2020届高考数学二轮教师用书:层级二 专题六 (文)第2讲 概率与统计的综合应用 .doc
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1、(文)第2讲概率与统计的综合应用 考情考向高考导航1以客观题的形式、考查古典概型、几何概型的简单应用,难度中低档2在解答题中以实际生活为背景,考查概率与统计的实际应用,概率与统计作为考查考生应用意识的重要载体,已成为近几年高考的一大亮点真题体验1(2018全国卷)若某群体中的成员只用现金支付的概率为0.45,既用现金支付也用非现金支付的概率为0.15,则不用现金支付的概率为()A0.3B0.4C0.6 D0.7解析:B设事件A为只用现金支付,事件B为只用非现金支付,则P(AB)P(A)P(B)P(AB),因为P(A)0.45,P(AB)0.15,P(AB)0.45P(B)0.151,所以P(B
2、)0.4.2(2017全国卷)如图,正方形ABCD内的图形来自中国古代的太极图,正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心成中心对称在正方形内随机取一点,则此点取自黑色部分的概率是()A. B.C. D.解析:B不妨设正方形边长为a,由图形的对称性可知,太极图中黑白部分面积相等,即各占圆面积的一半由几何概型概率的计算公式得,所求概率为,选B.3(2019天津卷)2019年,我国施行个人所得税专项附加扣除办法,涉及子女教育、继续教育、大病医疗、住房贷款利息或者住房租金、赡养老人等六项专项附加扣除,某单位老、中、青员工分别有72人,108人,120人,现采用分层抽样的方法,从该单位上述员工
3、中抽取25人调查专项附加扣除的享受情况.员工项目ABCDEF子女教育继续教育大病医疗住房贷款利息住房租金赡养老人(1)应从老、中、青员工中分别抽取多少人?(2)抽取的25人中,享受至少两项专项附加扣除的员工有6人,分别记为A,B,C,D,E,F,享受情况如下表,其中“”表示享受,“”表示不享受现从这6人中随机抽取2人接受采访()试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;()设M为事件“抽取的2人享受的专项附加扣除至少有一项相同”,求事件M发生的概率解:(1)由已知,老、中、青员工人数之比为6910,由于采取分层抽样的方法从中抽取25位员工,因此应从老、中、青员工中分别抽取6人,9人,10人(2)(
4、)从已知的6人中随机抽取2人的所有可能结果为A,B,A,C,A,D,A,E,A,F,B,C,B,D,B,E,B,F,C,D,C,E,C,F,D,E,D,F,E,F,共15种()由表格知,符合题意的所有结果为A,B,A,D,A,E,A,F,B,D,B,E,B,F,C,E,C,F,D,F,E,F,共11种所以,事件M发生的概率P(M).主干整合1随机事件的概率(1)随机事件的概率范围:0P(A)1.(2)必然事件的概率为1.(3)不可能事件的概率为0.2互斥事件、对立事件的概率公式(1)P(AB)P(A)P(B)(2)P(A)1P(B)3古典概型的概率公式P(A).4几何概型的概率公式P(A).1
5、区分互斥、对立事件:对立事件是互斥事件,是互斥中的特殊情况,但互斥事件不一定是对立事件,“互斥”是“对立”的必要不充分条件2关注条件:概率的一般加法公式P(AB)P(A)P(B)P(AB)中,易忽视只有当AB,即A,B互斥时,P(AB)P(A)P(B),此时P(AB)0.热点一几何概型数学建模素养数学建模几何概型中的核心素养以几何概型为基础,把数学中的实际问题转化为几何概型,建立数学模型,从而解决实际问题.题组突破1(2019日照三模)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是(
6、)A. B. C. D.解析:B如图所示,画出时间轴:小明到达的时间会随机的落在图中线段AB上,而当他的到达时间落在线段AC或DB上时,才能保证他等车的时间不超过10分钟,根据几何概型得所求概率P.2从区间0,1随机抽取2n个数x1,x2,xn,y1,y2,yn,构成n个数对(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn),其中两数的平方和小于1的数对共有m个,则用随机模拟的方法得到的圆周率的近似值为()A. B. C. D.解析:C如图,数对(xi,yi)(i1,2,n)表示的点落在边长为1的正方形OABC内(包括边界),两数的平方和小于1的数对表示的点落在半径为1的四分之一圆(阴影部分)内,
7、由几何概型的概率公式可得,故.3(2018全国卷)下图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分别为直角三角形ABC的斜边BC,直角边AB,AC.ABC的三边所围成的区域记为,黑色部分记为,其余部分记为.在整个图形中随机取一点,此点取自,的概率分别记为p1,p2,p3,则()Ap1p2 Bp1p3Cp2p3 Dp1p2p3解析:A设直角三角形ABC的边ABa,ACb,则BC,则区域的面积Sab,区域的面积S2ab(a2b2)ab,区域的面积S22S(a2b2)(a2b2)abab.SS,SS(a2b2)S,由几何概型的概率公式可知p1p2,故选A.求解几何概
8、型的关注点(1)当试验的结果构成的区域为长度、面积、体积等时,应考虑使用几何概型求解(2)利用几何概型求概率时,关键是试验的全部结果构成的区域和事件发生的区域的寻找,有时需要设出变量,在坐标系中表示所需要的区域热点二古典概型例1(1)(2019全国卷)生物实验室有5只兔子,其中只有3只测量过某项指标若从这5只兔子中随机取出3只,则恰有2只测量过该指标的概率为()A. B. C. D.解析B设5只兔子中测量过某项指标的3只为a1,a2,a3,未测量过这项指标的2只为b1,b2,则从5只兔子中随机取出3只的所有可能情况为(a1,a2,a3),(a1,a2,b1),(a1,a2,b2),(a1,a3
9、,b1),(a1,a3,b2),(a1,b1,b2),(a2,a3,b1),(a2,a3,b2),(a2,b1,b2),(a3,b1,b2),共10种可能其中恰有2只测量过该指标的情况为(a1,a2,b1),(a1,a2,b2),(a1,a3,b1),(a1,a3,b2),(a2,a3,b1),(a2,a3,b2),共6种可能故恰有2只测量过该指标的概率为.故选B.(2)(2019昆明二模)某校拟从高二年级2名文科生和4名理科生中选出4名同学代表学校参加知识竞赛,其中每个人被选中的可能性均相等求被选中的4名同学中恰有2名文科生的概率;求被选中的4名同学中至少有1名文科生的概率解析将2名文科生和
10、4名理科生依次编号为1,2,3,4,5,6,从2名文科生和4名理科生中选出4名同学记为(a,b,c,d),其结果有(1,2,3,4),(1,2,3,5),(1,2,3,6),(1,2,4,5),(1,2,4,6),(1,2,5,6),(1,3,4,5),(1,3,4,6),(1,3,5,6),(1,4,5,6),(2,3,4,5),(2,3,4,6),(2,3,5,6),(2,4,5,6),(3,4,5,6),共15种被选中的4名同学中恰有2名文科生的结果有(1,2,3,4),(1,2,3,5),(1,2,3,6),(1,2,4,5),(1,2,4,6),(1,2,5,6),共6种记“被选中的
11、4名同学中恰有2名文科生”为事件A,则P(A).记“被选中的4名同学中至少有1名文科生”为事件B,则事件B包含有1名文科生或者2名文科生这两种情况其对立事件为“被选中的4名同学中没有文科生”,只有一种结果(3,4,5,6)所以P(),所以P(B)1P()1.利用古典概型求事件概率的关键及注意点(1)关键:正确列举出基本事件的总数和待求事件包含的基本事件数(2)注意点:对于较复杂的题目,列出事件数时要正确分类,分类时应不重不漏当直接求解有困难时,可考虑求其对立事件的概率(1)小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M,I,N中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则
12、小敏输入一次密码能够成功开机的概率是()A. B. C. D.解析:C输入一次密码能成功开机的概率P.故选C.(2)(天津卷)有5支彩笔(除颜色外无差别),颜色分别为红、黄、蓝、绿、紫从这5支彩笔中任取2支不同颜色的彩笔,则取出的2支彩笔中含有红色彩笔的概率为()A. B. C. D.解析:C从5支彩笔中任取2支不同颜色彩笔的取法有红黄、红蓝、红绿、红紫、黄蓝、黄绿、黄紫、蓝绿、蓝紫、绿紫,共10种,其中取出的2支彩笔中含有红色彩笔的取法有红黄、红蓝、红绿、红紫,共4种,所以所求概率P.热点三概率与统计的综合问题数据分析素养数据分析概率与统计中的核心素养数据分析是指针对研究对象获取数据,运用统
13、计方法对数据进行整理、分析和推断,形成关于研究对象知识的素养数据分析过程主要包括:收集数据,整理数据,提取信息,构建模型,进行推断,获得结论. 概率与数字特征、统计图表的交汇例21某研究机构随机调查了A,B两个企业各100名员工,得到了A企业员工月收入(单位:元)的频数分布表以及B企业员工月收入(单位:元)的统计图如下A企业员工月收入的频数分布表月收入/元人数2 000,3 000)53 000,4 000)104 000,5 000)205 000,6 000)426 000,7 000)187 000,8 000)38 000,9 000)19 000,10 0001B企业员工月收入的统计
14、图(1)若将频率视为概率,现从B企业中随机抽取一名员工,求该员工月收入不低于5 000元的概率(2)()若从A企业的月收入在2 000,5 000)的员工中,按分层抽样的方式抽取7人,而后在此7人中随机抽取2人,则这2人月收入都不在3 000,4 000)的概率是多少?()若你是一名即将就业的大学生,根据上述调查结果,并结合统计学相关知识,你会选择去哪个企业就业?并说明理由审题指导(1)由题中B企业员工月收入的统计图知100人中月收入超过5 000元的人数,即可得所求概率(2)()由古典概型的概率计算公式可得所求概率;()分别求出A,B两企业员工的平均月收入,结合所求说出合理理由即可解析(1)
15、由题中B企业员工月收入的统计图知100人中月收入不低于5 000元的有68人,故所求概率为0.68.(2)()A企业月收入在2 000,3 000),3 000,4 000),4 000,5 000)的人数比为124,则按分层抽样的方法抽取的7人中,月收入在3 000,4 000)的人数为2,设月收入在3 000,4 000)的2人分别为A,B,其余5人分别为a,b,c,d,e,从这7人中抽取2人共有21种情况,分别为(A,B),(A,a),(A,b),(A,c),(A,d),(A,e),(B,a),(B,b),(B,c),(B,d),(B,e),(a,b),(a,c),(a,d),(a,e)
16、,(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),符合抽取的2人月收入都不在3 000,4 000)的情况有(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),共10种,故所求事件的概率为.()A企业员工的平均月收入为(2 50053 500104 500205 500426 500187 50038 50019 5001)5 260(元)B企业员工的平均月收入为(2 50023 50074 500235 500506 500167 5002)5 270(元)参考答案1选B企业,B企业员工的平均月收入高
17、参考答案2选A企业,A企业员工的平均月收入只比B企业低10元,但是A企业有高收入的团体,说明发展空间较大,获得8 000元以上的高收入是有可能的参考答案3选B企业,B企业员工的平均月收入高,且低收入人数少(如有其他情况,只要理由充分,也可)概率与统计案例的交汇例22(2020武汉模拟)2019年,在庆祝中华人民共和国成立70周年之际,又迎来了以“创军人荣耀,筑世界和平”为口号的第七届世界军人运动会(以下简称“军运会”)据悉,这次军运会于2019年10月18日至27日在美丽的江城武汉举行,有来自100多个国家的近万名军人运动员参赛相对于奥运会、亚运会等大型综合赛事,军运会或许对很多人来说还很陌生
18、,所以武汉某高校为了在学生中更广泛地推介普及军运会相关知识内容,特在网络上组织了一次“我所知晓的武汉军运会”知识问答比赛为便于对答卷进行对比研究,组委会抽取了1 000名男生和1 000名女生的答卷,他们的成绩(单位:分)频率分布直方图如下:(注:答卷满分为100分,成绩80的答卷为“优秀”等级)(1)从现有1 000名男生和1 000名女生的答卷中各取一份,分别求答卷成绩为“优秀”等级的概率;(2)求下面列联表中a,b,c,d的值,并根据列联表回答:能否在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为“答卷成绩为优秀等级与性别有关”?男女总计优秀abab非优秀cdcd总计1 0001 0002 0
19、00(3)根据男、女生成绩频率分布直方图,对他们的成绩的优劣进行比较附:P(K2k0)0.050.0250.010k03.8415.0246.635K2,其中nabcd.审题指导(1)根据频率分布直方图求解即可;(2)首先由条件完成列联表,然后由公式求得K2,从而与临界表比较得出结论;(3)从中位数与成绩分布的集中程度进行分析得出结论解析(1)男生答卷成绩为“优秀”等级的概率P(0.0580.0340.0140.010)50.58,女生答卷成绩为“优秀”等级的概率P1(0.0460.0340.0160.010)50.53.(2)男女总计优秀5805301 110非优秀420470890总计1
20、0001 0002 000a580,b530,c420,d470.由K2得,K25.0615.024,在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为“答卷成绩为优秀等级与性别有关”(3)根据男、女生成绩频率分布直方图可得,男、女生成绩的中位数均在80到85之间,但男生的成绩分布集中程度较女生成绩分布集中程度高,因此,可以认为男生的成绩较好且稳定以实际问题为背景,以统计图表为载体考查抽样方法、数字特征、概率、独立性检验等知识是高考常考点,处理的关键是仔细阅读题目,准确获取信息,成功地将应用问题转化为统计概率问题求解(2019南昌二模)市面上有某品牌A型和B型两种节能灯,假定A型节能灯使用寿命都超过5
21、 000小时经销商对B型节能灯使用寿命进行了调查统计,得到如下频率分布直方图:某商家因原店面需重新装修,需租赁一家新店面进行周转,合约期一年新店面只需安装该品牌节能灯5支(同种型号)即可正常营业经了解,A型20瓦和B型55瓦的两种节能灯照明效果相当,都适合安装已知A型和B型节能灯每支的价格分别为120元、25元,当地商业电价为0.75元/千瓦时假定该店面一年周转期的照明时间为3 600小时,若正常营业期间灯坏了立即购买同型灯管更换(用频率估计概率)(1)根据频率分布直方图估算B型节能灯的平均使用寿命;(2)根据统计知识知,若一支灯管一年内需要更换的概率为p,那么n支灯管估计需要更换np支,若该
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