内容正文:
第六章
概率
第1讲 描述运动的基本概念
高考真题练
第1讲 描述运动的基本概念
考点1 条件概率与全概率公式
1.[2024上海,8]某校举办科学竞技比赛,有A,B,C 3种题库,A题库有5 000道题,B题库有4 000道题,C题库
有3 000道题.小申已完成所有题,他A题库的正确率是0.92,B题库的正确率是0.86,C题库的正确率是0.72.
现他从所有的题中随机选一题,正确率是_________.
解析 由题可知,A题库占比为 ,B题库占比为 ,C题库占比为 ,
因此所求概率P= ×0.92+ ×0.86+ ×0.72= .
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2024天津,13]某校组织学生参加农业实践活动,期间安排了劳动技能比赛,比赛共5个项目,分别为整
地做畦、旱田播种、作物移栽、田间灌溉、藤架搭建,规定每人参加其中3个项目.假设每人参加每个
项目的可能性相同,则甲同学参加“整地做畦”项目的概率为_________;已知乙同学参加的3个项目中有
“整地做畦”,则他还参加“田间灌溉”项目的概率为_________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 用M表示事件“甲同学参加的3个项目中有‘整地做畦’”,
则P(M)= = .
用A表示事件“乙同学参加的3个项目中有‘整地做畦’”,用B表示事件“乙同学参加的3个项目中有
‘田间灌溉’”.依题意,P(AB)= = ,而P(A)= = ,
所以已知乙同学参加的3个项目中有“‘整地做畦’”,则他还参加“‘田间灌溉’”项目的概率为P
(B|A)= = = .
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2022新高考Ⅱ,19]在某地区进行流行病学调查,随机调查了100位某种疾病患者的年龄,得到如下的
样本数据的频率分布直方图:
第1讲 描述运动的基本概念
(1)估计该地区这种疾病患者的平均年龄(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);
(2)估计该地区一位这种疾病患者的年龄位于区间[20,70)的概率;
(3)已知该地区这种疾病的患病率为0.1%,该地区年龄位于区间[40,50)的人口占该地区总人口的16%.从
该地区中任选一人,若此人的年龄位于区间[40,50),求此人患这种疾病的概率(以样本数据中患者的年
龄位于各区间的频率作为患者的年龄位于该区间的概率,精确到0.000 1).
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)平均年龄 =(5×0.001+15×0.002+25×0.012+35×0.017+45×0.023+55×0.020+65×0.017+75×0.00
6+85×0.002)×10=47.9(岁).
(2)设A为事件“该地区一位这种疾病患者的年龄位于区间[20,70)”,
由题易知P(A)=(0.012+0.017+0.023+0.020+0.017)×10=0.89.
(3)设B为事件“任选一人,此人年龄位于区间[40,50)”,C为事件“任选一人,此人患这种疾病”,
由条件概率公式,得P(C|B)= = = =0.001 437 5≈0.001 4,所以此人患
这种疾病的概率为0.001 4.
第1讲 描述运动的基本概念
考点2 离散型随机变量的均值与方差
4.[2025全国一卷,14]有5个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,从中有放回地随机取3次,每次取1个球.记X
为这5个球中至少被取出1次的球的个数,则X的数学期望E(X)=_________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 解法一:由题意得,X的可能取值为1,2,3,
P(X=1)= = (3次抽取的是同一个小球),
P(X=2)= = (3次抽取出2个编号不同的小球),
P(X=3)= = (3次抽取出的小球编号均不相同),
则X的分布列为
X 1 2 3
P
第1讲 描述运动的基本概念
E(X)=1× +2× +3× = .
解法二:假设随机变量Xi(i=1,2,3,4,5)=
则X= Xi,
故E(X)=E = E(Xi)=5E(Xi),
由题意可知,数字标号为i的球在单次抽取中未被取出的概率为 ,
由于抽取独立,则数字标号为i的球三次均未被取出的概率P(Xi=0)= = ,
因此数字标号为i的球至少被取出一次的概率P(Xi=1)=1- = ,
故E(Xi)= ,
所以E(X)=5E(Xi)=5× = .
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2025北京,18]某次考试中,只有一道单项选择题考查了某个知识点,甲、乙两校的高一年级学生都参
加了这次考试,为了解学生对该知识点的掌握情况,随机抽查了甲、乙两校高一年级各100名学生该题
的答题数据,其中甲校学生选择正确的人数为80,乙校学生选择正确的人数为75.假设学生之间答题相
互独立,用频率估计概率.
(1)估计甲校高一年级学生该题选择正确的概率p;
(2)从甲、乙两校高一年级学生中各随机抽取1名,设X为这2名学生中该题选择正确的人数,估计X=1的
概率及X的数学期望;
(3)假设:如果没有掌握该知识点,学生就从题目给出的四个选项中随机选择一个作为答案;如果掌握该
知识点,甲校学生选择正确的概率为100%,乙校学生选择正确的概率为85%.设甲、乙两校高一年级学
生掌握该知识点的概率估计值分别为p1,p2,判断p1与p2的大小.(结论不要求证明)
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)甲校高一年级学生该题选择正确的概率p= = .
(2)乙校高一年级学生该题选择正确的概率为 = ,X的可能取值为0,1,2,
所以P(X=0)= × = ,P(X=1)= × + × = ,
P(X=2)= × = ,
则EX=0× +1× +2× = .
(3)p1<p2.
由题意得,p1×100%+(1-p1)×25%= ,即 p1+ = ,解得p1= ;
p2×85%+(1-p2)×25%= , p2+ = ,解得p2= ,又 = < = ,所以p1<p2.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2024新课标Ⅱ,18]某投篮比赛分为两个阶段,每个参赛队由两名队员组成.比赛具体规则如下:第一
阶段由参赛队中一名队员投篮3次,若3次都未投中,则该队被淘汰,比赛成绩为0分;若至少投中1次,则该
队进入第二阶段.第二阶段由该队的另一名队员投篮3次,每次投篮投中得5分,未投中得0分,该队的比赛
成绩为第二阶段的得分总和.
某参赛队由甲、乙两名队员组成,设甲每次投中的概率为p,乙每次投中的概率为q,各次投中与否相互
独立.
(1)若p=0.4,q=0.5,甲参加第一阶段比赛,求甲、乙所在队的比赛成绩不少于5分①的概率.
(2)假设0<p<q.
(i)为使得甲、乙所在队的比赛成绩为15分的概率最大,应该由谁参加第一阶段比赛?②
(ii)为使得甲、乙所在队的比赛成绩的数学期望最大,应该由谁参加第一阶段比赛?
①关键点拨 第一阶段甲至少投中一次,第二阶段乙至少投中一次.用对立事件求解概率
②心中有“数” 作差法比较大小
第1讲 描述运动的基本概念
思路探究
本题来源于教材P219习题6-4A组第3题,均以投篮比赛为背景,求相互独立事件的概率、离散型随机变
量的数学期望,教材习题比较简单直观,是求投篮的命中次数的期望,而高考题还以参赛队、参赛队员
为背景,并添加比赛成绩得分,比赛具体规则变化等,比较复杂,难度也比较大,加强了对学生的建模能
力、理性思维能力、数学应用的考查.
第1讲 描述运动的基本概念
思路导引
(1)成绩不少于5分,即第一阶段甲至少投中1次,第二阶段乙至少投中1次,用对立事件的概率公式、独立
事件的乘法公式可得结果.
(2)(i)成绩为15分的概率最大,可根据“由谁参加第一阶段比赛”分两类求概率,再用作差法比较大小.
(ii)先得到X和Y的所有可能取值,再求出期望,最后用作差法比较大小,做出决策.(1)由于甲参加第一阶
段比赛,故要使甲、乙所在队的比赛成绩不少于5分,
则第一阶段甲至少要投中1次,第二阶段乙也要至少投中1次.
故所求概率P=(1-0.63)×(1-0.53)=0.686.
(2)(i)若甲参加第一阶段比赛,
则甲、乙所在队的比赛成绩为15分的概率P甲=[1-(1-p)3]q3,
第1讲 描述运动的基本概念
注意 甲、乙两人都要考虑,不要只考虑甲而忽视乙,漏乘q3.(易错点)
若乙参加第一阶段比赛,
则甲、乙所在队的比赛成绩为15分的概率P乙=[1-(1-q)3]p3,
P甲-P乙=[q3-q3(1-p)3]-[p3-p3(1-q)3]
=(q-p)(q2+pq+p2)+(p-q)[(q-pq)2+(p-pq)2+(p-pq)·(q-pq)]
=(p-q)(3p2q2-3pq2-3p2q)
=3pq(p-q)(pq-q-p)
=3pq(p-q)[(1-q)(1-p)-1].
通过作差与0比较大小进行判断,对代数式化简时注意提取公因式.(关键点)
因为0<p<q<1,所以p-q<0,(1-p)(1-q)<1,
所以3pq(p-q)[(1-q)(1-p)-1]>0,
第1讲 描述运动的基本概念
故P甲>P乙,因此应该由甲参加第一阶段比赛.
(ii)当由甲参加第一阶段比赛时,比赛成绩X=0,5,10,15,
P(X=0)=(1-p)3+[1-(1-p)3]·(1-q)3,
P(X=5)=[1-(1-p)3]· q(1-q)2,
P(X=10)=[1-(1-p)3]· q2(1-q)1,
P(X=15)=[1-(1-p)3]· q3,
故EX=0×{(1-p)3+[1-(1-p)3]·(1-q)3}+5×[1-(1-p)3]· q(1-q)2+10×[1-(1-p)3]· q2(1-q)1+15×[1-(1-p)3]
· q3=15
×[1-(1-p)3]q=15q(p3-3p2+3p),
当由乙参加第一阶段比赛时,比赛成绩Y=0,5,10,15,
同理可得EY=15p(q3-3q2+3q),EX-EY=15[(p+q)(p-q)pq-3(p-q)pq]=15(p-q)pq·(p+q-3),
第1讲 描述运动的基本概念
因为0<p<q<1,所以p-q<0,p+q-3<0,
所以EX-EY>0,即EX>EY,
故应该由甲参加第一阶段比赛.
高考风向 以实际问题为背景的相互独立事件的概率、互斥事件和对立事件的概率、条件概率与全
概率、离散型随机变量的分布列、期望与方差需重视,是高考的热点,常与排列组合、统计等知识综合
命题.题型以大题为主,难度中等或中等偏上.要加强对本讲知识概念的理解与应用及与其他知识(如数
列(后期学习)、函数等)的综合训练.
第1讲 描述运动的基本概念
考点3 二项分布与超几何分布
7.[2022浙江,15]现有7张卡片,分别写上数字1,2,2,3,4,5,6.从这7张卡片中随机抽取3张,记所抽取卡片上
数字的最小值为ξ,则P(ξ=2)= ,Eξ= .
第1讲 描述运动的基本概念
解析 所抽取的3张卡片上数字的最小值为2可分两种情况:
(1)3张卡片中恰有1张卡片上数字为2;
(2)3张卡片中恰有2张卡片上数字为2,
所以P(ξ=2)= + = = .
而P(ξ=1)= = ,
P(ξ=3)= = ,
P(ξ=4)= = ,
所以Eξ=1× +2× +3× +4× = = .
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2025天津,13]某同学每周在操场跑圈2次,一次跑5圈或6圈.已知:该同学第一次跑5圈或6圈的概率均
为0.5.若第一次跑5圈,则第二次跑5圈的概率为0.4,跑6圈的概率为0.6;若第一次跑6圈,则第二次跑5圈的
概率为0.6,跑6圈的概率为0.4.
(1)该同学一周跑11圈的概率为___________;
(2)若该同学一周至少跑11圈为运动量达标,连续跑4周.记达标的周数为随机变量X,则X的期望E(X)=
___________.
3.2
0.6
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设该同学一周跑11圈为事件A,第一次跑5圈为事件B,第二次跑5圈为事件C.
(1)P(A)=P(B)P( |B)+P( )P(C| )=0.5×0.6+0.5×0.6=0.6.
(2)设至少跑11圈为事件D,
则P(D)=P(A)+P( )P( | )=0.6+0.5×0.4=0.8,
易知X~B(4,0.8),则E(X)=4×0.8=3.2.
第1讲 描述运动的基本概念
考点四 正态分布
9.[多选题][2024新课标Ⅰ,9]随着“一带一路”国际合作的深入,某茶叶种植区多措并举推动茶叶出
口.为了解推动出口后的亩收入(单位:万元)情况,从该种植区抽取样本,得到推动出口后亩收入的样本
均值 =2.1,样本方差s2=0.01.已知该种植区以往的亩收入X服从正态分布N(1.8,0.12),假设推动出口后的
亩收入Y服从正态分布N( ,s2),则(若随机变量Z服从正态分布N(μ,σ2),则P(Z<μ+σ)≈0.841 3)( )
A.P(X>2)>0.2
B.P(X>2)<0.5
C.P(Y>2)>0.5
D.P(Y>2)<0.8
BC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意知X~N(1.8,0.12),Y~N(2.1,0.12),
因为2=1.8+2×0.1,
所以P(X>2)<P(X>1.8+0.1)=1-P(X<1.8+0.1)≈1-0.841 3=0.158 7.
故P(X>2)<0.2,P(X>2)<0.5,故A错误,B正确.
P(Y>2)=P(Y>2.1-0.1)>P(Y>2.1)=0.5,故C正确.
P(Y>2)=P(Y>2.1-0.1)=P(Y<2.1+0.1)≈0.841 3>0.8,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2022新高考Ⅱ,13]已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(2<X≤2.5)=0.36,则P(X>2.5)=_______.
0.14
解析 因为X~N(2,σ2),
所以P(X<2)=P(X>2)=0.5,
故P(X>2.5)=P(X>2)-P(2<X≤2.5)=0.5-0.36=0.14.
第1讲 描述运动的基本概念
强基计划
11.[2025中国科技大学强基计划招生考试]n个球装进m个盒中,则装有球的盒子的个数的期望是
_______________.
m
第1讲 描述运动的基本概念
解析 引入随机变量Xi(i=1,2,…,m),定义Xi=1时,表示第i个盒子中有球,Xi=0时,表示第i个盒子中没有球,
则X=X1+X2+…+Xm,
P(Xi=0)= ,
P(Xi=1)=1- ,
故EXi=1- ,
所以EX= EXi=m ,
即装有球的盒子的个数的期望是m .
第1讲 描述运动的基本概念
12.[2024南京大学强基计划测试]已知a∈{1,3,7,9},b∈{2,4,6,8},X为ab的个位数,则EX=_________.
3
解析 当a=1时,ab=1,个位数为1,有4个,当a=3,b=2时,ab=9,个位数为9,
当a=3,b=4时,ab=81,个位数为1,当a=3,b=6时,ab=27×27,个位数为9,
当a=3,b=8时,ab=81×81,个位数为1,当a=7,b=2时,ab=49,个位数为9,
当a=7,b=4时,ab=49×49,个位数为1,当a=7,b=6时,ab=49×49×49,个位数为9,
当a=7,b=8时,ab=49×49×49×49,个位数为1,当a=9,b=2时,ab=81,个位数为1,
当a=9,b=4时,ab=81×81,个位数为1,当a=9,b=6时,ab=81×81×81,个位数为1,
当a=9,b=8时,ab=81×81×81×81,个位数为1.
综上所述,X可取1,9,且P(X=1)= = ,P(X=9)= = ,所以EX=1× +9× =3.
第1讲 描述运动的基本概念
$