(全國(guó)通用版)2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十六單元 概率學(xué)案 理
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1、(全國(guó)通用版)2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十六單元 概率學(xué)案 理 互斥事件與對(duì)立事件 事件 定義 性質(zhì) 互斥事件 在一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)中,我們把一次試驗(yàn)下不能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件A與B稱作互斥事件 P(A∪B)=P(A)+P(B),(事件A,B是互斥事件); P(A1∪A2∪…∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An)(事件A1,A2,…,An任意兩個(gè)互斥) 對(duì)立事件 在一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)中,兩個(gè)試驗(yàn)不會(huì)同時(shí)發(fā)生,并且一定有一個(gè)發(fā)生的事件A和稱為對(duì)立事件 P()=1-P(A) C.0.97 D.0.08 解析:選A 記事件A:“生產(chǎn)的產(chǎn)品為甲級(jí)品”,B:“生產(chǎn)的產(chǎn)品為
2、乙級(jí)品”,C:“生產(chǎn)的產(chǎn)品為丙級(jí)品”,則P(B)=0.05,P(C)=0.03,且事件A,B,C兩兩互斥,P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)=1,所以P(A)=0.92. [清易錯(cuò)] 易忽視互斥事件與對(duì)立事件的關(guān)系而致誤 互斥事件是不可能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件,而對(duì)立事件除要求這兩個(gè)事件不同時(shí)發(fā)生外,還要求二者之一必須有一個(gè)發(fā)生,因此,對(duì)立事件是互斥事件的特殊情況,而互斥事件未必是對(duì)立事件. 在一次隨機(jī)試驗(yàn)中,彼此互斥的事件A,B,C,D的概率分別為0.2,0.2,0.3,0.3,則下列說法正確的是( ) A.A∪B與C是互斥事件,也是對(duì)立事件 B.B∪C與D是互斥事件,
3、也是對(duì)立事件 C.A∪C與B∪D是互斥事件,但不是對(duì)立事件 D.A與B∪C∪D是互斥事件,也是對(duì)立事件 解析:選D 由于A,B,C,D彼此互斥,且A∪B∪C∪D是一個(gè)必然事件,故其事件的關(guān)系可由如圖所示的Venn圖表示,由圖可知,任何一個(gè)事件與其余3個(gè)事件的和事件必然是對(duì)立事件,任何兩個(gè)事件的和事件與其余兩個(gè)事件的和事件也是對(duì)立事件. 古典概型 [過雙基] 1.特點(diǎn): (1)試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè),即有限性. (2)每個(gè)基本事件發(fā)生的可能性相等,即等可能性. 2.古典概型概率公式: P(A)=. 1.有3個(gè)興趣小組,甲、乙兩位同學(xué)各自參加其中一個(gè)
4、小組,每位同學(xué)參加各個(gè)小組的可能性相同,則這兩位同學(xué)參加同一個(gè)興趣小組的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選A 甲、乙兩位同學(xué)參加3個(gè)小組的所有可能性有9種,其中,甲、乙參加同一小組的情況有3種.故甲、乙參加同一個(gè)興趣小組的概率P==. 2.5張卡片上分別寫有數(shù)字1,2,3,4,5,從這5張卡片中隨機(jī)抽取2張,則取出2張卡片上數(shù)字之和為偶數(shù)的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選B 從這5張卡片中隨機(jī)抽取2張的所有基本事件為(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10個(gè)
5、,其中取出2張卡片上數(shù)字之和為偶數(shù)的基本事件為(1,3),(1,5),(2,4),(3,5),共4個(gè),所以從這5張卡片中隨機(jī)抽取2張,取出2張卡片上數(shù)字之和為偶數(shù)的概率為=. 3.盒中裝有10只乒乓球,其中6只新球,4只舊球,不放回地依次摸出2個(gè)球使用,在第一次摸出新球的條件下,第二次也摸出新球的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選B 由題可得,滿足要求的所有基本事件數(shù)為6×9=54,第一次摸出新球的條件下,第二次也摸出新球的基本事件數(shù)為6×5=30.所以由古典概型可知,P==. [清易錯(cuò)] 1.在計(jì)算古典概型中試驗(yàn)的所有結(jié)果數(shù)和事件發(fā)生結(jié)果時(shí),易忽視他們是否是等
6、可能的. 2.概率的一般加法公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)中,易忽視只有當(dāng)A∩B=?,即A,B互斥時(shí),P(A∪B)=P(A)+P(B),此時(shí)P(A∩B)=0. 1.一個(gè)袋子里裝有紅、黃、綠三種顏色的球各2個(gè),這6個(gè)球除顏色外完全相同,從中摸出2個(gè)球,則這2個(gè)球中至少有1個(gè)是紅球的概率是( ) A. B. C. D. 解析:選D 由題意知,摸出2個(gè)球的事件數(shù)共15個(gè),至少有1個(gè)是紅球的對(duì)立事件為兩個(gè)均不是紅球,事件個(gè)數(shù)為6個(gè),設(shè)兩個(gè)均不是紅球?yàn)槭录嗀,則P(A)==,所以其對(duì)立事件2個(gè)球中至少有1個(gè)是紅球的概率P=1-=. 2.從一副混合后的撲克牌(除去大、
7、小王52張)中,隨機(jī)抽取1張.事件A為“抽到紅桃K”,事件B為“抽到黑桃”,則P(A∪B)=________(結(jié)果用最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)表示). 解析:∵P(A)=,P(B)=, ∴P(A∪B)=P(A)+P(B)=+==. 答案: 幾何概型 [過雙基] 1.定義:如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型,簡(jiǎn)稱為幾何概型. 2.特點(diǎn): (1)無限性:在一次試驗(yàn)中,可能出現(xiàn)的結(jié)果有無限多個(gè); (2)等可能性:每個(gè)結(jié)果的發(fā)生具有等可能的. 3.公式: P(A)=. 1.在區(qū)間上隨機(jī)地取一個(gè)數(shù)x,則事件“-1≤log(
8、x+1)≤1”不發(fā)生的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選D 因?yàn)椋?≤log(x+1)≤1,所以-≤x≤2,所以所求事件的概率為1-=. 2.已知點(diǎn)P,Q為圓C:x2+y2=25上的任意兩點(diǎn),且|PQ|<6,若PQ中點(diǎn)組成的區(qū)域?yàn)镸,在圓C內(nèi)任取一點(diǎn),則該點(diǎn)落在區(qū)域M上的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選B PQ中點(diǎn)組成的區(qū)域M如圖陰影部分所示,那么在C內(nèi)部任取一點(diǎn)落在M內(nèi)的概率為=. 3.(2018·西寧復(fù)習(xí)檢測(cè))已知球O內(nèi)切于棱長(zhǎng)為2的正方體,若在正方體內(nèi)任取一點(diǎn),則這一點(diǎn)不在球內(nèi)的概率為________. 解析:由題意知球的半徑為1,
9、其體積為V球=,正方體的體積為V正方體=23=8, 則這一點(diǎn)不在球內(nèi)的概率P=1-=1-. 答案:1- 4.?dāng)?shù)軸上有四個(gè)間隔為1的點(diǎn)依次為A,B,C,D,在線段AD上隨機(jī)取一點(diǎn)E,則E點(diǎn)到B,C兩點(diǎn)的距離之和小于2的概率為________. 解析:如圖,數(shù)軸上AD=3,而到B,C兩點(diǎn)的距離之和小于2的點(diǎn)E在線段MN內(nèi),且MN=-=2,所以E點(diǎn)到B,C兩點(diǎn)的距離之和小于2的概率P==. 答案: 一、選擇題 1.從裝有2個(gè)紅球和2個(gè)白球的口袋內(nèi)任取2個(gè)球,那么互斥而不對(duì)立的兩個(gè)事件是( ) A.至少有1個(gè)白球,都是紅球 B.至少有1個(gè)白球,至多有1個(gè)紅球 C.恰有1個(gè)
10、白球,恰有2個(gè)白球 D.至多有1個(gè)白球,都是紅球 解析:選C 從裝有2個(gè)紅球和2個(gè)白球的口袋內(nèi)任取2個(gè)球共有三種可能:兩個(gè)白球、兩個(gè)紅球、一個(gè)白球和一個(gè)紅球,三者互斥,“至少有1個(gè)白球”和“都是紅球”是對(duì)立事件,“至少有1個(gè)白球”和“至多有1個(gè)紅球”不互斥,“恰有1個(gè)白球”和“恰有2個(gè)白球”互斥不對(duì)立,故選C. 2.一批產(chǎn)品次品率為4%,正品中一等品率為75%.現(xiàn)從這批產(chǎn)品中任取一件,恰好取到一等品的概率為( ) A.0.75 B.0.71 C.0.72 D.0.3 解析:選C 由題意可知,正品率為96%, 因?yàn)檎分幸坏绕仿蕿?5%, 所以一等品率為96%
11、×75%=72%, 所以任取一件產(chǎn)品,恰好是一等品的概率為0.72. 3.如圖,在一不規(guī)則區(qū)域內(nèi),有一邊長(zhǎng)為1 m的正方形,向區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地撒1 000顆黃豆,數(shù)得落在正方形區(qū)域內(nèi)(含邊界)的黃豆數(shù)為375,以此試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)可以估計(jì)出該不規(guī)則圖形的面積為( ) A.m2 B.2 m2 C.m2 D.3 m2 解析:選A 由幾何概型的概率計(jì)算公式及題意可近似得到=,所以該不規(guī)則圖形的面積大約為= (m2). 4.拋擲兩顆質(zhì)地均勻的骰子,則向上的點(diǎn)數(shù)之積為6的概率等于( ) A. B. C. D. 解析:選B 由題意拋擲兩顆質(zhì)地均勻的骰子,向上的點(diǎn)數(shù)所有可能情況為(1
12、,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),…,(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6),共36種情況,其中點(diǎn)數(shù)之積為6的情況為(1,6),(2,3),(3,2),(6,1),共4種情況,故所求概率為P==. 5.一只小蜜蜂在一個(gè)棱長(zhǎng)為3的正方體內(nèi)自由飛行,若蜜蜂在飛行過程中始終保持與正方體6個(gè)表面的距離均大于1,稱其為“安全飛行”,則蜜蜂“安全飛行”的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選B 依題意,小蜜蜂的安全飛行范圍為以這個(gè)正方體的中心為中心
13、且棱長(zhǎng)為1的小正方體內(nèi),這個(gè)小正方體的體積為1,大正方體的體積為33=27,故根據(jù)幾何概型得安全飛行的概率為P=. 6.已知5件產(chǎn)品中有2件次品,其余為合格品.現(xiàn)從這5件產(chǎn)品中任取2件,恰有一件次品的概率為( ) A.0.4 B.0.8 C.0.6 D.1 解析:選C 標(biāo)記5件產(chǎn)品中的次品為1,2,合格品為3,4,5.從這5件產(chǎn)品中任取2件,不同的取法有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),即基本事件的總數(shù)為10.“從這5件產(chǎn)品中任取2件,恰有一件次品”的取法有:(1,3),(1,4),(1,5),
14、(2,3),(2,4),(2,5),共6種取法,所以恰有一件次品的概率P==0.6. 7.將一枚骰子連續(xù)拋擲兩次,若先后出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)分別為b,c,則方程x2+bx+c=0有實(shí)根的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選C 將一枚骰子連續(xù)拋擲兩次共有36種結(jié)果.方程x2+bx+c=0有實(shí)根,則Δ=b2-4c≥0,即b≥2,其包含的結(jié)果有:(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),(6,1),(3,2),(4,2),(5,2),(6,2),(4,3),(5,3),(6,3),(4,4),(5,4),(6,4),(5,5),(6,5),(5,6),(6,6),共19種,由古典
15、概型的概率計(jì)算公式可得P=. 8.設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足x2+(y-1)2≤1,則x-y+2≤0的概率為( ) A. B. C. D. 解析:選C 如圖,x2+(y-1)2≤1表示圓心為(0,1),半徑為1的圓面,面積為π;同時(shí),x-y+2≤0表示圓面內(nèi)在x-y+2=0左上方的點(diǎn)構(gòu)成的平面區(qū)域,連接CB,則CA⊥CB,陰影部分的面積為-×1×1=-,由幾何概型的概率公式得P=. 二、填空題 9.點(diǎn)A為周長(zhǎng)等于3的圓周上的一個(gè)定點(diǎn),若在該圓周上隨機(jī)取一點(diǎn)B,則劣弧的長(zhǎng)度小于1的概率為________. 解析:如圖,可設(shè)與的長(zhǎng)度等于1,則由幾何概型可知其整體事件是其周長(zhǎng)3,則其概率是
16、. 答案: 10.在圓x2+y2=4所圍成的區(qū)域內(nèi)隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)P(x,y),則|x|+|y|≤2的概率為________. 解析:不等式|x|+|y|≤2表示的平面區(qū)域如圖中的陰影部分所示,則|x|+|y|≤2的概率為P==. 答案: 11.在一個(gè)不透明的空袋子里,放入僅顏色不同的2個(gè)紅球和1個(gè)白球,從中隨機(jī)摸出1個(gè)球后不放回,再從中隨機(jī)摸出1個(gè)球,兩次都摸到紅球的概率為________. 解析:畫樹狀圖為: 紅紅白 紅白紅 白紅紅 共有6種等可能的結(jié)果數(shù),其中兩次都摸到紅球的結(jié)果數(shù)為2,則隨機(jī)摸出1個(gè)球,兩次都摸到紅球的概率為. 答案: 12.高一年級(jí)某班有63名學(xué)生,現(xiàn)
17、要選一名學(xué)生標(biāo)兵,每名學(xué)生被選中是等可能的,若“選出的標(biāo)兵是女生”的概率是“選出的標(biāo)兵是男生”的概率的,則這個(gè)班的男生人數(shù)為________. 解析:根據(jù)題意,設(shè)該班的男生人數(shù)為x,則女生人數(shù)為63-x,因?yàn)槊棵麑W(xué)生被選中是等可能的,根據(jù)古典概型的概率計(jì)算公式知,“選出的標(biāo)兵是女生”的概率是,“選出的標(biāo)兵是男生”的概率是,故=×,解得x=33,故這個(gè)班的男生人數(shù)為33. 答案:33 三、解答題 13.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地到達(dá)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
18、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)分別求通過路徑L1和L2所用時(shí)間落在上表中各時(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,試通過計(jì)算說明,他們應(yīng)如何選擇各自的路徑. 解:(1)由題意知共調(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)相應(yīng)的概率約為0.44. (2)選擇L1的有60人,選擇L2的有40人,由調(diào)查結(jié)果得:
19、 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 (3)A1,A2分別表示甲選擇L1,L2時(shí),在40分鐘內(nèi)趕到火車站; B1,B2分別表示乙選擇L1,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),∴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.
20、9, ∵P(B2)>P(B1),∴乙應(yīng)選擇L2. 14.在某高校自主招生考試中,所有選報(bào)Ⅱ類志向的考生全部參加了“數(shù)學(xué)與邏輯”和“閱讀與表達(dá)”兩個(gè)科目的考試,成績(jī)分為A,B,C,D,E五個(gè)等級(jí).某考場(chǎng)考生的兩科考試成績(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如圖所示,其中“數(shù)學(xué)與邏輯”科目的成績(jī)?yōu)锽的考生有10人. (1)求該考場(chǎng)考生中“閱讀與表達(dá)”科目中成績(jī)?yōu)锳的人數(shù); (2)若等級(jí)A,B,C,D,E分別對(duì)應(yīng)5分,4分,3分,2分,1分,求該考場(chǎng)考生“數(shù)學(xué)與邏輯”科目的平均分; (3)已知參加本考場(chǎng)測(cè)試的考生中,恰有兩人的兩科成績(jī)均為A.在至少一科成績(jī)?yōu)锳的考生中,隨機(jī)抽取兩人進(jìn)行訪談,求這兩人的兩科成績(jī)均
21、為A的概率. 解:(1)因?yàn)椤皵?shù)學(xué)與邏輯”科目中成績(jī)等級(jí)為B的考生有10人,所以該考場(chǎng)有=40(人), 所以該考場(chǎng)考生中“閱讀與表達(dá)”科目中成績(jī)等級(jí)為A的人數(shù)為40×(1-0.375-0.375-0.15-0.025)=40×0.075=3. (2)由圖知,“數(shù)學(xué)與邏輯”科目的成績(jī)?yōu)镈的頻率為1-0.2-0.375-0.25-0.075=0.1,故該考場(chǎng)考生“數(shù)學(xué)與邏輯”科目的平均分為1×0.2+2×0.1+3×0.375+4×0.25+5×0.075=2.9. (3)因?yàn)閮煽瓶荚囍?,共?個(gè)得分等級(jí)為A,又恰有兩人的兩科成績(jī)等級(jí)均為A,所以還有2人只有一個(gè)科目得分為A,設(shè)這四人為甲,
22、乙,丙,丁,其中甲,乙是兩科成績(jī)都是A的同學(xué),則在至少一科成績(jī)等級(jí)為A的考生中,隨機(jī)抽取兩人進(jìn)行訪談,基本事件空間為Ω={(甲,乙),(甲,丙),(甲,丁),(乙,丙),(乙,丁),(丙,丁)},有6個(gè)基本事件.設(shè)“隨機(jī)抽取兩人進(jìn)行訪談,這兩人的兩科成績(jī)等級(jí)均為A的為事件B,所以事件B中包含的基本事件有1個(gè),則P(B)=.高考研究課(一) 古典概型命題2類型——簡(jiǎn)單問題、交匯問題 [全國(guó)卷5年命題分析] 考點(diǎn) 考查頻度 考查角度 古典概型 5年4考 求古典概型的概率 古典概型的簡(jiǎn)單問題 [典例] (1)有五條長(zhǎng)度分別為1,3,5,7,9的線段,若從這五條線段中任取三
23、條,則所取三條線段能構(gòu)成一個(gè)三角形的概率為( ) A. B. C. D. (2)(2017·山東高考)某旅游愛好者計(jì)劃從3個(gè)亞洲國(guó)家A1,A2,A3和3個(gè)歐洲國(guó)家B1,B2,B3中選擇2個(gè)國(guó)家去旅游. ①若從這6個(gè)國(guó)家中任選2個(gè),求這2個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的概率; ②若從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選1個(gè),求這2個(gè)國(guó)家包括A1但不包括B1的概率. [解] (1)由題意,從這五條線段中任取三條,有10種不同的取法,其中所取三條線段能構(gòu)成一個(gè)三角形的取法有:(3,5,7),(3,7,9),(5,7,9),共有3種不同的取法,所以所取三條線段能構(gòu)成一個(gè)三角形的概率為. 答
24、案:B (2)①由題意知,從6個(gè)國(guó)家中任選2個(gè)國(guó)家,其所有可能的結(jié)果組成的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},共15個(gè). 所選兩個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的事件所包含的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},共3個(gè). 則所求事件的概率為P==. ②從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選1個(gè),其所有可能的結(jié)果組成的基本事件有: {A1,B1},{A1,B2},{A1,B3
25、},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},共9個(gè). 包括A1但不包括B1的事件所包含的基本事件有:{A1,B2},{A1,B3},共2個(gè), 則所求事件的概率為P=. [方法技巧] 計(jì)算古典概型的概率可分三步: (1)算出基本事件的總個(gè)數(shù)n; (2)求出事件A所包含的基本事件個(gè)數(shù)m; (3)代入公式求出概率P.解題時(shí)可根據(jù)需要靈活選擇列舉法、列表法或樹狀圖法. [即時(shí)演練] 1.袋中裝有大小、形狀完全相同的4只球,其中1只白球,1只紅球,2只黃球,從中一次隨機(jī)摸出2只球,則這2只球顏色不同的概率為________.
26、 解析:從袋中一次摸出兩個(gè)球,總的事件個(gè)數(shù)為6.摸出兩個(gè)相同顏色球只有兩個(gè)黃球,所以2只球顏色相同的概率為,所以這2只球顏色不同的概率為1-=. 答案: 2.一所學(xué)校計(jì)劃舉辦“國(guó)學(xué)”系列講座.由于條件限制,按男、女生比例采取分層抽樣的方法,從某班選出10人參加活動(dòng),在活動(dòng)前,對(duì)所選的10名同學(xué)進(jìn)行了國(guó)學(xué)素養(yǎng)測(cè)試,這10名同學(xué)的性別和測(cè)試成績(jī)(百分制)的莖葉圖如圖所示. (1)根據(jù)這10名同學(xué)的測(cè)試成績(jī),分別估計(jì)該班男、女生國(guó)學(xué)素養(yǎng)測(cè)試的平均成績(jī); (2)這10名同學(xué)中男生和女生的國(guó)學(xué)素養(yǎng)測(cè)試成績(jī)的方差分別為s,s,試比較s與s的大小(只需直接寫出結(jié)果); (3)若從這10名同學(xué)中
27、隨機(jī)選取一男一女兩名同學(xué),求這兩名同學(xué)的國(guó)學(xué)素養(yǎng)測(cè)試成績(jī)均為優(yōu)良的概率.(注:成績(jī)大于等于75分為優(yōu)良).
解:(1)設(shè)這10名同學(xué)中男、女生的平均成績(jī)分別為1,2.
則1==73.75,
2==76,
故該班男、女生國(guó)學(xué)素養(yǎng)測(cè)試的平均成績(jī)分別為73.75,76.
(2)s 28、(a1,b6),
(a2,b1),(a2,b2),(a2,b3),(a2,b4),(a2,b5),(a2,b6),
(a3,b1),(a3,b2),(a3,b3),(a3,b4),(a3,b5),(a3,b6),
(a4,b1),(a4,b2),(a4,b3),(a4,b4),(a4,b5),(a4,b6),
共24種.
其中兩名同學(xué)均為優(yōu)良的取法有:
(a2,b3),(a2,b4),(a2,b5),(a2,b6),(a3,b3),(a3,b4),(a3,b5),(a3,b6),(a4,b3),(a4,b4),(a4,b5),(a4,b6),共12種,
所以P(A)==,即兩名同 29、學(xué)成績(jī)均為優(yōu)良的概率為.
古典概型的交匯命題問題
古典概型在高考中常與平面向量、集合、函數(shù)、解析幾何、統(tǒng)計(jì)等知識(shí)交匯命題,命題的角度新穎,考查知識(shí)全面,能力要求較高.
常見的命題角度有:
(1)古典概型與平面向量相結(jié)合;
(2)古典概型與直線、圓相結(jié)合;
(3)古典概型與函數(shù)相結(jié)合;
(4)古典概型與統(tǒng)計(jì)相結(jié)合.
角度一:古典概型與平面向量相結(jié)合
1.(2018·威海調(diào)研)從集合中隨機(jī)抽取一個(gè)數(shù)a,從集合中隨機(jī)抽取一個(gè)數(shù)b,則向量m=(a,b)與向量n=(1,-1)垂直的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 由題意可知m=(a,b)有:( 30、2,1),(2,3),(2,5),(3,1),(3,3),(3,5),(4,1),(4,3),(4,5),(5,1),(5,3),(5,5),共12種情況.
因?yàn)閙⊥n,即m·n=0,
所以a×1+b×(-1)=0,即a=b,
滿足條件的有(3,3),(5,5),共2種情況,
故所求的概率為.
角度二:古典概型與直線、圓相結(jié)合
2.某同學(xué)先后投擲一枚骰子兩次,第一次向上的點(diǎn)數(shù)記為x,第二次向上的點(diǎn)數(shù)記為y,在直角坐標(biāo)系xOy中,以(x,y)為坐標(biāo)的點(diǎn)落在直線2x-y=1上的概率為________.
解析:∵試驗(yàn)發(fā)生包含的事件是先后擲兩次骰子,共有6×6=36種結(jié)果,
滿足條件的 31、事件是以(x,y)為坐標(biāo)的點(diǎn)落在直線2x-y=1上,
則(x,y)為(1,1),(2,3),(3,5),共有3種結(jié)果,
∴根據(jù)古典概型的概率公式得以(x,y)為坐標(biāo)的點(diǎn)落在直線2x-y=1上的概率P==.
答案:
角度三:古典概型與函數(shù)相結(jié)合
3.已知關(guān)于x的一元二次函數(shù)f(x)=ax2-4bx+1.
(1)設(shè)集合P={1,2,3}和Q={-1,1,2,3,4},分別從集合P和Q中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)作為a和b,求函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù)的概率;
(2)設(shè)點(diǎn)(a,b)是區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)點(diǎn),求函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù)的概率.
解:(1)由題意知,總的基 32、本事件的個(gè)數(shù)是3×5=15.
∵函數(shù)f(x)=ax2-4bx+1的圖象的對(duì)稱軸為x=,要使f(x)=ax2-4bx+1在區(qū)間[1,+∞)上為增函數(shù),
當(dāng)且僅當(dāng)a>0且≤1,即2b≤a時(shí).
若a=1,則b=-1;
若a=2,則b=-1,1;
若a=3,則b=-1,1.
∴事件包含基本事件的個(gè)數(shù)是1+2+2=5,
∴所求事件的概率P==.
(2)由(1)知當(dāng)且僅當(dāng)2b≤a且a>0時(shí),函數(shù)f(x)=ax2-4bx+1在區(qū)間[1,+∞)上為增函數(shù),依條件可知試驗(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域?yàn)椋础鱋AB部分;構(gòu)成所求事件的區(qū)域?yàn)椤鱋AC部分.
由得交點(diǎn)坐標(biāo)C,
∴由幾何概型概率公式得 33、所求事件的概率
P==.
角度四:古典概型與統(tǒng)計(jì)相結(jié)合
4.某企業(yè)為了解下屬某部門對(duì)本企業(yè)職工的服務(wù)情況,隨機(jī)訪問50名職工.根據(jù)這50名職工對(duì)該部門的評(píng)分,繪制頻率分布直方圖(如圖所示),其中樣本數(shù)據(jù)分組區(qū)間為:
[40,50),[50,60),…,[80,90),[90,100].
(1)求頻率分布直方圖中a的值;
(2)估計(jì)該企業(yè)的職工對(duì)該部門評(píng)分不低于80的概率;
(3)從評(píng)分在[40,60)的受訪職工中,隨機(jī)抽取2人,求此2人的評(píng)分都在[40,50)的概率.
解:(1)因?yàn)?0.004+a+0.018+0.022×2+0.028)×10=1,所以a=0.006.
34、
(2)由所給頻率分布直方圖知,50名受訪職工評(píng)分不低于80的頻率為(0.022+0.018)×10=0.4,所以該企業(yè)職工對(duì)該部門評(píng)分不低于80的概率的估計(jì)值為0.4.
(3)受訪職工中評(píng)分在[50,60)的有:50×0.006×10=3(人),記為A1,A2,A3;
受訪職工中評(píng)分在[40,50)的有:50×0.004×10=2(人),記為B1,B2.
從這5名受訪職工中隨機(jī)抽取2人,所有可能的結(jié)果共有10種,它們是{A1,A2},{A1,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A2,A3},{A2,B1},{A2,B2},{A3,B1},{A3,B2},{B1,B2}.又因?yàn)樗?/p>
35、取2人的評(píng)分都在[40,50)的結(jié)果有1種,即{B1,B2},故所求的概率為.
[方法技巧]
解決與古典概型交匯命題的問題時(shí),把相關(guān)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為事件,列舉基本事件,求出基本事件和隨機(jī)事件的個(gè)數(shù),然后利用古典概型的概率計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算.
1.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)從分別寫有1,2,3,4,5的5張卡片中隨機(jī)抽取1張,放回后再隨機(jī)抽取1張,則抽得的第一張卡片上的數(shù)大于第二張卡片上的數(shù)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 記兩次取得卡片上的數(shù)字依次為a,b,則一共有25個(gè)不同的數(shù)組(a,b),其中滿足a>b的數(shù)組共有10個(gè),分別為(2,1),(3,1),(3, 36、2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),因此所求的概率P==.
2.(2016·全國(guó)卷Ⅲ)小敏打開計(jì)算機(jī)時(shí),忘記了開機(jī)密碼的前兩位,只記得第一位是M,I,N中的一個(gè)字母,第二位是1,2,3,4,5中的一個(gè)數(shù)字,則小敏輸入一次密碼能夠成功開機(jī)的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:選C ∵Ω={(M,1),(M,2),(M,3),(M,4),(M,5),(I,1),(I,2),(I,3),(I,4),(I,5),(N,1),(N,2),(N,3),(N,4),(N,5)},
∴事件總數(shù)有15種.
∵正確的開機(jī)密碼只有1種, 37、∴P=.
3.(2015·全國(guó)卷Ⅰ)如果3個(gè)正整數(shù)可作為一個(gè)直角三角形三條邊的邊長(zhǎng),則稱這3個(gè)數(shù)為一組勾股數(shù),從1,2,3,4,5中任取3個(gè)不同的數(shù),則這3個(gè)數(shù)構(gòu)成一組勾股數(shù)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 從1,2,3,4,5中任取3個(gè)不同的數(shù)共有如下10個(gè)不同的結(jié)果:(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5),(2,3,4),(2,3,5),(2,4,5),(3,4,5),其中勾股數(shù)只有(3,4,5),所以概率為.
4.(2014·全國(guó)卷Ⅱ)甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員各自等可能地從紅、白、藍(lán)3種顏色的運(yùn)動(dòng)服中選擇1 38、種,則他們選擇相同顏色運(yùn)動(dòng)服的概率為________.
解析:甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員各自等可能地從紅、白、藍(lán)3種顏色的運(yùn)動(dòng)服中選擇1種的所有可能情況為(紅,白),(白,紅),(紅,藍(lán)),(藍(lán),紅),(白,藍(lán)),(藍(lán),白),(紅,紅),(白,白),(藍(lán),藍(lán)),共9種,他們選擇相同顏色運(yùn)動(dòng)服的所有可能情況為(紅,紅),(白,白),(藍(lán),藍(lán)),共3種.故所求概率為P==.
答案:
5.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)某超市計(jì)劃按月訂購一種酸奶,每天進(jìn)貨量相同,進(jìn)貨成本每瓶4元,售價(jià)每瓶6元,未售出的酸奶降價(jià)處理,以每瓶2元的價(jià)格當(dāng)天全部處理完.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 39、高氣溫不低于25,需求量為500瓶;如果最高氣溫位于區(qū)間[20,25),需求量為300瓶;如果最高氣溫低于20,需求量為200瓶.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)間的頻率估計(jì)最高氣溫位于該區(qū)間的概率.
(1)估計(jì)六月份這種酸奶一天的需求量不超過300瓶的概率;
(2)設(shè)六月份一天銷售這種酸奶的利潤(rùn)為Y(單位:元).當(dāng)六月份這種酸奶一天的進(jìn)貨量為4 40、50瓶時(shí),寫出Y的所有可能值,并估計(jì)Y大于零的概率.
解:(1)這種酸奶一天的需求量不超過300瓶,當(dāng)且僅當(dāng)最高氣溫低于25,由表格數(shù)據(jù)知,最高氣溫低于25的頻率為=0.6,所以這種酸奶一天的需求量不超過300瓶的概率的估計(jì)值為0.6.
(2)當(dāng)這種酸奶一天的進(jìn)貨量為450瓶時(shí),若最高氣溫不低于25,則Y=6×450-4×450=900;
若最高氣溫位于區(qū)間[20,25),
則Y=6×300+2(450-300)-4×450=300;
若最高氣溫低于20,
則Y=6×200+2(450-200)-4×450=-100.
所以Y的所有可能值為900,300,-100.
Y大于零當(dāng) 41、且僅當(dāng)最高氣溫不低于20,由表格數(shù)據(jù)知,最高氣溫不低于20的頻率為=0.8,因此Y大于零的概率的估計(jì)值為0.8.
一、選擇題
1.(2017·天津高考)有5支彩筆(除顏色外無差別),顏色分別為紅、黃、藍(lán)、綠、紫.從這5支彩筆中任取2支不同顏色的彩筆,則取出的2支彩筆中含有紅色彩筆的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 從5支彩筆中任取2支不同顏色的彩筆,有10種不同取法:(紅,黃),(紅,藍(lán)),(紅,綠),(紅,紫),(黃,藍(lán)),(黃,綠),(黃,紫),(藍(lán),綠),(藍(lán),紫),(綠,紫).而取出的2支彩筆中含有紅色彩筆的取法有(紅,黃),(紅,藍(lán) 42、),(紅,綠),(紅,紫),共4種,故所求概率P==.
2.先后拋擲兩顆質(zhì)地均勻的骰子,則兩次朝上的點(diǎn)數(shù)之積為奇數(shù)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 骰子的點(diǎn)數(shù)為1,2,3,4,5,6,先后拋擲兩顆質(zhì)地均勻的骰子,設(shè)基本事件為(x,y),共有6×6=36個(gè),記兩次點(diǎn)數(shù)之積為奇數(shù)的事件為A,有(1,1),(1,3),(1,5),(3,1),(3,3),(3,5),(5,1),(5,3),(5,5)共9個(gè),所以兩次朝上的點(diǎn)數(shù)之積為奇數(shù)的概率為P(A)==.
3.高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽期間,某賓館隨機(jī)安排五名男生入住3個(gè)標(biāo)間(每個(gè)標(biāo)間至多住2人),則A,B入住同一標(biāo)間的概率為( 43、 )
A. B.
C. D.
解析:選B 記A,B入住同一標(biāo)間的概率為P,某賓館隨機(jī)安排五名男生入住3個(gè)標(biāo)間(每個(gè)標(biāo)間至多住2人)共有A=90種不同的方法,A,B入住同一標(biāo)間有CA=18種不同的方法,∴P==.
4.(2018·泉州質(zhì)檢)一個(gè)三位自然數(shù)百位、十位、個(gè)位上的數(shù)字依次為a,b,c,當(dāng)且僅當(dāng)a>b,b<c時(shí),稱該三位自然數(shù)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( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由1,2,3組成的三位自然數(shù)為123,132,213,231,312,321 44、,共6個(gè);同理由1,2,4組成的三位自然數(shù)共6個(gè);由1,3,4組成的三位自然數(shù)也是6個(gè);由2,3,4組成的三位自然數(shù)也是6個(gè).所以共有4×6=24個(gè).當(dāng)b=1時(shí),有214,213,312,314,412,413,共6個(gè)“凹數(shù)”;當(dāng)b=2時(shí),有324,423,共2個(gè)“凹數(shù)”.所以這個(gè)三位數(shù)為“凹數(shù)”的概率P==.
5.高考后,4位考生各自在甲、乙兩所大學(xué)中任選一所參觀,則甲、乙兩所大學(xué)都有考生參觀的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 高考后,4位考生各自在甲、乙兩所大學(xué)中任選一所參觀,基本事件總數(shù)n=24=16,甲、乙兩所大學(xué)都有考生參觀的對(duì)立事件是4位考生都參觀甲大 45、學(xué)或4位考生都參觀乙大學(xué),所以甲、乙兩所大學(xué)都有考生參觀的概率P=1--=.
6.a(chǎn),b,c,d,e是從集合{1,2,3,4,5}中任取的5個(gè)元素(不允許重復(fù)),則abc+de為奇數(shù)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由題意可得a,b,c,d,e是1,2,3,4,5這5個(gè)數(shù),將這5個(gè)數(shù)分組可得(123,45),(124,35),(125,34),(134,25),(135,24),(145,23),(234,15),(235,14),(245,13),(345,12),共分10組,其中能使abc+de為奇數(shù)的有(124,35),(135,24),(234,15), 46、(245,13),共有4組,所以abc+de為奇數(shù)的概率P==.
7.拋擲質(zhì)地均勻的甲、乙兩顆骰子,設(shè)出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)分別為a,b,則<|b-a2|<6-a成立的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由題意知(a,b)的所有可能情況為(1,1),(1,2),(1,3),…,(6,4),(6,5),(6,6),共36種,設(shè)“<|b-a2|<6-a成立”為事件A,則事件A包括(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,6),共7種,故P(A)=.
8.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+b2x+1,若a是從1,2,3三個(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),b是從0 47、,1,2三個(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),則該函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 對(duì)函數(shù)f(x)求導(dǎo)可得f′(x)=x2+2ax+b2,
要滿足題意需x2+2ax+b2=0有兩個(gè)不等實(shí)根,
即Δ=4(a2-b2)>0,即a>b.
又(a,b)的取法共有9種,其中滿足a>b的有(1,0),(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(3,2),共6種,
故所求的概率P==.
二、填空題
9.若從正八邊形的8個(gè)頂點(diǎn)中隨機(jī)選取3個(gè)頂點(diǎn),則以它們作為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形的概率是________.
解析:由任何三點(diǎn)不共線,則共有C=56個(gè)三角形,8個(gè) 48、等分點(diǎn)可得4條直徑,可構(gòu)成直角三角形有4×6=24個(gè),所以構(gòu)成直角三角形的概率P==.
答案:
10.從-1,0,1,3,4這五個(gè)數(shù)中任選一個(gè)數(shù)記為a,則使曲線y=的圖象在第一、三象限,且滿足不等式組無解的概率為________.
解析:曲線y=的圖象在第一、三象限,且滿足不等式組無解,即7-3a>0且a≤3,所以a<,所以a可?。?,0,1,由古典概型的概率公式,得P=.
答案:
11.從-=1(其中m,n∈{-1,2,3})所表示的圓錐曲線(橢圓、雙曲線、拋物線)方程中任取一個(gè),則此方程是焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線方程的概率為________.
解析:當(dāng)方程-=1表示橢圓、雙曲線、拋 49、物線等圓錐曲線時(shí),不能有m<0,n>0,所以方程-=1表示橢圓、雙曲線、拋物線等圓錐曲線的(m,n)有(2,-1),(3,-1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),(-1,-1),共7種,其中表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線時(shí),m>0,n>0,有(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),共4種,所以所求概率P=.
答案:
12.設(shè)集合A={0,1,2},B={0,1,2},分別從集合A和B中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)a和b,確定平面上一個(gè)點(diǎn)P(a,b),設(shè)“點(diǎn)P(a,b)落在直線x+y=n上”為事件Cn(0≤n≤4,n∈N),若事件Cn的概率最大,則n的值為________.
解析:由題意 50、知,點(diǎn)P的坐標(biāo)的所有情況為(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),共9種.
當(dāng)n=0時(shí),落在直線x+y=0上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,0),共1種;
當(dāng)n=1時(shí),落在直線x+y=1上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,1)和(1,0),共2種;
當(dāng)n=2時(shí),落在直線x+y=2上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,1),(2,0),(0,2),共3種;
當(dāng)n=3時(shí),落在直線x+y=3上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,2),(2,1),共2種;
當(dāng)n=4時(shí),落在直線x+y=4上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,2),共1種.
因此,當(dāng)Cn的概率最大時(shí),n=2.
答案:2
三、解答題
1 51、3.有一枚正方體骰子,六個(gè)面分別寫有數(shù)字1,2,3,4,5,6,規(guī)定拋擲該枚骰子得到的數(shù)字是拋擲后面向上的那一個(gè)數(shù)字.已知b和c是先后拋擲該枚骰子得到的數(shù)字,函數(shù)f(x)=x2+bx+c(x∈R).
(1)若先拋擲骰子得到的數(shù)字是3,求再次拋擲骰子時(shí),函數(shù)y=f(x)有零點(diǎn)的概率;
(2)求函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(-3,+∞)上是增函數(shù)的概率.
解:(1)記“函數(shù)f(x)=x2+bx+c(x∈R)有零點(diǎn)”為事件A,
由題意知,b=3,c=1,2,3,4,5,6,
∴所有的基本事件為(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),共6個(gè).
當(dāng)函數(shù)f(x)=x2 52、+bx+c(x∈R)有零點(diǎn)時(shí),方程x2+bx+c=0有實(shí)數(shù)根,即Δ=b2-4c≥0,
∴c≤,∴c=1或2,
即事件A包含2個(gè)基本事件,
∴函數(shù)f(x)=x2+bx+c(x∈R)有零點(diǎn)的概率P(A)==.
(2)由題意可知,所有的基本事件為(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),…,(6,5),(6,6),共36個(gè).
記“函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(-3,+∞)上是增函數(shù)”為事件B.
∵y=f(x)的圖象開口向上,
∴要想使函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(-3,+∞)上是增函數(shù),
只需-≤-3即可,解得b≥6,∴b=6.
∴事件B包含的基本事件 53、有6個(gè).
∴函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(-3,+∞)上是增函數(shù)的概率
P(B)==.
14.學(xué)校組織學(xué)生參加某項(xiàng)比賽,參賽選手必須有很好的語言表達(dá)能力和文字組織能力.學(xué)校對(duì)10位已入圍的學(xué)生進(jìn)行語言表達(dá)能力和文字組織能力的測(cè)試,測(cè)試成績(jī)分為A,B,C三個(gè)等級(jí),其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表:
語言表達(dá)能力
文字組織能力
A
B
C
A
2
2
0
B
1
a
1
C
0
1
b
由于部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失,只知道從這10位參加測(cè)試的學(xué)生中隨機(jī)抽取一位,抽到語言表達(dá)能力或文字組織能力為C的學(xué)生的概率為.
(1)求a,b的值;
(2)從測(cè)試成績(jī)均為A或B的學(xué)生中任 54、意抽取2位,求其中至少有一位語言表達(dá)能力或文字組織能力為A的學(xué)生的概率.
解:(1)依題意可知,語言表達(dá)能力或文字組織能力為C的學(xué)生共有(b+2)人,
所以=,a+b=3,
解得b=1,a=2.
(2)測(cè)試成績(jī)均為A或B的學(xué)生共有7人,其中語言表達(dá)能力和文字組織能力均為B的有2人,設(shè)為b1,b2,其余5人設(shè)為a1,a2,a3,a4,a5.
則基本事件空間Ω={(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a1,a5),(a1,b1),(a1,b2),(a2,a3),(a2,a4),(a2,a5),(a2,b1),(a2,b2),(a3,a4),(a3,a5),(a3,b1),(a 55、3,b2),(a4,a5),(a4,b1),(a4,b2),(a5,b1),(a5,b2),(b1,b2)}.
所以基本事件空間總數(shù)為21.
選出的2人語言表達(dá)能力和文字組織能力均為B的有(b1,b2).
所以至少有一位語言表達(dá)能力或文字組織能力為A的學(xué)生的概率P=1-=.
1.若x∈A的同時(shí),還有∈A,則稱A是“好搭檔集合”,在集合B=的所有非空子集中任選一集合,則該集合是“好搭檔集合”的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 由題意可得,集合B的非空子集有25-1=31個(gè),其中是“好搭檔集合”的有:{1},,,,,,,共7個(gè),所以該集合是“好搭檔集合”的概 56、率為P=.
2.“累積凈化量(CCM)”是空氣凈化器質(zhì)量的一個(gè)重要衡量指標(biāo),它是指空氣凈化器從開始使用到凈化效率為50%時(shí)對(duì)顆粒物的累積凈化量,以克表示.根據(jù)GB/T18801-2015《空氣凈化器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)空氣凈化器的累積凈化量(CCM)有如下等級(jí)劃分:
累積凈化量(克)
(3,5]
(5,8]
(8,12]
12以上
等級(jí)
P1
P2
P3
P4
為了了解一批空氣凈化器(共2 000臺(tái))的質(zhì)量,隨機(jī)抽取n臺(tái)機(jī)器作為樣本進(jìn)行估計(jì),已知這n臺(tái)機(jī)器的累積凈化量都分布在區(qū)間(4,14]中,按照(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14]均勻分組, 57、其中累積凈化量在(4,6]的所有數(shù)據(jù)有:4.5,4.6,5.1,5.2,5.7和5.9,并繪制了如下頻率分布直方圖.
(1)求n的值及頻率分布直方圖中的x值;
(2)以樣本估計(jì)總體,試估計(jì)這批空氣凈化器(共2 000臺(tái))中等級(jí)為P2的空氣凈化器有多少臺(tái)?
(3)從累積凈化量在(4,6]的樣本中隨機(jī)抽取2臺(tái),求恰好有1臺(tái)等級(jí)為P2的概率.
解:(1)∵在(4,6]之間的數(shù)據(jù)一共有6個(gè),
再由頻布直方圖得,落在(4,6]之間的頻率為0.03×2=0.06,
∴n==100.
由頻率分布直方圖的性質(zhì)得:
(0.03+x+0.12+0.14+0.15)×2=1,
解得x=0.06 58、.
(2)由頻率分布直方圖可知,落在(6,8]之間共0.12×2×100=24臺(tái),
又∵在(5,6]之間共4臺(tái),
∴落在(5,8]之間共28臺(tái),
∴估計(jì)這批空氣凈化器(共2 000臺(tái))中等級(jí)為P2的空氣凈化器有×2 000=560臺(tái).
(3)設(shè)“恰好有1臺(tái)等級(jí)為P2”為事件B,
依題意落在(4,6]之間共6臺(tái),屬于國(guó)標(biāo)P2級(jí)的有4臺(tái),
則從(4,6]中隨機(jī)抽取2臺(tái),基本事件總數(shù)n=C=15,事件B包含的基本事件個(gè)數(shù)m=C·C=8,
∴恰好有1臺(tái)等級(jí)為P2的概率P(B)==.
高考研究課(二)
幾何概型命題3角度——長(zhǎng)度(角度)、面積、體積
[全國(guó)卷5年命題分析]
考點(diǎn) 59、
考查頻度
考查角度
長(zhǎng)度型
5年1考
求概率
面積型
5年2考
求概率、隨機(jī)模擬求近似值
體積型
未考查
與長(zhǎng)度(角度)有關(guān)的幾何概型
[典例] (1)在區(qū)間[-1,1]上隨機(jī)取一個(gè)數(shù),則直線y=k(x+2)與圓x2+y2=1有公共點(diǎn)的概率為________.
(2)如圖,在等腰直角△ABC中,過直角頂點(diǎn)C作射線CM交AB于M,則使得AM小于AC的概率為________.
[解析] (1)因?yàn)橹本€y=k(x+2)與圓x2+y2=1有公共點(diǎn),所以圓心到直線的距離d=≤1,
則-≤k≤,區(qū)間長(zhǎng)度為,
所以所求事件的概率P==.
(2)當(dāng)AM=AC 60、時(shí),△ACM為以A為頂點(diǎn)的等腰三角形,∠ACM==67.5°.
當(dāng)∠ACM<67.5°時(shí),AM<AC,
所以AM小于AC的概率
P==.
[答案] (1) (2)
[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)域問題時(shí),應(yīng)以角的大小作為區(qū)域度量來計(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.
[即時(shí)演練]
1.(2017·江蘇高考)記函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)镈.在區(qū)間[-4,5]上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,則x∈D的概率是_______ 61、_.
解析:由6+x-x2≥0,解得-2≤x≤3,則D=[-2,3],則所求概率P==.
答案:
2.如圖所示,在直角坐標(biāo)系內(nèi),射線OT落在30°角的終邊上,任作一條射線OA,則射線OA落在∠yOT內(nèi)的概率為________.
解析:因?yàn)樯渚€OA在坐標(biāo)系內(nèi)是等可能分布的,所以O(shè)A落在∠yOT內(nèi)的概率為=.
答案:
與體積有關(guān)的幾何概型
[典例] (2018·煙臺(tái)模擬)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] 由題意,在正方體ABCD 62、-A1B1C1D1內(nèi)任取一點(diǎn),滿足幾何概型,記“點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1”為事件A,則事件A發(fā)生時(shí),點(diǎn)P位于以O(shè)為球心,以1為半徑的半球外.又V正方體ABCD-A1B1C1D1=23=8,V半球=·π·13=π,
∴所求事件概率P(A)==1-.
[答案] 1-
[方法技巧]
與體積有關(guān)的幾何概型求法的關(guān)鍵點(diǎn)
對(duì)于與體積有關(guān)的幾何概型問題,關(guān)鍵是計(jì)算問題的總體積(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.
[即時(shí)演練]
1.在400毫升自來水中有一個(gè)大腸桿菌,今從中隨機(jī)取出2毫升水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的概率為( )
A.0.0 63、08 B.0.004
C.0.002 D.0.005
解析:選D 大腸桿菌在400毫升自來水中的位置是任意的,且結(jié)果有無限個(gè),屬于幾何概型.設(shè)取出2毫升水樣有大腸桿菌為事件A,則事件A構(gòu)成的區(qū)域體積是2毫升,全部試驗(yàn)結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域體積是400毫升,則P(A)==0.005.
2.已知在四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,底面ABCD是正方形,PA=AB=2,在該四棱錐內(nèi)部或表面任取一點(diǎn)O,則三棱錐O-PAB的體積不小于的概率為________.
解析:如圖,取AD,BC,PC,PD的中點(diǎn)分別為E,F(xiàn),G,H,當(dāng)點(diǎn)O在幾何體CDEFGH內(nèi)部或表面上時(shí),VO-PAB 64、≥.在幾何體CDEFGH中,連接GD,GE,則VCDEFGH=VG-CDEF+VG-DEH=,又VP-ABCD=,則所求概率為=.
答案:
與面積有關(guān)的幾何概型
與面積有關(guān)的幾何概型是近幾年高考的熱點(diǎn)之一.,常見的命題角度有:
(1)與平面圖形面積有關(guān)的問題;
(2)與線性規(guī)劃交匯的問題;
(3)與函數(shù)有關(guān)的問題;
(4)與定積分交匯的問題.
角度一:與平面圖形面積有關(guān)的問題
1.隨機(jī)向邊長(zhǎng)為5,5,6的三角形中投一點(diǎn)P,則點(diǎn)P到三個(gè)頂點(diǎn)的距離都不小于2的概率是________.
解析:若點(diǎn)P到三個(gè)頂點(diǎn)的距離都不小于2,
則點(diǎn)P位于圖中陰影部分,
三角 65、形在三個(gè)圓的面積之和為
×π×22=2π,
△ABC的面積S=×6×4=12,
所以陰影部分的面積S=12-2π,
故對(duì)應(yīng)的概率P==1-.
答案:1-
角度二:與線性規(guī)劃交匯的問題
2.把長(zhǎng)為80 cm的鐵絲隨機(jī)截成三段,則每段鐵絲長(zhǎng)度都不小于20 cm的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 設(shè)把長(zhǎng)為80 cm的鐵絲隨機(jī)截成三段的長(zhǎng)度分別為x,y,80-x-y,則構(gòu)成實(shí)驗(yàn)的全部區(qū)域?yàn)樽鞒鍪疽鈭D如圖所示,此區(qū)域?yàn)檠L(zhǎng)80 cm的等腰直角三角形OAB,則面積為×80×80=3 200 cm2,記“這三段長(zhǎng)度均不小于20 cm”為事件M,則構(gòu) 66、成M的區(qū)域?yàn)榇藚^(qū)域?yàn)檠L(zhǎng)20 cm的等腰直角三角形CDE,則面積為×20×20=200 cm2,所以每段鐵絲長(zhǎng)度不小于20 cm的概率P(M)==.
角度三:與函數(shù)有關(guān)的問題
3.設(shè)函數(shù)f(x)=在區(qū)間[0,e]上隨機(jī)取一個(gè)實(shí)數(shù)x,則f(x)的值不小于常數(shù)e的概率為( )
A. B.1-
C. D.
解析:選B 由題可得,因?yàn)閒(x)≥e,且f(x)=所以有1≤x≤e,所以由幾何概型可得,f(x)的值不小于常數(shù)e的概率P=1-.
角度四:與定積分交匯問題
4.如圖,設(shè)D是圖中邊長(zhǎng)分別為1和2的矩形區(qū)域,E是D內(nèi)位于函數(shù)y=(x>0)圖象下方的區(qū)域(陰影部分),從D內(nèi)隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)M,則點(diǎn)M取自E內(nèi)的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由定積分的性質(zhì)可知,矩形內(nèi)空白部分的面積為dx=(2x-ln x)1=1-ln 2,故所求概率為P==.
[方法技巧]
與面積有關(guān)的平面圖形的幾何概型,解題的關(guān)鍵是對(duì)所求的事件A構(gòu)成的平面區(qū)域形狀的判斷及面積的計(jì)算,基本方法是數(shù)形結(jié)合.
1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)如圖,正方形ABCD內(nèi)的圖形來自
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