专题03 统计与概率.doc
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1、课外补习专用专题三 统计与概率【高考考场实情】统计与概率在高考考查中一般有一道选择题或填空题、一道解答题,共2道题,分值为17分高考对这一部分的考查难度相对稳定,选择、填空题为容易题, 解答题为中等难度题选择题在前六题的位置,填空题在前二题的位置,解答题在前三题的位置选择、填空题常考古典概型、几何概型(理科时而考查对立事件、相互独立事件概率及独立重复试验的概率)。【考查重点难点】解答题以频率分布表、频率分布直方图、柱形图、折线图、茎叶图等五个样本频率分布图表为载体,理科侧重考查随机变量的分布列及期望,文科侧重考查样本数字特征的应用,突出了对应用意识、数据处理能力及创新能力的考查下面对学生存在的
2、主要问题进行剖析,并提出相应的教学对策【存在问题分析】1概念理解不透【指点迷津】本专题中,概念理解不到位的有事件、模型的判断等;容易混淆的概念有互斥事件与对立事件、超几何分布与二项分布、二项展开式的通项公式与次独立重复试验中事件发生次的概率等【例1】已知5只动物中有1只患有某种疾病,需要通过化验血液来确定患病的动物血液化验结果呈阳性的即为患病动物,呈阴性的即没患病下面是两种化验方案:方案甲:逐个化验,直到能确定患病动物为止方案乙:先任取3只,将它们的血液混在一起化验若结果呈阳性则表明患病动物为这3只中的1只,然后再逐个化验,直到能确定患病动物为止;若结果呈阴性,则在另外2只中任取l只化验()求
3、依方案甲所需化验次数不少于依方案乙所需化验次数的概率;()表示依方案乙所需化验次数,求的期望【解析】()设、已分别表示依方案甲和依方案乙需化验的次数,表示对应的概率,则方案甲中的分布列为1234方案乙中的分布列为123若甲化验的次数不少于乙化验的次数,则 ()【名师点睛】本题易错的主要原因是对事件不清对于方案甲,患有疾病的一只动物在每一次化验时出现的概率是等可能的,学生对事件不清,易误认为化验次数的可能取值是1,2,3,4,5,且事实上,若前4次化验为阴性,第5次不需再化验即知最后一只是患病动物,所以化验次数只能取l,2,3,4类似地,对于方案乙,第一次化验呈阳性,再化验3只中的前2只呈阴性后
4、也不需再化验,或第一次化验呈阴性,再化验另外2只中的第l只呈阴性或阳性后也不需再化验,即只能取2,3在解决问题时,要理清事件,求随机变量的分布列时,要弄清随机变量可能取到的每一个值以及取每一个值时所表示的意义,然后再利用所学的概率知识求出随机变量取每一个值时的概率,从而求出分布列2审题析题不到位【指点迷津】审题析题不清是本专题解答错误的主要原因,主要包括题意不清,茫然作答;阅读肤浅,丢失信息;条件欠缺,鲁莽下笔;图形不准,缺乏严密;方向不明,目标模糊等情况审题不清的最主要原因在于学生的阅读理解能力欠缺【例2】(2017年全国卷理19)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每天从该生产线
5、上随机抽取16个零件,并测量其尺寸(单位:cm)根据长期生产经验,可以认为这条生产线正常状态下生产的零件的尺寸服从正态分布()假设生产状态正常,记X表示一天内抽取的16个零件中其尺寸在之外的零件数,求及的数学期望;()一天内抽检零件中,如果出现了尺寸在之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查()试说明上述监控生产过程方法的合理性;()下面是检验员在一天内抽取的16个零件的尺寸:9.9510.129.969.9610.019.929.9810.0410.269.9110.1310.029.2210.0410.059.95经计算得,其中为抽取的第
6、个零件的尺寸,用样本平均数作为的估计值,用样本标准差作为的估计值,利用估计值判断是否需对当天的生产过程进行检查?剔除之外的数据,用剩下的数据估计和(精确到0.01)附:若随机变量服从正态分布,则,()(i)如果生产状态正常,一个零件尺寸在之外的概率只有0.0026,一天内抽取的16个零件中,出现尺寸在之外的零件的概率只有0.0408,发生的概率很小因此一旦发生这种情况,就有理由认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查,可见上述监控生产过程的方法是合理的(ii)由,得的估计值为的估计值为,由样本数据可以看出有一个零件的尺寸在之外,因此需对当天的生产过程进行检
7、查剔除之外的数据9.22,剩下数据的平均数为因此的估计值为10.02,剔除之外的数据9.22,剩下数据的样本方差为,因此的估计值为【名师点睛】面对试题中冗长的文字表述,学生方寸大乱,不知所措,从而失去读题、解题信心;没有形成通读全题的习惯,未能发现试题所附相关公式;未能根据试题提供的相关公式,提取零件的尺寸在之外的概率为0.0026;未能准确把握较长问句“生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况”的关键词等,导致回答问题含混不清、词不达意3读图识图能力弱【指点迷津】学生面对一堆数据无从下手,主要原因是对数据、图表的直观印象和积累储备的知识经验不够;没有形成“用数据说话”的统计观念;对抽象数据
8、的数字特征理解不到位【例3】(2016年全国卷理4)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中月平均最高气温和平均最低气温的雷达图图中点表示十月的平均最高气温约为,点表示四月的平均最低气温约为下面叙述不正确的是( )(A)各月的平均最低气温都在以上 (B)七月的平均温差比一月的平均温差大(C)三月和十一月的平均最高气温基本相同 (D)平均最高气温高于的月份有5个【解析】由图可知均在虚线框内,所以各月的平均最低气温都在以上,A正确;由图可知七月的平均温差大于,而一月的平均温差小于,B正确;由图可知三月和十一月的平均最高气温都大约在,基本相同,C正确;由图可知平均气温高于的月份只有7、8两
9、个月,D错误【名师点睛】解答本题错误主要是读图识图能力弱,对图形中的线条认识不明确,不知所措,只觉得是两把雨伞重叠在一起,找不到解决问题的方法;其次,不会从图表中读取有用数据并进行判断;第三,估计平均温差时易出现错误,错选B4解题规范性较差【指点迷津】涉及本专题内容的考查,学生失误和失分最多的是会而不对、对而不全和全而不准,如不能用字母表示事件,导致在利用简单事件表示复杂事件书写混乱;解答过程缺失关键步骤,丢三落四,导致丢分等【例4】端午节吃粽子是我国的传统习俗,设一盘中装有10个粽子,其中豆沙粽2个,肉粽3个,白粽5个,这三种粽子的外观完全相同,从中任意选取3个()求三种粽子各取到1个的概率
10、;()设表示取到的豆沙粽个数,求X的分布列与数学期望所以的分布列为123故个【名师点睛】从解题规范方面看,学生常出现错误有,没有用字母表示事件,即缺少“设A表示事件三种粽子各取到l个”这一步骤;直接写出,过程没写出来,应写为,一但答案错误,就失去过程分数;忽视“的所有可能值为”,导致丢分等5. 运算能力弱【指点迷津】运算求解能力主要是指会根据法则、公式进行正确运算、变形和数据处理,能根据问题的条件寻找与设计合理、简捷的运算途径,能根据要求对数据进行估计和近似计算.本专题中,学生运算能力弱主要体现在不能根据问题的条件寻找与设计合理、简捷的运算途径,不能根据要求对数据进行估计和近似计算.【例5】(
11、2017年全国卷文19)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每隔30 min从该生产线上随机抽取一个零件,并测量其尺寸(单位:cm)下面是检验员在一天内依次抽取的16个零件的尺寸:抽取次序12345678910111213141516零件尺寸9.9510.129.969.9610.019.929.9810.0410.269.9110.1310.029.2210.0410.059.95经计算得,其中为抽取的第个零件的尺寸,()求的相关系数,并回答是否可以认为这一天生产的零件尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小(若,则可以认为零件的尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小)()一天内
12、抽检零件中,如果出现了尺寸在之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查()从这一天抽检的结果看,是否需对当天的生产过程进行检查?()在之外的数据称为离群值,试剔除离群值,估计这条生产线当天生产的零件尺寸的均值与标准差(精确到0.01)附:样本的相关系数【解析】()由样本数据得的相关系数为由于,因此可以认为这一天生产的零件尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小()(i)由于,由样本数据可以看出抽取的第13个零件的尺寸在以外,因此需对当天的生产过程进行检查(ii)剔除离群值,即第13个数据,剩下数据的平均数为,这条生产线当天生产的零件尺寸的均值的
13、估计值为10.02,剔除第13个数据,剩下数据的样本方差为这条生产线当天生产的零件尺寸的标准差的估计值为【名师点睛】从运算方面看,学生不懂从中解出;不会计算的值,不懂根据保留小数点后两位的要求,实施近似处理以简化运算;不懂直接由采用放缩方法判断是否满足;不会由和计算出区间的端点值;计算时,不懂得先做相反数相消处理或各项统一分离后转化为计算;计算时,不懂得转化为,再利用简化运算;计算,不懂得各项统一提取的技巧;计算时,不懂得在保证精确度要求的前提下作近似处理以简化运算.【解决问题对策】1关注统计图表的教学【指点迷津】高考试卷的解答题往往以频率分布表、频率分布直方图、柱形图、折线图、茎叶图五个样本
14、频率分布图表为载体,理科侧重考查随机变量的分布列及期望,文科侧重考查样本数字特征的应用,突出了对应用意识、数据处理能力及创新能力的考查复习过程中,应充分利用五个样本频率分布图表,让学生会从图表中读取有用数据,或根据问题需要选择合适图表,依据统计学中的方法对数据进行分析,作出合理的决策【例6】【2015年全国卷文、理3】根据下面给出的2004年至2013年我国二氧化硫排放量(单位:万吨)柱形图以下结论不正确的是( )A逐年比较,2008年减少二氧化硫排放量的效果最显著 B2007年我国治理二氧化硫排放显现成效C2006年以来我国二氧化硫年排放量呈减少趋势 D2006年以来我国二氧化硫年排放量与年
15、份正相关2关注样本数字特征的含义【指点迷津】在复习中,应关注众数、中位数、平均数(期望)、方差与标准差有的含义,并能根据解决问题的需要选择合理的数字特征说明问题【例7】【2014年课标卷文19】某市为了考核甲、乙两部门的工作情况,随机访问了50位市民根据这50位市民对这两部门的评分(评分越高表明市民的评价越高),绘制茎叶图如下:()分别估计该市的市民对甲、乙部门评分的中位数;()分别估计该市的市民对甲、乙部门的评分高于90的概率;()根据茎叶图分析该市的市民对甲、乙两部门的评价()由所给茎叶图知,50位市民对甲、乙部门的评分高于90的比率分别为,故该市的市民对甲、乙部门的评分高于90的概率的估
16、计值分别为,()由所给茎叶图知,市民对甲部门的评分的中位数高于对乙部门的评分的中位数,而且由茎叶图可以大致看出对甲部门的评分的标准差要小于对乙部门的评分的标准差,说明该市市民对甲部门的评价较高、评价较为一致,对乙部门的评价较低、评价差异较大(注:考生利用其他统计量进行分析,结论合理的同样给分)3. 厘清事件及其概率【指点迷津】复习过程中,应厘清事件间的关系,准确计算相关事件的概率特别要求学生能将复杂事件进行分解,先分解为互斥事件,每个互斥事件又分解为两个相互独立事件的积事件【例8】(2013年全国卷理19)一批产品需要进行质量检验,检验方案是:先从这批产品中任取4件作检验,这4件产品中优质品的
17、件数记为如果,再从这批产品中任取4件作检验,若都为优质品,则这批产品通过检验;如果,再从这批产品中任取1件作检验,若为优质品,则这批产品通过检验;其他情况下,这批产品都不能通过检验假设这批产品的优质品率为,即取出的每件产品是优质品的概率都为,且各件产品是否为优质品相互独立()求这批产品通过检验的概率;()已知每件产品的检验费用为100元,且抽取的每件产品都需要检验,对这批产品作质量检验所需的费用记为X(单位:元),求X的分布列及数学期望【解析】()设第一次取出的4件产品中恰有3件优质品为事件A1,第一次取出的4件产品全是优质品为事件A2,第二次取出的4件产品都是优质品为事件B1,第二次取出的1
18、件产品是优质品为事件B2,这批产品通过检验为事件A,依题意有A(A1B1)(A2B2),且A1B1与A2B2互斥,所以P(A)P(A1B1)P(A2B2)P(A1)P(B1|A1)P(A2)P(B2|A2)()X可能的取值为400,500,800,并且P(X400),P(X500),P(X800),所以X的分布列为X400500800PEX506.254关注概率模型的识别与应用【指点迷津】复习过程中,应关注概率模型的识别与应用,一定要注意弄清题意,找出题中的关键字词,厘清各种概率模型及适用范围如超几何分布和二项分布是教材中两个重要概率分布,二项分布与超几何分布的区别为,二项分布是有放回的抽样,
19、每做一次事件,事件A发生的概率是相同的;超几何分布是不放回的抽样,每做一次事件,事件A发生的概率是不相同的【例9】某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,从该流水线上随机抽取40件产品作为样本,测得它们的重量(单位:克),将重量按如下区间分组:,得到样本的频率分布直方图(如图所示)若规定重量超过495克但不超过510克的产品为合格产品,且视频率为概率,回答下列问题:()在上述抽取的40件产品中任取2件,设为合格产品的数量,求的分布列和数学期望; ()若从流水线上任取3件产品,求恰有2件合格产品的概率【解析】()由样本的频率分布直方图得,合格产品的频率为 所以抽取的40件产品中,合格产品的
20、数量为 则可能的取值为0,1,2, 所以;,因此的分布列为012故数学期望 ()因为从流水线上任取1件产品合格的概率为, 所以从流水线上任取3件产品,恰有2件合格产品的概率为 5关注用样本估计总体的思想分析解决问题【指点迷津】复习过程中,应让学生掌握,为了考察一个总体的情况,在统计中通常是从总体中抽取一个样本,用样本的有关情况去估计总体的相应情况这种估计大体分为两类:用样本的频率分布估计总体的分布、用样本的数字特征估计总体的数字特征其次,“预测与决策”与人们的生活休戚相关随着社会的不断进步,人们对许多实际问题会有多种解决方案,但哪种方案最有利于解决问题,需要进行科学的决策而通过期望、方差等的计
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