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- 2021-06-19 发布
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层级二 专题六 第2讲 概率与统计的综合应用(文)
限时50分钟 满分76分
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.
(2020·吉林百校联盟联考)太极图是以黑白两个鱼形纹组成的图案,它形象地表达了阴阳轮转,展现了一种相互转化、相对统一的形式美.按照太极图的构图方法,在平面直角坐标系中,圆O被y=3sinx的图象分割为两个对称的鱼形图案,如图所示,其中小圆的半径均为1,现在大圆内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:B [由题意,所求事件的概率模型是一个与面积相关的几何概型.
由图可知,大圆的直径等于函数y=3sinx的周期T.
设大圆的半径为R,则R==×=6,
则大圆面积为S1=πR2=36π.
两个小圆的半径都为1,故其面积和为S2=π×12×2=2π,
由几何概型可得,所求事件的概率P==.故选B.]
2.(课标全国Ⅰ)为美化环境,从红、黄、白、紫4种颜色的花中任选2种花种在一个花坛中,余下的2种花种在另一个花坛中,则红色和紫色的花不在同一花坛的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:
- 7 -
C [从红、黄、白、紫4种颜色的花中任选2种有以下选法:(红黄)、(红白)、(红紫)、(黄白)、(黄紫)、(白紫),共6种,其中红色和紫色的花不在同一花坛(亦即黄色和白色的花不在同一花坛)的选法有4种,所以所求事件的概率P==,故选C.]
3.(2020·海口模拟)某学校星期一至星期五每天上午共安排五节课,每节课的时间为40分钟,第一节课上课时间为7:50~8:30,课间休息10分钟,某同学请假后返校,若他在8:50~9:30之间随机到达教室,则他听第二节课的时间不少于20分钟的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:B [他在8:50~9:30之间随机到达教室,区间长度为40,他听第二节课的时间不少于20分钟,则他在8:50~9:00之间随机到达教室,区间长度为10,所以他在8:50~9:30之间随机到达教室,则他听第二节课的时间不少于20分钟的概率是=.]
4.(2019·全国Ⅲ卷)两位男同学和两位女同学随机排成一列,则两位女同学相邻的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:D [本题考查常见背景中的古典概型,渗透了数学建模和数学运算素养.采取等同法,利用等价转化的思想解题.两位男同学和两位女同学排成一列,因为男生和女生人数相等,两位女生相邻与不相邻的排法种数相同,所以两位女生相邻与不相邻的概率均是.故选D.]
5.(2020·保定模拟)甲、乙、丙三名同学6次数学成绩及班级平均分(单位:分)如表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
第六次
甲
95
87
92
93
87
94
乙
88
80
85
78
86
72
丙
69
63
72
71
74
74
全班
88
72
81
80
75
77
则下列说法错误的是( )
A.甲同学的数学成绩高于班级平均水平,且较稳定
B.乙同学的数学成绩平均值是81.5分
- 7 -
C.从丙同学前4次的数学成绩中随机抽取2次,这2次中至少有1次成绩超过70分的概率为
D.在6次数学成绩中,乙同学成绩超过班级平均分的概率为
解析:D [由统计表知,甲同学的数学成绩高于班级平均水平,且较稳定,故A正确;乙同学的数学成绩平均值是×(88+80+85+78+86+72)=81.5,故B正确;从丙同学前4次的数学成绩中随机抽取2次的所有可能情况为(69,63),(69,72),(69,71),(63,72),(63,71),)(72,71),共6种,至少有1次成绩超过70分的情况为(69,72),(69,71),(63,72),(63,71),(72,71),共5种,故所求概率为,故C正确;在6次数学成绩中,乙同学成绩超过班级平均分的次数为2,所以超过班级平均分的概率为,故D不正确.故选D.]
6.(2019·潍坊三模)某商场对某一商品搞活动,已知该商品每一个的进价为3元,销售价为8元,每天销售的第20个及之后的商品按半价出售,该商场统计了近10天这种商品的销售量,如图所示.设x为这种商品每天的销售量,y为该商场每天销售这种商品的利润.从日利润不少于96元的几天里任选2天,则选出的这2天日利润都是97元的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:B [当日销售量不少于20个时,日利润不少于96元,其中日销售量为20个时,日利润为96元;日销售量为21个时,日利润为97元.从条形统计图可以看出,日销售量为20个的3天,日销售量为21个的有2天.日销售量为20个的3天,分别记为a,b,c,日销售量为21个的2天,分别记为A,B,从这5天中任选2天,可能的情况有10种:(a,b),(a,c),(a,A),(a,B),(b,c),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B),(A,B),其中选出的2天日销售量都为21个的情况只有1种,故所求概率P=.]
二、填空题(本大题共2小题,每小题5分,共10分)
7.已知1,4,2,8,y这5个数的平均值为4,在2,0,1,y这4个数中随机取出3个不同的数,则2是取出的3个不同数的中位数的概率为________.
- 7 -
解析:由题意得4×5=1+4+2+8+y,得y=5,从数2,0,1,5中随机取出3个不同的数,有(2,0,1),(2,0,5),(0,1,5),(2,1,5),共4种不同情况,其中2是取出的3个不同数的中位数的是(2,0,5),(2,1,5),共2种,∴对应的概率P==.
答案:
8.(2019·江苏卷)从3名男同学和2名女同学中任选2名同学参加志愿者服务,则选出的2名同学中至少有1名女同学的概率是________.
解析:计数原理是高考考查的重点内容,考查的形式有两种,一是独立考查,二是与古典概型结合考查,由于古典概型概率的计算比较明确,所以,计算正确基本事件总数是解题的重要一环.在处理问题的过程中,应注意审清题意,明确“分类”“分步”,设3名男同学为A1、A2、A3,2名女同学为B1、B2,则从3名男同学和2名女同学中任选2名同学参加志愿服务,A1A2、A1A3、A1B1、A1B2、A2A3、A2B1、A2B2、A3B1、A3B2、B1B2共10种情况.
若选出的2名学生恰有1名女生,有A1B1、A1B2、A2B1、A2B2、A3B1、A3B2共6种情况,
若选出的2名学生都是女生,有B1B2共1种情况,
所以所求的概率为=.
答案:
三、解答题(本大题共3小题,每小题12分,共36分)
9.(2020·武汉模拟)某公司为了提高利润,从2013年至2019年每年都对生产环节的改进进行投资,投资金额x(单位:万元)与年利润增长量y(单位:万元)的数据如表:
年份
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
投资金额x/万元
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
年利润增长量y/万元
6.0
7.0
7.4
8.1
8.9
9.6
11.1
(1)请用最小二乘法求出y关于x的回归直线方程.如果2020年该公司计划对生产环节的改进的投资金额为8万元,估计该公司在该年的年利润增长量为多少?(结果保留两位小数)
(2)现从2013年至2019年这7年中抽出两年进行调查,记λ=年利润增长量-投资金额,求这两年都是λ>2万元的概率.
- 7 -
解析:(1)=6,=8.3,7 =348.6,
===8.3-1.571×6=-1.126≈-1.13,
所以回归直线方程为=1.57x-1.13.
将x=8代入方程得=1.57×8-1.13=11.43,
即该公司在该年的年利润增长量大约为11.43万元.
(2)由题意可知,
年份
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
λ/万元
1.5
2
1.9
2.1
2.4
2.6
3.6
2013年至2019年这7年分别记为1,2,3,4,5,6,7,则总的基本事件为(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(1,7),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(2,7),(3,4),(3,5),(3,6),(3,7),(4,5),(4,6),(4,7),(5,6),(5,7),(6,7),共21种,
抽出的两年都是λ>2万元的情况为(4,5),(4,6),(4,7),(5,6),(5,7),(6,7),共6种,
所以抽出的两年都是λ>2万元的概率P==.
10.(2019·北京卷)改革开放以来,人们的支付方式发生了巨大转变,近年来,移动支付已成为主要支付方式之一.为了解某校学生上个月A,B两种移动支付方式的使用情况,从全校所有的1 000名学生中随机抽取了100人,发现样本中A,B两种支付方式都不使用的有5人,样本中仅使用A和仅使用B的学生的支付金额分布情况如下:
支付金额
支付方式
不大于2 000元
大于2 000元
- 7 -
仅使用A
27人
3人
仅使用B
24人
1人
(1)估计该校学生中上个月A,B两种支付方式都使用的人数;
(2)从样本仅使用B的学生中随机抽取1人,求该学生上个月支付金额大于2 000元的概率;
(3)已知上个月样本学生的支付方式在本月没有变化,现从样本仅使用B的学生中随机抽查1人,发现他本月的支付金额大于2 000元.结合(2)的结果,能否认为样本仅使用B的学生中本月支付金额大于2 000元的人数有变化?说明理由.
解析:本题主要考查古典概型概率公式及其应用,概率的定义与应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.(1)由图表可知仅使用A的人数有30人,仅使用B的人数有25人,
由题意知A,B两种支付方式都不使用的有5人,
所以样本中两种支付方式都使用的有100-30-25-5=40,
所以全校学生中两种支付方式都使用的有×1 000=400(人).
(2)因为样本中仅使用B的学生共有25人,只有1人支付金额大于2 000元,
所以该学生上个月支付金额大于2 000元的概率为.
(3)由(2)知支付金额大于2 000元的概率为,
因为从仅使用B的学生中随机调查1人,发现他本月的支付金额大于2 000元,
依据小概率事件它在一次试验中是几乎不可能发生的,所以可以认为仅使用B的学生中本月支付金额大于2000元的人数有变化,且比上个月多.
答案:(1)400人 (2) (3)见解析
11.(2020·辽宁六校协作体联考)十九大报告指出,坚决打赢脱贫攻坚战.某帮扶单位为帮助定点扶贫村真正脱贫,坚持扶贫同扶智相结合,帮助贫困村种植蜜柚,并利用互联网电商渠道进行销售.为了更好地销售,现从该村的蜜柚树上随机摘下了100个蜜柚测量它们的质量(单位:克),其质量分布在区间[1 500,3 000]内,根据统计质量的数据作出频率分布直方图如图所示.
- 7 -
(1)按分层抽样的方法从质量落在[1 750,2 000),[2 000,2 250)内的蜜柚中随机抽取5个,再从这5个蜜柚中随机抽取2个,求这2个蜜柚的质量均小于2 000克的概率;
(2)以各组数据的中间数值代表这组数据的平均水平,以频率代表概率,已知该贫困村的蜜柚树上大约还有5 000个蜜柚待出售,某电商提出两种收购方案:
A.所有蜜柚均以40元/千克的价格收购;
B.质量低于2 250克的蜜柚以60元/个的价格收购,质量高于或等于2 250克的蜜柚以80元/个的价格收购.
请你通过计算为该村选择收益最好的方案.
解析:(1)由题意得蜜柚质量在[1 750,2 000)内和在[2 000,2 250)内的比例为2∶3,
所以应分别从质量在[1 750,2 000)内和在[2 000,2 250)内的蜜柚中各抽取2个和3个.
记抽取质量在[1 750,2 000)内的蜜柚为A1,A2,质量在[2 000,2 250)内的蜜柚为B1,B2,B3,
则从这5个蜜柚中随机抽取2个的情况共有以下10种:
{A1,A2},{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3}.
其中2个蜜柚的质量均小于2 000克的仅有{A1,A2}这1种情况,故所求概率为.
(2)方案A好,理由如下.
由频率分布直方图可知,蜜柚质量在[1 500,1 750)内的频率为250×0.000 4=0.1,
同理可得,蜜柚质量在[1 750,2 000),[2 000,2 250),[2 250,2 500),[2 500,2 750),[2 750,3 000]内的频率依次为0.1,0.15,0.4,0.2,0.05.
若按方案A收购,
根据题意可得各组蜜柚的个数依次为500,500,750,2 000,1 000,250.
则总收益为(×500+×500+×750+×2 000+×1 000+×250)×40÷1 000=×250×[(6+7)×2+(7+8)×2+(8+9)×3+(9+10)×8+(10+11)×4+(11+12)×1]×40÷1 000=1 250×(26+30+51+152+84+23)=457 500(元).
若按方案B收购,
易知蜜柚质量低于2 250克的个数为(0.1+0.1+0.15)×5 000=1 750,
蜜柚质量不低于2 250的个数为5 000-1 750=3 250.
所以总收益为1 750×60+3 250×80=250×20×(7×3+13×4)=365 000(元).
因为457 500>365 000,即方案A的收益比方案B的收益高,所以应该选择方案A.
- 7 -
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