2024年新高中考试数学解答题模拟训练——概率统计(答案版).docx
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1、【基础训练】专题03 概率统计1(2023陕西宝鸡校考模拟预测)一个池塘里的鱼的数目记为N,从池塘里捞出200尾鱼,并给鱼作上标识,然后把鱼放回池塘里,过一小段时间后再从池塘里捞出500尾鱼,表示捞出的500尾鱼中有标识的鱼的数目(1)若,求的数学期望;(2)已知捞出的500尾鱼中15尾有标识,试给出N的估计值(以使得最大的N的值作为N的估计值)【答案】(1)20(2)6666【分析】(1)首先求出标鱼占总体的比例,再分析其符合超几何分布,根据超几何分布期望的计算公式即可得到答案.(2)首先计算出当时,当时,记,计算,从而得到的单调性,最后得到其最大值.【详解】(1)依题意X服从超几何分布,且
2、,故(2)当时,当时,记,则由,当且仅当,则可知当时,;当时,故时,最大,所以N的估计值为66662(2023春湖南岳阳高二统考期末)为丰富学生的课外活动,学校羽毛球社团举行羽毛球团体赛,赛制采取5局3胜制,每局都是单打模式,每队有5名队员,比赛中每个队员至多上场一次且上场顺序是随机的,每局比赛结果互不影响,经过小组赛后,最终甲乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队明星队员对乙队的每名队员的胜率均为,甲队其余4名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)(1)求甲队明星队员在前四局比赛中不出场的前提下,甲乙两队比赛4局,甲队最终获胜的概率;(2)求甲乙两队比赛3局,甲队
3、获得最终胜利的概率;(3)若已知甲乙两队比赛3局,甲队获得最终胜利,求甲队明星队员上场的概率.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)事件“甲乙两队比赛4局甲队最终获胜”,事件“甲队第局获胜”,利用互斥事件的概率求法求概率即可;(2)讨论上场或不上场两种情况,应用全概率公式求甲队获得最终胜利的概率;(3)利用贝叶斯公式求甲队明星队员上场的概率.【详解】(1)事件“甲乙两队比赛4局甲队最终获胜”,事件“甲队第局获胜”,其中相互独立.又甲队明星队员前四局不出场,故,所以.(2)设为甲3局获得最终胜利,为前3局甲队明星队员上场比赛,由全概率公式知,因为每名队员上场顺序随机,故,所以.(3)由(2),
4、.3(2023春江苏连云港高二校考期中)为了拓展学生的知识面,提高学生对航空航天科技的兴趣,培养学生良好的科学素养,某校组织学生参加航空航天科普知识答题竞赛,每位参赛学生答题若干次,答题赋分方法如下:第1次答题,答对得20分,答错得10分:从第2次答题开始,答对则获得上一次答题得分的两倍,答错得10分.学生甲参加答题竞赛,每次答对的概率为,各次答题结果互不影响.(1)求甲前3次答题得分之和为40分的概率;(2)记甲第i次答题所得分数的数学期望为.写出与满足的等量关系式(直接写出结果,不必证明):若,求i的最小值.【答案】(1);(2),且;5.【分析】(1)甲甲前3次答题得分之和为40分的事件
5、是甲前3次答题中恰答对一次的事件,再利用相互独立事件概率的乘法公式计算作答.(2)求出,再分析、写出与满足的等量关系式作答;利用构造法求出的通项,列出不等式并结合单调性作答.【详解】(1)甲前3次答题得分之和为40分的事件是:甲前3次答题中仅只答对一次的事件,所以甲前3次答题得分之和为40分的概率.(2)甲第1次答题得20分、10分的概率分别为,则,甲第2次答题得40分、20分、10分的概率分别为,则,显然,甲第次答题所得分数的数学期望为,因此第次答对题所得分数为,答错题所得分数为10分,其概率分别为,于是甲第i次答题所得分数的数学期望为,所以与满足的等量关系式是:,且;由知,当时,而,因此数
6、列以为首项,为公比的等比数列,于是,由得:,显然数列是递增数列,而,则有正整数,所以i的最小值是5.4(2023全国高二专题练习)一企业生产某种产品,通过加大技术创新投入降低了每件产品成本,为了调查年技术创新投入(单位:千万元)对每件产品成本(单位:元)的影响,对近年的年技术创新投入和每件产品成本的数据进行分析,得到如下散点图,并计算得:,.(1)根据散点图可知,可用函数模型拟合与的关系,试建立关于的回归方程;(2)已知该产品的年销售额(单位:千万元)与每件产品成本的关系为.该企业的年投入成本除了年技术创新投入,还要投入其他成本千万元,根据(1)的结果回答:当年技术创新投入为何值时,年利润的预
7、报值最大?(注:年利润=年销售额一年投入成本)参考公式:对于一组数据、,其回归直线的斜率和截距的最小乘估计分别为:,.【答案】(1)(2)当年技术创新投入为千万元时,年利润的预报值取最大值【分析】(1)令,可得出关于的线性回归方程为,利用最小二乘法可求出、的值,即可得出关于的回归方程;(2)由可得,可计算出年利润关于的函数关系式,结合二次函数的基本性质可求得的最小值及其对应的值.【详解】(1)解:令,则关于的线性回归方程为,由题意可得,则,所以,关于的回归方程为.(2)解:由可得,年利润,当时,年利润取得最大值,此时,所以,当年技术创新投入为千万元时,年利润的预报值取最大值.5(2023湖南娄
8、底娄底市第三中学校联考三模)冰壶是2022年2月4日至2月20日在中国举行的第24届冬季奥运会的比赛项目之一冰壶比赛的场地如图所示,其中左端(投掷线MN的左侧)有一个发球区,运动员在发球区边沿的投掷线MN将冰壶掷出,使冰壶沿冰道滑行,冰道的右端有一圆形的营垒,以场上冰壶最终静止时距离营垒区圆心O的远近决定胜负,甲、乙两人进行投掷冰壶比赛,规定冰壶的重心落在圆O中,得3分,冰壶的重心落在圆环A中,得2分,冰壶的重心落在圆环B中,得1分,其余情况均得0分已知甲、乙投掷冰壶的结果互不影响,甲、乙得3分的概率分别为,;甲、乙得2分的概率分别为,;甲、乙得1分的概率分别为,(1)求甲、乙两人所得分数相同
9、的概率;(2)设甲、乙两人所得的分数之和为X,求X的分布列和期望【答案】(1)(2)分布列见解析;期望为【分析】(1)求出甲乙二人都得0分的概率,然后由两人同时得0分、1分、2分、3分计算概率并相加即可;(2)由题意X可能取值为0,1,2,3,4,5,6,分别计算出概率的分布列,由期望公式计算期望【详解】(1)由题意知甲得0分的概率为,乙得0分的概率为,所以甲、乙两人所得分数相同的概率为(2)X可能取值为0,1,2,3,4,5,6,则,所以,随机变量X的分布列为:X0123456P所以6(2023春湖南长沙高二长郡中学校考期末)人工智能是研究用于模拟和延伸人类智能的技术科学,被认为是21世纪最
10、重要的尖端科技之一,其理论和技术正在日益成熟,应用领域也在不断扩大.人工智能背后的一个基本原理:首先确定先验概率,然后通过计算得到后验概率,使先验概率得到修正和校对,再根据后验概率做出推理和决策.基于这一基本原理,我们可以设计如下试验模型;有完全相同的甲、乙两个袋子,袋子有形状和大小完全相同的小球,其中甲袋中有9个红球和1个白球乙袋中有2个红球和8个白球.从这两个袋子中选择一个袋子,再从该袋子中等可能摸出一个球,称为一次试验.若多次试验直到摸出红球,则试验结束.假设首次试验选到甲袋或乙袋的概率均为(先验概率).(1)求首次试验结束的概率;(2)在首次试验摸出白球的条件下,我们对选到甲袋或乙袋的
11、概率(先验概率)进行调整.求选到的袋子为甲袋的概率,将首次试验摸出的白球放回原来袋子,继续进行第二次试验时有如下两种方案;方案一,从原来袋子中摸球;方案二,从另外一个袋子中摸球.请通过计算,说明选择哪个方案第二次试验结束的概率更大.【答案】(1)(2);方案二中取到红球的概率更大.【分析】(1)根据全概率公式,解决抽签问题;(2)利用条件概率公式计算,根据数据下结论.【详解】(1)设试验一次,“取到甲袋”为事件,“取到乙袋”为事件,“试验结果为红球”为事件,“试验结果为白球”为事件,(1).所以试验一次结果为红球的概率为.(2)因为,是对立事件,所以,所以选到的袋子为甲袋的概率为.由得,所以方
12、案一中取到红球的概率为:,方案二中取到红球的概率为:,因为,所以方案二中取到红球的概率更大.7(2023全国高三专题练习)2022年冬奥会在北京举行,冬奥会吉祥物“冰墩墩”自亮相以来就好评不断,出现了“一墩难求”的现象.主办方现委托某公司推出一款以“冰墩墩”为原型的纪念品在专卖店进行售卖.已知这款纪念品的生产成本为80元/件,为了确定其销售价格,调查了对这款纪念品有购买意向的消费者(以下把对该纪念品有购买意向的消费者简称为消费者)的心理价位,并将收集的100名消费者的心理价位整理如下:心理价位(元/件)90100110120人数10205020假设当且仅当这款纪念品的销售价格小于或等于某位消费
13、者的心理价位时,该消费者就会购买该纪念品.公司为了满足更多消费者的需求,规定每位消费者最多只能购买一件该纪念品.设这款纪念品的销售价格为x(单位:元/件),且每位消费者是否购买该纪念品相互独立.用样本的频率分布估计总体的分布,频率视为概率.(1)若,试估计消费者购买该纪念品的概率;已知某时段有4名消费者进店,X为这一时段该纪念品的购买人数,试求X的分布列和数学期望;(2)假设共有M名消费者,设该公司售卖这款纪念品所得总利润为Y(单位:元),当该纪念品的销售价格x定为多少时,Y的数学期望达到最大值?【答案】(1)分布列见解析,期望为3.6;(2)当该纪念品的销售价格定为110元多少时,Y的数学期
14、望达到最大值【分析】(1)由调查表得出每个人购买纪念品的概念为,而,由二项分布计算概率的分布列,由二项分布的期望公式得期望;(2)利用二项分布的期望公式求出时的期望,比较得最大值【详解】(1)时,消费者购买该纪念品的概率,由题意,同理,的分布列为:01234;(2)由(1)知时,(时等号成立),时,(时等号成立),时,(时等号成立),因此最大,此时所以当该纪念品的销售价格定为110元多少时,Y的数学期望达到最大值8(2023春安徽安庆高二安庆一中校考阶段练习)口袋中共有7个质地和大小均相同的小球,其中4个是黑球,现采用不放回抽取方式每次从口袋中随机抽取一个小球,直到将4个黑球全部取出时停止.(
15、1)记总的抽取次数为X,求E(X);(2)现对方案进行调整:将这7个球分装在甲乙两个口袋中,甲袋装3个小球,其中2个是黑球;乙袋装4个小球,其中2个是黑球.采用不放回抽取方式先从甲袋每次随机抽取一个小球,当甲袋的2个黑球被全部取出后再用同样方式在乙袋中进行抽取,直到将乙袋的2个黑球也全部取出后停止.记这种方案的总抽取次数为Y,求E(Y)并从实际意义解释E(Y)与(1)中的E(X)的大小关系.【答案】(1)(2)6,答案见解析【分析】(1)确定X可能取值为4,5,6,7,分别求出概率后,由期望公式计算出期望;(2)Y可能取值为4,5,6,7,设甲袋和乙袋抽取次数分别为和,利用独立事件概率公式求得
16、的概率,再由期望公式计算出期望,根据白球对取到黑球的影响说明期望的大小关系【详解】(1)X可能取值为4,5,6,7, ;(2)Y可能取值为4,5,6,7,设甲袋和乙袋抽取次数分别为和, ,. 在将球分装时,甲袋中的黑球取完后直接取乙袋,若此时甲袋中还有其它球,则该球的干扰作用已经消失,所以同样是要取出4个黑球,调整后的方案总抽取次数的期望更低.9(2023全国高三专题练习)我市为了解学生体育运动的时间长度是否与性别因素有关,从某几所学校中随机调查了男女生各100名的平均每天体育运动时间,得到如下数据:分钟性别(0,40(40,60(60,90(90,120女生10404010男生5254030
17、根据学生课余体育运动要求,平均每天体育运动时间在(60,120内认定为“合格”,否则被认定为“不合格”,其中,平均每天体育运动时间在(90,120内认定为“良好”.(1)完成下列22列联表,并依据小概率值的独立性检验,分析学生体育运动时间与性别因素有无关联;不合格合格合计女生男生合计(2)从女生平均每天体育运动时间在的100人中用分层抽样的方法抽取20人,再从这20人中随机抽取2人,记为2人中平均每天体育运动时间为“良好”的人数,求的分布列及数学期望;(3)从全市学生中随机抽取100人,其中平均每天体育运动时间为“良好”的人数设为,记“平均每天体育运动时间为良好的人数为”的概率为,视频率为概率
18、,用样本估计总体,求的表达式,并求取最大值时对应的值.附:,其中.0.0100.0050.0016.6357.87910.828【答案】(1)列联表见解析,认为性别因素与学生体育运动时间有关联,此推断犯错误的概率不大于;(2)分布列见解析,数学期望为;(3),【分析】(1)通过题意可得列联表,计算的值,可得结论;(2)根据分层抽样的比例可得抽取的女生平均每天体育运动时间在的人数,确定的取值,根据超几何分布可求得每个值对应的概率,即得分布列,从而计算数学期望;(3)通过题意可得满足二项分布,能得到,然后通过作商法可得到当时,当时,即可得到答案【详解】(1)由题意可知,22列联表如下表不合格合格合
19、计女生5050100男生3070100合计80120200零假设为:性别与学生体育运动时间无关联.根据列联表中的数据,经计算得到,根据小概率值的独立性检验,我们推断不成立即认为性别因素与学生体育运动时间有关联,此推断犯错误的概率不大于;(2)抽取的20人中,女生平均每天运动时间在的人数分别为2人,8人,8人,2人,易知的所有可能取值为,所以的分布列为012所以数学期望为;(3)平均每天运动时间在的频率为,由题意可知,所以,由,得,所以,当时,即,当时,即,所以,即取最大值时,.10(2023全国高三专题练习)2023年,全国政协十四届一次会议于3月4日下午3时在人民大会堂开幕,3月11日下午闭
20、幕,会期7天半;十四届全国人大一次会议于3月5日上午开幕,13日上午闭幕,会期8天半.为调查学生对两会相关知识的了解情况,某高中学校开展了两会知识问答活动,现从全校参与该活动的学生中随机抽取320名学生,他们的得分(满分100分)的频率分布折线图如下.(1)若此次知识问答的得分,用样本来估计总体,设,分别为被抽取的320名学生得分的平均数和标准差,求的值;(2)学校对这些被抽取的320名学生进行奖励,奖励方案如下:用频率估计概率,得分小于或等于55的学生获得1次抽奖机会,得分高于55的学生获得2次抽奖机会.假定每次抽奖抽到价值10元的学习用品的概率为,抽到价值20元的学习用品的概率为.从这32
21、0名学生中任取一位,记该同学在抽奖活动中获得学习用品的价值总额为元,求的分布列和数学期望(用分数表示),并估算此次抽奖要准备的学习用品的价值总额.参考数据:,.【答案】(1)(2)分布列见解析,元【分析】(1)先根据频率分布折线图求平均值及方差,再根据正态分布公式计算概率即可;(2)先分析获奖金额的情况,再列出相关分布列计算即可.【详解】(1)由折线图可知:,所以,所以.(2)由题意可知的可能取值为10,20,30,40,则,所以的分布列为10203040P,故此次抽奖要准备的学习用品的价值总额约为元.11(2023春福建南平高二福建省南平市高级中学校考期中)某学校为了迎接党的二十大召开,增进
22、全体教职工对党史知识的了解,组织开展党史知识竞赛活动并以支部为单位参加比赛.现有两组党史题目放在甲乙两个纸箱中,甲箱有5个选择题和3个填空题,乙箱中有4个选择题和3个填空题,比赛中要求每个支部在甲或乙两个纸箱中随机抽取两题作答.每个支部先抽取一题作答,答完后题目不放回纸箱中,再抽取第二题作答,两题答题结束后,再将这两个题目放回原纸箱中.(1)如果第一支部从乙箱中抽取了2个题目,求第2题抽到的是填空题的概率;(2)若第二支部从甲箱中抽取了2个题目,答题结束后错将题目放入了乙箱中,接着第三支部答题,第三支部抽取第一题时,从乙箱中抽取了题目.已知第三支部从乙箱中取出的这个题目是选择题,求第二支部从甲
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