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第2講 綜合大題部分
1. (2017高考全國卷Ⅰ)為了監(jiān)控某種零件的一條生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程,檢驗員每天從該生產(chǎn)線上隨機抽取16個零件,并測量其尺寸(單位:cm).根據(jù)長期生產(chǎn)經(jīng)驗,可以認(rèn)為這條生產(chǎn)線正常狀態(tài)下生產(chǎn)的零件的尺寸服從正態(tài)分布N(μ,σ2).
(1)假設(shè)生產(chǎn)狀態(tài)正常,記X表示一天內(nèi)抽取的16個零件中其尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件數(shù),求P(X≥1)及X的數(shù)學(xué)期望;
(2)一天內(nèi)抽檢零件中,如果出現(xiàn)了尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件,就認(rèn)為這條生產(chǎn)線在這一天的生產(chǎn)過程可能出現(xiàn)了異常情況,需對當(dāng)天的生產(chǎn)過程進行檢查.
①試說明上述監(jiān)控生產(chǎn)過程方法的合理性;
②下面是檢驗員在一天內(nèi)抽取的16個零件的尺寸:
9.95
10.12
9.96
9.96
10.01
9.92
9.98
10.04
10.26
9.91
10.13
10.02
9.22
10.04
10.05
9.95
經(jīng)計算得=i=9.97,s==≈0.212,其中xi為抽取的第i個零件的尺寸,i=1,2,…,16.
用樣本平均數(shù)作為μ的估計值,用樣本標(biāo)準(zhǔn)差s作為σ的估計值,利用估計值判斷是否需對當(dāng)天的生產(chǎn)過程進行檢查?剔除(-3,+3)之外的數(shù)據(jù),用剩下的數(shù)據(jù)估計μ和σ(精確到0.01).
附:若隨機變量Z服從正態(tài)分布N(μ,σ2),則P(μ-3σ
3.841,
故有95%以上的把握認(rèn)為關(guān)注“星聞”與性別有關(guān).
(3)由題意可得,從被調(diào)查的男大學(xué)生中抽取一位關(guān)注“星聞”的男大學(xué)生的概率為=,不關(guān)注“星聞”的概率為.ξ的所有可能取值為0,1,2,3,4.
P(ξ=0)=()4=;
P(ξ=1)=C()3=;
P(ξ=2)=C()2()2==;
P(ξ=3)=C()3=;
P(ξ=4)=()4=.
所以ξ的分布列為
ξ
0
1
2
3
4
P
因為ξ~B(4,),所以E(ξ)=.
2.某電視臺推出一檔游戲類綜藝節(jié)目,選手面對1~5號五扇大門,依次按響門上的門鈴,門鈴會播放一段音樂,選手需說出這首歌的名字,若回答正確,則大門打開,并獲得相應(yīng)的家庭夢想基金,且選手可自由選擇是帶著目前的獎金離開,還是繼續(xù)挑戰(zhàn)以獲得更多的夢想基金;若回答錯誤,則游戲結(jié)束并將之前獲得的所有夢想基金清零.整個游戲過程中,選手有一次求助機會,可以詢問親友團成員以獲得答案.1~5號門對應(yīng)的家庭夢想基金依次為3 000元、6 000元、8 000元、12 000元、24 000元(以上基金金額為打開大門后的累計金額,如3號門打開,選手可獲基金的總金額為8 000元).設(shè)某選手正確回答每一扇門的歌曲名字的概率為pi=(i=1,2,3,4,5),親友團正確回答每一扇門的歌曲名字的概率均為0.2,該選手正確回答每一扇門的歌曲名字后選擇繼續(xù)挑戰(zhàn)的概率均為0.5.
(1)求選手在2號門使用求助且最終獲得8 000元家庭夢想基金的概率;
(2)若選手在整個游戲過程中不使用求助,且獲得的家庭夢想基金金額為X,求X的分布列和數(shù)學(xué)期望.
解析:設(shè)“該選手回答正確i號門的歌曲名稱”為事件Ai(i=1,2,3,4,5),“使用求助回答正確歌曲名稱”為事件B,“每一扇門回答正確后選擇繼續(xù)挑戰(zhàn)下一扇門”為事件C,
依題意得,P(A1)=,P(A2)=,P(A3)=,
P(A4)=,P(A5)=,P(B)=,P(C)=.
(1)設(shè)事件“選手在2號門使用求助且最終獲得8 000元家庭夢想基金”為事件A,則
P(A)=P(A1CBCA3)=(1-)(1-)=,
所以選手在2號門使用求助且最終獲得8 000元家庭夢想基金的概率為.
(2)X的所有可能取值為0,3 000,6 000,8 000,12 000,24 000.
P(X=3 000)=P(A1)==,
P(X=6 000)=P(A1CA2)==,
P(X=8 000)=P(A1CA2CA3)==,
P(X=12 000)=P(A1CA2CA3CA4)==,
P(X=24 000)=P(A1CA2CA3CA4CA5)==,
P(X=0)=1-P(X=3 000)-P(X=6 000)-P(X=8 000)-P(X=12 000)-P(X=24 000)=1-----=.
所以X的分布列為
X
0
3 000
6 000
8 000
12 000
24 000
P
所以E(X)=0+3 000+6 000+8 000+12 000+
24 000=1 250+1 000+500+250+250=3 250.
3.為了解某市高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)備考情況,該市教研機構(gòu)組織了一次檢測考試,并隨機抽取了部分高三理科學(xué)生數(shù)學(xué)成績繪制如圖所示的頻率分布直方圖.
(1)根據(jù)頻率分布直方圖,估計該市此次檢測理科數(shù)學(xué)的平均成績u0(精確到個位);
(2)研究發(fā)現(xiàn),本次檢測的理科數(shù)學(xué)成績X近似服從正態(tài)分布N(u,σ2)(u=u0,σ約為19.3),按以往的統(tǒng)計數(shù)據(jù),理科數(shù)學(xué)成績能達到自主招生分?jǐn)?shù)要求的同學(xué)約占40%.
①估計本次檢測成績達到自主招生分?jǐn)?shù)要求的理科數(shù)學(xué)成績大約是多少分(精確到個位)?
②從該市高三理科學(xué)生中隨機抽取4人,記理科數(shù)學(xué)成績能達到自主招生分?jǐn)?shù)要求的人數(shù)為Y,求Y的分布列及數(shù)學(xué)期望E(Y).
[說明:P(X>x1)=1-φ()表示X>x1的概率.
參考數(shù)據(jù):φ(0.725 7)=0.6,φ(0.655 4)=0.4]
解析:(1)該市此次檢測理科數(shù)學(xué)成績平均成績約為:
u0=650.05+750.08+850.12+950.15+1050.24+1150.18+1250.1+1350.05+1450.03=103.2≈103.
(2)①記本次考試成績達到自主招生分?jǐn)?shù)要求的理科數(shù)學(xué)成績約為x1,
根據(jù)題意,
P(x>x1)=1-φ()=1-φ()=0.4,
即φ()=0.6.
由φ(0.725 7)=0.6,
得=0.725 7?x1=117.0≈117,
所以,本次考試成績達到自主招生分?jǐn)?shù)要求的理科數(shù)學(xué)成績約為117分.
②因為Y~B(4,),
所以P(Y=i)=C()i()4-i,i=0,1,2,3,4.
所以Y的分布列為
Y
0
1
2
3
4
P
所以E(Y)=4=.
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