《高三數(shù)學(xué)北師大版理一輪教師用書:第11章 經(jīng)典微課堂 規(guī)范答題系列4 高考中的概率與統(tǒng)計(jì)問題 Word版含解析》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高三數(shù)學(xué)北師大版理一輪教師用書:第11章 經(jīng)典微課堂 規(guī)范答題系列4 高考中的概率與統(tǒng)計(jì)問題 Word版含解析(4頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
[命題解讀] 從近五年全國卷高考試題來看,在高考的解答題中,對(duì)概率與隨機(jī)變量及其分布相結(jié)合的綜合問題的考查既是熱點(diǎn)又是重點(diǎn),是高考必考的內(nèi)容,并且常常與統(tǒng)計(jì)相結(jié)合,常常設(shè)計(jì)成包含概率計(jì)算、概率分布表、隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望與方差、統(tǒng)計(jì)圖表的識(shí)別等知識(shí)為主的綜合題.以考生比較熟悉的實(shí)際應(yīng)用問題為載體,考查學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法分析問題和解決問題的能力.
[典例示范] (本題滿分12分)(2019·全國卷Ⅰ)為治療某種疾病,研制了甲、乙兩種新藥,希望知道哪種新藥更有效,為此進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn).試驗(yàn)方案如下:每一輪選取兩只白鼠對(duì)藥效進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn).對(duì)于兩只白鼠,隨機(jī)選一只施以甲藥,另一只施以乙藥.
2、一輪的治療結(jié)果得出后,再安排下一輪試驗(yàn).當(dāng)其中一種藥治愈的白鼠比另一種藥治愈的白鼠多4只時(shí),就停止試驗(yàn),并認(rèn)為治愈只數(shù)多的藥更有效.為了方便描述問題,約定:對(duì)于每輪試驗(yàn),若施以甲藥的白鼠治愈且施以乙藥的白鼠未治愈則甲藥得1分,乙藥得-1分;若施以乙藥的白鼠治愈且施以甲藥的白鼠未治愈則乙藥得1分,甲藥得-1分;若都治愈或都未治愈則兩種藥均得0分.甲、乙兩種藥的治愈率分別記為α和β,一輪試驗(yàn)中甲藥的得分記為X.
(1)求X的分布列①;
(2)若甲藥、乙藥在試驗(yàn)開始時(shí)都賦予4分,pi(i=0,1,…,8)表示“甲藥的累計(jì)得分為i時(shí),最終認(rèn)為甲藥比乙藥更有效”的概率,則p0=0,p8=1,pi=
3、
api-1+bpi+cpi+1(i=1,2,…,7),其中a=P(X=-1),b=P(X=0),c=P(X=1).假設(shè)α=0.5,β=0.8.
(i)證明:{pi+1-pi}(i=0,1,2,…,7)為等比數(shù)列②;
(ii)求p4,并根據(jù)p4的值解釋這種試驗(yàn)方案的合理性.
[信息提取] (1)看到①,想到概率模型及概率的求法;(2)看到②,想到遞推關(guān)系的變形;看到求特定項(xiàng),想到求通項(xiàng)公式.
[規(guī)范解答] (1)X的所有可能取值為-1,0,1.
P(X=-1)=(1-α)β,
P(X=0)=αβ+(1-α)(1-β),
P(X=1)=α(1-β), 3分
所以X的分布列為
4、X
-1
0
1
P
(1-α)β
αβ+(1-α)(1-β)
α(1-β)
4分
(2)①由(1)得a=0.4,b=0.5,c=0.1.
因此pi=0.4pi-1+0.5pi+0.1pi+1,
故0.1=0.4,
即pi+1-pi=4. 6分
又因?yàn)閜1-p0=p1≠0,
所以(i=0,1,2,…,7)為公比為4,首項(xiàng)為p1的等比數(shù)列.7分
②由①可得
p8=p8-p7+p7-p6+…+p1-p0+p0
=++…+=p1.
由于p8=1,故p1=, 9分
所以p4=+++=p1=.
10分
p4表示最終認(rèn)為甲藥更有效的概率,由計(jì)算結(jié)果可以
5、看出,在甲藥治愈率為0.5,乙藥治愈率為0.8時(shí),認(rèn)為甲藥更有效的概率為p4=≈0.003 9,此時(shí)得出錯(cuò)誤結(jié)論的概率非常小,說明這種試驗(yàn)方案合理. 12分
[易錯(cuò)防范]
易錯(cuò)點(diǎn)
防范措施
忽視X的實(shí)際含義導(dǎo)致取值錯(cuò)誤,進(jìn)而導(dǎo)致概率計(jì)算錯(cuò)誤
細(xì)心審題,把握題干中的重要字眼,關(guān)鍵處加標(biāo)記,同時(shí)理解X取每個(gè)值的含義
對(duì)(2)的條件“pi=api-1+bpi+cpi+1”不理解,求不出a,b,c
結(jié)合(1)中的分布列及題設(shè)條件,推理求解便可
不會(huì)證明:{pi+1-pi}(i=0,1,2,…,7)為等比數(shù)列.
采用累加遞推法求解.
[通性通法] 隨機(jī)變量
6、分布列類問題的求解步驟:
(1)定元:根據(jù)已知條件確定離散型隨機(jī)變量的取值.
(2)定性:明確每個(gè)隨機(jī)變量取值所對(duì)應(yīng)的事件.
(3)定型:確定事件的概率模型和計(jì)算公式.
(4)計(jì)算:計(jì)算隨機(jī)變量取每一個(gè)值的概率.
(5)列表:列出分布列.
(6)求解:根據(jù)公式求期望.
[規(guī)范特訓(xùn)] 某超市計(jì)劃按月訂購一種冰激凌,每天進(jìn)貨量相同,進(jìn)貨成本為每桶5元,售價(jià)為每桶7元,未售出的冰激凌以每桶3元的價(jià)格當(dāng)天全部處理完畢,根據(jù)往年銷售經(jīng)驗(yàn),每天需求量與當(dāng)天最高氣溫(單位:℃)有關(guān),如果最高氣溫不低于25 ℃,需求量為600桶,如果最高氣溫(單位:℃)位于區(qū)間[20,25),需求量為400桶,
7、如果最高氣溫低于20 ℃,需求量為200桶.為了確定六月份的訂購計(jì)劃,統(tǒng)計(jì)了前三年六月份各天的最高氣溫?cái)?shù)據(jù),得下面的頻數(shù)分布表:
最高氣溫(℃)
[10,15)
[15,
20)
[20,
25)
[25,
30)
[30,
35)
[35,
40]
天數(shù)
2
16
36
25
7
4
以最高氣溫位于各區(qū)間的頻率代替最高氣溫位于該區(qū)間的概率.
(1)求六月份這種冰激凌一天的需求量X(單位:桶)的分布列;
(2)設(shè)六月份一天銷售這種冰激凌的利潤為Y(單位:元),當(dāng)六月份這種冰激凌一天的進(jìn)貨量n(單位:桶)為多少時(shí),Y的均值取得最大值?
[解] (1)
8、由已知得,X的所有可能取值為200,400,600,記六月份最高氣溫低于20 ℃為事件A1,最高氣溫(單位:℃)位于區(qū)間[20,25)為事件A2,最高氣溫不低于25 ℃為事件A3,根據(jù)題意,結(jié)合頻數(shù)分布表,用頻率估計(jì)概率,可知P(X=200)=P(A1)==,P(X=400)=P(A2)==,P(X=600)=P(A3)==,
故六月份這種冰激凌一天的需求量X(單位:桶)的分布列為
X
200
400
600
P
(2)由題意得,
當(dāng)n≤200時(shí),EY=2n≤400;
當(dāng)200600時(shí),
EY=×[200×2+(n-200)×(-2)]+×[400×2+(n-400)×(-2)]+×[600×2+(n-600)×(-2)]=1 760-2n<560,
所以當(dāng)n=400時(shí),
Y的均值取得最大值640.