(江蘇專版)2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十一章 統(tǒng)計(jì)與概率學(xué)案 文
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1、 第十一章 統(tǒng)計(jì)與概率 第一節(jié)抽樣方法、用樣本估計(jì)總體 本節(jié)主要包括2個(gè)知識(shí)點(diǎn): 1.抽樣方法與統(tǒng)計(jì)圖表; 2.樣本的數(shù)字特征. 突破點(diǎn)(一) 抽樣方法與統(tǒng)計(jì)圖表 基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識(shí)的“源”與“流” 1.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣 (1)定義: 一般地,從個(gè)體數(shù)為N的總體中逐個(gè)不放回地取出n個(gè)個(gè)體作為樣本(n<N),如果每個(gè)個(gè)體都有相同的機(jī)會(huì)被取到,那么這樣的抽樣方法稱為簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣. (2)最常用的方法:抽簽法和隨機(jī)數(shù)表法. 2.系統(tǒng)抽樣 將總體平均分成幾個(gè)部分,然后按照一定的規(guī)則,從每個(gè)部分中抽取一個(gè)個(gè)體作為樣本,這樣的抽樣方法稱為系統(tǒng)抽樣. 3.分層抽樣 一般
2、地,當(dāng)總體由差異明顯的幾個(gè)部分組成時(shí),為了使樣本更客觀地反映總體情況,我們常常將總體中的個(gè)體按不同的特點(diǎn)分成層次比較分明的幾個(gè)部分,然后按各個(gè)部分在總體中所占的比實(shí)施抽樣,這種抽樣方法叫分層抽樣,所分成的各個(gè)部分稱為“層”. 4.三種抽樣方法的比較 類別 共同點(diǎn) 各自特點(diǎn) 相互聯(lián)系 適用范圍 簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣 均為不放回抽樣,且抽樣過(guò)程中每個(gè)個(gè)體被抽取的機(jī)會(huì)相等 從總體中逐個(gè)抽取 是后兩種方法的基礎(chǔ) 總體中的個(gè)數(shù)較少 系統(tǒng)抽樣 將總體均分成幾部分,按事先確定的規(guī)則在各部分中抽取 在起始部分抽樣時(shí)采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣 元素個(gè)數(shù)很多且均衡的總體抽樣 分層抽樣 將總體分成幾
3、層,分層按比例進(jìn)行抽取 各層抽樣時(shí)采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣 總體由差異明顯的幾部分組成 5.作頻率分布直方圖的步驟 (1)求極差(即一組數(shù)據(jù)中最大值與最小值的差);(2)決定組距與組數(shù);(3)將數(shù)據(jù)分組;(4)列頻率分布表;(5)畫頻率分布直方圖. 6.頻率分布折線圖和總體密度曲線 (1)頻率分布折線圖:連結(jié)頻率分布直方圖中各小長(zhǎng)方形上端的中點(diǎn),就得到頻率分布折線圖. (2)總體密度曲線:隨著樣本容量的增加,作圖時(shí)所分的組數(shù)增加,組距減小,相應(yīng)的頻率折線圖會(huì)越來(lái)越接近于一條光滑曲線,統(tǒng)計(jì)中稱這條光滑曲線為總體密度曲線. 7.莖葉圖的優(yōu)點(diǎn) 莖葉圖的優(yōu)點(diǎn)是可以保留原始數(shù)據(jù),而且
4、可以隨時(shí)記錄,這對(duì)數(shù)據(jù)的記錄和表示都能帶來(lái)方便. 考點(diǎn)貫通 抓高考命題的“形”與“神” 抽樣方法 類型(一) 簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣 1.抽簽法的步驟 第一步,將總體中的N個(gè)個(gè)體編號(hào); 第二步,將這N個(gè)號(hào)碼寫在形狀、大小相同的號(hào)簽上; 第三步,將號(hào)簽放在同一箱中,并攪拌均勻; 第四步,從箱中每次抽取1個(gè)號(hào)簽,連續(xù)抽取k次; 第五步,將總體中與抽取的號(hào)簽的編號(hào)一致的k個(gè)個(gè)體取出. 2.隨機(jī)數(shù)表法的步驟 第一步,將個(gè)體編號(hào); 第二步,在隨機(jī)數(shù)表中任選一個(gè)數(shù)開始; 第三步,從選定的數(shù)開始,按照一定抽樣規(guī)則在隨機(jī)數(shù)表中選取數(shù)字,取足滿足要求的數(shù)字就得到樣本的號(hào)碼. [例1]
5、 (1)以下抽樣方法中是簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的序號(hào)是________. ①在某年明信片銷售活動(dòng)中,規(guī)定每100萬(wàn)張為一個(gè)開獎(jiǎng)組,通過(guò)隨機(jī)抽取的方式確定號(hào)碼的后四位為2709的為三等獎(jiǎng); ②某車間包裝一種產(chǎn)品,在自動(dòng)包裝的傳送帶上,每隔30分鐘抽一包產(chǎn)品,稱其重量是否合格; ③某學(xué)校分別從行政人員、教師、后勤人員中抽取2人、14人、4人了解對(duì)學(xué)校機(jī)構(gòu)改革的意見; ④用抽簽方法從10件產(chǎn)品中選取3件進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn). (2)總體由編號(hào)為01,02,…,19,20的20個(gè)個(gè)體組成.利用下面的隨機(jī)數(shù)表選取5個(gè)個(gè)體,選取方法是從隨機(jī)數(shù)表第1行的第5列和第6列數(shù)字開始由左到右依次選取兩個(gè)數(shù)字,則選出來(lái)的第5
6、個(gè)個(gè)體的編號(hào)為________. 7816 6572 0802 6314 0702 4369 9728 0198 3204 9234 4935 8200 3623 4869 6938 7481 [解析] (1)①②不是簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,因?yàn)槌槿〉膫€(gè)體間的間隔是固定的;③不是簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,因?yàn)榭傮w的個(gè)體有明顯的層次;④是簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣. (2)由題意知前5個(gè)個(gè)體的編號(hào)為08,02,14,07,01. [答案] (1)④ (2)01 類型(二) 系統(tǒng)抽樣 系統(tǒng)抽樣的步驟 [例2] (1)某單位有840名職工,現(xiàn)采用系統(tǒng)抽樣方法抽取42人做問(wèn)卷調(diào)查,將8
7、40人按1,2,…,840隨機(jī)編號(hào),則抽取的42人中,編號(hào)落入?yún)^(qū)間[481,720]的人數(shù)為________. (2)湖南衛(wèi)視為了解觀眾對(duì)《我是歌手》的意見,準(zhǔn)備從502名現(xiàn)場(chǎng)觀眾中抽取10%進(jìn)行座談,現(xiàn)用系統(tǒng)抽樣的方法完成這一抽樣,則在進(jìn)行分組時(shí),需剔除________個(gè)個(gè)體,抽樣間隔為________. [解析] (1)由系統(tǒng)抽樣定義可知,所分組距為=20,每組抽取一人,因?yàn)榘麛?shù)個(gè)組,所以抽取個(gè)體在區(qū)間[481,720]的數(shù)目為(720-480)÷20=12. (2)把502名觀眾平均分成50組,由于502除以50的商是10,余數(shù)是2,所以每組有10名觀眾,還剩2名觀眾,采用系統(tǒng)
8、抽樣的方法抽樣時(shí),應(yīng)先用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的方法從502名觀眾中抽取2名觀眾,這2名觀眾不參加座談;再將剩下的500名觀眾編號(hào)為1,2,3,…,500,并均勻分成50段,每段含=10個(gè)個(gè)體.所以需剔除2個(gè)個(gè)體,抽樣間隔為10. [答案] (1)12 (2)2 10 [易錯(cuò)提醒] 用系統(tǒng)抽樣法抽取樣本,當(dāng)不為整數(shù)時(shí),取k=,即先從總體中用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的方法剔除(N-nk)個(gè)個(gè)體,且剔除多余的個(gè)體不影響抽樣的公平性. 類型(三) 分層抽樣 進(jìn)行分層抽樣的相關(guān)計(jì)算時(shí),常利用以下關(guān)系式巧解: (1)=; (2)總體中某兩層的個(gè)體數(shù)之比=樣本中這兩層抽取的個(gè)體數(shù)之比. [例3] (1)(201
9、7·江蘇高考)某工廠生產(chǎn)甲、乙、丙、丁四種不同型號(hào)的產(chǎn)品,產(chǎn)量分別為200,400,300,100件.為檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量,現(xiàn)用分層抽樣的方法從以上所有的產(chǎn)品中抽取60件進(jìn)行檢驗(yàn),則應(yīng)從丙種型號(hào)的產(chǎn)品中抽取________件. (2)(2018·東北三校聯(lián)考)某工廠生產(chǎn)甲、乙、丙三種型號(hào)的產(chǎn)品,產(chǎn)品數(shù)量之比為3∶5∶7,現(xiàn)用分層抽樣的方法抽出容量為n的樣本,其中甲種產(chǎn)品有18件,則樣本容量n=________. (3)某學(xué)校三個(gè)興趣小組的學(xué)生人數(shù)分布如下表(每名同學(xué)只參加一個(gè)小組)(單位:人). 籃球組 書畫組 樂(lè)器組 高一 45 30 a 高二 15 10 20
10、學(xué)校要對(duì)這三個(gè)小組的活動(dòng)效果進(jìn)行抽樣調(diào)查,按小組分層抽樣的方法,從參加這三個(gè)興趣小組的學(xué)生中抽取30人,結(jié)果籃球組被抽出12人,則a的值為________. [解析] (1)應(yīng)從丙種型號(hào)的產(chǎn)品中抽取 60×=18(件). (2)依題意得×n=18,解得n=90,即樣本容量為90. (3)由題意知=,解得a=30. [答案] (1)18 (2)90 (3)30 [方法技巧] 分層抽樣的解題策略 (1)分層抽樣中分多少層,如何分層要視具體情況而定,總的原則是:層內(nèi)樣本的差異要小,兩層之間的樣本差異要大,且互不重疊. (2)為了保證每個(gè)個(gè)體等可能入樣,所有層中每個(gè)個(gè)體被抽到的可能性
11、相同. (3)在每層抽樣時(shí),應(yīng)采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣的方法進(jìn)行抽樣. (4)抽樣比==. 頻率分布直方圖和莖葉圖 類型(一) 頻率分布直方圖 [例4] (1)(2018·揚(yáng)州市考前調(diào)研)隨著社會(huì)的發(fā)展,食品安全問(wèn)題漸漸成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn),為了提高學(xué)生的食品安全意識(shí),某學(xué)校組織全校學(xué)生參加食品安全知識(shí)競(jìng)賽,成績(jī)的頻率分布直方圖如下圖所示,數(shù)據(jù)的分組依次為[20,40),[40,60),[60,80),[80,100),若該校的學(xué)生總?cè)藬?shù)為3 000,則成績(jī)不超過(guò)60分的學(xué)生人數(shù)大約為________. (2)某地政府調(diào)查了工薪階層1 000人的月工資收入,并根據(jù)調(diào)
12、查結(jié)果畫出如圖所示的頻率分布直方圖,為了了解工薪階層對(duì)月工資收入的滿意程度,要用分層抽樣的方法從調(diào)查的1 000人中抽出100人做電話詢?cè)L,則(30,35](百元)月工資收入段應(yīng)抽出________人. [解析] (1)由圖知,成績(jī)不超過(guò)60分的學(xué)生的頻率為(0.005+0.01)×20=0.3,所以成績(jī)不超過(guò)60分的學(xué)生人數(shù)大約為0.3×3 000=900. (2)月工資收入落在(30,35](百元)內(nèi)的頻率為1-(0.02+0.04+0.05+0.05+0.01)×5=1-0.85=0.15,所以(30,35](百元)月工資收入段應(yīng)抽出100×0.15=15(人). [答案] (
13、1)900 (2)15 [方法技巧] 1.繪制頻率分布直方圖時(shí)需注意的兩點(diǎn) (1)制作好頻率分布表后,可以利用各組的頻率之和是否為1來(lái)檢驗(yàn)該表是否正確; (2)頻率分布直方圖的縱坐標(biāo)是,而不是頻率. 2.與頻率分布直方圖計(jì)算有關(guān)的兩個(gè)關(guān)系式 (1)×組距=頻率; (2)=頻率,此關(guān)系式的變形為=樣本容量,樣本容量×頻率=頻數(shù). 類型(二) 莖葉圖 1.莖葉圖的繪制需注意: (1)“葉”的位置只有一個(gè)數(shù)字,而“莖”的位置的數(shù)字位數(shù)一般不需要統(tǒng)一; (2)重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)要重復(fù)記錄,不能遺漏,特別是“葉”的位置上的數(shù)據(jù). 2.莖葉圖通常用來(lái)記錄兩位數(shù)的數(shù)據(jù),可以用來(lái)分析單
14、組數(shù)據(jù),也可以用來(lái)比較兩組數(shù)據(jù).通過(guò)莖葉圖可以確定數(shù)據(jù)的中位數(shù),數(shù)據(jù)大致集中在哪個(gè)莖,數(shù)據(jù)是否關(guān)于該莖對(duì)稱,數(shù)據(jù)分布是否均勻等. [例5] 某良種培育基地正在培育一小麥新品種A,將其與原有的一個(gè)優(yōu)良品種B進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn),兩種小麥各種植了25畝,所得畝產(chǎn)數(shù)據(jù)(單位:千克)如下. 品種A: 357,359,367,368,375,388,392,399,400,405,412,414,415,421,423,423,427,430,430,434,443,445,445,451,454 品種B: 363,371,374,383,385,386,391,392,394,394,395,397
15、,397,400,401,401,403,406,407,410,412,415,416,422,430 (1)作出數(shù)據(jù)的莖葉圖; (2)通過(guò)觀察莖葉圖,對(duì)品種A與B的畝產(chǎn)量及其穩(wěn)定性進(jìn)行比較,寫出統(tǒng)計(jì)結(jié)論. [解] (1)畫出莖葉圖如圖所示: (2)通過(guò)觀察莖葉圖可以看出:①品種A的畝產(chǎn)平均數(shù)(或均值)比品種B高;②品種A的畝產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)差(或方差)比品種B大,故品種A的畝產(chǎn)穩(wěn)定性較差. [方法技巧] 莖葉圖問(wèn)題的求解策略 (1)由于莖葉圖完全反映了所有的原始數(shù)據(jù),解決由莖葉圖給出的統(tǒng)計(jì)圖表問(wèn)題時(shí),要充分對(duì)這個(gè)圖表提供的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算或者是對(duì)某些問(wèn)題作出判斷. (2)莖
16、葉圖不能直接反映總體的分布情況,這就需要通過(guò)莖葉圖數(shù)據(jù)求出樣本數(shù)據(jù)的數(shù)字特征,進(jìn)一步估計(jì)總體情況. 能力練通 抓應(yīng)用體驗(yàn)的“得”與“失” 1.某工廠的質(zhì)檢人員對(duì)生產(chǎn)的100件產(chǎn)品,采用隨機(jī)數(shù)法抽取10件檢查,對(duì)100件產(chǎn)品采用下面的編號(hào)方法: ①1,2,3,…,100; ②001,002,…,100; ③00,01,02,…,99; ④01,02,03,…,100. 其中正確的序號(hào)是________. 解析:根據(jù)隨機(jī)數(shù)法編號(hào)可知,①④編號(hào)位數(shù)不統(tǒng)一. 答案:②③ 2.(2018·南京市高三年級(jí)學(xué)情調(diào)研)某高校甲、乙、丙、丁四個(gè)專業(yè)分別有150,150,400,300名
17、學(xué)生.為了解學(xué)生的就業(yè)傾向,用分層抽樣的方法從該校這四個(gè)專業(yè)中抽取40名學(xué)生進(jìn)行調(diào)查,則應(yīng)從丙專業(yè)抽取的學(xué)生人數(shù)為________. 解析:400×=16. 答案:16 3.甲、乙兩套設(shè)備生產(chǎn)的同類型產(chǎn)品共4 800件,采用分層抽樣的方法從中抽取一個(gè)容量為80的樣本進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè).若樣本中有50件產(chǎn)品由甲設(shè)備生產(chǎn),則乙設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品總數(shù)為________. 解析:分層抽樣中各層的抽樣比相同.樣本中甲設(shè)備生產(chǎn)的有50件,則乙設(shè)備生產(chǎn)的有30件.在4 800件產(chǎn)品中,甲、乙設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品總數(shù)比為5∶3,所以乙設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品的總數(shù)為×4 800=1 800(件). 答案:1 800 4.為
18、了了解本班學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲的態(tài)度,高三(6)班計(jì)劃在全班60人中展開調(diào)查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果,班主任計(jì)劃采用系統(tǒng)抽樣的方法抽取若干名學(xué)生進(jìn)行座談,為此先對(duì)60名學(xué)生進(jìn)行編號(hào)為:01,02,03,…,60,已知抽取的學(xué)生中最小的兩個(gè)編號(hào)為03,09,則抽取的學(xué)生中最大的編號(hào)為________. 解析:由最小的兩個(gè)編號(hào)為03,09可知,抽取時(shí)的分段間隔是6.即抽取10名同學(xué),其編號(hào)構(gòu)成首項(xiàng)為3,公差為6的等差數(shù)列,故最大編號(hào)為3+9×6=57. 答案:57 5.在一次馬拉松比賽中,35名運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)(單位:分鐘)的莖葉圖如圖所示. 若將運(yùn)動(dòng)員按成績(jī)由好到差編為1~35號(hào),再用系統(tǒng)抽樣方法從中抽
19、取7人,則其中成績(jī)?cè)趨^(qū)間[139,151]上的運(yùn)動(dòng)員人數(shù)是________. 解析:35÷7=5,因此可將編號(hào)為1~35的35個(gè)數(shù)據(jù)分成7組,每組有5個(gè)數(shù)據(jù),在區(qū)間[139,151]上共有20個(gè)數(shù)據(jù),分在20÷5=4個(gè)小組中,每組取1人,共取4人. 答案:4 6.某班50位學(xué)生期中考試數(shù)學(xué)成績(jī)的頻率分布直方圖如圖所示,其中成績(jī)分組區(qū)間是:[40,50),[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100],則圖中x的值等于________. 解析:依題意,0.054×10+10×x+0.01×10+0.006×10×3=1,解得 x=0.018. 答案
20、:0.018 突破點(diǎn)(二) 樣本的數(shù)字特征 基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識(shí)的“源”與“流” 1.眾數(shù)、中位數(shù)、平均數(shù) 數(shù)字特征 定義與求法 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 眾數(shù) 一組數(shù)據(jù)中重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù) 眾數(shù)體現(xiàn)了樣本數(shù)據(jù)的最大集中點(diǎn),不受極端值的影響.但顯然它對(duì)其他數(shù)據(jù)信息的忽視使得無(wú)法客觀地反映總體特征 中位數(shù) 把一組數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列,處在中間位置的一個(gè)數(shù)據(jù)(或兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均數(shù)) 中位數(shù)等分樣本數(shù)據(jù)所占頻率,它不受少數(shù)幾個(gè)極端值的影響,這在某些情況下是優(yōu)點(diǎn),但它對(duì)極端值的不敏感有時(shí)也會(huì)成為缺點(diǎn) 平均數(shù) 如果有n個(gè)數(shù)據(jù)x1,x2,…,xn,那么這n個(gè)數(shù)的平均數(shù)=
21、平均數(shù)與每一個(gè)樣本數(shù)據(jù)有關(guān),可以反映出更多的關(guān)于樣本數(shù)據(jù)全體的信息,但平均數(shù)受數(shù)據(jù)中的極端值的影響較大,使平均數(shù)在估計(jì)總體時(shí)可靠性降低 2.標(biāo)準(zhǔn)差、方差 (1)標(biāo)準(zhǔn)差:樣本數(shù)據(jù)到平均數(shù)的一種平均距離,一般用s表示,s= . (2)方差:標(biāo)準(zhǔn)差的平方 s2=[(x1-)2+(x2-)2+…+(xn-)2],其中xi(i=1,2,3,…,n)是樣本數(shù)據(jù),n是樣本容量,是樣本平均數(shù). (3)方差與標(biāo)準(zhǔn)差相比,都是衡量樣本數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量,但方差因?yàn)閷?duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了平方運(yùn)算,夸大了樣本的偏差程度. 3.平均數(shù)、方差公式的推廣 若數(shù)據(jù)x1,x2,…,xn的平均數(shù)為,方差為s2,則數(shù)據(jù)mx
22、1+a,mx2+a,…,mxn+a的平均數(shù)為m+a,方差為m2s2. 考點(diǎn)貫通 抓高考命題的“形”與“神”
23、 樣本的數(shù)字特征 1.用樣本估計(jì)總體時(shí),樣本的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差只是總體的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差的近似.實(shí)際應(yīng)用中,需先計(jì)算數(shù)據(jù)的平均數(shù),分析平均水平,再計(jì)算方差(標(biāo)準(zhǔn)差),分析穩(wěn)定情況. 2.若給出圖形,一方面可以由圖形得到相應(yīng)的樣本數(shù)據(jù),計(jì)算平均數(shù)、方差(標(biāo)準(zhǔn)差);另一方面,可以從圖形直觀分析樣本數(shù)據(jù)的分布情況,大致判斷平均數(shù)的范圍,并利用數(shù)據(jù)的波動(dòng)性比較方差(標(biāo)準(zhǔn)
24、差)的大?。? 考法(一) 與頻率分布直方圖交匯命題 [例1] 某市居民用水?dāng)M實(shí)行階梯水價(jià),每人月用水量中不超過(guò)w立方米的部分按4元/立方米收費(fèi),超出w立方米的部分按10元/立方米收費(fèi).從該市隨機(jī)調(diào)查了10 000位居民,獲得了他們某月的用水量數(shù)據(jù),整理得到如下頻率分布直方圖. (1)如果w為整數(shù),那么根據(jù)此次調(diào)查,為使80%以上居民在該月的用水價(jià)格為4元/立方米,w至少定為多少? (2)假設(shè)同組中的每個(gè)數(shù)據(jù)用該組區(qū)間的右端點(diǎn)值代替.當(dāng)w=3時(shí),估計(jì)該市居民該月的人均水費(fèi). [解] (1)由用水量的頻率分布直方圖,知該市居民該月用水量在區(qū)間[0.5,1],(1,1.5],(1.5,
25、2],(2,2.5],(2.5,3]內(nèi)的頻率依次為0.1,0.15,0.2,0.25,0.15. 所以該月用水量不超過(guò)3立方米的居民占85%,用水量不超過(guò)2立方米的居民占45%. 依題意,w至少定為3. (2)由用水量的頻率分布直方圖及題意,得居民該月用水費(fèi)用的數(shù)據(jù)分組與頻率分布表如下: 組號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 分組 [2,4] (4,6] (6,8] (8,10] (10,12] (12,17] (17,22] (22,27] 頻率 0.1 0.15 0.2 0.25 0.15 0.05 0.05 0.05 根據(jù)題意
26、,該市居民該月的人均水費(fèi)估計(jì)為 4×0.1+6×0.15+8×0.2+10×0.25+12×0.15+17×0.05+22×0.05+27×0.05=10.5(元). [方法技巧] 頻率分布直方圖與眾數(shù)、中位數(shù)、平均數(shù)的關(guān)系 (1)最高的小長(zhǎng)方形底邊中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為眾數(shù); (2)中位數(shù)左邊和右邊的小長(zhǎng)方形的面積和是相等的; (3)平均數(shù)是頻率分布直方圖的“重心”,等于頻率分布直方圖中每個(gè)小長(zhǎng)方形的面積乘以小長(zhǎng)方形底邊中點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和. 考法(二) 與莖葉圖交匯命題[例2] (1)如圖所示的莖葉圖記錄了甲、乙兩組各五名學(xué)生在一次英語(yǔ)聽力測(cè)試中的成績(jī)(單位:分),已知甲組數(shù)據(jù)的中位
27、數(shù)為17,乙組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為17.4,則x,y的值分別是________. (2)(2017·南京三模)如圖是甲、乙兩名籃球運(yùn)動(dòng)員在五場(chǎng)比賽中所得分?jǐn)?shù)的莖葉圖,則在這五場(chǎng)比賽中得分較為穩(wěn)定(方差較小)的那名運(yùn)動(dòng)員的得分的方差為________. [解析] (1)甲組數(shù)據(jù)的中位數(shù)為17, 故y=7, 乙組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為=17.4,解得x=7. (2)由莖葉圖知,得分較為穩(wěn)定的那名運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該是乙,他在五場(chǎng)比賽中得分分別為8,9,10,13,15,所以他的平均得分為=×(8+9+10+13+15)=11,其方差為s2=×[(8-11)2+(9-11)2+(10-11)2+(13-11)2+(
28、15-11)2]=6.8. [答案] (1)7,7 (2)6.8 [易錯(cuò)提醒] 在使用莖葉圖時(shí),一定要觀察所有的樣本數(shù)據(jù),弄清楚這個(gè)圖中數(shù)字的特點(diǎn),不要漏掉了數(shù)據(jù),也不要混淆莖葉圖中莖與葉的含義. 樣本數(shù)據(jù)與優(yōu)化決策 [例3] 甲、乙、丙、丁四人參加某運(yùn)動(dòng)會(huì)射擊項(xiàng)目選拔賽,四人的平均成績(jī)和方差如下表所示: 甲 乙 丙 丁 平均環(huán)數(shù) 8.3 8.8 8.8 8.7 方差s2 3.5 3.6 2.2 5.4 從這四個(gè)人中選擇一人參加該運(yùn)動(dòng)會(huì)射擊項(xiàng)目比賽,最佳人選是________. [解析] 由題目表格中數(shù)據(jù)可知,丙平均環(huán)數(shù)最高,且方差最小,說(shuō)
29、明成績(jī)好,且技術(shù)穩(wěn)定,所以最佳人選是丙. [答案] 丙 [方法技巧] 利用樣本的數(shù)字特征解決優(yōu)化決策問(wèn)題的依據(jù) (1)平均數(shù)反映了數(shù)據(jù)取值的平均水平;標(biāo)準(zhǔn)差、方差描述了一組數(shù)據(jù)圍繞平均數(shù)波動(dòng)的大?。畼?biāo)準(zhǔn)差、方差越大,數(shù)據(jù)的離散程度越大,越不穩(wěn)定;標(biāo)準(zhǔn)差、方差越小,數(shù)據(jù)的離散程度越小,越穩(wěn)定. (2)用樣本估計(jì)總體就是利用樣本的數(shù)字特征來(lái)描述總體的數(shù)字特征. 能力練通 抓應(yīng)用體驗(yàn)的“得”與“失” 1.如圖是某學(xué)校舉行的運(yùn)動(dòng)會(huì)上七位評(píng)委為某體操項(xiàng)目打出的分?jǐn)?shù)的莖葉統(tǒng)計(jì)圖,去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后,所剩數(shù)據(jù)的平均數(shù)和方差分別為________. 解析:依題意,所剩數(shù)據(jù)的
30、平均數(shù)是80+×(4×3+6+7)=85,所剩數(shù)據(jù)的方差是×[3×(84-85)2+(86-85)2+(87-85)2]=1.6. 答案:85,1.6 2.甲、乙兩名射擊運(yùn)動(dòng)員參加某大型運(yùn)動(dòng)會(huì)的預(yù)選賽,他們分別射擊了5次,成績(jī)?nèi)缦卤?單位:環(huán)): 甲 10 8 9 9 9 乙 10 10 7 9 9 如果甲、乙兩人中只有1人入選,則入選的最佳人選應(yīng)是________. 解析:甲=乙=9,s=×[(9-10)2+(9-8)2+(9-9)2+(9-9)2+(9-9)2]=, s=×[(9-10)2+(9-10)2+(9-7)2+(9-9)2+(9-9)2]=>s,
31、故甲更穩(wěn)定. 答案:甲 3.我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺水的國(guó)家,某市政府為了鼓勵(lì)居民節(jié)約用水,計(jì)劃調(diào)整居民生活用水收費(fèi)方案,擬確定一個(gè)合理的月用水量標(biāo)準(zhǔn)x(噸),一位居民的月用水量不超過(guò)x的部分按平價(jià)收費(fèi),超出x的部分按議價(jià)收費(fèi).為了了解居民用水情況,通過(guò)抽樣,獲得了某年100位居民每人的月均用水量(單位:噸),將數(shù)據(jù)按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5]分成9組,制成了如圖所示的頻率分布直方圖. (1)求直方圖中a的值; (2)設(shè)該市有30萬(wàn)居民,估計(jì)全市居民中月均用水量不低于3噸的人數(shù),并說(shuō)明理由; (3)若該市政府希望使85%的居民每月的用水量不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)x(噸),估
32、計(jì)x的值,并說(shuō)明理由. 解:(1)由頻率分布直方圖可知,月均用水量在[0,0.5)中的頻率為0.08×0.5=0.04.同理,在[0.5,1),[1.5,2),[2,2.5),[3,3.5),[3.5,4),[4,4.5]中的頻率分別為0.08,0.20,0.26,0.06,0.04,0.02. 由0.04+0.08+0.5×a+0.20+0.26+0.5×a+0.06+0.04+0.02=1,解得a=0.30. (2)由(1)知100位居民每人的月均用水量不低于3噸的頻率為0.06+0.04+0.02=0.12.由以上樣本的頻率分布,可以估計(jì)全市30萬(wàn)居民中月均用水量不低于3噸的人數(shù)為
33、300 000×0.12=36 000. (3)因?yàn)榍?組的頻率之和為0.04+0.08+0.15+0.20+0.26+0.15=0.88>0.85,而前5組的頻率之和為0.04+0.08+0.15+0.20+0.26=0.73<0.85,所以2.5≤x<3.由0.30×(x-2.5)=0.85-0.73,解得x=2.9. 所以,估計(jì)月用水量標(biāo)準(zhǔn)為2.9噸時(shí),85%的居民每月的用水量不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn). 4.某車間20名工人年齡數(shù)據(jù)如下表: (1)求這20名工人年齡的眾數(shù)與極差; (2)以十位數(shù)為莖,個(gè)位數(shù)為葉,作出這20名工人年齡的莖葉圖; (3)求這20名工人年齡的方差. 解:(
34、1)由題可知,這20名工人年齡的眾數(shù)是30,極差是40-19=21. (2)這20名工人年齡的莖葉圖如圖所示: (3)這20名工人年齡的平均數(shù)為=(19+3×28+3×29+5×30+4×31+3×32+40)=30, ∴這20名工人年齡的方差為s2= (xi-)2===12.6. [課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 重點(diǎn)保分課時(shí)——一練小題夯雙基,二練題點(diǎn)過(guò)高考 [練基礎(chǔ)小題——強(qiáng)化運(yùn)算能力] 1.某學(xué)校為了了解某年高考數(shù)學(xué)的考試成績(jī),在高考后對(duì)該校1 200名考生進(jìn)行抽樣調(diào)查,其中有400名文科考生,600名理科考生,200名藝術(shù)和體育類考生,從中抽取120名考生作為樣本,記這
35、項(xiàng)調(diào)查為①;從10名家長(zhǎng)中隨機(jī)抽取3名參加座談會(huì),記這項(xiàng)調(diào)查為②,則完成①,②這兩項(xiàng)調(diào)查宜采用的抽樣方法依次是___________________________. 解析:在①中,文科考生、理科考生、藝術(shù)和體育類考生會(huì)存在差異,采用分層抽樣法較好;在②中,抽取的樣本個(gè)數(shù)較少,宜采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法. 答案:分層抽樣法,簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣法 2.(2018·江蘇省淮安市高三期中)某校高三年級(jí)500名學(xué)生中,血型為O型的有200人,A型的有125人,B型的有125人,AB型的有50人.為研究血型與色弱之間的關(guān)系,現(xiàn)用分層抽樣的方法從這500名學(xué)生中抽取一個(gè)容量為60的樣本,則應(yīng)抽取________
36、名血型為AB的學(xué)生. 解析:在整個(gè)抽樣過(guò)程中,每個(gè)個(gè)體被抽到的概率為=,所以血型為AB的學(xué)生應(yīng)抽取的人數(shù)為50×=6. 答案:6 3.(2018·常州模擬)某地區(qū)有高中學(xué)校10所,初中學(xué)校30所,小學(xué)學(xué)校60所.現(xiàn)采用分層抽樣的方法從這些學(xué)校中抽取20所學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行體質(zhì)健康檢查,則應(yīng)抽取初中學(xué)校________所. 解析:抽樣比為=20%,所以應(yīng)抽取初中學(xué)校30×20%=6所. 答案:6 4.(2018·徐州市高三年級(jí)期中)已知一組數(shù)據(jù):87,x,90,89,93的平均數(shù)為90,則該組數(shù)據(jù)的方差為________. 解析:由題意(87+x+90+89+93)=90,得到x=91
37、,所以方差s2=[(87-90)2+(91-90)2+(90-90)2+(89-90)2+(93-90)2]=4. 答案:4 [練??碱}點(diǎn)——檢驗(yàn)高考能力] 一、填空題 1.(2017·蘇州暑假測(cè)試)已知等差數(shù)列{an}的公差為d,若a1,a2,a3,a4,a5的方差為8,則d=________. 解析:因?yàn)閧an}為等差數(shù)列,所以a1,a2,a3,a4,a5的均值為a3,所以方差為[(-2d)2+(-d)2+0+d2+(2d)2]=2d2=8,解得d=±2. 答案:±2 2.(2018·南通模擬)如圖是甲、乙兩位同學(xué)在5次數(shù)學(xué)測(cè)試中得分的莖葉圖,則成績(jī)較穩(wěn)定(方差較小)的那一位
38、同學(xué)的方差為________. 解析:甲=(88+89+90+91+92)=90;乙=(87+89+90+91+93)=90.s=[(88-90)2+(89-90)2+(90-90)2+(91-90)2+(92-90)2]=(4+1+4+1)=2;s=[(87-90)2]+(89-90)2+(90-90)2+(91-90)2+(93-90)2]=(9+1+1+9)=4. 答案:2 3.如圖是依據(jù)某城市年齡在20歲到45歲的居民上網(wǎng)情況調(diào)查而繪制的頻率分布直方圖,現(xiàn)已知年齡在[30,35),[35,40),[40,45]的網(wǎng)民人數(shù)成遞減的等差數(shù)列,則年齡在[35,40)的網(wǎng)民出現(xiàn)的頻率為_
39、_______. 解析:由題意得,年齡在[20,25)的網(wǎng)民出現(xiàn)的頻率為0.01×5=0.05,[25,30)的網(wǎng)民出現(xiàn)的頻率為0.07×5=0.35,又[30,35),[35,40),[40,45]的網(wǎng)民人數(shù)成遞減的等差數(shù)列,則其頻率也成等差數(shù)列,又[30,45]的頻率為1-0.05-0.35=0.6,則年齡在[35,40)的網(wǎng)民出現(xiàn)的頻率為0.6÷3=0.2. 答案:0.2 4.(2018·南通中學(xué)高三月考)一汽車廠生產(chǎn)A,B,C三類轎車,每類轎車均有舒適型和標(biāo)準(zhǔn)型兩種型號(hào),某月的產(chǎn)量如下表(單位:輛): 轎車A 轎車B 轎車C 舒適型 100 150 z 標(biāo)
40、準(zhǔn)型 300 450 600 按類用分層抽樣的方法在這個(gè)月生產(chǎn)的轎車中抽取50輛,其中有A類轎車10輛.則z的值為________. 解析:這個(gè)月生產(chǎn)的轎車共有100+300+150+450+z+600=1 600+z(輛),A類轎車400輛,所以=,得z=400. 答案:400 5.(2018·鹽城模擬)已知一組數(shù)據(jù)x1,x2,x3,x4,x5的方差是2,則數(shù)據(jù)2x1,2x2,2x3,2x4,2x5的標(biāo)準(zhǔn)差為________. 解析:=(x1+x2+x3+x4+x5),′=(x1+x2+x3+x4+x5), s2=[x+x+x+x+x-5()2]=2,s=, s′2=[(
41、2x1)2+(2x2)2+(2x3)2+(2x4)2+(2x5)2-5(2)2]=4s2,所以s′=2s=2. 答案:2 6.(2018·連云港模擬)如圖是一次攝影大賽上7位評(píng)委給某參賽作品打出的分?jǐn)?shù)的莖葉圖.記分員在去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后,算得平均分為91分.復(fù)核員在復(fù)核時(shí),發(fā)現(xiàn)有一個(gè)數(shù)字(莖葉圖中的x)無(wú)法看清,若記分員計(jì)算無(wú)誤,則數(shù)字x應(yīng)該是________. 解析:分類計(jì)算,(1)當(dāng)x=1時(shí),=(89+91+91+92+92)=91; (2)當(dāng)x=2時(shí)=×(89+91+92+92+92)=91.2,不合題意,所以x=1. 答案:1 7.在樣本頻率分布直方圖中,共有11
42、個(gè)小長(zhǎng)方形,若中間一個(gè)小長(zhǎng)方形的面積等于其他10個(gè)小長(zhǎng)方形面積和的,且樣本容量為160,則中間一組的頻數(shù)為________. 解析:由頻率分布直方圖的性質(zhì),可設(shè)中間一組的頻率為x,則x+4x=1,所以x=0.2,故中間一組的頻數(shù)為160×0.2=32. 答案:32 8.某公司300名員工2017年年終獎(jiǎng)金情況的頻率分布直方圖如圖所示,由圖可知,員工中年終獎(jiǎng)金在1.4~1.6萬(wàn)元的共有________人. 解析:由頻率分布直方圖知年終獎(jiǎng)金低于1.4萬(wàn)元或者高于1.6萬(wàn)元的頻率為(0.2+0.8+0.8+1.0+1.0)×0.2=0.76,因此,年終獎(jiǎng)金在1.4~1.6萬(wàn)元間的頻率為1
43、-0.76=0.24,所以300名員工中年終獎(jiǎng)金在1.4~1.6萬(wàn)元間的員工人數(shù)為300×0.24=72. 答案:72 9.高一(1)班有學(xué)生52人,現(xiàn)將所有學(xué)生隨機(jī)編號(hào),用系統(tǒng)抽樣方法抽取一個(gè)容量為4的樣本.已知6號(hào),32號(hào),45號(hào)學(xué)生在樣本中,則樣本中還有一個(gè)學(xué)生的編號(hào)是________. 解析:由題意得各組間距為=13,因?yàn)樵诘谝唤M中抽取的是6,所以以下各組依次應(yīng)該抽取:6+13=19,6+2×13=32,6+3×13=45,即另一個(gè)編號(hào)為19. 答案:19 10.(2018·泰州質(zhì)檢)甲、乙兩位選手參加射擊選拔賽,其中連續(xù)5輪比賽的成績(jī)(單位:環(huán))如下表: 選手 第1輪
44、 第2輪 第3輪 第4輪 第5輪 甲 9.8 9.9 10.1 10 10.2 乙 9.4 10.3 10.8 9.7 9.8 則甲、乙兩位選手中成績(jī)最穩(wěn)定的選手的方差是________. 解析:甲=×(9.8+9.9+10.1+10+10.2)=10,乙=×(9.4+10.3+10.8+9.7+9.8)=10,s=×[(9.8-10)2+(9.9-10)2+(10.1-10)2+(10-10)2+(10.2-10)2]=×(0.04+0.01+0.01+0.04)=0.02,s=×[(9.4-10)2+(10.3-10)2+(10.8-10)2+(9.7-1
45、0)2+(9.8-10)2]=×(0.36+0.09+0.64+0.09+0.04)=0.244.因?yàn)閟<s,所以甲的成績(jī)最穩(wěn)定,其方差為0.02. 答案:0.02 二、解答題 11.(2017·北京高考)某大學(xué)藝術(shù)專業(yè)400名學(xué)生參加某次測(cè)評(píng),根據(jù)男女學(xué)生人數(shù)比例,使用分層抽樣的方法從中隨機(jī)抽取了100名學(xué)生,記錄他們的分?jǐn)?shù),將數(shù)據(jù)分成7組:[20,30),[30,40),…,[80,90],并整理得到如下頻率分布直方圖: (1)從總體的400名學(xué)生中隨機(jī)抽取一人,估計(jì)其分?jǐn)?shù)小于70的概率; (2)已知樣本中分?jǐn)?shù)小于40的學(xué)生有5人,試估計(jì)總體中分?jǐn)?shù)在區(qū)間[40,50)內(nèi)的人數(shù)
46、; (3)已知樣本中有一半男生的分?jǐn)?shù)不小于70,且樣本中分?jǐn)?shù)不小于70的男女生人數(shù)相等.試估計(jì)總體中男生和女生人數(shù)的比例. 解:(1)根據(jù)頻率分布直方圖可知,樣本中分?jǐn)?shù)不小于70的頻率為(0.02+0.04)×10=0.6, 所以樣本中分?jǐn)?shù)小于70的頻率為1-0.6=0.4. 所以從總體的400名學(xué)生中隨機(jī)抽取一人,其分?jǐn)?shù)小于70的概率估計(jì)值為0.4. (2)根據(jù)題意,樣本中分?jǐn)?shù)不小于50的頻率為 (0.01+0.02+0.04+0.02)×10=0.9, 故樣本中分?jǐn)?shù)小于50的頻率為0.1, 故分?jǐn)?shù)在區(qū)間[40,50)內(nèi)的人數(shù)為100×0.1-5=5. 所以總體中分?jǐn)?shù)在區(qū)間
47、[40,50)內(nèi)的人數(shù)估計(jì)為 400×=20. (3)由題意可知,樣本中分?jǐn)?shù)不小于70的學(xué)生人數(shù)為 (0.02+0.04)×10×100=60, 所以樣本中分?jǐn)?shù)不小于70的男生人數(shù)為60×=30. 所以樣本中的男生人數(shù)為30×2=60, 女生人數(shù)為100-60=40, 男生和女生人數(shù)的比例為60∶40=3∶2. 所以根據(jù)分層抽樣原理,總體中男生和女生人數(shù)的比例估計(jì)為3∶2. 12.隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,與餐飲美食相關(guān)的手機(jī)應(yīng)用軟件層出不窮.現(xiàn)從使用A和B兩款訂餐軟件的商家中分別隨機(jī)抽取50個(gè)商家,對(duì)它們的“平均送達(dá)時(shí)間”進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到頻率分布直方圖如下: (1)試估計(jì)使
48、用A款訂餐軟件的50個(gè)商家的“平均送達(dá)時(shí)間”的眾數(shù)及平均數(shù); (2)根據(jù)以上抽樣調(diào)查數(shù)據(jù),將頻率視為概率,回答下列問(wèn)題: ①能否認(rèn)為使用B款訂餐軟件“平均送達(dá)時(shí)間”不超過(guò)40分鐘的商家達(dá)到75%? ②如果你要從A和B兩款訂餐軟件中選擇一款訂餐,你會(huì)選擇哪款?說(shuō)明理由. 解:(1)依題意可得,使用A款訂餐軟件的50個(gè)商家的“平均送達(dá)時(shí)間”的眾數(shù)為55. 使用A款訂餐軟件的50個(gè)商家的“平均送達(dá)時(shí)間”的平均數(shù)為15×0.06+25×0.34+35×0.12+45×0.04+55×0.4+65×0.04=40. (2)①使用B款訂餐軟件“平均送達(dá)時(shí)間”不超過(guò)40分鐘的商家的比例估計(jì)值為0
49、.04+0.20+0.56=0.80=80%>75%. 故可以認(rèn)為使用B款訂餐軟件“平均送達(dá)時(shí)間”不超過(guò)40分鐘的商家達(dá)到75%. ②使用B款訂餐軟件的50個(gè)商家的“平均送達(dá)時(shí)間”的平均數(shù)為15×0.04+25×0.2+35×0.56+45×0.14+55×0.04+65×0.02=35<40, 所以選B款訂餐軟件. 第二節(jié) 概 率 本節(jié)主要包括3個(gè)知識(shí)點(diǎn): 1.隨機(jī)事件的頻率與概率; 2.古典概型與幾何概型; 3.互斥事件與對(duì)立事件. 突破點(diǎn)(一) 隨機(jī)事件的頻率與概率 基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識(shí)的“源”與“流” 1.事件的分類 2.頻率和概率 (1)若
50、在相同的條件下,隨機(jī)事件A在n次試驗(yàn)中發(fā)生了m次,則稱為事件A發(fā)生的頻率;當(dāng)試驗(yàn)的次數(shù)n很大時(shí),事件A發(fā)生的頻率可以作為隨機(jī)事件A的概率的近似值. (2)對(duì)于給定的隨機(jī)事件A,在相同的條件下,隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,事件A發(fā)生的頻率會(huì)在某個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng)并趨于穩(wěn)定,我們把這個(gè)常數(shù)稱為事件A的概率,記作P(A). 考點(diǎn)貫通 抓高考命題的“形”與“神” 隨機(jī)事件的頻率與概率 事件A發(fā)生的頻率是利用頻數(shù)m除以試驗(yàn)總次數(shù)n所得到的值,且隨著試驗(yàn)次數(shù)的增多,它在A的概率附近擺動(dòng)幅度越來(lái)越小,即概率是頻率的穩(wěn)定值,因此在試驗(yàn)次數(shù)足夠的情況下,給出不同事件發(fā)生的次數(shù),可以利用頻率來(lái)估計(jì)相應(yīng)事件
51、發(fā)生的概率. [典例] (2018·湖北七市聯(lián)考)某電子商務(wù)公司隨機(jī)抽取1 000名網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物者進(jìn)行調(diào)查.這1 000名購(gòu)物者2016年網(wǎng)上購(gòu)物金額(單位:萬(wàn)元)均在區(qū)間[0.3,0.9]內(nèi),樣本分組為:[0.3,0.4),[0.4,0.5),[0.5,0.6),[0.6,0.7),[0.7,0.8),[0.8,0.9],購(gòu)物金額的頻率分布直方圖如下: 電子商務(wù)公司決定給購(gòu)物者發(fā)放優(yōu)惠券,其金額(單位:元)與購(gòu)物金額關(guān)系如下: 購(gòu)物金額分組 [0.3,0.5) [0.5,0.6) [0.6,0.8) [0.8,0.9] 發(fā)放金額 50 100 150 200 (1)
52、求這1 000名購(gòu)物者獲得優(yōu)惠券金額的平均數(shù); (2)以這1 000名購(gòu)物者購(gòu)物金額落在相應(yīng)區(qū)間的頻率作為概率,求一個(gè)購(gòu)物者獲得優(yōu)惠券金額不少于150元的概率. [解] (1)購(gòu)物者的購(gòu)物金額x與獲得優(yōu)惠券金額y的頻率分布如下表: x 0.3≤x<0.5 0.5≤x<0.6 0.6≤x<0.8 0.8≤x≤0.9 y 50 100 150 200 頻率 0.4 0.3 0.28 0.02 這1 000名購(gòu)物者獲得優(yōu)惠券金額的平均數(shù)為: =96. (2)由獲得優(yōu)惠券金額y與購(gòu)物金額x的對(duì)應(yīng)關(guān)系,由(1)有P(y=150)=P(0.6≤x<0.8)=0.28
53、,P(y=200)=P(0.8≤x≤0.9)=0.02,從而,獲得優(yōu)惠券金額不少于150元的概率為P(y≥150)=P(y=150)+P(y=200)=0.28+0.02=0.3. 能力練通 抓應(yīng)用體驗(yàn)的“得”與“失” 1.某超市隨機(jī)選取1 000位顧客,記錄了他們購(gòu)買甲、乙、丙、丁四種商品的情況,整理成如下統(tǒng)計(jì)表,其中“√”表示購(gòu)買,“×”表示未購(gòu)買. 商品 顧客人數(shù) 甲 乙 丙 丁 100 √ × √ √ 217 × √ × √ 200 √ √ √ × 300 √ × √ × 85 √ × × × 98
54、× √ × × (1)估計(jì)顧客同時(shí)購(gòu)買乙和丙的概率; (2)估計(jì)顧客在甲、乙、丙、丁中同時(shí)購(gòu)買3種商品的概率; (3)如果顧客購(gòu)買了甲,則該顧客同時(shí)購(gòu)買乙、丙、丁中哪種商品的可能性最大? 解:(1)從統(tǒng)計(jì)表可以看出,在這1 000位顧客中有200位顧客同時(shí)購(gòu)買了乙和丙,所以顧客同時(shí)購(gòu)買乙和丙的概率可以估計(jì)為=0.2. (2)從統(tǒng)計(jì)表可以看出,在這1 000位顧客中有100位顧客同時(shí)購(gòu)買了甲、丙、丁,另有200位顧客同時(shí)購(gòu)買了甲、乙、丙,其他顧客最多購(gòu)買了2種商品,所以顧客在甲、乙、丙、丁中同時(shí)購(gòu)買3種商品的概率可以估計(jì)為=0.3. (3)與(1)同理,可得: 顧客同時(shí)購(gòu)買甲
55、和乙的概率可以估計(jì)為=0.2, 顧客同時(shí)購(gòu)買甲和丙的概率可以估計(jì)為=0.6, 顧客同時(shí)購(gòu)買甲和丁的概率可以估計(jì)為=0.1. 所以,如果顧客購(gòu)買了甲,則該顧客同時(shí)購(gòu)買丙的可能性最大. 2.如圖,A地到火車站共有兩條路徑L1和L2,現(xiàn)隨機(jī)抽取100位從A地到火車站的人進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下: 所用時(shí)間(分鐘) 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 選擇L1的人數(shù) 6 12 18 12 12 選擇L2的人數(shù) 0 4 16 16 4 (1)試估計(jì)40分鐘內(nèi)不能趕到火車站的概率; (2)分別求通過(guò)路徑L1和L2所用時(shí)間落在上表中各
56、時(shí)間段內(nèi)的頻率; (3)現(xiàn)甲、乙兩人分別有40分鐘和50分鐘時(shí)間用于趕往火車站,為了盡最大可能在允許的時(shí)間內(nèi)趕到火車站,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,他們應(yīng)如何選擇各自的路徑. 解:(1)共調(diào)查了100人,其中40分鐘內(nèi)不能趕到火車站的有12+12+16+4=44(人), 用頻率估計(jì)概率,可得所求概率為0.44. (2)選擇L1的有60人,選擇L2的有40人,故由調(diào)查結(jié)果得所求各頻率為 所用時(shí)間(分鐘) 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 L1的頻率 0.1 0.2 0.3 0.2 0.2 L2的頻率 0 0.1 0.4 0.4 0.1
57、(3)記事件A1,A2分別表示甲選擇L1和L2時(shí),在40分鐘內(nèi)趕到火車站; 記事件B1,B2分別表示乙選擇L1和L2時(shí),在50分鐘內(nèi)趕到火車站. 由(2)知P(A1)=0.1+0.2+0.3=0.6, P(A2)=0.1+0.4=0.5,P(A1)>P(A2),故甲應(yīng)選擇L1; P(B1)=0.1+0.2+0.3+0.2=0.8, P(B2)=0.1+0.4+0.4=0.9, P(B2)>P(B1),故乙應(yīng)選擇L2. 突破點(diǎn)(二) 古典概型與幾何概型 基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識(shí)的“源”與“流” 1.基本事件 在1次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的每一個(gè)基本結(jié)果稱為基本事件.基本事件的特
58、點(diǎn):(1)任何兩個(gè)基本事件都是不可能同時(shí)發(fā)生的;(2)每個(gè)基本事件的發(fā)生都是等可能的. 2.古典概型 具有以下兩個(gè)條件的隨機(jī)試驗(yàn)的概率模型稱為古典概型: (1)所有的基本事件只有有限個(gè); (2)每個(gè)基本事件的發(fā)生都是等可能的. 3.古典概型的概率公式 如果1次試驗(yàn)的等可能基本事件共有n個(gè),那么每一個(gè)等可能基本事件發(fā)生的概率都是,如果某個(gè)事件A包含了其中m個(gè)等可能基本事件,則事件A發(fā)生的概率為: P(A)==. 4.幾何概型的定義 設(shè)D是一個(gè)可度量的區(qū)域(例如線段、平面圖形、立體圖形等),每個(gè)基本事件可以視為從區(qū)域D內(nèi)隨機(jī)地取一點(diǎn),區(qū)域D內(nèi)的每一點(diǎn)被取到的機(jī)會(huì)都一樣;隨機(jī)事件A
59、的發(fā)生可以視為恰好取到區(qū)域D內(nèi)的某個(gè)指定區(qū)域d中的點(diǎn),這時(shí),事件A發(fā)生的概率與d 的測(cè)度(長(zhǎng)度、面積、體積等)成正比,與d的形狀和位置無(wú)關(guān).我們把滿足這樣條件的概率模型稱為幾何概型. 5.幾何概型的兩個(gè)基本特點(diǎn) (1)無(wú)限性:在一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有無(wú)限多個(gè); (2)等可能性:每個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的發(fā)生具有等可能性. 6.幾何概型的概率公式 P(A)=. 考點(diǎn)貫通 抓高考命題的“形”與“神” 古典概型 古典概型的概率計(jì)算往往與實(shí)際問(wèn)題結(jié)合緊密,解決問(wèn)題的一般步驟如下: 第一步,閱讀題目,判斷試驗(yàn)是否為古典概型,若滿足有限性和等可能性,則進(jìn)行下一步. 第二步,在理解題意
60、的基礎(chǔ)上,若基本事件的個(gè)數(shù)較少,可用列舉法、列表法或樹狀圖法將基本事件一一列出,求出基本事件的總數(shù)n,并在這些基本事件中找出題目要求的事件所包含的基本事件的個(gè)數(shù)m. 第三步,利用古典概型的概率公式求出事件的概率. [例1] (1)(2017·蘇北三市三模)現(xiàn)有三張識(shí)字卡片,分別寫有“中”、“國(guó)”、“夢(mèng)”這三個(gè)字.將這三張卡片隨機(jī)排序,則能組成“中國(guó)夢(mèng)”的概率是________. (2)(2018·蘇州高三暑假測(cè)試)有五條線段,其長(zhǎng)度分別為2,3,4,5,7.現(xiàn)任取三條,則這三條線段可以構(gòu)成三角形的概率是________. [解析] (1)把這三張卡片排序有“中”“國(guó)”“夢(mèng)”,“中”“
61、夢(mèng)”“國(guó)”,“國(guó)”“中”“夢(mèng)”,“國(guó)”“夢(mèng)”“中”,“夢(mèng)”“中”“國(guó)”,“夢(mèng)”“國(guó)”“中”,共計(jì)6種,能組成“中國(guó)夢(mèng)” 的只有1種,概率為. (2)從長(zhǎng)度分別為2,3,4,5,7的五條線段中任取三條,有(2,3,4),(2,3,5),(2,3,7),(2,4,5),(2,4,7),(2,5,7),(3,4,5),(3,4,7),(3,5,7),(4,5,7)共10個(gè)基本事件,記“這三條線段可以構(gòu)成三角形”為事件A,則事件A包含了(2,3,4),(2,4,5),(3,4,5),(3,5,7),(4,5,7)共5個(gè)基本事件,所以這三條線段可以構(gòu)成三角形的概率是. [答案] (1) (2) [
62、方法技巧] 1.古典概型計(jì)算三步曲 第一,本試驗(yàn)是不是等可能的; 第二,本試驗(yàn)的基本事件有多少個(gè); 第三,事件A是什么,它包含的基本事件有多少個(gè). 2.確定基本事件的方法 (1)當(dāng)基本事件總數(shù)較少時(shí),可列舉計(jì)算; (2)列表法、樹狀圖法. 幾何概型 [例2] (1)在長(zhǎng)為12 cm的線段AB上任取一點(diǎn)C,現(xiàn)作一矩形,鄰邊長(zhǎng)分別等于線段AC,CB的長(zhǎng),則該矩形的面積大于20 cm2的概率為________. (2)如圖所示,在等腰直角三角形ABC中,過(guò)直角頂點(diǎn)C在∠ACB內(nèi)部任作一條射線CM,與AB交于點(diǎn)M,則AM<AC的概率為________. (3)
63、如圖,矩形ABCD中,點(diǎn)A在x軸上, 點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0),且點(diǎn)C與點(diǎn)D在函數(shù)f(x)=的圖象上.若在矩形ABCD內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn),則此點(diǎn)取自陰影部分的概率等于________. (4)在棱長(zhǎng)為2的正方體ABCD-A1B1C1D1中,點(diǎn)O為底面ABCD的中心,在正方體ABCD-A1B1C1D1內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn)P,則點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1的概率為________. [解析] (1)設(shè)|AC|=x,則|BC|=12-x,所以x(12-x)>20,解得2<x<10,故所求概率P==. (2)過(guò)點(diǎn)C作CN交AB于點(diǎn)N,使AN=AC,如圖所示.顯然當(dāng)射線CM處在∠ACN內(nèi)時(shí),AM<AC. 又
64、∠A=45°,所以∠ACN=67.5°,故所求概率為P==. (3)因?yàn)閒(x)=B點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),所以C點(diǎn)坐標(biāo)為(1,2),D點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,2),A點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0),故矩形ABCD的面積為2×3=6,陰影部分的面積為×3×1=,故P==. (4)正方體的體積為:2×2×2=8,以O(shè)為球心,1為半徑且在正方體內(nèi)部的半球的體積為:×πr3=×π×13=π,則點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1的概率為:1-=1-. [答案] (1) (2) (3) (4)1- [方法技巧] 1.與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型 如果試驗(yàn)的結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域的幾何度量可用長(zhǎng)度表示,可直接用概率的計(jì)算公式求解. 2.與角
65、度有關(guān)的幾何概型 當(dāng)涉及射線的轉(zhuǎn)動(dòng),扇形中有關(guān)落點(diǎn)區(qū)域問(wèn)題時(shí),應(yīng)以角的大小作為區(qū)域度量來(lái)計(jì)算概率,且不可用線段的長(zhǎng)度代替,這是兩種不同的度量手段.如本例中的第(2)題極易求錯(cuò). 3.與面積有關(guān)的幾何概型 求解與面積有關(guān)的幾何概型時(shí),關(guān)鍵是弄清某事件對(duì)應(yīng)的面積,必要時(shí)可根據(jù)題意構(gòu)造兩個(gè)變量,把變量看成點(diǎn)的坐標(biāo),找到試驗(yàn)全部結(jié)果構(gòu)成的平面圖形,以便求解. 4.與體積有關(guān)的幾何概型 對(duì)于與體積有關(guān)的幾何概型問(wèn)題,關(guān)鍵是計(jì)算問(wèn)題的總體積(總空間)以及事件的體積(事件空間),對(duì)于某些較復(fù)雜的也可利用其對(duì)立事件去求. 能力練通 抓應(yīng)用體驗(yàn)的“得”與“失” 1.一個(gè)三位數(shù)的百位、十位、個(gè)
66、位上的數(shù)字依次為a,b,c,當(dāng)且僅當(dāng)a>b,b<c時(shí)稱為“凹數(shù)”(如213,312)等.若a,b,c∈{1,2,3,4},且a,b,c互不相同,則這個(gè)三位數(shù)為“凹數(shù)”的概率是________. 解析:由1,2,3組成的三位數(shù)有123,132,213,231,312,321,共6個(gè);由1,2,4組成的三位數(shù)有124,142,214,241,412,421,共6個(gè);由1,3,4組成的三位數(shù)有134,143,314,341,413,431,共6個(gè);由2,3,4組成的三位數(shù)有234,243,324,342,423,432,共6個(gè).所以共有6+6+6+6=24個(gè)三位數(shù).當(dāng)b=1時(shí),有214,213,314,412,312,413,共6個(gè)“凹數(shù)”;當(dāng)b=2時(shí),有324,423,共2個(gè)“凹數(shù)”.故這個(gè)三位數(shù)為“凹數(shù)”的概率P==. 答案: 2.將一顆骰子先后投擲兩次分別得到點(diǎn)數(shù)a,b,則直線ax+by=0與圓(x-2)2+y2=2有公共點(diǎn)的概率為________. 解析:依題意,將一顆骰子先后投擲兩次得到的點(diǎn)數(shù)所形成的數(shù)組(a,b)有(1,1),(1,2),(1,3),…,(6,6),共36
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