高考复习之概率统计〔理科〕
热点一:分布列、数学期望和方差1、分布列
2
3
、数学期望:
则称……为ξ的数学期望,简称期望.
=
ξE+
1
1
p
x+
2
2
p
x n
n
性质:
b
aE
b
a
E+
=
+ξ
ξ)
(
4、方差:=++…++…
ξ
D
1
2
1
)
(p
E
x?
-ξ
2
2
2
)
(p
E
x?
-ξn
n
p
E
x?
-2)
(ξ
称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.
ξE
性质:〔1〕;〔2〕;
5、二项分布:
Eξ=np, np
例1、袋中有20个大小相同的球,其中记上0号的有10个,记上号的有个〔=1,2,3,4〕.现从袋中任取一球.表示所取球的标号.
〔Ⅰ〕求的分布列,期望和方差;〔Ⅱ〕若, ,,试求a,b的值.
小结:求期望和方差的步骤S1确定随机变量的允许值;S2计算相应的概率;S3写出分布列;S4代入期望和方差公式求解.
练习:
1、甲、乙、丙三人参加了一家公司的招聘面试,面试合格者可正式签约,甲表示只要面试合格就签约.乙、丙则约定:两人面试都合格就一同签约,否则两人都不签约.设每人面试合格的概率都是,且面试是
否合格互不影响.求:1 2
〔Ⅰ〕至少有1人面试合格的概率;〔Ⅱ〕签约人数的分布列和数学期望.
2、某射击测试规则为:每人最多射击3次,击中目标即终止射击,第次击中目标得分,3次均未击中目标得0分.已知某射手每次击中目标的概率为0.8,其各次射击结果互不影响.i1~i(123)
i=,,
〔Ⅰ〕求该射手恰好射击两次的概率;
〔Ⅱ〕该射手的得分记为,求随机变量的分布列及数学期望.
3、某批发市场对某种商品的周销售量〔单位:吨〕进行统计,最近100周的统计结果如下表所示:
周销售量 2 3 4
频数20 50 30
〔Ⅰ〕根据上面统计结果,求周销售量分别为2吨,3吨和4吨的频率;
〔Ⅱ〕已知每吨该商品的销售利润为2千元,表示该种商品两周销售利润的和〔单位:千元〕.若以上述频率作为概率,且各周的销售量相互独立,求的分布列和数学期望. 几种常见题型的解法 一、从分类问题角度求概率
例2〔日本高考题〕袋内有9个白球和3个红球,从袋中任意地顺次取出三个球〔取出的球不再放回〕,求第三次取出的球是白球的概率.
二、从不等式大小比较的角度看概率
例 3 “幸运52”知识竞猜电视节目,为每位选手准备5道试题,每道题设“Yes ”与“No ”两个选项,其中只有一个是正确的,选手每答对一题,获得一个商标,假设甲、乙两位选手仅凭猜测独立答题,是否有99%的把握断定甲、乙两位选手中至少有一位获得1个或1个以上的商标? 三、从“至多”、“至少”的角度看概率.
例4、有三种产品,合格率分别是0.90、0.95和0.95,各取一件进行检验.〔I 〕求恰有一件不合格的概率;〔II 〕求至少有两件不合格的概率〔精确到0.001〕. 四、从“或”、“且”的角度看概率
例5甲乙两人独立解某一道数学题,已知该题被甲独立解出的概率为0.6,被甲或被乙解出的概率为0.92.
〔1〕求该题被乙独立解出的概率; 〔2〕求解出该题的人数的数学期望和方差.
相关练习
1.〔山东卷7〕在某地的奥运火炬传递活动中,有编号为1,2,3,…,18的18名火炬手.若从中任选3人,则选出的火炬手的编号能组成3为公差的等差数列的概率为
〔A 〕 〔B 〕〔C 〕 〔D 〕
2.〔福建卷5〕某一批花生种子,如果每1粒发牙的概率为,那么播下4粒种子恰有2粒发芽的概率是
A.
B.
C.
D.
1662596625192625256625
3.〔辽宁卷7〕4张卡片上分别写有数字1,2,3,4,从这4张卡片中随机抽取2张,则取出的2张卡片上的数字之和为奇数的概率为〔 〕
A .
B .
C .
D .13122334
4.甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同一位置投球,命中率分别为与,且乙投球2次均未命中的概率
为.21p 161
〔Ⅰ〕求乙投球的命中率;
〔Ⅱ〕求甲投球2次,至少命中1次的概率;
〔Ⅲ〕若甲、乙两人各投球2次,求两人共命中2次的概率.
5.某单位6个员工借助互联网开展工作,每个员工上网的概率都是0.5〔相互独立〕,
1〕求至少3人同时上网的概率;
2〕至少几人同时上网的概率小于0.3?
6.甲、乙二人参加普法知识竞答,共有10个不同的题目,其中选择题6个,判断题4个.甲、乙二人依次各抽
一题.
〔I〕甲抽到选择题、乙抽到判断题的概率是多少?
〔II〕甲、乙二人中至少有一人抽到选择题的概率是多少?
关于统计问题
1.〔天津卷11〕一个单位共有职工200人,其中不超过45岁的有120人,超过45岁的有80人.为了调
查职工的健康状况,用分层抽样的方法从全体职工中抽取一个容量为25的样本,应抽取超过45岁的职工
________________人.
2.某公司生产三种型号的轿车,产量分别为1200辆,6000辆和2000辆.为检验该公司的产品质量,现用分层
抽样的方法抽取46辆进行检验,这三种型号的轿车依次应抽取_______,____,_______辆.
3.甲、乙两种冬小麦试验品种连续5年的平均单位面积产量如下〔单位:t/hm2 〕:
其中产量比较稳定的小麦品种是▁▁▁.
4.一个工厂在若干个车间,今采用分层抽样方法从全厂某天的2048件产品中抽取一个容量为128的样本进
行质量检查,若一车间这一天生产256件产品,则从该车间抽取的产品件数为.
5.〔江苏卷〕某人5次上班途中所花的时间〔单位:分钟〕分别为x,y,10,11,9.已知这组数据的平均
数为10,方差为2,则|x-y|的值为
〔A〕1 〔B〕2 〔C〕3 〔D〕4
6.〔四川卷〕甲校有名学生,乙校有名学生,丙校有名学生,为统计三校学生某方面的情况,计划采用分层抽样法,抽取一个容量为人的样本,应在这三校分别抽取学生
〔A〕人,人,人〔B〕人,人,人
〔C〕人,人,人〔D〕人,人,人
7.〔重庆卷〕为了了解某地区高三学生的身体发育情况,抽查了该地区100名年龄为17.5岁-18岁的男
生体重〔kg〕 ,得到频率分布直方图如下:
根据上图可得这100名学生中体重在〔56.5,64.5〕的学生人数是
〔A〕20 〔B〕30 〔C〕40 〔D〕50
8.〔重庆卷〕某地区有300家商店,其中大型商店有30家,中型商店有75家,小型商店有195家.为了掌握
各商店的营业情况,要从中抽取一个容量为20的样本.若采用分层抽样的方法,抽取的中型商店数是
〔A〕2 〔B〕3 〔C〕5 〔D〕13
9.〔全国II〕一个社会调查机构就某地居民
的月收入调查了10 000人,并根据所得数据画了 样本的频率分布直方图〔如右图〕.为了分析居 民的收入与年龄、学历、职业等方面的关系,要 从这10 000人中再用分层抽样方法抽出100人作 进一步调查,则在[2500,3000〕〔元〕月收入 段应抽出 人.
10.〔山东卷〕某学校共有师生2400人,现用分层抽样的方法,从所有师生中抽取一个容量为160的样本,已知从学生中抽取的人数为150,那么该学校的教师人数是 . 09年高考复习之概率统计〔答案〕
热点一:分布列、数学期望和方差 1、 分布列
23
、数学期望: 则称 …… 为ξ的数学期望,简称期望.=ξE +11p x +22p x n n
性质: b aE b a E +=+ξξ)(
4、方差:=++…++…ξD 121)(p E x ?-ξ22
2)(p E x ?-ξn n p E x ?-2)(ξ
称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.ξE
性质:〔1〕;〔2〕;
5、二项分布:
E ξ=np, np 例1、袋中有20个大小相同的球,其中记上0号的有10个,记上号的有个〔=1,2,3,4〕.现从袋中任取一球.表示所取球的标号.
〔Ⅰ〕求的分布列,期望和方差; 〔Ⅱ〕若, ,,试求a,b 的值.
解:本小题主要考查概率、随机变量的分布列、期望和方差等概念,以及基本的运算能力.〔满分12分〕 解:〔Ⅰ〕的分布列为:
∴01234 1.5.
22010205E ξ=?+?+?+?+?=
〔Ⅱ〕由,得a2×2.75=11,即又所以 当a=2时,由1=2×1.5+b,得b=-2; 当a=-2时,由1=-2×1.5+b ,得b=4.
∴或即为所求.
2,2a b =??=-?2,4a b =-??=? 小结:求期望和方差的步骤S1确定随机变量的允许值;S2计算相应的概率;S3写出分布列;S4代入期望和方差公式求解.
练习:
1、甲、乙、丙三人参加了一家公司的招聘面试,面试合格者可正式签约,甲表示只要面试合格就签约.乙、丙则约定:两人面试都合格就一同签约,否则两人都不签约.设每人面试合格的概率都是,且面试是
否合格互不影响.求:1
2
〔Ⅰ〕至少有1人面试合格的概率; 〔Ⅱ〕签约人数的分布列和数学期望.
解: 用A ,B ,C 分别表示事件甲、乙、丙面试合格.由题意知A ,B ,C 相互独立,
且P 〔A 〕=P 〔B 〕=P 〔C 〕=. 〔Ⅰ〕至少有1人面试合格的概率是
317
1()1()()()1().
28P ABC P A P B P C -=-=-=
〔Ⅱ〕的可能取值为0,1,2,3.
(0)()()()P P ABC P ABC P ABC ξ==++
=()()()()()()()()()P A P B P C P A P B P C P A P B P C ++
=3231113
()()().
2
228++=
(1)()()()P P ABC P ABC P ABC ξ==++ =()()()()()()()()()P A P B P C P A P B P C P A P B P C ++
=3331113()()().
2
228++=
1
(2)()()()().
8P P ABC P A P B P C ξ====
1
(3)()()()().
8P P ABC P A P B P C ξ====
ξξ的期望0123 1.
8888E ξ=?+?+?+?=
2、某射击测试规则为:每人最多射击3次,击中目标即终止射击,第次击中目标得分,3次均未击中目标
得0分.已知某射手每次击中目标的概率为0.8,其各次射击结果互不影响.i 1~i (1
23)i =,, 〔Ⅰ〕求该射手恰好射击两次的概率;
〔Ⅱ〕该射手的得分记为,求随机变量的分布列及数学期望. 解:〔Ⅰ〕设该射手第次击中目标的事件为,则,
()()()0.20.80.16i i i i P A A P A P A ==?=.
〔Ⅱ〕可能取的值为0,1,2,3.
ξ的分布列为
00.00810.03220.1630.8 2.752
E ξ=?+?+?+?=.
3、某批发市场对某种商品的周销售量〔单位:吨〕进行统计,最近100周的统计结果如下表所示:
周销售量 2 3 4 频数
20
50
30
〔Ⅰ〕根据上面统计结果,求周销售量分别为2吨,3吨和4吨的频率;
〔Ⅱ〕已知每吨该商品的销售利润为2千元,表示该种商品两周销售利润的和〔单位:千元〕.若以上述频率作为概率,且各周的销售量相互独立,求的分布列和数学期望. 解:〔Ⅰ〕周销售量为2吨,3吨和4吨的频率分别为0.2,0.5和0.3. 〔Ⅱ〕的可能值为8,10,12,14,16,且 P 〔=8〕=0.22=0.04, P 〔=10〕=2×0.2×0.5=0.2, P 〔=12〕=0.52+2×0.2×0.3=0.37, P 〔=14〕=2×0.5×0.3=0.3, P 〔=16〕=0.32=0.09.
ξ的分布列为
=8×0.04+10×几种常见题型的解法 一、从分类问题角度求概率
例2〔日本高考题〕袋内有9个白球和3个红球,从袋中任意地顺次取出三个球〔取出的球不再放回〕,求第三次取出的球是白球的概率.
解:设A1=“三次都是白球”,则 P 〔A1〕=
A2=“一、三次白球,第二次红球”,则 P 〔A2〕=
A3=“第一次红球,二、三次为白球”,则 P 〔A3〕=;
A4=“一、二次红球,第三次白球”,则 P 〔A4〕=
而A1、A2、A3、A4互斥,又记A=“第三次取出的球是白球”,则
P〔A〕=P〔A1〕+P〔A2〕+P〔A3〕+P〔A4〕=…=
说明:本题中关键是学会分解事件A,再由互斥事件和的概率,得出结论,主要以“+”号连接,另外本题也可由P= 得出,请读者琢磨.
二、从不等式大小比较的角度看概率
例 3 “幸运52”知识竞猜电视节目,为每位选手准备5道试题,每道题设“Yes”与“No”两个选项,其中只有一个是正确的,选手每答对一题,获得一个商标,假设甲、乙两位选手仅凭猜测独立答题,是否有99%的把握断定甲、乙两位选手中至少有一位获得1个或1个以上的商标?
解:设甲没有获得商标的事件为A,乙没有获得商标的事件为B,
则P〔A〕=
P〔B〕=
∴甲、乙没有获得商标的事件为C,
则P〔C〕=P〔A·B〕=P〔A〕·P〔B〕.
又设甲、乙两选手中至少有一位获得1个或1个以上的商标的事件为D.
∴P〔D〕=1- P〔C〕
=1-
.
99
.0
1000
999
...
1023
1022
1024
1023
1024
1
1
)
2
1
(
)
2
1
(5
5
5
5
>
>
>
>
=
-
=
C
C
故有99%的把握作出如此断定.
说明:本题中关键要熟悉事件D对立事件是C,则P〔D〕=1-P〔C〕,主要以“-
”号连接,本题也可由1-进行比较.
三、从“至多”、“至少”的角度看概率.
例4、有三种产品,合格率分别是0.90、0.95和0.95,各取一件进行检验.〔I〕求恰有一件不合格的概率;〔II〕求至少有两件不合格的概率〔精确到0.001〕.
解:设三种产品各抽取一件是合格产品的事件分别为A、B、C.
〔I〕P〔A〕=0.90,P〔B〕=P〔C〕=0.95,
.
05
.0
)
(
)
(
,
10
.0
)
(=
=
=C
P
B
P
A
P
因为A、B、C相互独立,恰有一件不合格的概率为
〔II〕至少有两件不合格的概率
答:〔略〕.
说明:本题重点考查相互独立事件积的概率,主要以“×”连接P〔A〕、P〔B〕、P〔C〕以及P、P、P .另外〔II〕也可由P=1-P〔A·B·C〕-0.176=1-P〔A〕·P〔B〕·P〔C〕-0.176得出.
四、从“或”、“且”的角度看概率
例5甲乙两人独立解某一道数学题,已知该题被甲独立解出的概率为0.6,被甲或被乙解出的概率为0.
92.
〔1〕求该题被乙独立解出的概率;
〔2〕求解出该题的人数的数学期望和方差.
解:〔1〕记甲、乙分别解出此题的事件记为A 、B.
设甲独立解出此题的概率为P1,乙为P2
则P 〔A 〕=P1=0.6,P 〔B 〕=P2 P 〔A+B 〕=1-P ∴0.6+P2-0.6P2=0.92.
则0.4P2=0.32 即P2=0.8………………………………〔5分〕 〔2〕
44.08.04.02.06.0)()()()()1(=?+?=+==B P A P B P A P P ξ
48.08.06.0)()()2(=?===B P A P P ξ
ξ的概率分布列:
Eξ=0×0.08 + 1×0.44 + 2×0.48 = 1.4
Dξ=〔0-1.4〕2×0.08 + 〔1-1.4〕2×0.44 + 〔2-1.4〕2×0.48=0.4 或利用D ξ=E 〔ξ2〕-〔E ξ〕2 = 2.36-1.96=0.4
另外如将此题中的“或”改为“且”,处理方法怎样,请同学思考.
相关练习
1.〔山东卷7〕在某地的奥运火炬传递活动中,有编号为1,2,3,…,18的18名火炬手.若从中任选3人,则选出的火炬手的编号能组成3为公差的等差数列的概率为B
〔A 〕 〔B 〕〔C 〕 〔D 〕
2.〔福建卷5〕某一批花生种子,如果每1粒发牙的概率为,那么播下4粒种子恰有2粒发芽的概率是B
A.
B.
C.
D.
1662596625192625256625
3.〔辽宁卷7〕4张卡片上分别写有数字1,2,3,4,从这4张卡片中随机抽取2张,则取出的2张卡片上的数字之和为奇数的概率为〔 C 〕
A .
B .
C .
D .13122334
4.甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同一位置投球,命中率分别为与,且乙投球2次均未命中的概率
为.21p 161
〔Ⅰ〕求乙投球的命中率;
〔Ⅱ〕求甲投球2次,至少命中1次的概率;
〔Ⅲ〕若甲、乙两人各投球2次,求两人共命中2次的概率.
解:本小题主要考查随机事件、互斥事件、相互独立事件等概率的基础知识,考查运用概率知识解决实际问题的能力.满分12分.
〔Ⅰ〕解法一:设“甲投球一次命中”为事件A ,“乙投球一次命中”为事件B .
由题意得
()()()1611122=
-=-p B P
解得或〔舍去〕,所以乙投球的命中率为.
解法二:设设“甲投球一次命中”为事件A ,“乙投球一次命中”为事件B . 由题意得,于是或〔舍去〕,故.
所以乙投球的命中率为.3
4
〔Ⅱ〕解法一:由题设和〔Ⅰ〕知.
故甲投球2次至少命中1次的概率为()
431=
?-A A P
解法二:
由题设和〔Ⅰ〕知
故甲投球2次至少命中1次的概率为()()
()()431
2=
+A P A P A P A P C
〔Ⅲ〕由题设和〔Ⅰ〕知,
甲、乙两人各投球2次,共命中2次有三种情况:甲、乙两人各中一次;甲中两次,乙两次均不中;甲两次均不中,乙中2次.概率分别为
()()()()
1631212=
?B P B P C A P A P C ,
()(
)
641=
??B B P A A P , ()
()649
=
??B B P A A P 所以甲、乙两人各投两次,共命中2次的概率为.3211649641163=
++
5.某单位6个员工借助互联网开展工作,每个员工上网的概率都是0.5〔相互独立〕,
1〕求至少3人同时上网的概率;
2〕至少几人同时上网的概率小于0.3?
解: 1〕至少3人同时上网的概率等于1减去至多2人同时上网的概率, 即 .
2〕至少4人同时上网的概率为
,
至少5人同时上网的概率为
,
因此,至少5人同时上网的概率小于 .
6.甲、乙二人参加普法知识竞答,共有10个不同的题目,其中选择题6个,判断题4个.甲、乙二人依次各抽一题.
〔I 〕甲抽到选择题、乙抽到判断题的概率是多少?
〔II 〕甲、乙二人中至少有一人抽到选择题的概率是多少?
解:〔I 〕甲从选择题中抽到一题的可能结果有个,乙依次从判断题中抽到一题的可能结果有个,故甲抽到选择题、乙依次抽到判断题的可能结果有个;又甲、乙依次抽一题的可能结果有概率为个,所以甲抽到选择题、乙依次抽到判断题的概率为,所求概率为;
〔II 〕甲、乙二人依次都抽到判断题的概率为,故甲、乙二人中至少有一人抽到选择题的概率为,所求概率为.
或 ,所求概率为. 关于统计问题
1.〔天津卷11〕一个单位共有职工200人,其中不超过45岁的有120人,超过45岁的有80人.为了调
查职工的健康状况,用分层抽样的方法从全体职工中抽取一个容量为25的样本,应抽取超过45岁的职工
________________人.10
2.某公司生产三种型号的轿车,产量分别为1200辆,6000辆和2000辆.为检验该公司的产品质量,现用分层
抽样的方法抽取46辆进行检验,这三种型号的轿车依次应抽取___6_____,___30____,____10____辆.
3.甲、乙两种冬小麦试验品种连续5年的平均单位面积产量如下〔单位:t/hm2 〕:
其中产量比较稳定的小麦品种是▁甲种▁▁.
4.一个工厂在若干个车间,今采用分层抽样方法从全厂某天的2048件产品中抽取一个容量为128的样本进
行质量检查,若一车间这一天生产256件产品,则从该车间抽取的产品件数为 16 .
5.〔江苏卷〕某人5次上班途中所花的时间〔单位:分钟〕分别为x,y,10,11,9.已知这组数据的平均
数为10,方差为2,则|x-y|的值为
〔A〕1 〔B〕2 〔C〕3 〔D〕4
【思路】本题考查统计的基本知识,样本平均数与样本方差的概念以及求解方程组的方法
【正确解答】由题意可得:x+y=20,〔x-10〕2+〔y-10〕2=8,解这个方程组需要用一些技巧,因为不要直
接求出x、y,只要求出,设x=10+t, y=10-t, ,选D
6.〔四川卷〕甲校有名学生,乙校有名学生,丙校有名学生,为统计三校学生某方面的情况,计划采用分层抽样法,抽取一个容量为人的样本,应在这三校分别抽取学生
〔A〕人,人,人〔B〕人,人,人
〔C〕人,人,人〔D〕人,人,人
解析:甲校有名学生,乙校有名学生,丙校有名学生,为统计三校学生某方面的情况,计划采用分层抽样法,抽取一个容量为人的样本,应在这三校分别抽取学生人,人,人,选
B.36005400180090304515
7.〔重庆卷〕为了了解某地区高三学生的身体发育情况,抽查了该地区100名年龄为17.5岁-18岁的男
生体重〔kg〕 ,得到频率分布直方图如下:
根据上图可得这100名学生中体重在〔56.5,64.5〕的学生人数是
〔A〕20 〔B〕30 〔C〕40 〔D〕50
解析:根据该图可知,组距为2,得这100名学生中体重在的学生人数所占的频率为〔0.03+0.05+0.05+0.07
〕×2=0.4,所以该段学生的人数是40,选C.
8.〔重庆卷〕某地区有300家商店,其中大型商店有30家,中型商店有75家,小型商店有195家.为了掌握
各商店的营业情况,要从中抽取一个容量为20的样本.若采用分层抽样的方法,抽取的中型商店数是
〔A〕2 〔B〕3 〔C〕5 〔D〕13
解:各层次之比为:30:75:195=2:5:13,所抽取的中型商店数是5,故选C
9.〔全国II〕一个社会调查机构就某地居民
的月收入调查了10 000人,并根据所得数据画了样本的频率分布直方图〔如右图〕.为了分析居民的收入与年龄、学历、职业等方面的关系,要从这10 000人中再用分层抽样方法抽出100人作进一步调查,则在[2500,3000〕〔元〕月收入段应抽出人.
解析:由直方图可得〔元〕月收入段共有人
按分层抽样应抽出人
100 250025
10000
?=
10.〔山东卷〕某学校共有师生2400人,现用分层抽样的方法,从所有师生中抽取一个容量为160的样本,已知从学生中抽取的人数为150,那么该学校的教师人数是.
解:抽取教师为160-150=10人,所以学校教师人数为2400×=150 人.