.(2026·河南南阳·模拟预测)社团课上,甲、乙、丙三位同学进行五子棋比赛,约定:第1局甲、乙比,甲先手(每局中先走第一颗棋),丙轮空;此后每局的胜者与轮空者进行下一局比赛,并且轮空者先手.假设甲、乙、丙三位同学先手时胜对方的概率均为,每局比赛没有平局且结果相互独立.
(1)若.
(i)求前3局中甲、乙、丙三位同学均参与两局的概率;
(ii)求第2局和第4局参与的同学完全相同的概率;
(2)若前4局中甲参与的平均次数不小于,求的取值范围.
【答案】(1)(i);(ii);
(2)
【详解】(1)(i)要使三人都参与两局,则每人恰好轮空一次,这要求第1局的胜者在第2局必须输掉,
若第1局甲胜乙,则第2局丙必须胜甲,概率为;若第1局乙胜甲,则第2局丙必须胜乙,概率为,
所以前3局中甲、乙、丙三位同学均参与两局的概率为;
(ii)若第1局甲胜乙,则第2局参与的同学是甲和丙,若第4局和第2局参与的同学完全相同,则有两种情形:
①第2局甲胜丙,第3局甲胜乙;②第2局丙胜甲,第3局丙胜乙.
第①种情形概率为;第②种情形为.
若第1局乙胜甲,则第2局参与的同学是乙和丙,若第4局和第2局参与的同学完全相同,则有两种情形:
①第2局乙胜丙,第3局乙胜甲;②第2局丙胜乙,第3局丙胜甲.
第①种情形概率为;第②种情形为.
所以第2局和第4局参与的同学完全相同的概率为
;
(2)设甲在前4局的参与次数为随机变量,则,
,
,
,
所以
由得,
令,则,整理得,
解得,所以,又,
所以的取值范围为.
5. (2026·浙江·一模)某学校有,两家餐厅,据统计发现,该校学生如果第1天去餐厅,那么第2天去餐厅的概率为;如果第1天去餐厅,那么第2天去餐厅的概率为.假设某同学第1天午餐时随机地选择一家餐厅用餐,且第天去餐厅用餐的概率是.
(1)求,,的值;
(2)求证:数列是等比数列,并求;
(3)若当,有,则称为该同学“习惯去餐厅的概率”.若甲乙丙三人“习惯去餐厅的概率”相同,设某天甲乙丙三人独立去餐厅,表示三人去餐厅的人数,求.
【答案】(1),,
(2)证明见解析,
(3)
【详解】(1)依题意可得,,
.
(2)由(1)可知,
当时,,
所以,
又,所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,则;
(3)当时,,所以,即,
依题意,所以.
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
完成时间: 月 日 今日打卡:☐ 已完成
用时: min 自评勋章:
暑假作业22 概率与统计综合的解答题专练
【知识点1 古典概型】
1.古典概型
(1)事件的概率
对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用 表示.
(2)古典概型的定义
我们将具有以下两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称 .
①有限性:样本空间的样本点只有 ;
②等可能性:每个样本点发生的可能性 .
2.古典概型的概率计算公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间A包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)=,其中,n(A)和n(Ω)分别表示事件A和样本空间Ω包含的 .
【知识点2 全概率公式与条件概率】
1、全概率公式:一般地,设,,是一组两两互斥的事件,,且,,则对任意的事件,有,我们称此公式为全概率公式.
2、条件概率:一般地,设,为两个随机事件,且,我们称为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率,简称条件概率.
【知识点3 频率分布直方图中的数字特征】
1.众数、中位数、平均数的应用要点
中位数、众数分别反映了一组数据的“中等水平”“多数水平”,平均数反映了数据的平均水平,我们需根据实际需要选择使用.
2.频率分布直方图的数字特征
(1)众数:众数一般用频率分布表中频率最高的一组的组中值来表示,即在样本数据的频率分布直方图中,最高小长方形的底边中点的 ;
(2)中位数:在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积应该 ;
(3)平均数:平均数在频率分布表中等于组中值与对应频率之积的 .
【知识点4 离散型随机变量及其分布】
1.离散型随机变量分布列的求解步骤
第一步,明取值:明确随机变量的可能取值有哪些,且每一个取值所表示的意义;
第二步,求概率:要弄清楚随机变量的概率类型,利用相关公式求出变量所对应的概率;
第三步,画表格:按规范要求形式写出分布列;
第四步,做检验:利用分布列的性质检验分布列是否正确.
2.均值与方差的性质
(1)均值的性质
若离散型随机变量X的均值为E(X),Y=aX+b,其中a,b为常数,则Y也是一个离散型随机变量,且E(Y)=
E(aX+b)= .
特别地,当a=0时,E(b)=b;
当a=1时,E(X+b)=E(X)+b;
当b=0时,E(aX)=aE(X).
(2)方差的有关性质
当a,b均为常数时,随机变量Y=aX+b的方差D(Y)=D(aX+b)= .
特别地,当a=0时,D(b)=0;当a=1时,D(X+b)=D(X);
当b=0时,D(aX)=a2D(X).
3.求离散型随机变量ξ的均值与方差的步骤
(1)理解ξ的意义,写出ξ可能的全部值.
(2)求ξ取每个值的概率.
(3)写出ξ的分布列.
(4)由均值的定义求E(ξ).
(5)由方差的定义求D(ξ).
【知识点5 二项分布、超几何分布与正态分布】
1.二项分布的期望与方差
一般地,如果X~B(n,p),那么E(X)= ,D(X)= .
2.判断某随机变量是否服从二项分布的关键点
(1)在每一次试验中,事件发生的概率相同.
(2)各次试验中的事件是相互独立的.
(3)在每一次试验中,试验的结果只有两个,即 .
3.超几何分布
(1)定义
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,…,r.其中n,N,M∈N*,M≤N,n≤N,m=max{0,n-N+M},r=.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从 .
若随机变量X服从超几何分布,则其均值E(X)==np.
(2)求超几何分布的分布列
①判断随机变量是不是服从超几何分布;
②套用超几何分布中的概率公式,注意理解公式中各量的意义.
4.正态分布问题的解题策略
解决正态分布问题有三个关键点:
(1)对称轴x=μ;
(2)标准差σ;
(3)分布区间.利用对称性可求指定范围内的概率值;由μ,σ,分布区间的特征进行转化,使分布区间转化为3σ特殊区间,从而求出所求概率.注意只有在标准正态分布下对称轴才为x=0.
【知识点6 回归分析、独立性检验】
1.回归分析的三大常用结论
(1)求解经验回归方程的关键是确定回归系数,应充分利用回归直线过样本点的中心.
(2)根据经验回归方程计算的值,仅是一个预报值,不是真实发生的值.
(3)根据的值可以判断两个分类变量有关的可信程度,若越大,则两分类变量有关的把握越大.
2.独立性检验的应用问题的解题策略
解决独立性检验的应用问题,一定要按照独立性检验的步骤得出结论.独立性检验的一般步骤:
(1)根据样本数据制成2×2列联表;
(2)根据公式计算;
(3)通过比较与临界值的大小关系来作统计推断.
【知识点7 马尔科夫链(拓展)】
1.基本原理:利用全概率公式,我们既可以构造某些递推关系求解概率,还可以推导经典的一维随机游走模型.
2.基本概念:设数轴上一个点,它的位置只能位于整点处,在时刻时,位于点,下一个时刻,它将以概率或者()向左或者向右平移一个单位
若记状态表示:在时刻该点位于位置,那么由全概率公式可得:
另一方面,由于代入上式可得:.
进一步,若点在某个位置后有三种情况:向左平移一个单位,其概率为,原地不动,其概率为,向右平移一个单位,其概率为,那么根据全概率公式可得:
【题型1 概率与统计中的数值计算问题】
1.(25-26高二下·江苏无锡·期末)在某市的三次数学测试中,为了解学生的测试情况,从中随机抽取100名学生的测试成绩,被抽取成绩全部介于40分到100分之间(满分100分),将统计结果按如下方式分成六组:第一组.第二组,……第六组,画出频率分布直方图如图所示,
(1)估计该市学生这次测试成绩的第25百分位数;
(2)估计该市学生这次测试成绩的平均值(回一组中的数据用该组区间的中点值为代表);
(3)从两组中按分层抽样抽取5名学生,再随机抽取3名同学进行问卷测试,问3名同学中恰好只有1名同学成绩在之间的概率.
2.(25-26高二·全国·随堂练习)为加强学生睡眠监测督导,学校对高中三个年级学生的日均睡眠时间进行调查.根据分层随机抽样法,学校在高一、高二和高三年级中共抽取了100名学生的日均睡眠时间作为样本,其中高一35人,高二33人.已知该校高三年级一共512人.
(1)学校高中三个年级一共有多少个学生?
(2)若抽取100名学生的样本极差为2,数据如下表所示(其中是正整数)
日均睡眠时间(小时)
8.5
9
9.5
10
学生数量
32
13
11
4
求该样本的第40百分位数.
(3)从这100名学生的样本中随机抽取三个学生的日均睡眠时间,求其中至少有1个数据来自高三学生的概率.
【题型2 统计图表与随机变量的综合问题】
1. (2026·辽宁抚顺·模拟预测)小李为了参加某项考试,对其理论题进行了100次模拟练习,小李记录了自己100次练习情况并将成绩(满分100分)频数分布统计如下表所示.
成绩区间
频数
10
20
30
20
20
(1)求上表中成绩的平均值及上四分位数(同一区间中的数据用该区间的中点值为代表);
(2)小李用分层抽样的方式从的练习成绩中随机抽取了5次成绩,再从这5次成绩中随机选2次,设成绩落在区间内的次数为,求的分布列及数学期望.
2. (2026·重庆·一模)某地区从高一年级的物理测试中随机抽取了100名学生的物理成绩,整理得到如图所示的频率分布直方图.
(1)该地区某学校建议此次物理测试成绩在本地区前的学生选科报物理方向,试估计报物理方向的学生本次成绩不低于多少分?(结果保留整数)
(2)从成绩位于区间和的答卷中,采用分层抽样随机抽取7份,再从这7份中随机抽取3份,设成绩在的答卷份数为随机变量,求的分布列及数学期望.
【题型3 统计与独立性检验结合】
1.(25-26高二上·上海·期末)林芝第二十一届桃花旅游文化节于2024年3月31日晚正式拉开帷幕.某研究小组为了了解开幕式文艺演出时林芝市民的观看情况,从全市随机调查了50名市民(男女各25名),统计到全程观看、部分观看和没有观看的人数如下表:
观看情况
全程观看
部分观看
没有观看
男性人数
9
4
女性人数
18
4
(1)求出表中x,y的值;
(2)从样本中没有观看的人中随机抽取2人进一步了解情况,求恰好男女各1人的概率;
(3)根据表中统计的数据,完成下面的2×2列联表,依据小概率值的独立性检验,分析全程观看是否与性别有关?
单位:人
性别
观看情况
合计
全程观看
非全程观看
男性
女性
合计
附:,.
0.10
0.05
0.01
2.706
3.841
6.635
2.(25-26高二下·安徽六安·期末)为了让学生感受文学名著的语言魅力,品味文学名著的博大精深,某中学规定了包含中国四大名著在内的20本中外名著作为该校学生的必读书目.为了了解活动进行的情况,学校在高三年级男生、女生中按分层抽样的方式随机抽取了100名学生进行阅读书目数的调查.根据调查结果将阅读书目数分组为,,,,,得到这100名学生阅读书目数的频率分布直方图(左图)和其中男生阅读书目数的频数分布表(右表).已知该校高三年级男生、女生人数比例为3:2.
分组
频数
5
a
18
18
2
(1)求右表中a的值并估计出该校高三年级女生的阅读书目数的众数.
(2)学校规定阅读书目数不低于12的同学获优秀奖.完成下列列联表,并判断是否有95%的把握认为该中学高三年级学生获优秀奖与性别有关.
获优秀奖
未获优秀奖
男生
女生
附:,其中.
()
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
【题型4 统计与分布列及期望方差综合】
1. (2026·云南昭通·模拟)某科技公司研发了一种新型的AI模型,用于图像识别任务.为了测试该模型的性能,对其进行了1000次试验,并记录了每次试验中模型正确识别图像的数量,得到如图所示的样本数据频率分布直方图.
(1)估计这1000次试验中该AI模型正确识别图像数量的均值(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)以频率估计概率,随机对该模型进行4次试验,用表示这4次试验中正确识别图像数量不少于20个的次数,求的分布列和数学期望.
2. (25-26高二·安徽·期末)某学校对高中生体质健康调研,随机抽取100名学生的体重(单位:kg)得到如下频数分布表:
分组
频数
5
25
40
20
10
(1)估计样本的中位数;
(2)从样本和中按分层抽样抽取学生6人,再从这6人中随机抽取3人,其中体重在,的人数分别为,,记.
(i)求的分布列及期望;
(ii)求.
【题型5 统计与正态分布综合】
1. (2026·广东·模拟)已知某企业加工某零件,根据长期检测结果,得知该企业生产的零件的质量指标值服从正态分布.现从该企业生产的零件中随机抽取100件,其质量指标值的样本数据统计情况如图所示.
(1)求这100件零件的质量指标值的样本平均数和样本方差.(同一组的数据用该组区间的中点值作代表)
(2)用这100件零件的质量指标值的样本平均数作为的估计值,样本标准差作为的估计值.若质量指标值在内的产品为优等品,根据正态分布,求该企业生产的产品为优等品的概率.
附:取,
,,.
2. (25-26高三上·重庆南开中学校·月考)近期我校被评为全国首批智能研修平台规模化应用领航培育校,中央电教馆在我校举办项目启动活动,并特设南开专场活动.为了了解AINK人工智能对学生学习的助力情况,学校组织了高一学生参加“AINK人工智能”知识竞赛(满分100分),并从中随机抽查了100名学生的成绩(单位:分),将他们的成绩分成以下6组:,,,,,统计结果如下面的频数分布表所示.
组别
频数
10
15
20
30
15
10
已知高一学生的这次竞赛成绩近似服从正态分布,其中近似取为样本平均数的整数部分,近似取为样本标准差的整数部分,并已求得(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表).
(1)从高一年级随机抽取一个学生的竞赛成绩,试估计他的竞赛成绩在区间内的概率(结果保留一位小数).
(2)现从高一年级随机选取名同学的竞赛成绩,根据(1)的结果,若他们的成绩均在范围内的概率不低于,求的最大值(为正整数).
参考数据:,若,则.
【题型6 回归分析与概率统计中其他知识的交汇问题】
1. (2026·河北沧州·模拟预测)粮食是一个国家发展的基石,保障粮食安全是维护社会稳定的重要因素.小麦是我国两大口粮作物之一,其自身的稳定供应保障了数亿人口的食物需求,并通过产业链延伸带动了相关产业发展,促进了我国北方地区的经济发展.我国于2020年打赢了脱贫攻坚战,其中小麦发挥了重大作用.以2020年为第1年,我国连续5年小麦产量如下:
年份
1
2
3
4
5
产量/千万吨
13.4
13.7
13.8
13.6
14.0
现规定表示第i年的年份,表示第i年的产量,经计算得,, .
(1)求样本(,2,…,5)的相关系数(精确到0.01);
(2)现从这5年中随机抽取2年,记这2年中共有X年的小麦产量不低于13.7千万吨,求X的分布列与期望.
附:样本相关系数,.
2. (2026·黑龙江哈尔滨·三模)某学校校庆时统计连续天进入学校参加活动的校友数(单位:千人)如下:
日期
月日
月日
月日
月日
月日
第天
参观人数
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合与的关系,请用相关系数加以说明(保留小数点后两位);(若,则认为与的线性相关性很强),并求出关于的线性回归方程;
(2)校庆期间学校开放号门、号门和号门供校友出入,校友从号门、号门和号门进入学校的概率分别为、、,且出学校与进学校选择相同门的概率为,选择与入校不同两门的概率各为.假设校友从号门、号门、号门出入学校互不影响,现有甲、乙、丙、丁名校友于月日回母校参加活动,设为人中从号门出学校的人数,求的分布列、期望及方差.
附:参考数据:,,,,.
参考公式:回归直线方程,其中,.
相关系数.
【题型7 概率统计与数列的交汇问题】
1. (2026·湖北·一模)在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
2. (2026·湖南·一模)张明在暑假为了锻炼身体,制定了一项坚持晨跑的计划:30天晨跑训练.规则如下:张明从第1天开始晨跑,若第天晨跑,则他第天晨跑的概率为,且他不能连续两天没有晨跑.设他第天晨跑的概率为.
(1)求的值;
(2)求数列的通项公式;
(3)若都是离散型随机变量,则,记张明前天晨跑的天数为,求.
【题型8 概率统计中的马尔科夫链问题(拓展)】
1. (25-26高二下·宜春樟树·期末)某学校有C、D两个图书馆,某学生每天都会在这两个图书馆中选择一个去学习,已知该学生第一天选择C图书馆的概率是,若在前一天选择C图书馆的条件下,后一天继续选择C图书馆的概率为,而在前一天选择D图书馆的条件下,后一天继续选择D图书馆的概率为,如此往复.
(1)求该学生第一天和第二天都选择C图书馆的概率;
(2)求该学生第二天选择C图书馆的概率;
(3)记该学生第n天选择C图书馆的概率为,求数列的通项公式.
2. (25-26高二上·全国·期末) 某电信部门推出办卡优惠活动,有A套餐和B套餐,经过顾客喜好数据分析:每位顾客选择A套餐的概率为,选择B套餐的概率为.
(1)假设顾客选择A、B套餐,领取优惠券的概率分别为0.7、0.2,求顾客领取优惠券的概率;
(2)假设A套餐包含一张话费优惠券,B套餐包含两张话费优惠券,截至某一时刻,设该商场恰好发出了n张话费优惠券的概率为.
(ⅰ)证明()为等比数列,并求的通项公式;
(ⅱ)求数列的最值.
1.(2026·天津河西·一模)下列说法中错误的有( )
①回归直线恒过点,且至少过一个样本点;
②根据列联表中的数据计算得出,而,则“两个分类变量有关联”此推断犯错误的概率不大于0.01;
③回归分析时,可以用决定系数刻画模型的回归效果,越大,则拟合的效果越好;
④若随机变量服从正态分布,若则实数
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.(2026·山东德州·一模)已知随机变量,且,且,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·陕西汉中·模拟预测)若从小明、小红、小刚等6名同学中选出3名同学分别到三个班级进行学习经验分享,则小明、小红、小刚三名同学不去班,且小刚不去班分享学习经验的概率为( )
A. B. C. D.
4.(2026·江苏·模拟预测)已知随机变量,且,则展开式中各项系数之和为( )
A.32 B.64 C. D.
5.(2026·重庆九龙坡·一模)已知变量和的成对样本数据的经验回归方程为,且,当增加1个样本数据后,重新得到的经验回归方程的斜率为,则在新的经验回归方程的估计下,样本数据所对应的残差为( )
A. B. C.1 D.2
6.(2026·河南南阳·模拟预测)某大学某专业开设了《数据分析》课程,在期末的“APM数据挖掘”项目中,老师从提交的作业中随机抽取了10份样本进行分析,其中选择类方向作为研究对象的有6人(记为组),选择类方向作为研究对象的有4人(记为组).已知组样本APM数据的平均数为120,方差为8,组样本APM数据的平均数为100,方差为8,则这10份样本APM数据的平均数和方差分别是( )
A.112,104 B.112,114 C.114,104 D.114,114
7.(2026·山西·模拟预测)袋子里有大小相同的3个红球和2个白球,每次从袋子里随机取出一个球,若取出的是红球则放回袋子,若取出的是白球则不放回袋子.记为取了次后白球恰好全部取出的概率,则( )
A. B. C. D.
8.(2026·陕西渭南·模拟预测)小明和小红进行某项比赛(比赛结果没有平局),小明每局获胜的概率均为,每局比赛胜者获得1个积分,负者获得0个积分,记小明和小红两人积分之差的绝对值为,当时,比赛结束且总积分多者获胜.下列说法正确的是( )
A.若,则比赛结束时总局数可能是5
B.若,,则恰好4局结束比赛且小明获胜的概率为
C.若,,则在不超过5局比赛结束的条件下,小明以4:1获胜的概率为
D.若,,比赛进行一段时间后,则继续比赛小明最终获胜的概率为
9.(多选)(2026·山东菏泽·模拟预测)下列结论正确的是( )
A.若随机变量,且,则
B.在回归分析中,残差图中残差比较均匀地分布在以取值为0的横轴为对称轴的水平带状区域内,且宽度越窄表示拟合效果越好
C.对a,b两个变量进行相关性检验,得到相关系数为-0.8728,对m,n两个变量进行相关性检验,得到相关系数为0.8278,则a与b负相关,m与n正相关,其中m与n的相关性更强
D.一组数1,2,2,2,3,3,3,4,5,6的第80百分位数为4.5
10.(多选)(2026·湖南常德·一模)设,为两个相互独立的随机事件,且,,则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(2026·福建龙岩·一模)某商场组织抽奖活动,在一个不透明的箱子中装有1个红球、1个白球、1个黑球,共3个形状、大小完全相同的小球.活动规则为:每人有放回地先后两次摸球(每次至少摸1个),摸到红球或白球各计1分,摸到黑球计3分.若两次摸到的小球记录的总得分为5分,则获得一等奖,那么获一等奖的概率为__________.
12.(2026·四川泸州·模拟预测)已知随机变量满足,,,正实数、满足,则的最小值为___________.
13.(2026·天津红桥·一模)袋中装着标有数字的小球各个,从袋中任取个小球,每个小球被取出的可能性都相等,用表示取出的个小球上的最大数字,则取出的个小球上的数字互不相同的概率为___________;随机变量的数学期望为___________.
14.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)为适应AI(人工智能)的发展与其对工作的影响,某公司在甲、乙两个部门随机调查了50名职工,对他们是否熟练使用AI工具进行了测试,测试结果如下表.
不熟练
熟练
合计
甲部门
6
24
30
乙部门
8
12
20
合计
14
36
50
(1)分别估计甲、乙两个部门的职工熟练使用AI工具的概率;
(2)根据小概率值的独立性检验,分析甲、乙两个部门的职工使用AI工具的熟练程度是否有差异.
附:
0.05
0.01
0.001
k
3.841
6.635
10.828
15.(2026·江苏·一模)某兴趣小组研究昼夜温差大小与患感冒人数多少之间的关系,他们到气象局和医院抄录了1~7月份每月5日的昼夜温差情况与因患感冒而就诊的人数,得到如下资料:
日期
1月5日
2月5日
3月5日
4月5日
5月5日
6月5日
7月5日
昼夜温差
10
11
13
12
8
7
6
感冒人数
23
25
29
26
16
13
9
该兴趣小组确定的研究方案是:先从这7组数据中选取2组,用剩下的5组数据求经验回归方程,再用被选取的2组数据进行检验.
(1)求选取的2组数据是不相邻的两个月的概率;
(2)若该小组选取的是1月与6月的两组数据,请根据剩下5个月份的数据:
①求出关于的经验回归方程;
②若由经验回归方程得到的估计数据与所选出的检验数据的误差均不超过2人,则认为得到的经验回归方程是理想的,问:该小组所得经验回归方程是否理想?说明理由.
附:
1.(多选)(2026·河南·模拟预测)踢毽子源于汉朝,盛行于六朝,某学校高三年级为了增强学生身体素质,缓解学生备考压力,开展踢毽子活动.已知某踢毽子小组由5人组成(包含甲、乙),每个人踢出的毽子都等可能地传给其他4人中的1人,假设第1次由甲踢出,每次踢出的毽子都能被接住.记第次踢出毽子后,毽子传到乙的概率为,前次踢毽子的过程中,传到乙的次数为,则( )
A. B.
C. D.
2.(2026·河北石家庄·一模)某市为增强高中学生的数学建模能力,组织了一次“数学建模竞赛”活动.本次竞赛活动满分为分,得分不低于分为优秀.为了解本次活动学生的得分情况,现从参加活动的所有同学中随机抽取了名学生的分数组成样本,并按分数分成以下6组:,统计结果如图所示.
(1)求该样本中学生分数为优秀的人数;
(2)从该样本分数不低于分的学生中,用比例分配的分层随机抽样的方法选取人进行座谈,若从座谈名单中随机抽取3人进行个案研究,记分数在的人数为,求的分布列和均值;
(3)根据频率分布直方图,以频率估计概率,现从该市所有参加活动的学生中随机抽取人,这名学生的分数相互独立.记分数为优秀的人数为,当最大时,求的值.
3.(2026·陕西·模拟预测)2026年春节假期期间,某百货商场举办了一次有奖促销活动,消费每超过600元(含600元)均可抽奖一次,抽奖方案有两种,顾客只能选择其中的一种,每位顾客抽奖结果相互独立.
方案一:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球2个,白球1个,黑球7个)的抽奖盒中,一次性摸出3个球.其中奖规则为:若摸到2个红球和1个白球,享受免单优惠;若摸出2个红球和1个黑球,则打5折;若摸出1个白球2个黑球,则打7折;其余情况不打折.
方案二:从装有10个形状、大小完全相同的小球(其中红球3个,黑球7个)的抽奖盒中,有放回每次摸取1球,连摸3次,每摸到1次红球,立减200元.
(1)若两个顾客均分别消费了600元,且均选择抽奖方案一,试求两位顾客均享受免单优惠的概率;
(2)若某顾客消费恰好满1000元,试从付款金额期望的角度比较该顾客选择哪一种抽奖方案更合算?
4.(2026·河南南阳·模拟预测)社团课上,甲、乙、丙三位同学进行五子棋比赛,约定:第1局甲、乙比,甲先手(每局中先走第一颗棋),丙轮空;此后每局的胜者与轮空者进行下一局比赛,并且轮空者先手.假设甲、乙、丙三位同学先手时胜对方的概率均为,每局比赛没有平局且结果相互独立.
(1)若.
(i)求前3局中甲、乙、丙三位同学均参与两局的概率;
(ii)求第2局和第4局参与的同学完全相同的概率;
(2)若前4局中甲参与的平均次数不小于,求的取值范围.
5. (2026·浙江·一模)某学校有,两家餐厅,据统计发现,该校学生如果第1天去餐厅,那么第2天去餐厅的概率为;如果第1天去餐厅,那么第2天去餐厅的概率为.假设某同学第1天午餐时随机地选择一家餐厅用餐,且第天去餐厅用餐的概率是.
(1)求,,的值;
(2)求证:数列是等比数列,并求;
(3)若当,有,则称为该同学“习惯去餐厅的概率”.若甲乙丙三人“习惯去餐厅的概率”相同,设某天甲乙丙三人独立去餐厅,表示三人去餐厅的人数,求.
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$