【优质部编】2019-2020版高考数学大一轮复习 第十一章专题探究课六学案 理 新人教B版
2019版高考数学大一轮复习 第十一章专题探究课六学案 理 新人教B版
专题探究课六高考导航 1.概率与统计是高考中相对独立的一块内容,处理问题的方式、方法体现了较高的思维含量.该类问题以应用题为载体,注重考查学生的应用意识及阅读理解能力、化归转化能力;2.概率问题的核心是概率计算.其中事件的互斥、对立、独立是概率计算的核心,排列组合是进行概率计算的工具.统计问题的核心是样本数据的获得及分析方法,重点是频率分布直方图、茎叶图和样本的数字特征;3.离散型随机变量的分布列及其期望的考查是历来高考的重点,难度多为中低档类题目,特别是与统计内容的渗透,背景新颖,充分体现了概率与统计的工具性和交汇性.热点一 常见概率模型的概率几何概型、古典概型、相互独立事件与互斥事件的概率、条件概率是高考的热点,几何概型主要以客观题形式考查,求解的关键在于找准测度(面积、体积或长度);相互独立事件、互斥事件常作为解答题的一问考查,也是进一步求分布列、期望与方差的基础,求解该类问题要正确理解题意,准确判定概率模型,恰当选择概率公式.【例1】 (2017·全国Ⅰ卷)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每天从该生产线上随机抽取16个零件,并测量其尺寸(单位:cm).根据长期生产经验,可以认为这条生产线正常状态下生产的零件的尺寸服从正态分布N (μ,σ2).(1)假设生产状态正常,记X 表示一天内抽取的16个零件中其尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件数,求P (X ≥1)及X 的数学期望;(2)一天内抽检零件中,如果出现了尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查. (ⅰ)试说明上述监控生产过程方法的合理性; (ⅱ)下面是检验员在一天内抽取的16个零件的尺寸: 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 经计算得x =116∑i =116x i =9.97,s =116∑i =116 (x i -x )2=116(∑i =116x 2i -16x 2)≈0.212,其中x i 为抽取的第i 个零件的尺寸,i =1,2, (16)用样本平均数x 作为μ的估计值μ^,用样本标准差s 作为σ的估计值σ^,利用估计值判断是否需对当天的生产过程进行检查?剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据,用剩下的数据估计μ和σ(精确到0.01).附:若随机变量Z 服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-3σ<Z <μ+3σ)=0.997 4, 0.997 416≈0.959 2,0.008≈0.09.解 (1)由题可知抽取的一个零件的尺寸落在(μ-3σ,μ+3σ)之内的概率为0.997 4,从而零件的尺寸落在 (μ-3σ,μ+3σ)之外的概率为0.002 6,故X ~B (16,0.002 6).因此P (X ≥1)=1-P (X =0)=1-0.997 416≈1-0.959 2=0.040 8.X 的数学期望E (X )=16×0.002 6=0.041 6.(2)(ⅰ)如果生产状态正常,一个零件尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的概率只有 0.002 6,一天内抽取的16个零件中,出现尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件的概率只有0.040 8,发生的概率很小,因此一旦发生这种情况,就有理由认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查,可见上述监控生产过程的方法是合理的.(ⅱ)由x =9.97,s ≈0.212,得μ的估计值为μ^=9.97,σ的估计值为σ^=0.212,由样本数据可以看出有一个零件的尺寸在(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外,因此需对当天的生产过程进行检查.剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的平均数为115×(16×9.97-9.22)=10.02,因此μ的估计值为10.02.i =116x 2i =16×0.2122+16×9.972≈1 591.134, 剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的样本方差为115×(1 591.134-9.222-15×10.022)≈0.008,因此σ的估计值为0.008≈0.09.探究提高 1.解第(1)题的关键是认清随机变量X 服从二项分布,并能够应用E (X )=np 求解,易出现的失误是由于题干较长,不能正确理解题意.2.解第(2)题的关键是理解正态分布的意义,能够利用3σ原则求解,易出现的失误有两个方面,一是不清楚正态分布N (μ,σ2)中μ和σ的意义及其计算公式,二是计算失误. 【训练1】 (2018·沈阳调研)甲、乙两班进行消防安全知识竞赛,每班出3人组成甲乙两支代表队,首轮比赛每人一道必答题,答对则为本队得1分,答错或不答都得0分,已知甲队3人每人答对的概率分别为34,23,12,乙队每人答对的概率都是23,设每人回答正确与否相互之间没有影响,用ξ表示甲队总得分. (1)求ξ=2的概率;(2)求在甲队和乙队得分之和为4的条件下,甲队比乙队得分高的概率. 解 (1)ξ=2,则甲队有两人答对,一人答错,故P (ξ=2)=34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34×23×12=1124.(2)设甲队和乙队得分之和为4为事件A ,甲队比乙队得分高为事件B .设乙队得分为η,则η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23.P (ξ=1)=34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×12=14,P (ξ=3)=34×23×12=14,P (η=1)=C 13·23·⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29,P (η=2)=C 23·⎝ ⎛⎭⎪⎫232·13=49,P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,∴P (A )=P (ξ=1)P (η=3)+P (ξ=2)P (η=2)+P (ξ=3)·P (η=1) =14×827+1124×49+14×29=13, P (AB )=P (ξ=3)·P (η=1)=14×29=118,∴所求概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=11813=16.热点二 概率统计与函数的交汇问题(教材VS 高考)高考数学试题中对概率统计的考查有这样一类试题,题目非常新颖,又非常符合生活实际,这就是概率统计与函数的交汇问题,一般是以统计图表为载体,离散型随机变量的期望是某一变量的函数,利用函数的性质求期望的最值.【例2】 (满分12分)(2017·全国Ⅲ卷)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:以最高气温位于各区间的频率估计最高气温位于该区间的概率. (1)求六月份这种酸奶一天的需求量X (单位:瓶)的分布列;(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量n (单位:瓶)为多少时,Y 的数学期望达到最大值?教材探源 本题第(2)问需对酸奶的需求量n 进行分类讨论,以确定利润的最大值,这种分类讨论的思想源自于人教版教材选修2-3 P63例3.满分解答 解 (1)由题意知,X 所有的可能取值为200,300,500,1分(得分点1) 由表格数据知P (X =200)=2+1630×3=0.2,2分(得分点2) P (X =300)=3630×3=0.4,3分(得分点3) P (X =500)=25+7+430×3=0.4.4分(得分点4)因此X 的分布列为5分(得分点5)(2)由题意知,这种酸奶一天的需求量至多为500,至少为200,因此只需考虑200≤n ≤500. 当300≤n ≤500时,若最高气温不低于25,则Y =6n -4n =2n ,若最高气温位于区间[20,25),则Y=6×300+2(n-300)-4n=1 200-2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n;因此E(Y)=2n×0.4+(1 200-2n)×0.4+(800-2n)×0.2=640-0.4n.8分(得分点6)当200≤n<300时,若最高气温不低于20,则Y=6n-4n=2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n;因此E(Y)=2n×(0.4+0.4)+(800-2n)×0.2=160+1.2n.11分(得分点7)所以n=300时,Y的数学期望达到最大值,最大值为520元.12分(得分点8)❶得步骤分:抓住得分点的步骤、步步为赢:如第(1)问,指出随机变量X所有的可能取值,有则得1分,无则没有分;随机变量X的各个值对应的概率也是每个1分,列出其分布列是1分,也是每个步骤都有分,都是得分点,第(2)问也是如此.❷得关键分:解题过程的关键点,有则给分,无则没分,如第(2)问中,根据n的范围求E(Y),即当300≤n≤500时,E(Y)=640-2n;当200≤n≤300时,E(Y)=160+1.2n,若这两个关键运算结果有误,即使有计算过程和步骤也不得分.❸得计算分:解题过程中计算正确,是得满分的保证,如第(1)问中三个概率值的计算要正确,否则不得分.1.求离散型随机变量的均值和方差问题的一般步骤第一步:确定随机变量的所有可能值;第二步:求每一个可能值所对应的概率;第三步:列出离散型随机变量的分布列;第四步:求均值和方差;第五步:反思回顾、查看关键点、易错点和答题规范.2.概率统计与函数交汇问题的解题步骤第一步:通读题目,仔细审题,理解题意;第二步:根据题目所要解决的问题,确定自变量及其取值范围;第三步:构建函数模型,写出函数的解析式;第四步:利用函数模型,求解目标函数的最值或最优解.【训练2】 (2018·青岛模拟)我国是世界上严重缺水的国家,城市缺水问题较为突出.某市政府为了鼓励居民节约用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民月用水量标准x (吨),用水量不超过x 的部分按平价收费,超出x 的部分按议价收费,为了了解全市市民用水量的分布情况,通过抽样,获得了100位居民某年的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5]分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求频率分布直方图中a 的值;(2)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x (吨),估计x 的值,并说明理由; (3)已知平价收费标准为4元/吨,议价收费标准为8元/吨.当x =3时,估计该市居民的月平均水费(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).解 (1)由频率分布直方图,可得(0.08+0.16+a +0.40+0.52+a +0.12+0.08+0.04)×0.5=1,解得a =0.30.(2)∵前6组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52+0.30)×0.5=0.88>0.85, 而前5组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52)×0.5=0.73<0.85, ∴2.5≤x <3.由0.3×(x -2.5)=0.85-0.73,解得x =2.9.因此,估计月用水量标准为2.9吨时,85%的居民每月的用水量不超过标准. (3)设居民月用水量为t 吨,相应的水费为y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,3×4+(t -3)×8,t >3,即y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,8t -12,t >3. 由题设条件及月均用水量的频率分布直方图,得居民每月的水费数据分组与频率分布表如下:根据题意,该市居民的月平均水费估计为1×0.04+3×0.08+5×0.15+7×0.20+9×0.26+11×0.15+14×0.06+18×0.04+22×0.02=8.42(元).热点三 概率统计与统计案例的交汇问题近几年的高考数学试题对统计案例的考查一般不单独命题,而是与概率、随机变量的数学期望交汇命题,高考对此类题目的要求是能根据给出的或通过统计图表给出的相关数据求线性回归方程,了解独立性检验的思想方法,会判断两个分类变量是否有关.【例3】 (2017·全国Ⅱ卷)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下:(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A 表示事件:旧养殖法的箱产量低于50 kg ,新养殖法的箱产量不低于50 kg ,估计A 的概率;(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关:(3)根据箱产量的频率分布直方图,求新养殖法箱产量的中位数的估计值(精确到0.01).χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2解 (1)记B 表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg ”,C 表示事件“新养殖法的箱产量不低于50 kg ”.由题意知,P (A )=P (BC )=P (B )P (C ). 旧养殖法的箱产量低于50 kg 的频率为(0.012+0.014+0.024+0.034+0.040)×5=0.62, 故P (B )的估计值为0.62.新养殖法的箱产量不低于50 kg 的频率为 (0.068+0.046+0.010+0.008)×5=0.66, 故P (C )的估计值为0.66.因此,事件A 的概率估计值为0.62×0.66=0.409 2. (2)根据箱产量的频率分布直方图得列联表χ2=200×(62×66-34×38)100×100×96×104≈15.705.由于15.705>6.635,故有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关.(3)因为新养殖法的箱产量的频率分布直方图中,箱产量低于50 kg 的直方图面积为 (0.004+0.020+0.044)×5=0.34<0.5, 箱产量低于55 kg 的直方图面积为(0.004+0.020+0.044+0.068)×5=0.68>0.5, 故新养殖法箱产量的中位数的估计值为 50+0.5-0.340.068≈52.35 (kg).探究提高 1.解答此类问题的关键是读懂所给的统计图表,从统计图表中得解题所需的相关数据,以频率为概率,结合互斥事件、对立事件的概率求解.2.应用独立性检验的方法解决问题,要特别注意计算χ2时计算量大,小心出错. 【训练3】 (2018·梅州模拟)中石化集团获得了某地深海油田区块的开采权,集团在该地区随机初步勘探了部分油井中的几口井,取得了地质资料,进入全面勘探时期后,集团按网络点来布置井位进行全面勘探.由于勘探一口井的费用很高,如果新设计的井位与原有井位重合或接近,便利用旧井的地质资料,不必打这口新井,以节约勘探费用,勘探初期数据资料见下表:(1)1~6号旧井位置线性分布,借助前5组数据求得回归直线方程为y =6.5x +a ,求a ,并估计y 的预报值;(2)现准备勘探新井7(1,25),若通过1,3,5,7号井计算出的b ^,a ^的值(b ^,a ^精确到0.01)相比于(1)中b ,a 的值之差都不超过10%,则使用位置最接近的已有旧井6(1,y ),否则在新位置打井,请判断可否使用旧井?(3)设出油量与勘探深度的比值k 不低于20的勘探井称为优质井,那么在原有6口中任意勘探4口井,求勘探优质井数X 的分布列与数学期望. 解 (1)因为x =5,y =50.回归直线必过样本中心点(x ,y ),则a =y -b x =50-6.5×5=17.5,故回归直线方程为y =6.5 x +17.5.当x =1时, y =6.5+17.5=24,即y 的预报值为24. (2)因为x =4, y =46.25.a ^=y -b ^x =46.25-6.83×4=18.93.即b ^=6.83,a ^=18.93,b =6.5,a =17.5. b ^-bb ≈5%,a ^-a a≈8%,均不超过10%, 因此可以使用位置最接近的已有旧井6(1,24).(3)由题意,1,3,5,6这4口井是优质井,2,4这两口井是非优质井, ∴勘察优质井数X 的可能取值为2,3,4, P (X =2)=C 24C 22C 46=25,P (X =3)=C 34C 12C 46=815,P (X =4)=C 44C 02C 46=115.∴X 的分布列为:E (X )=2×25+3×815+4×115=83.1.(2018·临沂模拟)宝宝的健康成长是妈妈们最关心的问题,父母亲为婴儿选择什么品牌的奶粉一直以来都是育婴中的一个重要话题.为了解国产奶粉的知名度和消费者的信任度,某调查小组特别调查记录了某大型连锁超市2015年与2016年这两年销量前5名的五个品牌奶粉的销量(单位:罐),绘制出如下的管状图:(1)根据给出的这两年销量的管状图,对该超市这两年品牌奶粉销量的前五强进行排名; (2)分别计算这5个品牌奶粉2016年所占总销量(仅指这5个品牌奶粉的总销量)的百分比(百分数精确到个位),并将数据填入如下饼状图中的括号内;(3)试以(2)中的百分比作为概率,若随机选取2名购买这5个品牌中任意1个品牌的消费者进行采访,记X 为被采访中购买飞鹤奶粉的人数,求X 的分布列及数学期望.解 (1)该超市这两年品牌奶粉销量的前五强排名分别为:飞鹤奶粉,伊利奶粉,贝因美奶粉,雅士利奶粉,完达山奶粉. (2)(3)由(2)知,购买飞鹤奶粉的概率为14,X 的可能取值为0,1,2.则P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-142=916,P (X =1)=C 12×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=38,P (X =2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫142=116.X 的分布列为故E (X )=0×916+1×38+2×116=12.2.(2018·佛山模拟)某公司为招聘新员工设计了一个面试方案:应聘者从6道备选题中一次性随机抽取3道题,按照题目要求独立完成.规定:至少正确完成其中2道题的便可通过.已知6道备选题中应聘者甲有4道题能正确完成,2道题不能完成;应聘者乙每题正确完成的概率都是23,且每题正确完成与否互不影响.(1)分别求甲、乙两人正确完成面试题数的分布列及数学期望; (2)请分析比较甲、乙两人谁面试通过的可能性大?解 (1)设甲正确完成面试的题数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3. P (ξ=1)=C 14C 22C 36=15;P (ξ=2)=C 24C 12C 36=35;P (ξ=3)=C 34C 02C 36=15.应聘者甲正确完成题数ξ的分布列为E (ξ)=1×15+2×35+3×15=2.设乙正确完成面试的题数为η,则η的可能取值为0,1,2,3. P (η=0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫1-233=127;P (η=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232=627;P (η=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=1227;P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827.应聘者乙正确完成题数η的分布列为E (η)=0×127+1×627+2×1227+3×827=2.(或因为η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,所以E (η)=3×23=2) (2)因为D (ξ)=(1-2)2×15+(2-2)2×35+(3-2)2×15=25,D (η)=3×23×13=23.所以D (ξ)<D (η).综上所述,从做对题数的数学期望考查,两人水平相当; 从做对题数的方差考查,甲较稳定;从至少完成2道题的概率考查,甲面试通过的可能性大.3.(2018·合肥模拟)美团外卖和百度外卖两家公司其“骑手”的日工资方案如下:美团外卖规定底薪70元,每单抽成1元;百度外卖规定底薪100元,每日前45单无抽成,超出45单的部分每单抽成6元.假设同一公司的“骑手”一日送餐单数相同,现从两家公司各随机抽取一名“骑手”并记录其100天的送餐单数,得到如下条形图:(1)求百度外卖公司的“骑手”一日工资y (单位:元)与送餐单数n 的函数关系; (2)若将频率视为概率,回答以下问题:①记百度外卖的“骑手”日工资为X (单位:元),求X 的分布列和数学期望;②小明拟到这两家公司中的一家应聘“骑手”的工作,如果仅从日收入的角度考虑,请你利用所学的统计学知识为他做出选择,并说明理由.解 (1)y =⎩⎪⎨⎪⎧100,n ≤45,n ∈N +,6n -170,n >45,n ∈N +.(2)①根据条形图,当送单数为42,44时,X =100,频数为10+10=20,频率为20100=0.2;当送单数为46时,X =100+(46-45)×6=106,频数为30,频率为30100=0.3;当送单数为48时,X =100+(48-45)×6=118,频数为40,频率为40100=0.4;当送单数为50时,X =100+(50-45)×6=130,频数为10,频率为10100=0.1.故百度外卖的“骑手”一日工资X 的分布列如表所示数学期望E (X )=100×0.2+106×0.3+118×0.4+130×0.1=112(元).②根据条形图,美团外卖“骑手”日平均送餐单数为:42×0.2+44×0.4+46×0.2+48×0.1+50×0.1=45,所以美团外卖“骑手”日平均工资为:70+45=115(元).由①知,百度外卖“骑手”日平均工资为112元,故推荐小明去美团外卖应聘.4.(2018·沈阳模拟)以下是新兵训练时,某炮兵连8周中炮弹对同一目标的命中情况的柱状图:(1)计算该炮兵连这8周中总的命中频率p 0,并确定第几周的命中频率最高;(2)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵甲对同一目标的命中率,若每次发射相互独立,且炮兵甲发射3次,记命中的次数为X ,求X 的数学期望;(3)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵对同一目标的命中率,试问至少要用多少枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99?(取lg 0.4=-0.398) 解 (1)这8周总命中炮数为40+45+46+49+47+49+53+52=381,总未命中炮数为32+34+30+32+35+33+30+28=254. ∴p 0=381381+254=0.6,∵5228>5330,∴根据表中数据易知第8周的命中频率最高. (2)由题意可知X ~B (3,0.6), 则X 的数学期望为E (X )=3×0.6=1.8. (3)由1-(1-p 0)n>0.99, 即1-0.4n>0.99得0.4n<0.01,∴n >log 0.40.01=lg 0.01lg 0.4=-2lg 0.4=20.398≈5.025,故至少要用6枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99. 5.(2018·沈阳模拟)某企业有甲、乙两个分厂生产某种产品,按规定该产品的某项质量指标值落在[45,75)的为优质品.从两个分厂生产的产品中各随机抽取500件,测量这些产品的该项质量指标值,结果如下表:(1)根据以上统计数据完成下面2×2列联表,并回答是否有99%的把握认为“两个分厂生产的产品的质量有差异?”(2)求优质品率较高的分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x (同一组数据用该区间的中点值作代表);(3)经计算,甲分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 21=142,乙分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 22=162.可认为优质品率较高的分厂的产品质量指标值X 服从正态分布N (μ,σ2),其中μ近似为样本平均数x ,σ2近似为样本方差s 2.由优质品率较高的分厂的抽样数据,能否认为该分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%(取142≈11.92)? 附注:参考数据:142≈11.92,162≈12.73.参考公式:χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2.若X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X <μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X <μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<X <μ+3σ)=0.997 4.解 (1)由以上统计数据填下面2×2列联表χ2=1 000(400×140-100×360)500×500×760×240≈8.772>6.635,所以有99%的把握认为“两个分厂生产的零件的质量有差异”. (2)甲分厂优质品率=400500=0.8,乙分厂优质品率=360500=0.72,所以甲分厂优质品率高.甲分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x =1500(30×10+40×40+50×115+60×165+70×120+80×45+90×5) =30×0.02+40×0.08+50×0.23+60×0.33+70×0.24+80×0.09+90×0.01=60. (3)由(2)知μ=60,σ2=142,甲分厂的产品的质量指标值X 服从正态分布X ~N (60,142), 又σ=142≈11.92,则P (60-11.92<X <60+11.92)=P (48.08<X <71.92)=0.682 6,P (X ≥71.92)=1-P (48.08<X <71.92)2=1-0.682 62=0.158 7<0.18,故不能认为甲分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%. 6.(2018·河南百校联盟模拟)国内某知名连锁店分店开张营业期间,在固定的时间段内消费达到一定标准的顾客可参加一次抽奖活动,随着抽奖活动的有效开展,参与抽奖活动的人数越来越多,该分店经理对开业前7天参加抽奖活动的人数进行统计,y 表示开业第x 天参加抽奖活动的人数,得到统计表格如下:经过进一步统计分析,发现y 与x 具有线性相关关系.(1)根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y 关于x 的线性回归方程y ^=b ^x +a ^; (2)若该分店此次抽奖活动自开业起,持续10天,参加抽奖的每位顾客抽到一等奖(奖品价值200元)的概率为17,抽到二等奖(奖品价值100元)的概率为27,抽到三等奖(奖品价值10元)的概率为47.试估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值多少元的奖品.解 (1)依题意知x =17×(1+2+3+4+5+6+7)=4,y =17×(5+8+8+10+14+15+17)=11,a ^=y -b ^x =11-2×4=3,则y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3.(2)设一位参加抽奖的顾客获得的奖品价值X 元,则X 的分布列为E (X )=200×17+100×27+10×47=4407. 由y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3,得x =8时,y ^=19;x =9时,y ^=21;x =10时,y ^=23, 则此次活动参加抽奖的人数约为5+8+8+10+14+15+17+19+21+23=140,又140×4407=8 800,所以估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值8 800元的奖品.。
全国近年高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第2讲数系的扩充与复数的引入学案(202
(全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第2讲数系的扩充与复数的引入学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第2讲数系的扩充与复数的引入学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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第2讲数系的扩充与复数的引入板块一知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 复数的有关概念1.复数的概念形如a+b i(a,b∈R)的数叫做复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.若b=0,则a +b i为实数,若b≠0,则a+b i为虚数,若a=0,b≠0,则a+b i为纯虚数.2.复数相等a+b i=c+d i⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).3.共轭复数a+b i与c+d i共轭⇔a=c且b=-d(a,b,c,d∈R).4.复数的模向量错误!的模r叫做复数z=a+b i的模,记作|z|或|a+b i|,即|z|=|a+b i|=r =错误!(r≥0,r∈R).考点2 复数的几何意义考点3 复数的运算设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),则1.加法:z1+z2=(a+b i)+(c+d i)=(a+c)+(b+d)i; 2.减法:z1-z2=(a+b i)-(c+d i)=(a-c)+(b-d)i;3.乘法:z1·z2=(a+b i)·(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i;4.除法:z1z2=错误!=错误!=错误!+错误!i(c+d i≠0).[必会结论]1.(1±i)2=±2i;错误!=i;错误!=-i.2.-b+a i=i(a+b i).3.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*).4.i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N*).[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×")(1)方程x2+1=0没有解.()(2)复数z=a+b i(a,b∈R)中,虚部为b i。
全国近年高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第4讲直接证明与间接证明学案(2021年
(全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第4讲直接证明与间接证明学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国版)2019版高考数学一轮复习第11章算法初步、复数、推理与证明第4讲直接证明与间接证明学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第4讲直接证明与间接证明板块一知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 直接证明考点2 间接证明1.反证法的定义假设原命题不成立,经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明假设错误,从而证明原命题成立的证明方法.2.利用反证法证题的步骤(1)假设命题的结论不成立,即假设结论的反面成立;(2)由假设出发进行正确的推理,直到推出矛盾为止;(3)由矛盾断言假设不成立,从而肯定原命题的结论成立.简言之,否定→归谬→断言.[必会结论]分析法与综合法相辅相成,对较复杂的问题,常常先从结论进行分析,寻求结论与条件、基础知识之间的关系,找到解决问题的思路,再运用综合法证明,或者在证明时将两种方法交叉使用.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)综合法是直接证明,分析法是间接证明.()(2)分析法是从要证明的结论出发,逐步寻找使结论成立的充要条件.( )(3)用反证法证明结论“a>b”时,应假设“a<b”.()(4)反证法是指将结论和条件同时否定,推出矛盾.()(5)在解决问题时,常常用分析法寻找解题的思路与方法,再用综合法展现解决问题的过程.( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√2.要证明3+错误!<2错误!,可选择的方法有以下几种,其中最合理的是()A.综合法 B.分析法C.反证法 D.归纳法答案B解析从要证明的结论——比较两个无理数大小出发,证明此类问题通常转化为比较有理数的大小,这正是分析法的证明方法,故选B。
高考数学大一轮复习 第十一章专题探究课六学案 理 新人教B版
专题探究课六高考导航 1.概率与统计是高考中相对独立的一块内容,处理问题的方式、方法体现了较高的思维含量.该类问题以应用题为载体,注重考查学生的应用意识及阅读理解能力、化归转化能力;2.概率问题的核心是概率计算.其中事件的互斥、对立、独立是概率计算的核心,排列组合是进行概率计算的工具.统计问题的核心是样本数据的获得及分析方法,重点是频率分布直方图、茎叶图和样本的数字特征;3.离散型随机变量的分布列及其期望的考查是历来高考的重点,难度多为中低档类题目,特别是与统计内容的渗透,背景新颖,充分体现了概率与统计的工具性和交汇性.热点一常见概率模型的概率几何概型、古典概型、相互独立事件与互斥事件的概率、条件概率是高考的热点,几何概型主要以客观题形式考查,求解的关键在于找准测度(面积、体积或长度);相互独立事件、互斥事件常作为解答题的一问考查,也是进一步求分布列、期望与方差的基础,求解该类问题要正确理解题意,准确判定概率模型,恰当选择概率公式.【例1】(2017·全国Ⅰ卷)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每天从该生产线上随机抽取16个零件,并测量其尺寸(单位:cm).根据长期生产经验,可以认为这条生产线正常状态下生产的零件的尺寸服从正态分布N(μ,σ2).(1)假设生产状态正常,记X表示一天内抽取的16个零件中其尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件数,求P(X≥1)及X的数学期望;(2)一天内抽检零件中,如果出现了尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查.(ⅰ)试说明上述监控生产过程方法的合理性;(ⅱ)下面是检验员在一天内抽取的16个零件的尺寸:9.95 10.12 9.96 9.96 10.01 9.92 9.98 10.0410.26 9.91 10.13 10.02 9.22 10.04 10.05 9.95经计算得x =116∑i =116x i =9.97,s =116∑i =116 (x i -x )2=116(∑i =116x 2i -16x 2)≈0.212,其中x i 为抽取的第i 个零件的尺寸,i =1,2, (16)用样本平均数x 作为μ的估计值μ^,用样本标准差s 作为σ的估计值σ^,利用估计值判断是否需对当天的生产过程进行检查?剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据,用剩下的数据估计μ和σ(精确到0.01).附:若随机变量Z 服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-3σ<Z <μ+3σ)=0.997 4, 0.997 416≈0.959 2,0.008≈0.09.解 (1)由题可知抽取的一个零件的尺寸落在(μ-3σ,μ+3σ)之内的概率为0.997 4,从而零件的尺寸落在 (μ-3σ,μ+3σ)之外的概率为0.002 6,故X ~B (16,0.002 6).因此P (X ≥1)=1-P (X =0)=1-0.997 416≈1-0.959 2=0.040 8.X 的数学期望E (X )=16×0.002 6=0.041 6.(2)(ⅰ)如果生产状态正常,一个零件尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的概率只有 0.002 6,一天内抽取的16个零件中,出现尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件的概率只有0.040 8,发生的概率很小,因此一旦发生这种情况,就有理由认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查,可见上述监控生产过程的方法是合理的.(ⅱ)由x =9.97,s ≈0.212,得μ的估计值为μ^=9.97,σ的估计值为σ^=0.212,由样本数据可以看出有一个零件的尺寸在(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外,因此需对当天的生产过程进行检查.剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的平均数为115×(16×9.97-9.22)=10.02,因此μ的估计值为10.02.∑i =116x 2i =16×0.2122+16×9.972≈1 591.134, 剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的样本方差为115×(1 591.134-9.222-15×10.022)≈0.008,因此σ的估计值为0.008≈0.09.探究提高 1.解第(1)题的关键是认清随机变量X 服从二项分布,并能够应用E (X )=np 求解,易出现的失误是由于题干较长,不能正确理解题意.2.解第(2)题的关键是理解正态分布的意义,能够利用3σ原则求解,易出现的失误有两个方面,一是不清楚正态分布N (μ,σ2)中μ和σ的意义及其计算公式,二是计算失误. 【训练1】 (2018·沈阳调研)甲、乙两班进行消防安全知识竞赛,每班出3人组成甲乙两支代表队,首轮比赛每人一道必答题,答对则为本队得1分,答错或不答都得0分,已知甲队3人每人答对的概率分别为34,23,12,乙队每人答对的概率都是23,设每人回答正确与否相互之间没有影响,用ξ表示甲队总得分. (1)求ξ=2的概率;(2)求在甲队和乙队得分之和为4的条件下,甲队比乙队得分高的概率. 解 (1)ξ=2,则甲队有两人答对,一人答错,故P (ξ=2)=34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34×23×12=1124.(2)设甲队和乙队得分之和为4为事件A ,甲队比乙队得分高为事件B .设乙队得分为η,则η~B ⎝⎛⎭⎪⎫3,23.P (ξ=1)=34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×12=14,P (ξ=3)=34×23×12=14,P (η=1)=C 13·23·⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29,P (η=2)=C 23·⎝ ⎛⎭⎪⎫232·13=49,P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,∴P (A )=P (ξ=1)P (η=3)+P (ξ=2)P (η=2)+P (ξ=3)·P (η=1) =14×827+1124×49+14×29=13, P (AB )=P (ξ=3)·P (η=1)=14×29=118,∴所求概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=11813=16.热点二 概率统计与函数的交汇问题(教材VS 高考)高考数学试题中对概率统计的考查有这样一类试题,题目非常新颖,又非常符合生活实际,这就是概率统计与函数的交汇问题,一般是以统计图表为载体,离散型随机变量的期望是某一变量的函数,利用函数的性质求期望的最值.【例2】 (满分12分)(2017·全国Ⅲ卷)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:以最高气温位于各区间的频率估计最高气温位于该区间的概率. (1)求六月份这种酸奶一天的需求量X (单位:瓶)的分布列;(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量n (单位:瓶)为多少时,Y 的数学期望达到最大值?教材探源 本题第(2)问需对酸奶的需求量n 进行分类讨论,以确定利润的最大值,这种分类讨论的思想源自于人教版教材选修2-3 P63例3.满分解答 解 (1)由题意知,X 所有的可能取值为200,300,500,1分(得分点1) 由表格数据知P (X =200)=2+1630×3=0.2,2分(得分点2) P (X =300)=3630×3=0.4,3分(得分点3) P (X =500)=25+7+430×3=0.4.4分(得分点4)因此X 的分布列为P 0.20.40.45分(得分点5)(2)由题意知,这种酸奶一天的需求量至多为500,至少为200,因此只需考虑200≤n≤500.当300≤n≤500时,若最高气温不低于25,则Y=6n-4n=2n,若最高气温位于区间[20,25),则Y=6×300+2(n-300)-4n=1 200-2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n;因此E(Y)=2n×0.4+(1 200-2n)×0.4+(800-2n)×0.2=640-0.4n.8分(得分点6)当200≤n<300时,若最高气温不低于20,则Y=6n-4n=2n;若最高气温低于20,则Y=6×200+2(n-200)-4n=800-2n;因此E(Y)=2n×(0.4+0.4)+(800-2n)×0.2=160+1.2n.11分(得分点7)所以n=300时,Y的数学期望达到最大值,最大值为520元.12分(得分点8)❶得步骤分:抓住得分点的步骤、步步为赢:如第(1)问,指出随机变量X所有的可能取值,有则得1分,无则没有分;随机变量X的各个值对应的概率也是每个1分,列出其分布列是1分,也是每个步骤都有分,都是得分点,第(2)问也是如此.❷得关键分:解题过程的关键点,有则给分,无则没分,如第(2)问中,根据n的范围求E(Y),即当300≤n≤500时,E(Y)=640-2n;当200≤n≤300时,E(Y)=160+1.2n,若这两个关键运算结果有误,即使有计算过程和步骤也不得分.❸得计算分:解题过程中计算正确,是得满分的保证,如第(1)问中三个概率值的计算要正确,否则不得分.1.求离散型随机变量的均值和方差问题的一般步骤第一步:确定随机变量的所有可能值;第二步:求每一个可能值所对应的概率;第三步:列出离散型随机变量的分布列;第四步:求均值和方差;第五步:反思回顾、查看关键点、易错点和答题规范.2.概率统计与函数交汇问题的解题步骤第一步:通读题目,仔细审题,理解题意;第二步:根据题目所要解决的问题,确定自变量及其取值范围;第三步:构建函数模型,写出函数的解析式;第四步:利用函数模型,求解目标函数的最值或最优解.【训练2】(2018·青岛模拟)我国是世界上严重缺水的国家,城市缺水问题较为突出.某市政府为了鼓励居民节约用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民月用水量标准x(吨),用水量不超过x的部分按平价收费,超出x的部分按议价收费,为了了解全市市民用水量的分布情况,通过抽样,获得了100位居民某年的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5]分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求频率分布直方图中a的值;(2)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x(吨),估计x的值,并说明理由;(3)已知平价收费标准为4元/吨,议价收费标准为8元/吨.当x=3时,估计该市居民的月平均水费(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).解(1)由频率分布直方图,可得(0.08+0.16+a+0.40+0.52+a+0.12+0.08+0.04)×0.5=1,解得a=0.30.(2)∵前6组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52+0.30)×0.5=0.88>0.85,而前5组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52)×0.5=0.73<0.85,∴2.5≤x<3.由0.3×(x-2.5)=0.85-0.73,解得x=2.9.因此,估计月用水量标准为2.9吨时,85%的居民每月的用水量不超过标准.(3)设居民月用水量为t吨,相应的水费为y元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,3×4+(t -3)×8,t >3,即y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,8t -12,t >3. 由题设条件及月均用水量的频率分布直方图,得居民每月的水费数据分组与频率分布表如下: 组号123456 7 8 9 分组 [0,2) [2,4) [4,6) [6,8) [8,10)[10,12)[12,16) [16,20) [20,24] 频率0.040.080.150.200.260.150.060.040.02根据题意,该市居民的月平均水费估计为1×0.04+3×0.08+5×0.15+7×0.20+9×0.26+11×0.15+14×0.06+18×0.04+22×0.02=8.42(元).热点三 概率统计与统计案例的交汇问题近几年的高考数学试题对统计案例的考查一般不单独命题,而是与概率、随机变量的数学期望交汇命题,高考对此类题目的要求是能根据给出的或通过统计图表给出的相关数据求线性回归方程,了解独立性检验的思想方法,会判断两个分类变量是否有关.【例3】 (2017·全国Ⅱ卷)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下:(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A 表示事件:旧养殖法的箱产量低于50 kg ,新养殖法的箱产量不低于50 kg ,估计A 的概率;(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关:箱产量<50 kg箱产量≥50 kg旧养殖法新养殖法(3)根据箱产量的频率分布直方图,求新养殖法箱产量的中位数的估计值(精确到0.01).χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2解 (1)记B 表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg ”,C 表示事件“新养殖法的箱产量不低于50 kg ”.由题意知,P (A )=P (BC )=P (B )P (C ). 旧养殖法的箱产量低于50 kg 的频率为(0.012+0.014+0.024+0.034+0.040)×5=0.62, 故P (B )的估计值为0.62.新养殖法的箱产量不低于50 kg 的频率为 (0.068+0.046+0.010+0.008)×5=0.66, 故P (C )的估计值为0.66.因此,事件A 的概率估计值为0.62×0.66=0.409 2. (2)根据箱产量的频率分布直方图得列联表箱产量<50 kg箱产量≥50 kg旧养殖法 62 38 新养殖法3466χ2=200×(62×66-34×38)100×100×96×104≈15.705.由于15.705>6.635,故有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关.(3)因为新养殖法的箱产量的频率分布直方图中,箱产量低于50 kg 的直方图面积为 (0.004+0.020+0.044)×5=0.34<0.5, 箱产量低于55 kg 的直方图面积为(0.004+0.020+0.044+0.068)×5=0.68>0.5, 故新养殖法箱产量的中位数的估计值为 50+0.5-0.340.068≈52.35 (kg).探究提高 1.解答此类问题的关键是读懂所给的统计图表,从统计图表中得解题所需的相关数据,以频率为概率,结合互斥事件、对立事件的概率求解.2.应用独立性检验的方法解决问题,要特别注意计算χ2时计算量大,小心出错. 【训练3】 (2018·梅州模拟)中石化集团获得了某地深海油田区块的开采权,集团在该地区随机初步勘探了部分油井中的几口井,取得了地质资料,进入全面勘探时期后,集团按网络点来布置井位进行全面勘探.由于勘探一口井的费用很高,如果新设计的井位与原有井位重合或接近,便利用旧井的地质资料,不必打这口新井,以节约勘探费用,勘探初期数据资料见下表:井号Ⅰ 1 23456坐标(x ,y )(km) (2,30) (4,40) (5,60) (6,50) (8,70) (1,y ) 钻探深度(km) 2 4 5 6 8 10 出油量(L)407011090160205(1)1~6号旧井位置线性分布,借助前5组数据求得回归直线方程为y =6.5x +a ,求a ,并估计y 的预报值;(2)现准备勘探新井7(1,25),若通过1,3,5,7号井计算出的b ^,a ^的值(b ^,a ^精确到0.01)相比于(1)中b ,a 的值之差都不超过10%,则使用位置最接近的已有旧井6(1,y ),否则在新位置打井,请判断可否使用旧井?(3)设出油量与勘探深度的比值k 不低于20的勘探井称为优质井,那么在原有6口中任意勘探4口井,求勘探优质井数X 的分布列与数学期望. 解 (1)因为x =5,y =50.回归直线必过样本中心点(x ,y ),则a =y -b x =50-6.5×5=17.5,故回归直线方程为y =6.5 x +17.5.当x =1时, y =6.5+17.5=24,即y 的预报值为24. (2)因为x =4, y =46.25.a ^=y -b ^x =46.25-6.83×4=18.93.即b ^=6.83,a ^=18.93,b =6.5,a =17.5. b ^-bb ≈5%,a ^-a a≈8%,均不超过10%, 因此可以使用位置最接近的已有旧井6(1,24).(3)由题意,1,3,5,6这4口井是优质井,2,4这两口井是非优质井, ∴勘察优质井数X 的可能取值为2,3,4, P (X =2)=C 24C 22C 46=25,P (X =3)=C 34C 12C 46=815,P (X =4)=C 44C 02C 46=115.∴X 的分布列为:X 2 3 4 P25815115E (X )=2×25+3×815+4×115=83.1.(2018·临沂模拟)宝宝的健康成长是妈妈们最关心的问题,父母亲为婴儿选择什么品牌的奶粉一直以来都是育婴中的一个重要话题.为了解国产奶粉的知名度和消费者的信任度,某调查小组特别调查记录了某大型连锁超市2015年与2016年这两年销量前5名的五个品牌奶粉的销量(单位:罐),绘制出如下的管状图:(1)根据给出的这两年销量的管状图,对该超市这两年品牌奶粉销量的前五强进行排名; (2)分别计算这5个品牌奶粉2016年所占总销量(仅指这5个品牌奶粉的总销量)的百分比(百分数精确到个位),并将数据填入如下饼状图中的括号内;(3)试以(2)中的百分比作为概率,若随机选取2名购买这5个品牌中任意1个品牌的消费者进行采访,记X 为被采访中购买飞鹤奶粉的人数,求X 的分布列及数学期望.解 (1)该超市这两年品牌奶粉销量的前五强排名分别为:飞鹤奶粉,伊利奶粉,贝因美奶粉,雅士利奶粉,完达山奶粉. (2)(3)由(2)知,购买飞鹤奶粉的概率为14,X 的可能取值为0,1,2.则P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-142=916,P (X =1)=C 12×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=38,P (X =2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫142=116.X 的分布列为X 0 1 2 P91638116故E (X )=0×916+1×38+2×116=12.2.(2018·佛山模拟)某公司为招聘新员工设计了一个面试方案:应聘者从6道备选题中一次性随机抽取3道题,按照题目要求独立完成.规定:至少正确完成其中2道题的便可通过.已知6道备选题中应聘者甲有4道题能正确完成,2道题不能完成;应聘者乙每题正确完成的概率都是23,且每题正确完成与否互不影响.(1)分别求甲、乙两人正确完成面试题数的分布列及数学期望; (2)请分析比较甲、乙两人谁面试通过的可能性大?解 (1)设甲正确完成面试的题数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3. P (ξ=1)=C 14C 22C 36=15;P (ξ=2)=C 24C 12C 36=35;P (ξ=3)=C 34C 02C 36=15.应聘者甲正确完成题数ξ的分布列为E (ξ)=1×15+2×35+3×15=2.设乙正确完成面试的题数为η,则η的可能取值为0,1,2,3. P (η=0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫1-233=127;P (η=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232=627;P (η=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=1227; P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827. 应聘者乙正确完成题数η的分布列为E (η)=0×127+1×627+2×1227+3×827=2.(或因为η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,所以E (η)=3×23=2) (2)因为D (ξ)=(1-2)2×15+(2-2)2×35+(3-2)2×15=25,D (η)=3×23×13=23.所以D (ξ)<D (η).综上所述,从做对题数的数学期望考查,两人水平相当; 从做对题数的方差考查,甲较稳定;从至少完成2道题的概率考查,甲面试通过的可能性大.3.(2018·合肥模拟)美团外卖和百度外卖两家公司其“骑手”的日工资方案如下:美团外卖规定底薪70元,每单抽成1元;百度外卖规定底薪100元,每日前45单无抽成,超出45单的部分每单抽成6元.假设同一公司的“骑手”一日送餐单数相同,现从两家公司各随机抽取一名“骑手”并记录其100天的送餐单数,得到如下条形图:(1)求百度外卖公司的“骑手”一日工资y (单位:元)与送餐单数n 的函数关系; (2)若将频率视为概率,回答以下问题:①记百度外卖的“骑手”日工资为X (单位:元),求X 的分布列和数学期望;②小明拟到这两家公司中的一家应聘“骑手”的工作,如果仅从日收入的角度考虑,请你利用所学的统计学知识为他做出选择,并说明理由.解 (1)y =⎩⎪⎨⎪⎧100,n ≤45,n ∈N +,6n -170,n >45,n ∈N +.(2)①根据条形图,当送单数为42,44时,X =100,频数为10+10=20,频率为20100=0.2;当送单数为46时,X =100+(46-45)×6=106,频数为30,频率为30100=0.3;当送单数为48时,X =100+(48-45)×6=118,频数为40,频率为40100=0.4;当送单数为50时,X =100+(50-45)×6=130,频数为10,频率为10100=0.1.故百度外卖的“骑手”一日工资X 的分布列如表所示X 100 106 118 130 P0.20.30.40.1数学期望E (X )=100×0.2+106×0.3+118×0.4+130×0.1=112(元).②根据条形图,美团外卖“骑手”日平均送餐单数为:42×0.2+44×0.4+46×0.2+48×0.1+50×0.1=45,所以美团外卖“骑手”日平均工资为:70+45=115(元).由①知,百度外卖“骑手”日平均工资为112元,故推荐小明去美团外卖应聘.4.(2018·沈阳模拟)以下是新兵训练时,某炮兵连8周中炮弹对同一目标的命中情况的柱状图:(1)计算该炮兵连这8周中总的命中频率p 0,并确定第几周的命中频率最高;(2)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵甲对同一目标的命中率,若每次发射相互独立,且炮兵甲发射3次,记命中的次数为X ,求X 的数学期望;(3)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵对同一目标的命中率,试问至少要用多少枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99?(取lg 0.4=-0.398) 解 (1)这8周总命中炮数为40+45+46+49+47+49+53+52=381,总未命中炮数为32+34+30+32+35+33+30+28=254. ∴p 0=381381+254=0.6,∵5228>5330,∴根据表中数据易知第8周的命中频率最高. (2)由题意可知X ~B (3,0.6), 则X 的数学期望为E (X )=3×0.6=1.8. (3)由1-(1-p 0)n>0.99, 即1-0.4n >0.99得0.4n<0.01,∴n >log 0.40.01=lg 0.01lg 0.4=-2lg 0.4=20.398≈5.025,故至少要用6枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99. 5.(2018·沈阳模拟)某企业有甲、乙两个分厂生产某种产品,按规定该产品的某项质量指标值落在[45,75)的为优质品.从两个分厂生产的产品中各随机抽取500件,测量这些产品的该项质量指标值,结果如下表: 指标值[25,35) [35,45) [45,55) [55,65) [65,75) [75,85) [85,95](1)根据以上统计数据完成下面2×2列联表,并回答是否有99%的把握认为“两个分厂生产的产品的质量有差异?”(2)求优质品率较高的分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x (同一组数据用该区间的中点值作代表);(3)经计算,甲分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 21=142,乙分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 22=162.可认为优质品率较高的分厂的产品质量指标值X 服从正态分布N (μ,σ2),其中μ近似为样本平均数x ,σ2近似为样本方差s 2.由优质品率较高的分厂的抽样数据,能否认为该分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%(取142≈11.92)? 附注:参考数据:142≈11.92,162≈12.73.参考公式:χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2.若X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X <μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X <μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<X <μ+3σ)=0.997 4.解 (1)由以上统计数据填下面2×2列联表χ2=1 000(400×140-100×360)2500×500×760×240≈8.772>6.635,所以有99%的把握认为“两个分厂生产的零件的质量有差异”. (2)甲分厂优质品率=400500=0.8,乙分厂优质品率=360500=0.72,所以甲分厂优质品率高.甲分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x =1500(30×10+40×40+50×115+60×165+70×120+80×45+90×5) =30×0.02+40×0.08+50×0.23+60×0.33+70×0.24+80×0.09+90×0.01=60. (3)由(2)知μ=60,σ2=142,甲分厂的产品的质量指标值X 服从正态分布X ~N (60,142), 又σ=142≈11.92,则P (60-11.92<X <60+11.92)=P (48.08<X <71.92)=0.682 6,P (X ≥71.92)=1-P (48.08<X <71.92)2=1-0.682 62=0.158 7<0.18,故不能认为甲分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%. 6.(2018·河南百校联盟模拟)国内某知名连锁店分店开张营业期间,在固定的时间段内消费达到一定标准的顾客可参加一次抽奖活动,随着抽奖活动的有效开展,参与抽奖活动的人数越来越多,该分店经理对开业前7天参加抽奖活动的人数进行统计,y 表示开业第x 天参加抽奖活动的人数,得到统计表格如下:x 1 2 3 4 5 6 7 y58810141517经过进一步统计分析,发现y 与x 具有线性相关关系.(1)根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y 关于x 的线性回归方程y ^=b ^x +a ^; (2)若该分店此次抽奖活动自开业起,持续10天,参加抽奖的每位顾客抽到一等奖(奖品价值200元)的概率为17,抽到二等奖(奖品价值100元)的概率为27,抽到三等奖(奖品价值10元)的概率为47.试估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值多少元的奖品.解 (1)依题意知x =17×(1+2+3+4+5+6+7)=4,y =17×(5+8+8+10+14+15+17)=11,a ^=y -b ^x =11-2×4=3,则y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3.(2)设一位参加抽奖的顾客获得的奖品价值X 元,则X 的分布列为X 200 100 10 P172747E (X )=200×17+100×27+10×47=4407. 由y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3,得x =8时,y ^=19;x =9时,y ^=21;x =10时,y ^=23, 则此次活动参加抽奖的人数约为5+8+8+10+14+15+17+19+21+23=140,又140×4407=8 800,所以估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值8 800元的奖品.。
高考数学大一轮复习 第十一章 推理与证明、算法、复数专题探究课六学案 文 新人教A版
亲爱的同学:这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获,我们一直投给你信任的目光……学 习 资 料 专 题专题探究课六高考导航 1.概率与统计是高考中相对独立的一块内容,处理问题的方式、方法体现了较高的思维含量.该类问题以应用题为载体,注重考查学生的应用意识及阅读理解能力、分类讨论与化归转化能力;2.概率问题的核心是概率计算,其中事件的互斥、对立是概率计算的核心.统计问题的核心是样本数据的获得及分析方法,重点是频率分布直方图、茎叶图和样本的数字特征.统计与概率内容相互渗透,背景新颖.热点一 统计与统计案例(教材VS 高考)以统计图表或文字叙述的实际问题为载体,通过对相关数据的统计分析、抽象概括,作出估计、判断.常与抽样方法、茎叶图、频率分布直方图、概率等知识交汇考查,考查学生的数据处理能力与运算能力及应用意识.【例1】 (2016·全国Ⅲ卷)如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图.注:年份代码1~7分别对应年份2008~2014.(1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y 与t 的关系,请用相关系数加以说明; (2)建立y 关于t 的回归方程(系数精确到0.01),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量. 附注:参考数据:∑7i =1y i =9.32,∑7i =1t i y i =40.17,∑7i =1(y i -y -)2=0.55,7≈2.646.参考公式:相关系数r =∑ni =1 (t i -t -)(y i -y -)∑ni =1(t i -t -)2∑n i =1(y i -y -)2,回归方程y ^=a ^+b ^t 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:b ^=∑ni =1(t i -t -)(y i -y -)∑ni =1(t i -t -)2,a ^=y --b ^t -.解 (1)由折线图中数据和附注中参考数据得t -=4,∑7i =1(t i -t -)2=28,∑7i =1(y i -y -)2=0.55.∑7i =1(t i -t -)(y i -y -)=∑7i =1t i y i -t -∑7i =1y i =40.17-4×9.32=2.89,r ≈2.892×2.646×0.55≈0.99.因为y 与t 的相关系数近似为0.99,说明y 与t 的线性相关程度相当高,从而可以用线性回归模型拟合y 与t 的关系.(2)由y -=9.327≈1.331及(1)得b ^=∑7i =1 (t i -t -)(y i -y -)∑7i =1(t i -t -)2=2.8928≈0.103, a ^=y --b ^t -≈1.331-0.103×4≈0.92.所以y 关于t 的回归方程为y ^=0.92+0.10t .将2016年对应的t =9代入回归方程得y ^=0.92+0.10×9=1.82. 所以预测2016年我国生活垃圾无害化处理量将约为1.82亿吨.教材探源 1.本题源于教材(必修3P90例)有一个同学家开了一个小卖部,他为了研究气温对热饮销售的影响,经过统计,得到一个卖出的热饮杯数与当天气温的对比表:(1)画出散点图;(2)从散点图中发现气温与热饮销售杯数之间关系的一般规律; (3)求回归方程;(4)如果某天的气温是2 ℃,预测这天卖出的热饮杯数.2.(1)考题以形求数,教材是由数到形再到数;(2)考题与教材都是“看图说话,回归分析预测”,但考题中以具体数字(相关系数)说明拟合效果,突显数学直观性与推理论证的巧妙融合,进一步考查考生的数据处理能力与运算能力及应用意识,源于教材,高于教材.【训练1】(2017·全国Ⅰ卷)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每隔30 min从该生产线上随机抽取一个零件,并测量其尺寸(单位:cm).下面是检验员在一天内依次抽取的16个零件的尺寸:的尺寸,i=1,2, (16)(1)求(x i,i)(i=1,2,…,16)的相关系数r,并回答是否可以认为这一天生产的零件尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小(若|r|<0.25,则可以认为零件的尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小).(2)一天内抽检零件中,如果出现了尺寸在(x--3s,x-+3s)之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查.①从这一天抽检的结果看,是否需对当天的生产过程进行检查?②在(x--3s,x-+3s)之外的数据称为离群值,试剔除离群值,估计这条生产线当天生产的零件尺寸的均值与标准差(精确到0.01).附:样本(x i,y i)(i=1,2,…,n)的相关系数r=∑ni=1(x i-x-)(y i-y-)∑ni=1(x i-x-)2∑ni=1(y i-y-)2,0.008≈0.09.解(1)由样本数据得(x i,i)(i=1,2,…,16)的相关系数r=∑16i=1(x i-x-)(i-8.5)∑16i=1(x i-x-)2∑16i=1(i-8.5)2≈-2.780.212×16×18.439≈-0.18.由于|r|<0.25,因此可以认为这一天生产的零件尺寸不随生产过程的进行而系统地变大或变小.(2)①由于x-=9.97,s≈0.212,由样本数据可以看出抽取的第13个零件的尺寸在(x--3s,x-+3s)以外.因此需对当天的生产过程进行检查.②剔除离群值,即第13个数据,剩下数据的平均数为1(16×9.97-9.22)=10.02,15这条生产线当天生产的零件尺寸的均值的估计值为10.02.16x2i≈16×0.2122+16×9.972≈1 591.134,∑i=1剔除第13个数据,剩下数据的样本方差为1(1 591.134-9.222-15×10.022)≈0.008,15这条生产线当天生产的零件尺寸的标准差的估计值为0.008≈0.09.热点二实际问题中的概率计算概率应用题侧重于古典概型,主要考查随机事件、等可能事件、互斥事件、对立事件的概率.解决简单的古典概型试题可用直接法(定义法),对于较为复杂的事件的概率,可以利用所求事件的性质将其转化为互斥事件或其对立事件的概率求解.【例2】(2018·石家庄调研)某出租车公司响应国家节能减排的号召,已陆续购买了140辆纯电动汽车作为运营车辆.目前我国主流纯电动汽车按续航里程数R(单位:千米)分为3类,即A类:80≤R<150,B类:150≤R<250,C类:R≥250.该公司对这140辆车的行驶总里程进行统计,结果如下表:(1)从这140辆汽车中任取一辆,求该车行驶总里程超过10万千米的概率;(2)公司为了了解这些车的工作状况,决定抽取14辆车进行车况分析,按表中描述的六种情况进行分层抽样,设从C类车中抽取了n辆车.①求n的值;②如果从这n辆车中随机选取两辆车,求恰有一辆车行驶总里程超过10万千米的概率. 解(1)从这140辆汽车中任取一辆,则该车行驶总里程超过10万千米的概率为P1=20+20+20140=37.(2)①依题意n =30+20140×14=5.②5辆车中已行驶总里程不超过10万千米的车有3辆,记为a ,b ,c ; 5辆车中已行驶总里程超过10万千米的车有2辆,记为m ,n .“从5辆车中随机选取两辆车”的所有选法共10种:ab ,ac ,am ,an ,bc ,bm ,bn ,cm ,cn ,mn .“从5辆车中随机选取两辆车,恰有一辆车行驶里程超过10万千米”的选法共6种:am ,an ,bm ,bn ,cm ,cn ,则选取两辆车中恰有一辆车行驶里程超过10万千米的概率P 2=610=35.探究提高 1.准确区分古典概型与几何概型,其本质区别在于试验结果是有限还是无限. 2.对于较复杂的古典概型的基本事件空间,最易出现“重”和“漏”,要避免这类错误,首先要正确理解题意,明确一些常见的关键词,如“至多”“至少”“只有”等;其次,要按一定的规律列举.【训练2】 某校为了了解A ,B 两班学生寒假期间观看《中国诗词大会》的时长,分别从这两个班中随机抽取5名学生进行调查,将他们观看的时长(单位:小时)作为样本,绘制成茎叶图如图所示(图中的茎表示十位数字,叶表示个位数字).(1)分别求出图中所给两组样本数据的平均值,并据此估计哪个班的学生平均观看的时间较长;(2)从A 班的样本数据中随机抽取一个不超过19的数据记为a ,从B 班的样本数据中随机抽取一个不超过21的数据记为b ,求a >b 的概率. 解 (1)A 班样本数据的平均值为 15(9+11+14+20+31)=17. 由此估计A 班学生平均观看时间大约为17小时;B 班数据的平均值为15(11+12+21+25+26)=19.由此估计B 班学生平均观看时间大约为19小时;则19>17.由此估计B 班学生平均观看时间较长.(2)A 班的样本数据不超过19的数据a 有3个,分别为9,11,14.B 班的样本数据中不超过21的数据b 也有3个,分别为11,12,21,从A 班和B 班的样本数据中各随机抽取一个共有9种不同情况,分别为(9,11),(9,12),(9,21),(11,11),(11,12),(11,21),(14,11),(14,12),(14,21), 其中a >b 的情况有(14,11),(14,12)两种, 故a >b 的概率P =29.热点三 概率与统计的综合问题(规范解答)统计和概率知识相结合命制概率统计解答题已经是一个新的命题趋向,概率和统计初步综合解答题的主要依托点是统计图表,正确认识和使用这些图表是解决问题的关键,在此基础上掌握好样本数字特征及各类概率的计算.【例3】 (满分12分)(2018·豫北名校调研)某企业为了解下属某部门对本企业职工的服务情况,随机访问50名职工,根据这50名职工对该部门的评分,绘制频率分布直方图(如图所示),其中样本数据分组区间为[40,50),[50,60),…,[80,90),[90,100].(1)求频率分布直方图中a 的值;(2)估计该企业的职工对该部门评分不低于80的概率;(3)从评分在[40,60)的受访职工中,随机抽取2人,求此2人的评分都在[40,50)的概率. 满分解答 (1)因为(0.004+a +0.018+0.022×2+0.028)×10=1,所以a =0.006.3分 (得分点1)(2)由所给频率分布直方图知,50名受访职工评分不低于80的频率为(0.022+0.018)×10=0.4.所以该企业职工对该部门评分不低于80的概率的估计值为0.4.5分 (得分点2)(3)受访职工中评分在[50,60)的有:50×0.006×10=3(人),记为A 1,A 2,A 3;受访职工中评分在[40,50)的有:50×0.004×10=2(人),记为B1,B2,8分(得分点3) 从这5名受访职工中随机抽取2人,所有可能的结果共有10种,它们是{A1,A2},{A1,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A2,A3},{A2,B1},{A2,B2},{A3,B1},{A3,B2},{B1,B2}.11分(得分点4)又因为所抽取2人的评分都在[40,50)的结果有1种,即{B1,B2},故所求的概率为P=110.12分(得分点5)❶得步骤分:步骤规范,求解完整,解题步骤常见的失分点,第(2)问中,不能用频率估计概率,第(3)问中步骤不完整,没有指出“基本事件总数”与“事件M”包含的基本事件个数,或者只指出事件个数,没有一一列举10个基本事件及事件M包含的基本事件,导致扣3分或2分.❷得关键分:如第(1)问中,正确求得a=0.006;第(3)问中列出10个基本事件,错写或多写,少写均不得分.❸得计算分:如第(1)、(2)问中,要理清频率直方图的意义,计算正确,否则导致后续皆错大量失分,第(3)问中利用“频数、样本容量、频率之间的关系”求得各区间的人数,准确列出基本事件,正确计算概率.第一步:由各矩形的面积之和等于1,求a的值.第二步:由样本频率分布估计概率.第三步:设出字母,列出基本事件总数及所求事件M所包含的基本事件.第四步:利用古典概型概率公式计算.第五步:反思回顾,查看关键点,易错点和答题规范.【训练3】(2018·江西九校联考)某校为了解学生对正在进行的一项教学改革的态度,从500名高一学生和400名高二学生中按分层抽样的方式抽取了45名学生进行问卷调查,结果可以分成以下三类:支持、反对、无所谓,调查结果统计如下:(1)①求出表中的x ,y 的值;②从反对的同学中随机选取2人进一步了解情况,求恰好高一、高二各1人的概率; (2)根据表格统计的数据,完成下面的2×2列联表,并判断是否有90%的把握认为持支持态度与就读年级有关(不支持包括无所谓和反对).附:K 2=n (ad -bc )(a +b )(c +d )(a +c )(b +d ),其中n =a +b +c +d .解 (1)①由题意x =45900×500-(18+2)=5,y =45900×400-(10+6)=4.②假设高一反对的同学编号为A 1,A 2,高二反对的同学编号为B 1,B 2,B 3,B 4,则选取两人的所有结果为(A 1,A 2),(A 1,B 1),(A 1,B 2),(A 1,B 3),(A 1,B 4),(A 2,B 1),(A 2,B 2),(A 2,B 3),(A 2,B 4),(B 1,B 2),(B 1,B 3),(B 1,B 4),(B 2,B 3),(B 2,B 4),(B 3,B 4),共15种情况.可得恰好高一、高二各一人包含(A 1,B 1),(A 1,B 2),(A 1,B 3),(A 1,B 4),(A 2,B 1),(A 2,B 2),(A 2,B 3),(A 2,B 4)共8种情况. 所以所求概率P =815.(2)如图2×2列联表:K 2的观测值为k =45×(180-70)28×17×25×20=2.288<2.706,所以没有90%的把握认为持支持态度与就读年级有关.1.(2018·安徽江南十校联考)为了对某校高三(1)班9月调考成绩进行分析,在全班同学中随机抽出5位,他们的数学分数、物理分数、化学分数(均已折算为百分制)对应如下表:(1)求这5位同学数学和物理分数都不小于85分的概率;(2)从散点图分析,y与x,x与z之间都有较好的线性相关关系,分别求y与x,z与x的线性回归方程,并用相关指数比较所求回归模型的拟合效果.参考数据:x-=85,y-=81,z-=86,∑5i=1(x i-x-)(y i-y-)=200,∑5 i=1(x i-x-)2=250,∑5i=1(x i-x-)(z i-z-)=150.解(1)这5位同学中数学和物理分数都不小于85分,共有2人,故概率为P=2 5 .(2)设y与x,z与x的线性回归方程分别是y^=b^x+a^,z^=b^′x+a^′,根据所得数据,可以计算出b^=∑5i=1(x i-x-)(y i-y-)∑5 i=1(x i-x-)=200250=0.8.a^=y--b^x-=81-0.8×85=13,b^′=∑5i=1(x i-x-)(z i-z-)∑5 i=1(x i-x-)=150250=0.6,a^′=z--b^′x-=86-0.6×85=35,∴y^=0.8x+13,z^=0.6x+35.∑5i=1(y i-y^i)2=02+02+(-1)2+22+(-1)2=6,∑5i=1(y i-y-)2=(-8)2+(-4)2+(-1)2+62+72=166;∑5i=1(z i-z^i)2=(-2)2+22+12+02+(-1)2=10,∑5i=1(z i-z-)2=(-8)2+(-1)2+12+32+52=100.又y与x,z与x的相关指数分别是R 2=1-6166≈0.964,R 2=1-10100≈0.90, 故回归模型y ^=0.8x +13比回归模型z ^=0.6x +35的拟合效果好.2.(2018·贵阳调研)微信是腾讯公司推出的一种手机通讯软件,它支持发送语音短信、视频、图片和文字,一经推出便风靡全国,甚至涌现出一批在微信的朋友圈内销售商品的人(被称为微商).为了调查每天微信用户使用微信的时间,某经销化妆品的微商在一广场随机采访男性、女性用户各50名,将男性、女性使用微信的时间分成5组:(0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10]分别加以统计,得到如图所示的频率分布直方图.(1)根据女性频率分布直方图估计女性使用微信的平均时间;(2)若每天玩微信超过4小时的用户列为“微信控”,否则称其为“非微信控”,请你根据已知条件完成2×2的列联表,并判断是否有90%的把握认为“微信控”与“性别有关”? 解 (1)女性平均使用微信的时间为:0.16×1+0.24×3+0.28×5+0.2×7+0.12×9=4.76(小时). (2)由已知得:2(0.04+a +0.14+2×0.12)=1,解得a =0.08. 由题设条件得列联表K 2的观测值为k =n (ad -bc )(a +b )(c +d )(a +c )(b +d )=100(38×20-30×12)250×50×68×32≈2.941>2.706.所以有90%的把握认为“微信控”与“性别”有关.3.(2018·北京东城区质检)某单位附近只有甲、乙两个临时停车场,它们各有50个车位,为了方便市民停车,某互联网停车公司对这两个停车场在某些固定时刻的剩余停车位进行记录,如下表:如果表中某一时刻剩余停车位数低于该停车场总车位数的10%,那么当车主驱车抵达单位附近时,该公司将会向车主发出停车场饱和警报.(1)假设某车主在以上六个时刻抵达单位附近的可能性相同,求他收到甲停车场饱和警报的概率;(2)从这六个时刻中任选一个时刻,求甲停车场比乙停车场剩余车位数少的概率; (3)当乙停车场发出饱和警报时,求甲停车场也发出饱和警报的概率.解 (1)事件“该车主收到甲停车场饱和警报”只有10时这一种情况,该车主抵达单位的时刻共有六种情况,所以该车主收到甲停车场饱和警报的概率为P =16.(2)事件 “甲停车场比乙停车场剩余车位数少”有8时、10时、18时三种情况,一共有六个时刻,所以甲停车场比乙停车场剩余车位数少的概率为P =36=12.(3)事件“乙停车场发出饱和警报”有10时、12时、14时三种情况,事件“甲停车场也发出饱和警报”只有10时一种情况,所以当乙停车场发出饱和警报时,甲停车场也发出饱和警报的概率为P =13.4.(2016·全国Ⅰ卷)某公司计划购买1台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200元.在机器使用期间,如果备件不足再购买,则每个500元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得下面柱状图:记x 表示1台机器在三年使用期内需更换的易损零件数,y 表示1台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元),n 表示购机的同时购买的易损零件数.(1)若n =19,求y 与x 的函数解析式;(2)若要求“需更换的易损零件数不大于n ”的频率不小于0.5,求n 的最小值;(3)假设这100台机器在购机的同时每台都购买19个易损零件,或每台都购买20个易损零件,分别计算这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数,以此作为决策依据,购买1台机器的同时应购买19个还是20个易损零件? 解 (1)当x ≤19时,y =3 800;当x >19时,y =3 800+500(x -19)=500x -5 700. 所以y 与x 的函数解析式为y =⎩⎪⎨⎪⎧3 800,x ≤19,500x -5 700,x >19(x ∈N ). (2)由柱状图知,需更换的零件数不大于18的频率为0.46,不大于19的频率为0.7,故n 的最小值为19.(3)若每台机器在购机同时都购买19个易损零件,则这100台机器中有70台在购买易损零件上的费用为3 800,20台的费用为4 300,10台的费用为4 800,因此这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数为1100(3 800×70+4 300×20+4 800×10)=4 000, 若每台机器在购机同时都购买20个易损零件,则这100台机器中有90台在购买易损零件上的费用为4 000,10台的费用为4 500,因此这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数为1100(4 000×90+4 500×10)=4 050.比较两个平均数可知,购买1台机器的同时应购买19个易损零件.5.已知向量a =(-2,1),b =(x ,y ).(1)若x ,y 分别表示将一枚质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6)先后抛掷两次时第一次、第二次出现的点数,求满足a ·b =-1的概率; (2)若x ,y 在连续区间[1,6]上取值,求满足a ·b <0的概率.解 (1)将一枚质地均匀的正方体骰子先后抛掷两次,所包含的基本事件总数为6×6=36(个);由a ·b =-1,得-2x +y =-1,用A 表示事件“a·b =-1”,A 包含的基本事件为(1,1),(2,3),(3,5),共3种情形.故P (A )=336=112.(2)若x ,y 在连续区间[1,6]上取值,则全部基本事件的结果为Ω={(x ,y )|1≤x ≤6,1≤y ≤6};满足a ·b <0的基本事件的结果为A ={(x ,y )|1≤x ≤6,1≤y ≤6且-2x +y <0};画出图形如图,正方形的面积为S 正方形=25, 阴影部分的面积为S 阴影=25-12×2×4=21,故满足a ·b <0的概率为2125.6.(2018·成都诊断)某项科研活动共进行了5次试验,其数据如下表所示:(1)从5次特征量y 的试验数据中随机地抽取两个数据,求至少有一个大于600的概率; (2)求特征量y 关于x 的线性回归方程y ^=b ^x +a ^,并预测当特征量x 为570时,特征量y 的值.(附:回归直线的斜率和截距的最小二乘法估计公式分别为b ^=∑ni =1(x i -x -)(y i -y -)∑ni =1(x i -x -)2,a ^=y --b ^x -)解 (1)记“至少有一个大于600”为事件A .基本事件有{601,605},{601,597},{601,599},{601,598},{605,597},{605,599},{605,598},{597,599},{597,598},{599,598},共10个.其中包含事件A 的基本事件有{601,605},{601,597},{601,599},{601,598},{605,597},{605,599},{605,598},共7个. ∴P (A )=710.(2)x -=555+559+551+563+5525=556,y -=601+605+597+599+5985=600.∴b ^=-1×1+3×5+(-5)×(-3)+7×(-1)+(-4)×(-2)(-1)2+32+(-5)2+72+(-4)2=30100=0.3.∵a^=y--b^x-=600-0.3×556=433.2,∴线性回归方程为y^=0.3x+433.2.当x=570时,y^=0.3×570+433.2=604.2. ∴当x=570时,特征量y的估计值为604.2.。
2019-2020年高考数学总复习 第十一章11.5 数学归纳法教案 理 北师大版
2019-2020年高考数学总复习 第十一章11.5 数学归纳法教案 理 北师大版考纲要求1.了解数学归纳法的原理.2.能用数学归纳法证明一些简单的数学命题.知识梳理1.由一系列有限的特殊事例得出______的推理方法叫归纳法.根据推理过程中考查的对象是涉及事物的全体或部分可分为____归纳法和______归纳法.2.数学归纳法是证明一个与正整数n 有关的命题,可按下列步骤进行: (1)(归纳奠基)证明当n 取______时命题成立.(2)(归纳递推)假设n =k (k ∈N +)时命题成立,证明______时命题也成立. 3.应用数学归纳法时特别注意:(1)数学归纳法证明的对象是与______有关的命题. (2)在用数学归纳法证明中,两个基本步骤缺一不可. 基础自测1.用数学归纳法证明3n ≥n 3(n ∈N ,n ≥3),第一步应验证( ). A .n =1 B .n =2 C .n =3 D .n =42.用数学归纳法证明1+2+22+…+2n +1=2n +2-1(n ∈N +)的过程中,在验证n =1时,左端计算所得的项为( ).A .1B .1+2C .1+2+22D .1+2+22+233.已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=a na n +1,则数列的前5项为__________,猜想它的通项公式是__________.思维拓展1.数学归纳法证题的基本原理是什么?提示:数学归纳法是一种只适用于与正整数有关的命题的证明方法,它的表述严格而且规范,两个步骤缺一不可.第一步是递推的基础,第二步是递推的依据,第二步中,归纳假设起着“已知条件”的作用,在第二步的证明中一定要运用它,否则就不是数学归纳法.第二步的关键是“一凑假设,二凑结论”.2.用数学归纳法证明问题应该注意什么?提示:(1)第一步验证n =n 0时命题成立,这里的n 0并不一定是1,它是使命题成立的最小正整数.(2)第二步证明的关键是合理运用归纳假设,特别要弄清由k 到k +1时命题的变化情况.(3)由假设n =k 时命题成立,证明n =k +1命题也成立时,要充分利用归纳假设,即要恰当地“凑”出目标.一、用数学归纳法证明恒等式【例1-1】n ∈N +,求证:1-12+13-14+…+12n -1-12n =1n +1+1n +2+…+12n.【例1-2】已知△ABC 的三边长都是有理数. (1)求证:cos A 是有理数;(2)求证:对任意正整数n ,cos nA 是有理数.方法提炼数学归纳法证题的关键是第二步由n =k 到n =k +1的过渡,要设法将待证式与归纳假设建立联系,即借助于已经学过的公式、定理或运算法则进行恒等变形,把n =k +1时的表达式拼凑出归纳假设的形式,再把运用归纳假设后的式子进行变形、证明.请做[针对训练]4二、用数学归纳法证明不等式【例2-1】用数学归纳法证明:1+122+132+…+1n 2<2-1n (n ∈N +,n ≥2).【例2-2】用数学归纳法证明:1+n 2≤1+12+13+…+12n ≤12+n .方法提炼用数学归纳法证明不等式时常常要用到放缩法,即在归纳假设的基础上,通过放大或缩小技巧变换出要证明的目标不等式.事实上,在合理运用归纳假设后,可以使用证明不等式的任何方法证明目标式成立.请做[针对训练]3三、用数学归纳法证明几何问题【例3-1】用数学归纳法证明:凸n 边形的对角线的条数为f (n )=12n (n -3)(n ≥3).【例3-2】平面内有n 条直线,其中无任何两条平行,也无任何三条共点,求证:这n条直线把平面分割成12(n 2+n +2)块.方法提炼用数学归纳法证明几何问题的关键是“找项”,即几何元素从k 个变成k +1个时,所证的几何量将增加多少,这需用到几何知识或借助于几何图形来分析;事实上,将n =k +1和n =k 分别代入所证的式子,然后作差,即可求出增加量,这也是用数学归纳法证明几何问题的一大技巧.请做[针对训练]1四、归纳—猜想—证明 【例4-1】在数列{a n }中,a 1=1,且S n ,S n +1,2S 1成等差数列(S n 表示数列{a n }的前n 项和),则S 2,S 3,S 4分别为__________;由此猜想S n =__________.【例4-2】设数列{a n }满足a n +1=a 2n -na n +1,n =1,2,3,….(1)当a 1=2时,求a 2,a 3,a 4,并由此猜想出a n 的一个通项公式; (2)当a 1≥3时,证明对所有的n ≥1,有a n ≥n +2.方法提炼“归纳—猜想—证明的模式”,是不完全归纳法与数学归纳法综合运用的解题模式,这种方法在解决探索性、存在性问题时起着重要作用,它的证题模式是先由归纳推理发现结论,然后用数学归纳法证明结论的正确性,这种思维方式是推动数学研究与发展的重要方式.请做[针对训练]2考情分析数学归纳法在高考命题中时隐时现,且较隐蔽,因此在复习中应引起重视.只要与正整数有关的命题,都可考虑用数学归纳法去证明.数学归纳法不仅能证明现成的结论的正确性,而且能证明新发现的结论的正确性.数学归纳法的应用主要出现在数列解答题中,一般是先根据递推公式写出数列的前几项,通过观察项与项数的关系,猜想出相关结论,再用数学归纳法进行证明,初步形成“观察—归纳—猜想—证明”的思维模式.针对训练1.平面内有n 个圆,其中每两个圆都相交于两点,且每三个圆都不相交于同一点,则这n 个圆将平面分成不同的区域有( ).A .2n 个B .2n个C .n 2-n +2个D .n 2+n +1个2.在数列{a n },{b n }中,a 1=2,b 1=4,且a n ,b n ,a n +1成等差数列,b n ,a n +1,b n +1成等比数列.求a 2,a 3,a 4及b 2,b 3,b 4,由此猜测{a n },{b n }的通项公式,并证明你的结论.3.若不等式1n +1+1n +2+…+13n +1>a24对一切正整数n 都成立,求正整数a 的最大值,并证明结论.4.设数列a 1,a 2,…,a n ,…中的每一项都不为0.证明:{a n }为等差数列的充分必要条件是:对任何n ∈N +,都有1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1=n a 1a n +1.参考答案基础梳理自测 知识梳理1.一般结论 完全 不完全2.(1)第一个值n 0(n 0∈N +) (2)n =k +1 3.(1)正整数 基础自测 1.C2.C 解析:左边是n +2项的和,当n =1时,左边表示3项1+2+22的和. 3.12,13,14,15,16 a n =1n +1 考点探究突破【例1-1】证明:(1)当n =1时,左边=1-12=12,右边=11+1=12.左边=右边.(2)假设n =k 时等式成立,即1-12+13-14+…+12k -1-12k =1k +1+1k +2+…+12k,则当n =k +1时,⎝⎛⎭⎪⎫1-12+13-14+…+12k -1-12k +⎝ ⎛⎭⎪⎫12k +1-12k +2 =⎝ ⎛⎭⎪⎫1k +1+1k +2+…+12k +⎝ ⎛⎭⎪⎫12k +1-12k +2 =1k +2+1k +3+…+12k +1+12k +2. 即当n =k +1时,等式也成立.综合(1),(2)可知,对一切n ∈N +,等式成立.【例1-2】证明:(1)由AB ,BC ,AC 为有理数及余弦定理知cos A =AB 2+AC 2-BC 22AB ·AC是有理数.(2)用数学归纳法证明cos nA 和sin A ·sin nA 都是有理数.①当n =1时,由(1)知cos A 是有理数,从而有sin A ·sin A =1-cos 2A 也是有理数. ②假设当n =k (k ∈N +)时,cos kA 和sin A ·sin kA 都是有理数. 当n =k +1时,由cos(k +1)A =cos A ·cos kA -sin A ·sin kA ,sin A ·sin(k +1)A =sin A ·(sin A ·cos kA +cos A ·sin kA )=(sin A ·sin A )·cos kA +(sin A ·sin kA )·cos A ,由①和归纳假设,知cos(k +1)A 和sin A ·sin (k +1)A 都是有理数. 即当n =k +1时,结论成立.综合①,②可知,对任意正整数n ,cos nA 是有理数.【例2-1】证明:(1)当n =2时,1+122=54<2-12=32,命题成立.(2)假设n =k 时命题成立,即1+122+132+…+1k 2<2-1k.当n =k +1时,1+122+132+…+1k 2+1(k +1)2<2-1k +1(k +1)2<2-1k +1k (k +1)=2-1k +1k-1k +1=2-1k +1命题成立.由(1),(2)知原不等式在n ∈N +,n ≥2时均成立.【例2-2】证明:设f (n )=1+12+13+…+12n .(1)当n =1时,f (1)=1+12,原不等式成立.(2)设n =k (k ∈N +)时,原不等式成立.即1+k 2≤1+12+13+…+12k ≤12+k 成立.当n =k +1时,f (k +1)=f (k )+12k +1+12k +2+…+12k +1≥1+k 2+12k +1+12k +2+…+12k +1>1+k 2+12k +1+12k +1+…+12k +1=1+k 2+12=1+k +12;f (k +1)=f (k )+12k +1+12k +2+…+12k +1.≤12+k +12k +1+12k +2+…+12k +1<12+k +12k +12k +…+12k =12+(k +1) ∴n =k +1时,命题成立.由(1),(2)可知原命题对n ∈N +恒成立.【例3-1】证明:(1)∵三角形没有对角线,∴n =3时,f (3)=0,命题成立.(2)假设n =k (k ≥3)时,命题成立,即f (k )=12k (k -3),则当n =k +1时,凸k 边形由原来的k 个顶点变为k +1个顶点,对角线条数增加k -1条.∴f (k +1)=f (k )+k -1=12k (k -3)+k -1=12(k +1)[(k +1)-3].∴当n =k +1时命题成立,由(1),(2)可知对任何n ∈N 且n ≥3,命题恒成立.【例3-2】证明:(1)当n =1时,1条直线把平面分成2块,又12(12+1+2)=2,故命题成立.(2)假设n =k (k ≥1)时命题成立,即k 条满足题设的直线把平面分成12(k 2+k +2)块,那么当n =k +1时,第k +1条直线被k 条直线分成k +1段,每段把它们所在的平面块又分成了2块,因此,增加了k +1个平面块,所以k +1条直线把平面分成了12(k 2+k +2)+k +1=12[(k +1)2+(k +1)+2]块,这说明当n =k +1时,命题也成立.由(1),(2)知,对一切n ∈N +,命题都成立.【例4-1】32,74,158 S n =2n-12n -1解析:由S n ,S n +1,2S 1成等差数列, 得2S n +1=S n +2S 1,∵S 1=a 1=1,∴2S n +1=S n +2.令n =1,则2S 2=S 1+2=1+2=3,∴S 2=32.同理,分别令n =2,n =3,可求得S 3=74,S 4=158,由S 1=1=21-120,S 2=32=22-121,S 3=74=23-122,S 4=158=24-123,猜想S n =2n-12n -1.【例4-2】解:(1)由a 1=2,得a 2=-a 1+1=3, 由a 2=3,得a 3=-2a 2+1=4, 由a 3=4,得a 4=-3a 3+1=5,由此猜想a n 的一个通项公式:a n =n +1(n ≥1). (2)证明:用数学归纳法证明:①当n =1时,a 1≥3=1+2,不等式成立. ②假设当n =k 时不等式成立,即a k ≥k +2,那么,a k +1=a k (a k -k )+1≥(k +2)(k +2-k )+1≥k +3, 也就是说,当n =k +1时,a k +1≥(k +1)+2. 根据①和②,对于所有n ≥1,都有a n ≥n +2. 演练巩固提升1.C 解析:n =2时,分成4部分,可排除D ;n =3时,分成8部分,可排除A ;n =4时,分成14部分,可排除B ,故选C.2.解:由条件得2b n =a n +a n +1,a 2n +1=b n b n +1.由此可得a 2=6,b 2=9,a 3=12,b 3=16,a 4=20,b 4=25.猜想a n =n (n +1),b n =(n +1)2. 下面用数学归纳法进行证明:①当n =1时,由上可得结论成立. ②假设当n =k (k ∈N +)时,结论成立,即a k =k (k +1),b k =(k +1)2, 那么当n =k +1时,a k +1=2b k -a k =2(k +1)2-k (k +1)=(k +1)(k +2),b k +1==(k +2)2. 所以当n =k +1时,结论也成立.由①②,可知a n =n (n +1),b n =(n +1)2对一切正整数n 都成立.3.解:当n =1时,11+1+11+2+13+1>a24,即2624>a24,所以a <26. 而a 是正整数,所以取a =25,下面用数学归纳法证明1n +1+1n +2+…+13n +1>2524.(1)当n =1时,已证得不等式成立.(2)假设当n =k (k ∈N +)时,不等式成立,即1k +1+1k +2+…+13k +1>2524. 则当n =k +1时,有1(k +1)+1+1(k +1)+2+…+13(k +1)+1=1k +1+1k +2+…+13k +1+13k +2+13k +3+13k +4-1k +1>2524+⎣⎢⎡⎦⎥⎤13k +2+13k +4-23(k +1).因为13k +2+13k +4-23(k +1)=6(k +1)(3k +2)(3k +4)-23(k +1)=18(k +1)2-2(9k 2+18k +8)(3k +2)(3k +4)(3k +3)=2(3k +2)(3k +4)(3k +3)>0, 所以当n =k +1时不等式也成立.由(1)(2)知,对一切正整数n ,都有1n +1+1n +2+…+13n +1>2524,所以a 的最大值等于25.4.证明:先证必要性.设数列{a n }的公差为d .若d =0,则所述等式显然成立.若d ≠0,则1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-a 1a 1a 2+a 3-a 2a 2a 3+…+a n +1-a n a n a n +1 =1d ⎝ ⎛ ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-1a 3+…+⎭⎪⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a n +1=1d ·a n +1-a 1a 1a n +1=na 1a n +1. 再证充分性.(数学归纳法)设所述的等式对一切n ∈N +都成立.首先,在等式1a 1a 2+1a 2a 3=2a 1a 3①两端同乘a 1a 2a 3,即得a 1+a 3=2a 2,所以a 1,a 2,a 3成等差数列,记公差为d , 则a 2=a 1+d .假设a k =a 1+(k -1)d ,当n =k +1时,观察如下两个等式 1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a k -1a k=k -1a 1a k,②1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a k -1a k +1a k a k +1=ka 1a k +1,③将②代入③,得k -1a 1a k +1a k a k +1=ka 1a k +1,在该式两端同乘a 1a k a k +1,得(k -1)a k +1+a 1=ka k . 将a k =a 1+(k -1)d 代入其中,整理后, 得a k +1=a 1+kd .由数学归纳法原理知,对一切n ∈N +,都有a n =a 1+(n -1)d . 所以{a n }是公差为d 的等差数列.2019-2020年高考数学总复习 第十一章11.6 数系的扩充与复数的引入教案 理 北师大版考纲要求1.理解复数的基本概念,理解复数相等的充要条件. 2.了解复数的代数表示法及其几何意义.3.会进行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.知识梳理1.数系扩充的脉络是:______→______→______,用集合符号表示为____⊆____⊆____,实际上前者是后者的真子集.2.复数的有关概念 (1)复数的概念形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中a ,b 分别是它的____和____.若______,则a+b i 为实数;若______,则a +b i 为虚数;若__________,则a +b i 为纯虚数.(2)复数相等:a +b i =c +d i ⇔__________(a ,b ,c ,d ∈R ). (3)共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔______(a ,b ,c ,d ∈R ). (4)复平面建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,______叫做实轴,______叫做虚轴.实轴上的点表示______;除原点外,虚轴上的点都表示__________;各象限内的点都表示非纯虚数.复数集C 和复平面内__________组成的集合是一一对应的,复数集C 与复平面内所有以______为起点的向量组成的集合也是一一对应的.(5)复数的模向量的模r 叫做复数z =a +b i 的模,记作______或__________,其中|z |=|a +b i|=____________.3.复数的运算(1)复数的加、减、乘、除运算法则设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则①加法:z 1+z 2=(a +b i)+(c +d i)=____________; ②减法:z 1-z 2=(a +b i)-(c +d i)=____________; ③乘法:z 1·z 2=(a +b i)·(c +d i)=____________;④除法:z 1z 2=a +b i c +d i =(a +b i)(c -d i)(c +d i)(c -d i)=______________(c +d i≠0).(2)复数加法的运算律复数的加法满足交换律、结合律,即对任何z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1+z 2=________,(z 1+z 2)+z 3=____________.(3)复数的乘法满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律,即对任意z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1·z 2=______,(z 1·z 2)·z 3=______,z 1·(z 2+z 3)=______.4.熟记下列结论:(1)i 4n=1,=i ,=-1,=-i(n ∈N +).(2)(1±i)2=±2i,1+i 1-i =i ,1-i 1+i =-i ,1i=-i.(3)设ω=-12+32i ,则ω2=ω=1ω=-12-32i,1+ω+ω2=0,ω3=1,|ω|=1.(4)若z =a +b i(a ,b ∈R ),则z =a -b i ,z ·z =|z |2=|z 2|=|z |2=|z 2|=a 2+b 2. 基础自测1.下列命题中,正确命题的个数是( ).①若x ,y ∈C ,则x +y i =1+i 的充要条件是x =y =1;②若a ,b ∈R 且a >b ,则a +i >b +i ;③若x 2+y 2=0,则x =y =0.A .0B .1C .2D .32.(xx 福建高考,理1)i 是虚数单位,若集合S ={-1,0,1},则( ).A .i∈SB .i 2∈SC .i 3∈S D .2i∈S3.(xx 湖南高考,文2)若a ,b ∈R ,i 为虚数单位,且(a +i)i =b +i ,则( ). A .a =1,b =1 B .a =-1,b =1 C .a =1,b =-1 D .a =-1,b =-14.(xx 广东高考,理1)设复数z 满足(1+i)z =2,其中i 为虚数单位,则z =( ). A .1+i B .1-i C .2+2i D .2-2i5.(xx 辽宁高考,文2)i 为虚数单位,1i +1i 3+1i 5+1i7=( ).A .0B .2iC .-2iD .4i 思维拓展1.两个复数能比较大小吗?提示:任意两个复数,只有相等与不等的关系,不能像实数那样比较大小.只有当两个复数都为实数时,才可以比较大小;两个复数相等,当且仅当它们的实部与虚部分别对应相等,∴a +b i =0⇔a =b =0.2.把实数扩充到复数的背景是什么?有什么具体要求?提示:(1)为了解决x 2+1=0这样的方程在实数集中无解的问题,人们引进了一个新数i ,叫做虚数单位,并且规定i 2=-1.这样原数集中不能解决的问题在新数集中就能够解决了.(2)规定i 与实数可以进行四则运算,在进行运算时,原有的加法、乘法运算律仍然成立.一、复数的分类【例1】已知m ∈R ,复数z =m (m -2)m -1+(m 2+2m -3)i ,当m 为何值时,(1)z ∈R ;(2)z 是纯虚数;(3)z 对应的点位于复平面的第二象限;(4)z 对应的点在直线x +y +3=0上.方法提炼1.判断一个含有参数的复数在什么情况下是实数、虚数、纯虚数,首先要保证含参数的式子有意义,忽略这一要求会酿成根本性的错误;其次对参数值的取舍,是取“并”还是“交”,非常关键.因此,解答后进行验算是很有必要的.2.对于复数z =a +b i(a ,b ∈R ),既要从整体的角度去认识它,把复数z 看成一个整体,又要从实部与虚部的角度将其分解成两部分去认识它,这是解复数问题的重要思路之一.请做[针对训练]1二、复数相等的充要条件【例2】已知M ={1,(m 2-2m )+(m 2+m -2)i},P ={-1,1,4i},若M ∪P =P ,求实数m 的值.方法提炼复数相等是一个重要概念,它融合了复数的运算和复数的划分等重要概念;它也是复数问题实数化的重要工具,通过设复数的代数形式,借助两个复数相等,可列方程来求未知数的值.若z 是复数,可设z =a +b i(a ,b ∈R );若z 是虚数,可设z =a +b i(a ,b ∈R ,b ≠0);若z 是纯虚数,可设z =b i(b ∈R ,b ≠0).特别地,若所求复数能够从给定的解析式中分离出来,则可借助于复数的运算来求复数的值.请做[针对训练]2三、复数的几何意义【例3-1】复数z 1=3+4i ,z 2=0,z 3=在复平面内对应的点分别为A ,B ,C ,若∠BAC 是钝角,求实数c 的取值范围.【例3-2】已知复数z =x +y i(x ,y ∈R )且|z -2|=3,求y x的最大值及最小值. 方法提炼复数实部、虚部的符号与其对应点所在象限密切相关,实数、纯虚数的对应点分别在实轴和虚轴上.若实部为正且虚部为正,则复数对应点在第一象限;若实部为负且虚部为正,则复数对应点在第二象限;若实部为负且虚部为负,则复数对应点在第三象限;若实部为正且虚部为负,则复数对应点在第四象限.此外,若复数的对应点在某些曲线上,还可写出代数形式的一般表达式.如:若复数z 的对应点在直线x =1上,则z =1+b i(b ∈R );若复数z 的对应点在直线y =x 上,则z =a +a i(a ∈R ),这在利用复数的代数形式解题中能起到简化作用.请做[针对训练]3四、复数的运算 【例4】已知z 1=(3x +y )+(y -4x )i(x ,y ∈R ),z 2=(4y -2x )-(5x +3y )i(x ,y ∈R ).设z =z 1-z 2,且z =13-2i ,求z 1,z 2.方法提炼1.复数的加减运算法则:(1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减.(2)把i 看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类项.(3)复数的加减法可以推广到若干个复数进行连加、连减或混合运算.2.复数的乘法与多项式的乘法相类似,只需将i 2换成-1,并把实部与实部合并,虚部与虚部合并即可.3.复数的除法与实数的除法有所不同.实数的除法可以直接约分化简,得出结论;但复数的除法因为分母为复数一般不能直接约分化简,复数除法的一般作法是,由于两个共轭复数的积是一个实数,因此两个复数相除,可以先把它们的商写成分式的形式,然后把分子、分母都乘以分母的共轭复数,并把结果化简即可.请做[针对训练]4考情分析复数是高考必考的内容之一,对复数的考查一般固定在一个选择题或一个填空题,难度不大,以考查复数的概念和代数运算为主.从具体的题目分析来看,主要考查复数代数形式的商式的化简,即乘除运算;或者利用复数相等的充要条件列方程求未知数的值.其次是考查复数的划分,即考查虚数、纯虚数、共轭复数等概念.预计在今后的高考中,对复数的考查不会有大的变化.针对训练1.设复数z 1=1+i ,z 2=2+b i ,若z 2z 1为实数,则实数b =( ). A .-2 B .-1 C .1 D .22.设复数z 满足1+2iz=i ,则z =( ).A .-2+iB .-2-iC .2-iD .2+i3.在复平面内,复数2i1-i对应的点的坐标为__________.4.若复数z 1=4+29i ,z 2=6+9i ,其中i 是虚数单位,则复数(z 1-z 2)i 的实部为__________.5.设z 是虚数,ω=z +1z是实数,且-1<ω<2.(1)求z 的实部的取值范围;(2)设u =1-z1+z ,求证:u 为纯虚数;(3)求ω-u 2的最小值.参考答案基础梳理自测知识梳理1.自然数集 有理数集 实数集 N Q R2.(1)实部 虚部 b =0 b ≠0 a =0且b ≠0 (2)a =c ,b =d (3)a =c ,b =-d (4)x轴 y 轴 实数 纯虚数 所有的点 原点O (5)|z | |a +b i| a 2+b 23.(1)①(a +c )+(b +d )i ②(a -c )+(b -d )i ③(ac -bd )+(ad +bc )i④ac +bd c 2+d 2+bc -ad c 2+d 2i (2)z 2+z 1 z 1+(z 2+z 3) (3)z 2·z 1 z 1(z 2·z 3) z 1z 2+z 1z 3基础自测1.A 解析:①由于x ,y ∈C ,所以x +y i 不一定是复数的代数形式,不符合复数相等的充要条件,①是假命题.②由于两个虚数不能比较大小,∴②是假命题.③当x =1,y =i 时,x 2+y 2=0成立,∴③是假命题.2.B 解析:∵i 2=-1,而集合S ={-1,0,1},∴i 2∈S .3.C 解析:由(a +i)i =b +i ,得a i -1=b +i ,所以a =1,b =-1.4.B 解析:由(1+i)z =2得z =21+i =2(1-i)(1+i)(1-i)=1-i. 5.A 解析:1i +1i 3+1i 5+1i 7=1i +1i 2·i +1i 4·i +1i 4·i 2·i =1i -1i +1i -1i=0. 考点探究突破【例1】解:(1)当z 为实数时,则有m 2+2m -3=0且m -1≠0,得m =-3,故当m =-3时,z ∈R .(2)当z 为纯虚数时,则有⎩⎪⎨⎪⎧ m (m -2)m -1=0,m 2+2m -3≠0.解得m =0或m =2.∴当m =0或m =2时,z 为纯虚数.(3)当z 对应的点位于复平面的第二象限时,则有⎩⎪⎨⎪⎧ m (m -2)m -1<0,m 2+2m -3>0,解得m <-3或1<m <2.故当m <-3或1<m <2时,z 对应的点位于复平面的第二象限.(4)当z 对应的点在直线x +y +3=0上时,则有m (m -2)m -1+(m 2+2m -3)+3=0, 得m (m 2+2m -4)m -1=0,解得m =0或m =-1± 5. ∴当m =0或m =-1±5时,z 对应的点在直线x +y +3=0上.【例2】解:∵M ∪P =P ,∴M ⊆P .由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-2m =-1,m 2+m -2=0,解得m =1. 由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =4i ,得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m =0,m 2+m -2=4,解得m =2. 综上可知m =1或m =2.【例3-1】解:在复平面内三点坐标分别为A (3,4),B (0,0),C (c,2c -6),由∠BAC 是钝角得,且A ,B ,C 不共线,由(-3,-4)·(c -3,2c -10)<0,解得c >4911. 其中当c =9时,=(6,8)=-2,此时A ,B ,C 三点共线,故c ≠9.所以c 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫c |c >4911,且c ≠9. 【例3-2】解:由|z -2|=3,得(x -2)2+y 2=3. 则y x可看作是圆(x -2)2+y 2=3上的点与原点连线的斜率, 设y x=k ,则直线y =kx 与圆相切时,k 可以取到最大或最小值. 即|2k |1+k 2=3,解得k =3或k =-3, 即y x的最大值为3,最小值为- 3. 【例4】解:z =z 1-z 2=[(3x +y )+(y -4x )i]-[(4y -2x )-(5x +3y )i]=(5x -3y )+(x +4y )i ,又z =13-2i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 5x -3y =13,x +4y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =-1.于是,z 1=(3×2-1)+(-1-4×2)i=5-9i ,z 2=(-4-2×2)-(5×2-3×1)i=-8-7i.演练巩固提升 针对训练1.D 解析:z 2z 1=2+b i 1+i =(2+b i)(1-i)(1+i)(1-i)=(2+b )+(b -2)i 2∈R , ∴b =2.2.C 解析:设复数z =a +b i(a ,b ∈R )满足1+2i z=i , ∴1+2i =a i -b ,⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =-1.∴z =2-i. 3.(-1,1) 解析:2i 1-i =2i(1+i)(1-i)(1+i)=-1+i ,故其对应的点的坐标是(-1,1). 4.-20 解析:∵z 1=4+29i ,z 2=6+9i ,∴(z 1-z 2)i =[(4+29i)-(6+9i)]i =-20-2i.∴复数(z 1-z 2)i 的实部为-20.5.解:(1)设z =a +b i(a ,b ∈R ,b ≠0).ω=a +b i +1a +b i =⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a a 2+b 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b -b a 2+b 2i , ∵ω是实数,b ≠0,∴a 2+b 2=1.∵ω=2a ,-1<ω<2,∴z 的实部的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1. (2)证明:u =1-z 1+z =1-a -b i 1+a +b i =(1-a -b i)(1+a -b i)(1+a +b i)(1+a -b i)=1-a 2-b 2-2b i (1+a )2+b 2=-b a +1i.∵a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,b ≠0,∴u 为纯虚数. (3)ω-u 2=2a +b 2(a +1)2=2a +1-a 2(a +1)2 =2a -a -1a +1=2a -1+2a +1=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a +1)+1a +1-3. ∵a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,∴a +1>0, ∴ω-u 2≥2×2-3=1.当a +1=1a +1,即a =0时,上式取等号. ∴ω-u 2的最小值是1.。
2020版高考数学大一轮复习 第十一章概率 教案文 含解析 新人教A版
2020版高考数学大一轮复习第十一章概率11.1 事件与概率、古典概型1.事件(1)不可能事件、必然事件、随机事件:在同样的条件下重复进行试验时,有的结果始终不会发生,它称为不可能事件;有的结果在每次试验中一定会发生,它称为必然事件;有的结果可能发生,也可能不发生,它称为随机事件.(2)基本事件、基本事件空间:试验连同它出现的每一个结果称为一个基本事件,它是试验中不能再分的最简单的随机事件;所有基本事件构成的集合称为基本事件空间,基本事件空间常用大写希腊字母Ω表示. 2.概率与频率(1)概率定义:在n 次重复进行的试验中,事件A 发生的频率mn,当n 很大时,总是在某个常数附近摆动,随着n 的增加,摆动幅度越来越小,这时就把这个常数叫做事件A 的概率,记作P (A ).(2)概率与频率的关系:概率可以通过频率来“测量”,频率是概率的一个近似.3.事件的关系与运算4.概率的几个基本性质(1)概率的取值范围:0≤P (A )≤1. (2)必然事件的概率P (E )=1. (3)不可能事件的概率P (F )=0. (4)概率的加法公式如果事件A 与事件B 互斥,则P (A ∪B )=P (A )+P (B ). (5)对立事件的概率若事件A 与事件B 互为对立事件,则P (A )=1-P (B ). 5.基本事件的特点(1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和. 6.古典概型的两个特点(1)有限性:在一次试验中,可能出现的结果只有有限个,即只有有限个不同的基本事件; (2)等可能性:每个基本事件发生的可能性是均等的.7.如果一次试验中可能出现的结果有n 个,而且所有结果出现的可能性都相等,那么每一个基本事件的概率都是1n ;如果某个事件A 包括的结果有m 个,那么事件A 的概率P (A )=mn.8.古典概型的概率公式P (A )=事件A 包含的基本事件数试验的基本事件总数.概念方法微思考1.随机事件A 发生的频率与概率有何区别与联系?提示 随机事件A 发生的频率是随机的,而概率是客观存在的确定的常数,但在大量随机试验中事件A 发生的频率稳定在事件A 发生的概率附近. 2.随机事件A ,B 互斥与对立有何区别与联系?提示 当随机事件A ,B 互斥时,不一定对立,当随机事件A ,B 对立时,一定互斥.3.任何一个随机事件与基本事件有何关系?提示 任何一个随机事件都等于构成它的每一个基本事件的和. 4.如何判断一个试验是否为古典概型?提示 一个试验是否为古典概型,关键在于这个试验是否具有古典概型的两个特征:有限性和等可能性.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)事件发生的频率与概率是相同的.( × ) (2)在大量重复试验中,概率是频率的稳定值.( √ ) (3)两个事件的和事件是指两个事件都得发生.( × )(4)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个结果是等可能的.( × )(5)从市场上出售的标准为500±5g 的袋装食盐中任取一袋测其重量,属于古典概型.( × ) 题组二 教材改编2.一个人打靶时连续射击两次,事件“至少有一次中靶”的对立事件是( ) A.至多有一次中靶 B.两次都中靶 C.只有一次中靶 D.两次都不中靶答案 D解析 “至少有一次中靶”的对立事件是“两次都不中靶”.3.一个盒子里装有标号为1,2,3,4的4张卡片,随机地抽取2张,则取出的2张卡片上的数字之和为奇数的概率是( ) A.14 B.13 C.12 D.23答案 D解析 抽取两张卡片的基本事件有:(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共6种,和为奇数的事件有:(1,2),(1,4),(2,3),(3,4),共4种. ∴所求概率为46=23.4.同时掷两个骰子,向上点数不相同的概率为________.答案5 6解析掷两个骰子一次,向上的点数共6×6=36(种)可能的结果,其中点数相同的结果共有6种,所以点数不相同的概率P=1-636=56.题组三易错自纠5.将一枚硬币向上抛掷10次,其中“正面向上恰有5次”是( )A.必然事件B.随机事件C.不可能事件D.无法确定答案 B解析抛掷10次硬币,正面向上的次数可能为0~10,都有可能发生,正面向上5次是随机事件.6.将号码分别为1,2,3,4的四个小球放入一个袋中,这些小球仅号码不同,其余完全相同,甲从袋中摸出一个小球,其号码为a,放回后,乙从此袋中再摸出一个小球,其号码为b,则使不等式a-2b+4<0成立的事件发生的概率为________.答案1 4解析由题意知(a,b)的所有可能结果有4×4=16(种),其中满足a-2b+4<0的有(1,3),(1,4),(2,4),(3,4),共4种结果.故所求事件的概率P=416=14.7.(2018·沈阳模拟)从一箱产品中随机地抽取一件,设事件A={抽到一等品},事件B={抽到二等品},事件C={抽到三等品},且已知P(A)=0.65,P(B)=0.2,P(C)=0.1,则事件“抽到的产品不是一等品”的概率为______.答案0.35解析∵事件A={抽到一等品},且P(A)=0.65,∴事件“抽到的产品不是一等品”的概率为P=1-P(A)=1-0.65=0.35.题型一随机事件命题点1 随机事件的关系例1(1)在5张电话卡中,有3张移动卡和2张联通卡,从中任取2张,若事件“2张全是移动卡”的概率是310,那么概率是710的事件是( )A.至多有一张移动卡B.恰有一张移动卡C.都不是移动卡D.至少有一张移动卡答案 A解析 “至多有一张移动卡”包含“一张移动卡,一张联通卡”,“两张全是联通卡”两个事件,它是“2张全是移动卡”的对立事件.(2)口袋里装有1红,2白,3黄共6个形状相同的小球,从中取出两个球,事件A =“取出的两个球同色”,B =“取出的两个球中至少有一个黄球”,C =“取出的两个球中至少有一个白球”,D =“取出的两个球不同色”,E =“取出的两个球中至多有一个白球”.下列判断中正确的序号为____________.①A 与D 为对立事件;②B 与C 是互斥事件;③C 与E 是对立事件;④P (C ∪E )=1;⑤P (B )=P (C ).答案 ①④解析 当取出的两个球为一黄一白时,B 与C 都发生,②不正确;当取出的两个球中恰有一个白球时,事件C 与E 都发生,③不正确;显然A 与D 是对立事件,①正确;C ∪E 为必然事件,P (C ∪E )=1,④正确;P (B )=45,P (C )=35,⑤不正确.命题点2 随机事件的频率与概率例2(2017·全国Ⅲ)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:以最高气温位于各区间的频率估计最高气温位于该区间的概率. (1)估计六月份这种酸奶一天的需求量不超过300瓶的概率;(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量为450瓶时,写出Y 的所有可能值,并估计Y 大于零的概率.解 (1)这种酸奶一天的需求量不超过300瓶,当且仅当最高气温低于25,由表格数据知,最高气温低于25的频率为2+16+3690=0.6,所以这种酸奶一天的需求量不超过300瓶的概率的估计值为0.6.(2)当这种酸奶一天的进货量为450瓶时,若最高气温不低于25,则Y =6×450-4×450=900;若最高气温位于区间[20,25),则Y =6×300+2(450-300)-4×450=300; 若最高气温低于20,则Y =6×200+2(450-200)-4×450=-100, 所以,Y 的所有可能值为900,300,-100.Y 大于零当且仅当最高气温不低于20,由表格数据知,最高气温不低于20的频率为36+25+7+490=0.8.因此Y 大于零的概率的估计值为0.8. 命题点3 互斥事件与对立事件例3一盒中装有12个球,其中5个红球,4个黑球,2个白球,1个绿球.从中随机取出1球,求:(1)取出1球是红球或黑球的概率; (2)取出1球是红球或黑球或白球的概率. 解 方法一 (利用互斥事件求概率) 记事件A 1={任取1球为红球},A 2={任取1球为黑球}, A 3={任取1球为白球}, A 4={任取1球为绿球},则P (A 1)=512,P (A 2)=412=13,P (A 3)=212=16,P (A 4)=112.根据题意知,事件A 1,A 2,A 3,A 4彼此互斥, 由互斥事件的概率公式,得 (1)取出1球是红球或黑球的概率为P (A 1∪A 2)=P (A 1)+P (A 2)=512+13=34.(2)取出1球是红球或黑球或白球的概率为P (A 1∪A 2∪A 3)=P (A 1)+P (A 2)+P (A 3)=512+13+16=1112.方法二 (利用对立事件求概率)(1)由方法一知,取出1球为红球或黑球的对立事件为取出1球为白球或绿球,即A 1∪A 2的对立事件为A 3∪A 4,所以取出1球为红球或黑球的概率为P (A 1∪A 2)=1-P (A 3∪A 4)=1-P (A 3)-P (A 4)=1-16-112=34.(2)因为A 1∪A 2∪A 3的对立事件为A 4, 所以P (A 1∪A 2∪A 3)=1-P (A 4)=1-112=1112.思维升华(1)准确把握互斥事件与对立事件的概念 ①互斥事件是不可能同时发生的事件,但可以同时不发生.②对立事件是特殊的互斥事件,特殊在对立的两个事件不可能都不发生,即有且仅有一个发生. (2)判断互斥、对立事件的方法判断互斥事件、对立事件一般用定义判断,不可能同时发生的两个事件为互斥事件;两个事件若有且仅有一个发生,则这两个事件为对立事件,对立事件一定是互斥事件. (3)概率与频率的关系频率反映了一个随机事件出现的频繁程度,频率是随机的,而概率是一个确定的值,通常用概率来反映随机事件发生的可能性的大小,有时也用频率作为随机事件概率的估计值. (4)随机事件概率的求法利用概率的统计定义求事件的概率,即通过大量的重复试验,事件发生的频率会逐渐趋近于某一个常数,这个常数就是概率. (5)求复杂事件的概率的两种方法求概率的关键是分清所求事件是由哪些事件组成的,求解时通常有两种方法 ①将所求事件转化成几个彼此互斥的事件的和事件,利用概率加法公式求解概率. ②若将一个较复杂的事件转化为几个互斥事件的和事件时,需要分类太多,而其对立面的分类较少,可考虑利用对立事件的概率公式,即“正难则反”.它常用来求“至少”或“至多”型事件的概率.跟踪训练1(1)某保险公司利用简单随机抽样的方法对投保车辆进行抽样,样本车辆中每辆车的赔付结果统计如下:①若每辆车的投保金额均为2800元,估计赔付金额大于投保金额的概率;②在样本车辆中,车主是新司机的占10%,在赔付金额为4000元的样本车辆中,车主是新司机的占20%,估计在已投保车辆中,新司机获赔金额为4000元的概率.解 ①设A 表示事件“赔付金额为3000元”,B 表示事件“赔付金额为4000元”,以频率估计概率得P (A )=1501000=0.15,P (B )=1201000=0.12. 由于投保金额为2800元,赔付金额大于投保金额对应的情形是赔付金额为3000元和4000元,所以其概率为P (A )+P (B )=0.15+0.12=0.27.②设C 表示事件“投保车辆中新司机获赔4000元”,由已知,可得样本车辆中车主为新司机的有0.1×1000=100(辆),而赔付金额为4000元的车辆中,车主为新司机的有0.2×120=24(辆),所以样本车辆中新司机车主获赔金额为4000元的频率为24100=0.24,由频率估计概率得P (C )=0.24.(2)经统计,在某储蓄所一个营业窗口等候的人数相应的概率如下:求:①至多2人排队等候的概率; ②至少3人排队等候的概率.解 记“无人排队等候”为事件A ,“1人排队等候”为事件B ,“2人排队等候”为事件C ,“3人排队等候”为事件D ,“4人排队等候”为事件E ,“5人及5人以上排队等候”为事件F ,则事件A ,B ,C ,D ,E ,F 彼此互斥.①记“至多2人排队等候”为事件G ,则G =A +B +C , 所以P (G )=P (A +B +C )=P (A )+P (B )+P (C ) =0.1+0.16+0.3=0.56.②记“至少3人排队等候”为事件H , 则H =D +E +F ,所以P (H )=P (D +E +F )=P (D )+P (E )+P (F )=0.3+0.1+0.04=0.44. 题型二 古典概型例4(1)(2017·全国Ⅱ)从分别写有1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为( ) A.110B.15C.310D.25 答案 D解析 从5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张的情况如图:基本事件总数为25,第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的事件数为10,∴所求概率P =1025=25.(2)袋中有形状、大小都相同的4个球,其中1个白球,1个红球,2个黄球,从中一次随机摸出2个球,则这2个球颜色不同的概率为________. 答案 56解析 设两黄球分别为黄1,黄2,设取出的2个球颜色不同为事件A ,基本事件有:(白,红),(白,黄1),(白,黄2),(红,黄1),(红,黄2),(黄1,黄2),共6种,事件A 包含5种,故P (A )=56.(3)小波以游戏方式决定是去打球、唱歌还是去下棋.游戏规则为:以O 为起点,从A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6(如图)这6个点中任取2个点分别为终点得到两个向量,记这两个向量的数量积为X ,若X >0,就去打球,若X =0,就去唱歌,若X <0,就去下棋,则小波不去唱歌的概率是________.答案1115解析 根据题意可知,X 的所有可能取值为-2,-1,0,1.数量积为-2的有OA 2→·OA 5→,共1种;数量积为-1的有OA 1→·OA 5→,OA 1→·OA 6→,OA 2→·OA 4→,OA 2→·OA 6→,OA 3→·OA 4→,OA 3→·OA 5→,共6种;数量积为0的有OA 1→·OA 3→,OA 1→·OA 4→,OA 3→·OA 6→,OA 4→·OA 6→,共4种;数量积为1的有OA 1→·OA 2→,OA 2→·OA 3→,OA 4→·OA 5→,OA 5→·OA 6→,共4种,故所有可能的情况共有1+6+4+4=15(种),其中X ≠0的情况有1+6+4=11(种),故根据古典概型的概率计算公式知小波不去唱歌的概率P=1115. 引申探究1.本例(2)中,若将4个球改为颜色相同,标号分别为1,2,3,4的四个小球,从中一次取两球,求标号和为奇数的概率.解 基本事件数仍为6.设标号和为奇数为事件A ,则A 包含的基本事件为(1,2),(1,4),(2,3),(3,4),共4种,所以P (A )=46=23.2.本例(2)中,若将条件改为有放回地取球,取两次,求两次取球颜色相同的概率. 解 基本事件为(白,白),(白,红),(白,黄),(白,黄),(红,红),(红,白),(红,黄),(红,黄),(黄,黄),(黄,白),(黄,红),(黄,黄),(黄,黄),(黄,白),(黄,红),(黄,黄),共16种, 其中颜色相同的有6种, 故所求概率P =616=38.思维升华求古典概型的概率的关键是求试验的基本事件的总数和事件A 包含的基本事件的个数,这就需要正确列出基本事件,基本事件的表示方法有列举法、列表法和树状图法,具体应用时可根据需要灵活选择.跟踪训练2(1)(2016·全国Ⅲ)小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M ,I ,N 中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则小敏输入一次密码能够成功开机的概率是( ) A.815B.18C.115D.130 答案 C解析 由题意可知,共15种可能性,而只有1种是正确的. ∴输入一次密码能够成功开机的概率为115.(2)(2018·大连模拟)已知a ∈{0,1,2},b ∈{-1,1,3,5},则函数f (x )=ax 2-2bx 在区间(1,+∞)上为增函数的概率是( ) A.512B.13C.14D.16 答案 A解析 ∵a ∈{0,1,2},b ∈{-1,1,3,5}, ∴基本事件总数n =3×4=12.函数f (x )=ax 2-2bx 在区间(1,+∞)上为增函数,①当a =0时,f (x )=-2bx ,符合条件的只有(0,-1),即a =0,b =-1;②当a ≠0时,需要满足b a≤1,符合条件的有(1,-1),(1,1),(2,-1),(2,1),共4种. ∴函数f (x )=ax 2-2bx 在区间(1,+∞)上为增函数的概率是P =512.题型三 古典概型与统计的综合应用例5 某县共有90个农村淘宝服务网点,随机抽取6个网点统计其元旦期间的网购金额(单位:万元)的茎叶图如图所示,其中茎为十位数,叶为个位数.(1)根据茎叶图计算样本数据的平均数;(2)若网购金额(单位:万元)不小于18的服务网点定义为优秀服务网点,其余为非优秀服务网点,根据茎叶图推断这90个服务网点中优秀服务网点的个数;(3)从随机抽取的6个服务网点中再任取2个作网购商品的调查,求恰有1个网点是优秀服务网点的概率.解 (1)由题意知,样本数据的平均数x =4+6+12+12+18+206=12.(2)样本中优秀服务网点有2个,概率为26=13,由此估计这90个服务网点中优秀服务网点有90×13=30(个).(3)样本中优秀服务网点有2个,分别记为a 1,a 2,非优秀服务网点有4个,分别记为b 1,b 2,b 3,b 4,从随机抽取的6个服务网点中再任取2个的可能情况有:(a 1,a 2),(a 1,b 1),(a 1,b 2),(a 1,b 3),(a 1,b 4),(a 2,b 1),(a 2,b 2),(a 2,b 3),(a 2,b 4),(b 1,b 2),(b 1,b 3),(b 1,b 4),(b 2,b 3),(b 2,b 4),(b 3,b 4),共15种,记“恰有1个是优秀服务网点”为事件M ,则事件M 包含的可能情况有:(a 1,b 1),(a 1,b 2),(a 1,b 3),(a 1,b 4),(a 2,b 1),(a 2,b 2),(a 2,b 3),(a 2,b 4),共8种, 故所求概率P (M )=815.思维升华有关古典概型与统计结合的题型是高考考查概率的一个重要题型,已成为高考考查的热点,概率与统计的结合题,无论是直接描述还是利用概率分布表、频率分布直方图、茎叶图等给出信息,准确从题中提炼信息是解题的关键.跟踪训练3从某学校高三年级共800名男生中随机抽取50名测量身高,被测学生身高全部介于155cm 和195cm 之间,将测量结果按如下方式分成八组:第一组[155,160),第二组[160,165),…,第八组[190,195],如图是按上述分组方法得到的频率分布直方图的一部分,已知第六组比第七组多1人,第一组和第八组人数相同.(1)求第六组、第七组的频率并补充完整频率分布直方图;(2)若从身高属于第六组和第八组的所有男生中随机抽取两名,记他们的身高分别为x,y,求|x-y|≤5的概率.解(1)由频率分布直方图知,前五组的频率为(0.008+0.016+0.04+0.04+0.06)×5=0.82,所以后三组的频率为1-0.82=0.18,人数为0.18×50=9,由频率分布直方图得第八组的频率为0.008×5=0.04,人数为0.04×50=2,设第六组人数为m,则第七组人数为m-1,又m+m-1+2=9,所以m=4,即第六组人数为4,第七组人数为3,频率分别为0.08,0.06,频率除以组距分别等于0.016,0.012,则完整的频率分布直方图如图所示:(2)由(1)知身高在[180,185)内的男生有四名,设为a,b,c,d,身高在[190,195]的男生有两名,设为A,B.若x,y∈[180,185),有ab,ac,ad,bc,bd,cd共6种情况;若x,y∈[190,195],只有AB1种情况;若x,y分别在[180,185),[190,195]内,有aA,bA,cA,dA,aB,bB,cB,dB共8种情况,所以基本事件的总数为6+8+1=15,事件|x -y |≤5包含的基本事件的个数为6+1=7, 故所求概率为715.概率与统计例(12分)海关对同时从A ,B ,C 三个不同地区进口的某种商品进行抽样检测,从各地区进口此种商品的数量(单位:件)如下表所示.工作人员用分层抽样的方法从这些商品中共抽取6件样品进行检测.(1)求这6件样品中来自A ,B ,C 各地区商品的数量;(2)若在这6件样品中随机抽取2件送往甲机构进行进一步检测,求这2件商品来自相同地区的概率. 规范解答解 (1)A ,B ,C 三个地区商品的总数量为50+150+100=300,抽样比为6300=150,所以样本中包含三个地区的个体数量分别是 50×150=1,150×150=3,100×150=2.所以A ,B ,C 三个地区的商品被选取的件数分别是1,3,2.[6分] (2)设6件来自A ,B ,C 三个地区的样品分别为:A ;B 1,B 2,B 3;C 1,C 2.则从6件样品中抽取的这2件商品构成的所有基本事件为:{A ,B 1},{A ,B 2},{A ,B 3},{A ,C 1},{A ,C 2},{B 1,B 2},{B 1,B 3},{B 1,C 1},{B 1,C 2},{B 2,B 3},{B 2,C 1},{B 2,C 2},{B 3,C 1},{B 3,C 2},{C 1,C 2},共15个.[8分]每个样品被抽到的机会均等,因此这些基本事件的出现是等可能的.记事件D :“抽取的这2件商品来自相同地区”,则事件D 包含的基本事件有:{B 1,B 2},{B 1,B 3},{B 2,B 3},{C 1,C 2},共4个.所以P (D )=415,[11分]即这2件商品来自相同地区的概率为415.[12分]求概率与统计问题的一般步骤第一步:根据概率统计的知识确定元素(总体、个体)以及要解决的概率模型; 第二步:将所有基本事件列举出来(可用树状图);第三步:计算基本事件总数n ,事件A 包含的基本事件数m ,代入公式P (A )=m n; 第四步:回到所求问题,规范作答.1.从装有2个红球和2个黑球的口袋内任取2个球,那么互斥而不对立的两个事件是( ) A.至少有一个黑球与都是黑球 B.至少有一个黑球与都是红球 C.至少有一个黑球与至少有一个红球 D.恰有一个黑球与恰有两个黑球 答案 D解析 对于A ,事件“至少有一个黑球”与事件“都是黑球”可以同时发生,∴A 不正确;对于B ,事件“至少有一个黑球”与事件“都是红球”不能同时发生,但一定会有一个发生,∴这两个事件是对立事件,∴B 不正确;对于C ,事件“至少有一个黑球”与事件“至少有一个红球”可以同时发生,如:一个红球,一个黑球,∴C 不正确;对于D ,事件“恰有一个黑球”与事件“恰有两个黑球”不能同时发生,但从口袋中任取两个球时还有可能是两个都是红球,∴两个事件是互斥事件但不是对立事件,∴D 正确.2.(2016·天津)甲、乙两人下棋,两人下成和棋的概率是12,甲获胜的概率是13,则甲不输的概率为( ) A.56B.25C.16D.13 答案 A解析 事件“甲不输”包含“和棋”和“甲获胜”这两个互斥事件,所以甲不输的概率为12+13=56. 3.对一批产品的长度(单位:mm)进行抽样检测,下图为检测结果的频率分布直方图.根据标准,产品长度在区间[20,25)上的为一等品,在区间[15,20)和区间[25,30)上的为二等品,在区间[10,15)和[30,35]上的为三等品.用频率估计概率,现从该批产品中随机抽取一件,则其为二等品的概率为( )A.0.09B.0.20C.0.25D.0.45答案 D解析设[25,30)上的频率为x,由所有矩形面积之和为1,即x+(0.02+0.04+0.03+0.06)×5=1,得[25,30)上的频率为0.25.所以产品为二等品的概率为0.04×5+0.25=0.45.4.(2018·抚顺期中)根据某医疗研究所的调查,某地区居民血型的分布为:O型50%,A型15%,B型30%,AB型5%.现有一血液为A型病人需要输血,若在该地区任选一人,那么能为病人输血的概率为( )A.15%B.20%C.45%D.65%答案 D解析因为某地区居民血型的分布为:O型50%,A型15%,B型30%,AB型5%,现在能为A 型病人输血的有O型和A型,故为病人输血的概率为50%+15%=65%,故选D.5.(2018·鞍山检测)每年三月为学雷锋活动月,某班有青年志愿者男生3人,女生2人,现需选出2名青年志愿者到社区做公益宣传活动,则选出的2名志愿者性别相同的概率为( )A.35B.25C.15D.310答案 B解析设男生为A,B,C,女生为a,b,从5人中选出2名志愿者有:(A,B),(A,C),(A,a),(A,b),(B,C),(B,a),(B,b),(C,a),(C,b),(a,b),共10种等可能情况,其中选出的2名志愿者性别相同的有(A,B),(A,C),(B,C),(a,b),共4种等可能的情况,则选出的2名志愿者性别相同的概率为P=410=25.6.设m,n分别是先后抛掷一枚骰子得到的点数,则在先后两次出现的点数中有5的条件下,方程x2+mx+n=0有实根的概率为( )A.1136B.736C.711D.710答案 C解析先后两次出现的点数中有5的情况有:(1,5),(2,5),(3,5),(4,5),(5,5),(6,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,6),共11种,其中使方程x2+mx+n=0有实根的情况有:(5,5),(6,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,6),共7种.故所求事件的概率P=711.7.若a ,b ∈{0,1,2},则函数f (x )=ax 2+2x +b 有零点的概率为________. 答案 23解析 a ,b ∈{0,1,2},当函数f (x )=ax 2+2x +b 没有零点时,a ≠0,且Δ=4-4ab <0,即ab >1,∴(a ,b )有3种情况:(1,2),(2,1),(2,2).基本事件总数n =3×3=9,∴函数f (x )=ax 2+2x +b 有零点的概率为P =1-39=23.8.如图所示的茎叶图是甲、乙两人在4次模拟测试中的成绩,其中一个数字被污损,则甲的平均成绩不超过乙的平均成绩的概率为________.答案 0.3解析 依题意,记题中被污损的数字为x ,若甲的平均成绩不超过乙的平均成绩,则有(8+9+2+1)-(5+3+x +5)≤0,解得x ≥7,即此时x 的可能取值是7,8,9,因此甲的平均成绩不超过乙的平均成绩的概率P =310=0.3.9.在集合⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =n π3,n =1,2,3,…,10中任取一个元素,所取元素恰好满足方程cos x =12的概率是________. 答案310解析 基本事件总数为10,满足方程cos x =12的基本事件数为3,故所求概率P =310.10.在3张奖券中有一、二等奖各1张,另1张无奖.甲、乙两人各抽取1张,则两人都中奖的概率是________. 答案 13解析 设中一、二等奖及不中奖分别记为1,2,0,那么甲、乙抽奖结果有(1,2),(1,0),(2,1),(2,0),(0,1),(0,2),共6种.其中甲、乙都中奖有(1,2),(2,1),共2种, 所以P (A )=26=13.11.设连续抛掷两次骰子得到的点数分别为m ,n ,令平面向量a =(m ,n ),b =(1,-3). (1)求事件“a ⊥b ”发生的概率;(2)求事件“|a |≤|b |”发生的概率.解 (1)由题意知,m ∈{1,2,3,4,5,6},n ∈{1,2,3,4,5,6},故(m ,n )所有可能的情况共36种.因为a ⊥b ,所以m -3n =0,即m =3n ,有(3,1),(6,2),共2种,所以事件“a ⊥b ”发生的概率为236=118.(2)由|a |≤|b |,得m 2+n 2≤10,有(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),共6种,其概率为636=16.所以事件“|a |≤|b |”发生的概率为16.12.(2016·山东)某儿童乐园在“六一”儿童节推出了一项趣味活动.参加活动的儿童需转动如图所示的转盘两次,每次转动后,待转盘停止转动时,记录指针所指区域中的数.设两次记录的数分别为x ,y .奖励规则如下:①若xy ≤3,则奖励玩具一个; ②若xy ≥8,则奖励水杯一个; ③其余情况奖励饮料一瓶.假设转盘质地均匀,四个区域划分均匀,小亮准备参加此项活动. (1)求小亮获得玩具的概率;(2)请比较小亮获得水杯与获得饮料的概率的大小,并说明理由.解 (1)用数对(x ,y )表示儿童参加活动先后记录的数,则基本事件空间Ω与点集S ={(x ,y )|x ∈N ,y ∈N ,1≤x ≤4,1≤y ≤4}一一对应.因为S 中元素的个数是4×4=16, 所以基本事件总数n =16. 记“xy ≤3”为事件A ,则事件A 包含的基本事件共5个, 即(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1), 所以P (A )=516,即小亮获得玩具的概率为516.(2)记“xy ≥8”为事件B ,“3<xy <8”为事件C . 则事件B 包含的基本事件共6个,即(2,4),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(4,4). 所以P (B )=616=38.事件C 包含的基本事件共5个, 即(1,4),(2,2),(2,3),(3,2),(4,1). 所以P (C )=516.因为38>516,所以小亮获得水杯的概率大于获得饮料的概率.13.(2018·湖北省部分重点中学考试)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,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.19B.110C.15D.18 答案 B解析 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个的有3天,日销售量为21个的有2天,日销售量为20个的3天记为a ,b ,c ,日销售量为21个的2天记为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 =110,故选B.14.某学校成立了数学、英语、音乐3个课外兴趣小组,3个小组分别有39,32,33个成员,一些成员参加了不止一个小组,具体情况如图所示.。
2020江苏高考数学一轮复习学案:第11课__指数与指数运算 含解析.docx
____第11课__指数与指数运算____1. 会进行根式与分数指数幂的互化.2. 能利用分数指数幂的运算性质进行幂的运算.1. 阅读必修1第59~61页,理解分数指数幂的定义, 思考n a n =a 一定成立吗?2. 将教材第61页例2、例3做一遍,熟悉根式与分数指数幂的互化.3. 选做教材第62页练习第2,3,4,5题并总结根式与分数指数幂互化的注意点.基础诊断1. 判断正误.(1) (1-2cos 60°)0=1();解析:(1-2cos 60°)0=⎝⎛⎭⎪⎫1-2×120=00,故错误. (2) 6(-5)2=3-5( );解析:6(-5)2=35,故错误. (3) 6(-8)6=-8( );解析:6(-8)6=8,故错误. (4) (π-4)2+3(π-5)3=π-4+π-5=2π-9( ).解析:(π-4)2+3(π-5)3=4-π+π-5=-1,故错误.2. 化简[(-2)6]12-(-1)0的值为__7__.解析:原式=(26)12-(-1)0=23-1=7.3. ⎝ ⎛⎭⎪⎫2790.5+0.1-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫21027-23-3π0+3748=__100__.解析:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫25912+102+⎝ ⎛⎭⎪⎫6427-23-3+3748=53+100+⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫433-23-3+3748=100. 4. 化简:8b 8+8(a +b )8+7(a -b )7(a<0,b<0).解析:原式=|b|+|a +b|+(a -b).因为a<0,b<0,所以原式=-b +(-a -b)+(a -b)=-3b.范例导航考向❶ 有理数指数幂的化简与求值例1 计算或化简下列各式:(1) ⎝ ⎛⎭⎪⎫-278-23+(0.002)-12-10(5-2)-1+(2-3)0; (2) 15+2-(3-1)0-9-4 5. 解析:(1) 原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫-323×()-23+⎝ ⎛⎭⎪⎫1500-12-10×15-2+1 =⎝ ⎛⎭⎪⎫-32-2+50012-10×(5+2)+1 =49+105-105-20+1 =-1679. (2) 原式=5-2-1-(5-2)2=5-2-1-(5-2)=5-2-1-5+2=-1.化简a 3b 23ab 2⎝⎛⎭⎫a 14b 124a -13b 13(a>0,b>0)的结果为__b .解析:原式=a 32b ·a 16b 13ab 2·a -13b 13=a 32+16-1+13·b1+13-2-13=ab -1=a b . 考向❷ 有理数指数幂与方程的简单综合例2 已知a ,b 是方程92-82+9=0的两个根,且a<b ,求下列式子的值:(1) a -1+b -1(ab )-1; (2) 3a 72a -3÷3a -8·3a 15.解析:因为a ,b 是方程的两根,而由92-82+9=0,解得1=19,2=9,且a<b ,故a =19,b =9. (1) a -1+b -1(ab )-1=1a +1b 1ab =a +b ab 1ab=a +b. 因为a =19,b =9,所以a +b =829,即原式=829. (2) 原式=a 72×13·a -32×13÷[a ⎝ ⎛⎭⎪⎫-83×12·a 153×12] =a 76+⎝ ⎛⎭⎪⎫-36÷(a -86+156) =a 23÷a 76=a 23-76=a -12. 因为a =19,所以原式=3. 已知α,β为方程22+3+1=0的两个根,求⎝ ⎛⎭⎪⎫14α+β的值. 解析:因为α,β为方程22+3+1=0的两个根,所以α+β=-32, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫14α+β=⎝ ⎛⎭⎪⎫14-32=⎝ ⎛⎭⎪⎫122×()-32=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-3=8,故⎝ ⎛⎭⎪⎫14α+β的值为8. 考向❸ 有理数指数幂与基本对称式的简单综合例3 若12+-12=3,求x 32+x -32+2x +x -1+3的值. 解析:因为12+-12=3,所以(12+-12)2=9,所以-1+=7, 所以原式=(x 12+x -12)(x -1+x -1)+2x +x -1+3=3×(7-1)+27+3=2.自测反馈1. 计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫9412+(-9.6)0-⎝ ⎛⎭⎪⎫278-23×⎝ ⎛⎭⎪⎫322=__32__. 解析:原式=32+1-49×94=32. 2. 计算:[(1-2)2]12-(1+2)-1=__0__.解析:原式=(2-1)2×12-11+2=2-1-(2-1)=0. 3. 下列结论中正确的有__③__.(填序号)①当a<0时,(a 2)32=a 3;②n a n =|a|;③若100a =5,10b =2,则2a +b =1;④函数y =(-2)12-(3-7)0的定义域是(2,+∞).解析:①当a<0时,(a 2)32>0,a 3<0,(a 2)32≠a 3,故①错误;②当n 为奇数且a<0时,n a n =a ,故②错误;③正确;④定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,73∪(73,+∞),故④错误. 4. 若a>1,b>0,且a b +a -b =22,则a b -a -b 的值为__2__.解析:因为(a b -a -b )2=(a b +a -b )2-4=4,又因为a>1,b>0,所以a b >1,0<a -b <1,所以a b -a -b =2.1. 当n 为奇数时,n a n =a ;当n 为偶数时,n a n =|a|,负数无偶次方根,0的正数次幂都为0.2. 指数幂的化简原则:(1) 化负数指数幂为正数指数幂;(2) 化根式为分数指数幂;(3) 化小数为分数.指数幂的化简结果不要同时含有根号和分数指数幂,也不要既有分母又含有负数指数幂.3. 你还有哪些体悟,写下;:。
近年届高考数学一轮复习第十一篇复数、算法、推理与证明第1节数系的扩充与复数的引入训练理新人教版(2
2019届高考数学一轮复习第十一篇复数、算法、推理与证明第1节数系的扩充与复数的引入训练理新人教版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019届高考数学一轮复习第十一篇复数、算法、推理与证明第1节数系的扩充与复数的引入训练理新人教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第1节数系的扩充与复数的引入【选题明细表】知识点、方法题号复数的有关概念、复数代数形式的运算1,2,4,7,9,12,13,14复数的几何意义3,11复数的综合应用5,6,8,10基础巩固(时间:30分钟)1.(2017·渭南市一模)已知复数z=,则等于( B )(A)—2i (B)—i(C)2i (D)i解析:z====i,则=-i.故选B.2.(2017·张掖市三模)复数的虚部是( B )(A) (B)—(C) i (D)— i解析:因为==-i,所以复数的虚部是—。
故选B。
3。
(2017·菏泽市一模)若复数z满足z—1=(i为虚数单位),则z 在复平面内对应的点位于( D )(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限解析:z—1====-2i,所以z=1—2i,z在复平面内对应的点(1,—2)位于第四象限.故选D。
4.(2017·天津和平区四模)设a为实数,i是虚数单位,若+是实数,则a等于( B )(A)—1 (B)1(C) 2 (D)—3解析:因为a为实数,i是虚数单位,且+=+=+=+是实数,所以1-a=0,所以a=1.故选B.5。
2020版高考数学一轮复习 11.1计数原理精品学案 新人教版
2020版高考数学一轮复习精品学案:第十一章计数原理、概率、随机变量及其分布【知识特点】1.本章是高中数学中相对独立的一部分,概念性强、灵活性强、思维方法独特;2.本章内容应用性强,与实际问题联系密切,读不懂题意、题意理解错误往往是解不出题的原因。
【重点关注】1.排列、组合问题及随机变量的分布列、期望、方差是必考的内容。
准确确定随机变量的取值,准确计算概率是求分布列的基础,在复习过程中要多角度地加大训练力度。
2.在解题过程中要注意“分类讨论”“正难则反”的思想。
【地位与作用】1.计数问题是数学中的重要研究对象之一,分类加法计数原理、分步乘法计数原理是解决计数问题的最基本、最重要的方法,也称为基本计数原理,它们为解决很多实际问题提供了思想和工具。
在本章中,将复习到计数基本原理、排列、组合、二项式定理及其应用,了解计数与现实生活的联系,会解决简单的计数问题。
2.概率是描述随机事件发生可能性大小的量度,它已经渗透到人们的日常生活中,例如:彩票的中奖率,产品的合格率,天气预报、台风预报等都离不开概率。
概率在整个高中数学中占有重要地位,在整个高考考试中也占据着重要的地位。
3.对本章而言,高考中主要以选择、填空或解答题的形式考查,属于中、低档题。
重点考查的是两个计数原理、古典概型、离散型随机变量的分布列及其期望、方差等,预计本章在今后的高考中仍将在计数原理、古典概型、几何模型及随机变量的分布列等处命题。
11.1 计数原理【高考新动向】一、分类加法计数原理与分步乘法计数原理1.考纲点击(1)理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理;(2)全用分类加法计数原理或分步乘法计数原理分析和解决一些简单的实际问题。
2.热点提示(1)主要考查分类加法计数原理和分步乘法计数原理及分类讨论思想;(2)对两个原理的考查一般在选择、填空题中出现。
二、排列与组合1.考纲点击(1)理解排列、组合的概念;(2)能利用计数原理推导排列数公式、组合公式;(3)能解决简单的实际问题。
近年届高考数学一轮复习第十一章复数、算法、推理与证明第一节数系的扩充与复数的引入夯基提能作业本文(
2019届高考数学一轮复习第十一章复数、算法、推理与证明第一节数系的扩充与复数的引入夯基提能作业本文编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019届高考数学一轮复习第十一章复数、算法、推理与证明第一节数系的扩充与复数的引入夯基提能作业本文)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一节数系的扩充与复数的引入A组基础题组1。
复数z=m(3+i)—(2—i)的共轭复数表示的点位于复平面的第三象限,则实数m 的范围是( )A。
(—∞,-1) B。
C. D.2.已知i是虚数单位,则(2+i)(3+i)=()A.5-5iB.7—5iC.5+5iD.7+5i3.已知(1—i)z=2+i,则z的共轭复数=( )A。
+i B。
—iC.+iD.—i4。
(2017福建基地综合测试)已知=1-yi,其中x,y是实数,i是虚数单位,则x+yi 的共轭复数为( )A。
1+2i B。
1-2i C.2+i D。
2-i5.(2017安徽十校联考)若复数z满足z(1-i)=|1—i|+i,则z的实部为()A. B.-1 C.1 D。
6.设i是虚数单位,若复数a+(a∈R)是纯虚数,则a等于.7。
已知t∈R,i为虚数单位,复数z1=3+4i,z2=t+i,且z1·z2是实数,则t等于。
8.若复数z满足(3-4i)z=|4+3i|,则z的虚部为.9。
计算:(1);(2)+;(3)。
10。
(2018云南昆明调研)如图所示,平行四边形OABC,顶点O,A,C分别表示0,3+2i,-2+4i,试求:(1)、所表示的复数;(2)对角线所表示的复数;(3)B点对应的复数.B组提升题组1。
2019年金版新学案新编高三总复习第十一章第1课时 共44页
1.理解取有限值的离散型随机变量
及其分布列的概念,了解分布列
离散型随机 变量及其分 布列、期望 与方差
对于刻画随机现象的重要性. 2.理解超几何分布及其导出过程, 并能进行简单的应用. 3.理解取有限个值的离散型随机变 量的均值、方差的概念,能计算
简单离散型随机变量的均值、方
差,并能解决一些实际问题.
步”,还是既要“分类”又要“分步”,并搞清
“分类”或“分步”的具体标准是什么.
第十一章 计数原理、概率、随机变量及其分布
栏目导引
解析: 用 1、2、3、4、5、6 表示广告的播 放顺序,则完成这件事有 3 类方法. 第一类:宣传广告与公益广告的播放顺序是 2、 4、6.分 6 步完成这件事共有 3×3×2×2×1×1 =36 种不同的播放方式. 第二类:宣传广告与公益广告的播放顺序是 1、
栏目导引
2.5 位同学报名参加两个课外活动小组,
每位同学限报其中的一个小组,则不同的报
名方法共有( )
A.10 种
B.20 种
C.25 种
D.32 种
解析: 因为每人均有两种选择方法,所以
不同的报名方法有 25=32 种. 答案: D
第十一章 计数原理、概率、随机变量及其分布
栏目导引
3.设 P、Q 是两个非空集合,定义 P*Q={(a,
第十一章 计数原理、概率、随机变量及其分布
栏目导引
1.分类加法和分步乘法计数原理,都是关于 做一件事的不同方法的种数的问题,区别在于: 分类加法计数原理针对“分类”问题,其中各 种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以 做完这件事;分步乘法计数原理针对“分步” 问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完 成了才算完成这件事.
2019版高考数学大一轮复习 第十一章 第2节 排列与组合学案 理 新人教B版
第2节排列与组合最新考纲 1.理解排列、组合的概念;2.能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式;3.能解决简单的实际问题.知识梳理1.排列与组合的概念2.排列数与组合数(1)从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数.(2)从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.3.排列数、组合数的公式及性质[常用结论与微点提醒]1.解受条件限制的排列、组合题,通常有直接法(合理分类)和间接法(排除法).分类时标准应统一,避免出现重复或遗漏.2.对于分配问题,一般先分组,再分配,注意平均分组与不平均分组的区别,避免重复或遗漏.诊断自测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( )(2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.( )(3)若组合式C x n=C m n,则x=m成立.( )(4)k C k n=n C k-1n-1.( )解析(1)元素相同但顺序不同的排列是不同的排列,故(1)错;(2)一个组合中的元素不讲究顺序,元素相同即为同一组合,故(2)错;(3)若C x n=C m n,则x=m或n-m,故(3)错.答案(1)×(2)×(3)×(4)√2.从4本不同的课外读物中,买3本送给3名同学,每人各1本,则不同的送法种数是( )A.12B.24C.64D.81解析4本不同的课外读物选3本分给3位同学,每人一本,则不同的分配方法为A34=24.答案 B3.(一题多解)(教材练习改编)从4名男同学和3名女同学中选出3名参加某项活动,则男女生都有的选法种数是( )A.18B.24C.30D.36解析法一选出的3人中有2名男同学1名女同学的方法有C24C13=18种,选出的3人中有1名男同学2名女同学的方法有C14C23=12种,故3名学生中男女生都有的选法有C24C13+C14C23=30种.法二从7名同学中任选3名的方法数,再除去所选3名同学全是男生或全是女生的方法数,即C37-C34-C33=30.答案 C4.用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为( )A.8B.24C.48D.120解析末位数字排法有A12种,其他位置排法有A34种,共有A12A34=48种.答案 C5.在一展览会上,要展出5件艺术作品,其中不同书法作品2件、不同绘画作品2件、标志性建筑设计1件,在展台上将这5件作品排成一排,要求2件书法作品必须相邻,2件绘画作品不能相邻,则该次展出这5件作品不同的摆放方案共有________种(用数字作答).解析将2件必须相邻的书法作品看作一个整体,同1件建筑设计展品全排列,再将2件不能相邻的绘画作品插空,故共有A22A22A23=24种不同的展出方案.答案24考点一排列问题【例1】有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,求不同的排列方法总数.(1)选5人排成一排;(2)排成前后两排,前排3人,后排4人;(3)(一题多解)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾;(4)全体排成一排,女生必须站在一起;(5)全体排成一排,男生互不相邻.解(1)从7人中选5人排列,有A57=7×6×5×4×3=2 520(种).(2)分两步完成,先选3人站前排,有A37种方法,余下4人站后排,有A44种方法,共有A37·A44=5 040(种).(3)法一(特殊元素优先法)先排甲,有5种方法,其余6人有A66种排列方法,共有5×A66=3 600(种).法二(特殊位置优先法)首尾位置可安排另6人中的两人,有A26种排法,其他有A55种排法,共有A26A55=3 600(种). (4)(捆绑法)将女生看作一个整体与3名男生一起全排列,有A44种方法,再将女生全排列,有A44种方法,共有A44·A44=576(种).(5)(插空法)先排女生,有A44种方法,再在女生之间及首尾5个空位中任选3个空位安排男生,有A35种方法,共有A44·A35=1 440(种).规律方法排列应用问题的分类与解法(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法. 【训练1】(1)(2018·赤峰二模)7人站成两排队列,前排3人,后排4人,现将甲、乙、丙三人加入队列,前排加一人,后排加两人,其他人保持相对位置不变,则不同的加入方法种数为( )A.120B.240C.360D.480(2)(2018·抚顺模拟)某班准备从甲、乙等七人中选派四人发言,要求甲、乙两人至少有一人参加,那么不同的发言顺序有( )A.30B.600C.720D.840解析(1)第一步,从甲、乙、丙三人选一个加到前排,有3种,第二步,前排3人形成了4个空,任选一个空加一人,有4种,第三步,后排4人形成了5个空,任选一个空加一人有5种,此时形成6个空,任选一个空加一人,有6种,根据分步计数原理有3×4×5×6=360种方法.(2)若只有甲、乙其中一人参加,有C12C35A44=480种方法;若甲、乙两人都参加,有C22C25A44=240种方法,则共有480+240=720种方法.答案(1)C (2)C考点二组合问题【例2】某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?解(1)从余下的34种商品中,选取2种有C234=561(种),∴某一种假货必须在内的不同取法有561种.(2)从34种可选商品中,选取3种,有C334种或者C335-C234=C334=5 984(种).∴某一种假货不能在内的不同取法有5 984种.(3)从20种真货中选取1件,从15种假货中选取2件有C120C215=2 100(种).∴恰有2种假货在内的不同的取法有2 100种.(4)选取2种假货有C120C215种,选取3种假货有C315种,共有选取方式C120C215+C315=2 100+455=2 555(种).∴至少有2种假货在内的不同的取法有2 555种.(5)选取3种的总数为C335,选取3种假货有C315种,因此共有选取方式C335-C315=6 545-455=6 090(种).∴至多有2种假货在内的不同的取法有6 090种.规律方法组合问题常有以下两类题型变化:(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.【训练2】 (1)在《爸爸去哪儿》第二季第四期中,村长给6位“萌娃”布置一项搜寻空投食物的任务.已知:①食物投掷地点有远、近两处;②由于Grace年纪尚小,所以要么不参与该项任务,但此时另需一位小孩在大本营陪同,要么参与搜寻近处投掷点的食物;③所有参与搜寻任务的小孩须被均分成两组,一组去远处,一组去近处,那么不同的搜寻方案有( )A.80种B.70种C.40种D.10种(2)(2018·咸阳二模)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有( )A.60种B.63种C.65种D.66种解析(1)Grace不参与该项任务,则有C15C24=30种;Grace参与该项任务,则有C25=10种,故共有30+10=40种,故选C.(2)共有4个不同的偶数和5个不同的奇数,要使和为偶数,则4个数全为奇数,或全为偶数,或2个奇数和2个偶数,∴共有不同的取法有C45+C44+C25C24=66(种).答案(1)C (2)D考点三排列与组合的综合应用(多维探究)命题角度1 简单的排列与组合应用问题【例3-1】(1)(2017·全国Ⅱ卷)安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有( ) A.12种B.18种C.24种D.36种(2)从0,2中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为( ) A.24B.18C.12D.6解析 (1)由题意可得其中1人必须完成2项工作,其他2人各完成1项工作,可得安排方式为C 13C 24A 22=36(种). (2)从0,2中选一个数字0,则0只能排在十位,从1,3,5中选两个数字排在个位与百位,共有A 23=6种;从0,2中选一个数字2,则2排在十位(或百位),从1,3,5中选两个数字排在百位(或十位)、个位,共有A 12·A 23=12种,故共有A 23+A 12A 23=18种. 答案 (1)D (2)B命题角度2 分组、分配问题【例3-2】 (1)某学校派出5名优秀教师去边远地区的三所中学进行教学交流,每所中学至少派一名教师,则不同的分配方法有( ) A.80种B.90种C.120种D.150种(2)国家教育部为了发展贫困地区教育,在全国重点师范大学免费培养教育专业师范生,毕业后要分到相应的地区任教,现有6个免费培养的教育专业师范毕业生要平均分到3所学校去任教,有________种不同的分派方法.解析 (1)有两类情况:①其中一所学校3名教师,另两所学校各一名教师的分法有C 35A 33=60种;②其中一所学校1名教师,另两所学校各两名教师的分法有 C15C24A22A 33=90种,∴共有150种,故选D. (2)先把6个毕业生平均分成3组,有C 26C 24C 22A 33种方法,再将3组毕业生分到3所学校,有A 33=6种方法,故6个毕业生平均分到3所学校,共有C 26C 24C 22A 33·A 33=90种分派方法.答案 (1)D (2)90规律方法 (1)解排列组合问题常以元素(或位置)为主体,即先满足特殊元素(或位置),再考虑其他元素(或位置).对于排列组合的综合题目,一般是将符合要求的元素取出或进行分组,再对取出的元素或分好的组进行排列. (2)不同元素的分配问题,往往是先分组再分配.在分组时,通常有三种类型①不均匀分组;②均匀分组;③部分均匀分组,注意各种分组类型中,不同分组方法的差异.其次对于相同元素的“分配”问题,常用的方法是采用“隔板法”. 【训练3】 (1)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( ) A.12种B.10种C.9种D.8种(2)(2018·合肥联考)若无重复数字的三位数满足条件:①个位数字与十位数字之和为奇数,②所有数位上的数字和为偶数,则这样的三位数的个数是( )A.540B.480C.360D.200解析 (1)将4名学生均分为2个小组共有C 24C 22A 22=3(种)分法;将2个小组的同学分给2名教师共有A 22=2(种)分法,最后将2个小组的人员分配到甲、乙两地有A 22=2(种)分法.故不同的安排方案共有3×2×2=12(种).(2)由个位数字与十位数字之和为奇数知个位数字、十位数字1奇1偶,有C 15C 15A 22=50(种)排法;所有数位上的数字和为偶数,则百位数字是奇数,有C 14=4(种)满足题意的选法,故满足题意的三位数共有50×4=200(个). 答案 (1)A (2)D基础巩固题组 (建议用时:25分钟)一、选择题1.从6本不同的书中选出4本,分别发给4个同学,已知其中两本书不能发给甲同学,则不同分配方法有( ) A.180种 B.220种 C.240种D.260种解析 因为其中两本书不能发给甲同学,所以甲只能从剩下的4本中分一本,然后再选3本分给3个同学,故有A 14·A 35=240种. 答案 C2.(2016·四川卷)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为( ) A.24B.48C.60D.72解析 由题意,可知个位可以从1,3,5中任选一个,有A 13种方法,其他数位上的数可以从剩下的4个数字中任选,进行全排列,有A 44种方法,所以奇数的个数为A 13A 44=3×4×3×2×1=72. 答案 D3.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a ,b ,共可得到lg a -lg b 的不同值的个数是( ) A.9B.10C.18D.20解析 由于lg a -lg b =lg ab(a >0,b >0), ∴lg a b 有多少个不同的值,只需看a b不同值的个数.从1,3,5,7,9中任取两个作为a b 有A 25种,又13与39相同,31与93相同,∴lg a -lg b 的不同值的个数有A 25-2=18. 答案 C4.10名同学合影,站成了前排3人,后排7人,现摄影师要从后排7人中抽2人站前排,其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的种数为( )A.C27A55B.C27A22C.C27A25D.C27A35解析首先从后排的7人中抽2人,有C27种方法;再把2个人在5个位置中选2个位置进行排列有A25种.由分步乘法计数原理知不同调整方法种数是C27A25.答案 C5.(2018·潍坊模拟)有六人排成一排,其中甲只能在排头或排尾,乙、丙两人必须相邻,则满足要求的排法有( )A.34种B.48种C.96种D.144种解析特殊元素优先安排,先让甲从头、尾中选取一个位置,有C12种选法,乙、丙相邻,捆绑在一起看作一个元素,与其余三个元素全排列,最后乙、丙可以换位,故共有C12·A44·A22=96(种).答案 C6.(2018·东北三省四市联考)甲、乙两人要在一排8个空座上就坐,若要求甲、乙两人每人的两旁都有空座,则坐法种数为( )A.10B.16C.20D.24解析一排共有8个座位,现有两人就坐,故有6个空座.∵要求每人左右均有空座,∴在6个空座的中间5个空中插入2个座位让两人就坐,即有A25=20种坐法.答案 C7.(一题多解)(2018·石家庄模拟)某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是( )A.72B.120C.144D.168解析法一先安排小品节目和相声节目,然后让歌舞节目去插空.安排小品节目和相声节目的顺序有三种:“小品1,小品2,相声”,“小品1,相声,小品2”和“相声,小品1,小品2”.对于第一种情况,形式为“□,小品1,歌舞1,小品2,□,相声,□”,有A22C13A23=36(种)安排方法;同理,第三种情况也有36种安排方法,对于第二种情况,三个节目形成4个人,其形式为“□,小品1,□,相声,□,小品2,□”.有A22A34=48种安排方法,故共有36+36+48=120种安排方法.法二先不考虑小品类节目是否相邻,保证歌舞类节目不相邻的排法共有A33·A34=144(种),再剔除小品类节目相邻的情况,共有A33·A22·A22=24(种),于是符合题意的排法共有144-24=120(种).答案 B8.(2018·豫南九校联考)某医院拟派2名内科医生、3名外科医生和3名护士共8人组成两个医疗分队,平均分到甲、乙两个村进行义务巡诊,其中每个分队都必须有内科医生、外科医生和护士,则不同的分配方案有( )A.72种B.36种C.24种D.18种解析2名内科医生,每村一名,有2种方法;3名外科医生和3名护士,平均分成两组,要求外科医生和护士都有:则分1名外科医生、2名护士和2名外科医生、1名护士,若甲村有1名外科医生、2名护士,则有C13C23=9(种),其余的分到乙村;若甲村有2名外科医生、1名护士,则有C23C13=9(种),其余的分到乙村;则总的分配方案有2×(9+9)=36(种).答案 B二、填空题9.(2018·开封模拟)某班主任准备请2016届毕业生做报告,要从甲、乙等8人中选4人发言,要求甲、乙两人至少一人参加,若甲、乙同时参加,则他们发言中间需恰隔一人,那么不同的发言顺序共有________种(用数字作答).解析若甲、乙同时参加,有C22C26C12A22A22=120种,若甲、乙有一人参与,有C12C36A44=960种,从而总共的发言顺序有1 080种.答案 1 08010.现有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加区分,将这9个球排成一列,有________种不同的方法(用数字作答).解析第一步,从9个位置中选出2个位置,分给相同的红球,有C29种选法;第二步,从剩余的7个位置中选出3个位置,分给相同的黄球,有C37种选法;第三步,剩下的4个位置全部分给4个白球,有1种选法.根据分步乘法计数原理,排列方法共有C29C37=1 260(种).答案 1 26011.从6名同学中选派4人分别参加数学、物理、化学、生物四科知识竞赛,若其中甲、乙两名同学不能参加生物竞赛,则选派方案共有________种(用数字作答).解析特殊位置优先考虑,既然甲、乙都不能参加生物竞赛,则从另外4个人中选择一人参加,有C14种方案;然后从剩下的5个人中选择3个人参加剩下3科,有A35种方案.故共有C14A35=4×60=240(种)方案.答案24012.(2018·黄冈质检)在高三某班进行的演讲比赛中,共有5位选手参加,其中3位女生,2位男生,如果2位男生不能连续出场,且女生甲不能排第一个,那么出场的顺序的排法种数为________(用数字作答).解析若第一个出场是男生,则第二个出场的是女生,以后的顺序任意排,方法有C12C13A33=36种;若第一个出场的是女生(不是女生甲),则剩余的2个女生排列好,2个男生插空,方法有C12A22A23=24种.故所有出场顺序的排法种数为36+24=60.答案60能力提升题组(建议用时:10分钟)13.中小学校车安全引起社会的关注,为了彻底消除校车安全隐患,某市购进了50台完全相同的校车,准备发放给10所学校,每所学校至少2台,则不同的发放方案的种数为( )A.C941B.C938C.C940D.C939解析首先每个学校配备一台,这个没有顺序和情况之分,剩下40台;将剩下的40台排队一样排列好,则这40台校车之间有39个空.对这39个空进行隔开成10部分,比如用9面小旗子隔开,就可以隔成10部分了,所以有C939种分隔方法.答案 D14.“灯塔—党建在线”,深入学习党的十九大精神竞赛活动中,某单位甲、乙等5名参赛选手,甲和乙必须相邻出场且都不在开头和末尾出场,这5名选手不同的出场顺序共有( )A.12种B.24种C.48种D.120种解析甲乙相邻,将甲乙捆绑在一起看作一个元素,共有A44A22种排法,甲乙相邻且在首末出场有C12A33A22种排法.故甲乙相邻且都不在首末出场的顺序有A44A22-C12A33A22=24(种).答案 B15.(2018·江西八所重点中学联合模拟)摄像师要对已坐定一排照像的5位小朋友的座位顺序进行调整,要求其中恰有2人座位不调整,则不同的调整方案的种数为________(用数字作答).解析从5人中任选3人有C35种,将3人位置全部进行调整,有C12·C11·C11种.故有N=C35·C12·C11·C11=20种调整方案.答案2016.设集合A={(x1,x2,x3,x4,x5)|x i∈{-1,0,1},i=1,2,3,4,5},那么集合A中满足条件“1≤|x1|+|x2|+|x3|+|x4|+|x5|≤3”的元素有________个(用数字作答).解析因为x i∈{-1,0,1},i=1,2,3,4,5,且1≤|x1|+|x2|+|x3|+|x4|+|x5|≤3,所以x i中至少两个为0,至多四个为0.①x i(i=1,2,3,4,5)中4个0,1个为-1或1,A有2C15=10个元素;②x i中3个0,2个为-1或1,A有C25×2×2=40个元素;③x i中2个0,3个为-1或1,A有C35×2×2×2=80个元素;从而,集合A中共有10+40+80=130个元素.答案130。
高三数学一轮 第11章 单元总结与测试精品复习学案
高三数学一轮第11章单元总结与测试精品复习学案【章节知识网络】【章节强化与训练】一、选择题(本大题共有12个小题,每小题5分,共60分)1.把红桃、黑桃、方块、梅花四张纸牌随机发给甲、乙、丙、丁四个人,每人分得一张,事件“甲分得梅花”与事件“乙分得梅花”是 ( )A.对立事件B.不可能事件C.互斥但不对立事件 D.以上答案均不对解析:四张纸牌分发给四人,每人一张,甲和乙不可能同时分得梅花,所以是互斥事件,但也有可能丙或丁分得梅花,故不是对立事件.答案:C2.某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为 ( )A.14 B.24 C.28 D.48解析:法一:4人中至少有1名女生包括1女3男及2女2男两种情况,故不同的选派方案种数为C12·C34+C22·C24=2×4+1×6=14.法二:从4男2女中选4人共有C46种选法,4名都是男生的选法有C44种,故至少有1名女生的选派方案种数为C46-C44=15-1=14. 答案:A3.⎝ ⎛⎭⎪⎫x2+2x 8的展开式中x4的系数是 ( ) A .16 B .70 C .560 D .1 120解析:由二项展开式通项公式得Tk +1=Ck 8(x2)8-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x k =2kCk 8x16-3k.由16-3k =4,得k=4,则x4的系数为24C48=1 120. 答案:D4.某公共汽车站每隔5分钟有一辆车通过(假设每一辆带走站上的所有乘客),乘客到达汽车站的时间是任意的,则乘客候车时间不超过3分钟的概率为 ( ) A.25 B.35 C.12 D.34 解析:P =5-25=35.答案:B5.某一随机变量ξ的概率分布如下表,且2m n + 1.2=,则2n m -的值为( ) A.-0.2; B.0.2; C.0.1; D.-0.1答案:B ;解析:由0.2m n ++1=,又2m n + 1.2=,可得2nm -0.2= 6.如果随机变量()ξμσξξ~N E D ,,,231==,则()P -≤<11ξ等于( )A.241Φ()-B.ΦΦ()()42-C.ΦΦ()()24-D.ΦΦ()()---42答案:B解析:这里的μξσξ====E D 31,;由换算关系式F x x ()=-⎛⎝ ⎫⎭⎪Φμσ,有()()()()()()[][]111113132(4)1(2)1(4)(4)(2)P P x P x ξ-≤<=<-≤-=Φ--Φ--=Φ--Φ-=-Φ--Φ=Φ-Φ7. 若从数字0,1,2,3,4,5中任取三个不同的数作为二次函数y =ax2+bx +c 的系数,则与x 轴有公共点的二次函数的概率是 ( ) A.1750 B.1350 C.12 D.15解析:若从0,1,2,3,4,5中任选三个数作为二次函数的系数,对应二次函数共有C15A25=100个,其中与x 轴有公共点的二次函数需满足b2≥4ac,当c =0时,a ,b 只需从1,2,3,4,5中任选2个数字即可,对应的二次函数共有A25个,当c≠0时,若b =3,此时满足条件的(a ,c)取值有(1,2),(2,1)有2种情况;当b =4时,此时满足条件的(a ,c)取值有(1,2),(1,3),(2,1),(3,1)有4种情况;当b =5时,此时满足条件的(a ,c)取值有(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,1),(3,1),(4,1),(3,2)有8种情况,即共有20+2+4+8=34种情况满足题意,故其概率为34100=1750.答案:A8.从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有 ( )A .70种B .80种C .100种D .140种 解析:分恰有2名男医生和恰有1名男医生两类,从而组队方案共有:C25×C 14+C15×C 24=70种. 答案:A9.从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型与乙型电视机各1台,则不同的取法共有( )A .140种 B.84种 C.70种 D.35种解析:分两类:(1)甲型1台,乙型2台:1245C C ;(2)甲型2台,乙型1台:2145C C 1221454570C C C C +=10.从数字0,1,2,3,5,7,8,11中任取3个分别作为Ax +By +C =0中的A ,B ,C(A ,B ,C 互不相等)的值,所得直线恰好经过原点的概率为 ( ) A.41335 B.18 C.528 D.38解析:P =7×68×7×6=18.答案:B11.5(12)(2)x x -+的展开式中3x 的项的系数是( )A.120 B .120- C .100 D .100- 解析:555332255(12)(2)2(12)(12)...2(2)(2)...x x x x x C x xC x -+=-+-=+-+-+233355(416)...120...C C x x =-+=-+12.在(x2-1x )n 的展开式中,常数项为15,则n = ( )A .3B .4C .5D .6解析:对于二项式的展开式问题,关键要考虑通项,第k +1项Tk +1=Ck n 2()n k x-·(-1x)k=Ck n 23(1)k n k x --应有2n -3k =0,∴n=3k 2,而n 是正整数,故k =2,4,6….结合题目给的已知条件,常数项为15,验证可知k =4,n =6.答案:D二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)13.在平面直角坐标系xOy 中,设D 是横坐标与纵坐标的绝对值均不大于2的点构成的区域,E 是到原点的距离不大于1的点构成的区域,向D 中随机投一点,则所投的点落在E 中的概率是__________.解析:如图:区域D 表示边长为4的正方形ABCD 的内部(含边界),区域E 表示单位圆及其内部,因此P=21.4416ππ⨯=⨯答案:16π14.a =0π⎰ (sinx +cosx)dx 则二项式(a x -1x)6展开式中含x2的项的系数是________.解析:a =0π⎰ (sinx +cosx)dx =(sinx -cosx)|π0=(sinπ-cosπ)-(sin0-cos0) =(0+1)-(0-1)=2.又∵Tr+1=Cr 6(a x)6r a - (-1x)r=Cr 6 6r a - (-1)rx(6-r 2-r 2)=Cr 6 6ra- (-1)r 3rx-.由3-r =2,解r =1,∴x2项的系数为-C16a5=-192. 答案:-19215.已知中心在原点,焦点在x 轴上的双曲线的一条渐近线为mx -y =0,若m 在集合{1,2,3,4,5,6,7,8,9}中任意取一个值,使得双曲线的离心率大于3的概率是________. 解析:由题意知m =b a ,e =1+m2,仅当m =1或2时,1<e<3,∴e>3时的概率P =79.答案:7916.已知离散型随机变量X 的分布列如下表.若E(X)=0,D(X)=1,则a =________,b =________.X -1 0 1 2 Pabc112解析:由题意⎩⎪⎨⎪⎧a +b +c +112=1,-a +c +16=0,a·1+c·1+112×22=1,解得a =512,b =c =14.答案:512 14三、解答题(本大题共6个小题,总分74分)17.(本小题满分12分)如图,已知AB 是半圆O 的直径,AB =8,M 、N 、 P 是将半圆圆周四等分的三个分点.(1)从A 、B 、M 、N 、P 这5个点中任取3个点,求这3个点组成直角 三角形的概率;(2)在半圆内任取一点S ,求三角形SAB 的面积大于82的概率.解:(1)从A 、B 、M 、N 、P 这5个点中任取3个点,一共可以组成10个三角形:ABM 、ABN 、ABP 、AMN 、AMP 、ANP 、BMN 、BMP 、BNP 、MNP ,其中是直角三角形的只有ABM 、ABN 、ABP 3个, 所以这3个点组成直角三角形的概率P =310.(2)连结MP ,取线段MP 的中点D ,则OD⊥MP, 易求得OD =22,当S 点在线段MP 上时,S △ABS=12×2×2,所以只有当S 点落在阴影部分时,三角形SAB 面积才能大于2,而S 阴影=S 扇形OMP-S △OMP=12×2π×42-12×42=4π-8,所以由几何概型公式得三角形SAB 的面积大于2的概率P=482.82ππππ--= 18.(本小题满分12分)设A ={(x ,y)|1≤x≤6,1≤y≤6,x ,y∈N*}.(1)求从A 中任取一个元素是(1,2)的概率; (2)从A 中任取一个元素,求x +y≥10的概率; (3)设Y 为随机变量,Y =x +y ,求E(Y).解:(1)设从A 中任取一个元素是(1,2)的事件为B ,则P(B)=136,所以从A 中任取一个元素是(1,2)的概率为136.(2)设从A 中任取一个元素,x +y≥10的事件为C ,则有(4,6),(6,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6)共6种情况, 于是P(C)=16,所以从A 中任取一个元素,x +y≥10的概率为16.(3)Y 可能取的值为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. P(Y =2)=136,P(Y =3)=236,P(Y =4)=336,P(Y =5)=436,P(Y =6)=536,P(Y =7)=636,P(Y =8)=536,P(Y =9)=436,P(Y =10)=336,P (Y =11)=236,P(Y =12)=136.则E(Y)=2×136+3×236+4×336+5×436+6×536+7×636+8×536+9×436+10×336+11×236+12×136=7.19.(本小题满分12分)某车间准备从10名工人中选配4人到某生产线工作,为了安全生产,工厂规定:一条生产线上熟练工人数不得少于3人.已知这10名工人中有熟练工8名,学徒工2名.(1)求工人的配置合理的概率;(2)为了督促其安全生产,工厂安全生产部门每月对工人的配备情况进行两次抽检,求两次检验得到的结果不一致的概率.解:(1)一条生产线上熟练工人数不得少于3人有C48+C38C12种选法.工人的配置合理的 概率C48+C38C12C410=1315.(2)两次检验是相互独立的,可视为独立重复试验,因两次检验得出工人的配置合理的概率均为1315,故“两次检验得出的结果不一致”即两次检验中恰有一次是合格的概率为C121315(1-1315)=52225. 20.某同学参加3门课程的考试。
2020年高考数学一轮教案:第十一章 第1节
第1节数学建模与数学探究【内容要求】数学建模活动是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的过程.主要包括:在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、构建模型,确定参数、计算求解,检验结果、改进模型,最终解决实际问题.数学建模活动是基于数学思维运用模型解决实际问题的一类综合实践活动,是高中阶段数学课程的重要内容.【基本过程】数学建模活动的基本过程如下:数学探究活动是围绕某个具体的数学问题,开展自主探究、合作研究并最终解决问题的过程.具体表现为:发现和提出有意义的数学问题,猜测合理的数学结论,提出解决问题的思路和方案,通过自主探索、合作研究论证数学结论.数学探究活动是运用数学知识解决数学问题的一类综合实践活动,也是高中阶段数学课程的重要内容.【过程解读】掌握建模基本过程,会对实际问题进行问题分析,善于合理假设.·问题分析也常称为模型准备或问题重述.由于数学模型是建立数学与实际现象之间的桥梁,因此,首要的工作是要设法用数学的语言表述实际现象.所谓问题重述是指把实际现象尽量地使用贴近数学的语言进行重新描述.为此,要充分了解问题的实际背景,明确建模的目的,尽可能弄清对象的特征,并为此搜集必需的各种信息或数据.要善于捕捉对象特征中隐含的数学因素,并将其一一列出.至此,我们便有了一个很好的开端,而有了这个良好的开端,不仅可以决定建模方向,初步确定用哪一类模型,而且对下面的各个步骤都将产生影响.·模型假设(即合理假设)是与问题分析紧密衔接的又一个重要步骤.根据对象的特征和建模目的,在问题分析基础上对问题进行必要的、合理的取舍简化,并使用精确的语言作出假设,这是建模至关重要的一步.这是因为,一个实际问题往往是复杂多变的,如不经过合理的简化假设,将很难于转化成数学模型,即便转化成功,也可能是一个复杂的难于求解的模型从而使建模归于失败.当然,假设作得不合理或过分简单也同样会因为与实际相去甚远而使建模归于失败.一般地,作出假设时要充分利用与问题相关的有关学科知识,充分发挥想象力和观察判断力,分清问题的主次,抓住主要因素,舍弃次要因素.【实际意义】数学建模的实际意义1.在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地.在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中,数学建模的普遍性和重要性不言而喻,虽然这里的基本模型是已有的,但是由于新技术、新工艺的不断涌现,提出了许多需要用数学方法解决的新问题;高速、大型计算机的飞速发展,使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝的应力计算,中长期天气预报等)迎刃而解;建立在数学模型和计算机模拟基础上的CAD技术,以其快速、经济、方便等优势,大量地替代了传统工程设计中的现场实验、物理模拟等手段.2.在高新技术领域,数学建模几乎是必不可少的工具.无论是发展通讯、航天、微电子、自动化等高新技术本身,还是将高新技术用于传统工业去创造新工艺、开发新产品,计算机技术支持下的建模和模拟都是经常使用的有效手段.数学建模、数值计算和计算机图形等相结合形成的计算机软件,已经被固化于产品中,在许多高新技术领域起着核心作用,被认为是高新技术的特征之一.3.数学迅速进入一些新领域,为数学建模开拓了许多新的处女地.随着数学向诸如经济、人口、生态、地质等所谓非物理领域的渗透,一些交叉学科如计量经济学、人口控制论、数学生态学、数学地质学等应运而生.在这些领域里建立不同类型、不同方法、不同深浅程度模型的余地相当大,为数学建模提供了广阔的新天地.马克思说过,一门科学只有成功运用数学时,才算达到了完善的地步.展望21世纪,数学必将大踏步地进入所有学科,数学建模将迎来蓬勃发展的新时期.【课题研究】课题研究的过程包括选题、开题、做题、结题四个环节.学生需要撰写开题报告,教师要组织开展开题交流活动,开题报告应包括选题意义、文献综述、解决问题思路、研究计划、预期结果等.做题是解决问题的过程,包括描述问题、数学表达、建立模型、求解模型、得到结论、反思完善等.结果包括撰写研究报告和报告研究结果,开展结题答辩.根据选题的内容,报告可以采用专题作业、测量报告、算法程序、制作的实物、研究报告或小论文等多种形式.【课题引例】测量学校内、外建筑物的高度[目的]运用所学知识解决实际测量高度的问题,体验数学建模活动的完整过程.组织学生通过分组、合作等形式,完成选题、开题、做题、结题四个环节.[情境]给出下面的测量任务;(1)测量本校的一座教学楼的高度;(2)测量本校的旗杆的高度;(3)测量学校院墙外的一座不可及,但在学校操场上可以看到见的物体的高度.可以每2~3个学生组成一个测量小组,以小组为单位完成;各人填写测量课题报告表,一周后上交.测量课题报告表项目名称:______________完成时间:______________[要求](1)成立项目小组,确定工作目标,准备测量工具.(2)小组成员查阅有关资料,进行讨论交流,寻求测量效率高的方法,设计测量方案(最好设计两套测量方案).(3)分工合作,明确责任.例如,测量、记录数据、计算求解、撰写报告的分工等.(4)撰写报告,讨论交流.可以用照片、模型、PPT等形式展现获得的成果.根据上述要求,每个小组要完成以下工作.(1)选题本案例活动的选题步骤略去.(2)开题可以在课堂上组织开题交流,让每一个项目小组陈述初步测量方案,教师和其他同学可以提出质疑.在讨论的基础上,项目小组最终形成各自的测量方案.(3)做题依据小组的测量方案实施测量.尽量安排各个小组在同一时间进行测量,这样有利于教师的现场观察和管理.要有分工、合作、责任落实到个人.(4)结题在每一位学生都完成“测量报告”后,安排一次交流讲评活动.遴选的交流报告最好有鲜明的特点,如测量结果准确,过程完整清晰,方法有创意,误差处理得当,报告书写规范等;或者测量的结果出现明显误差,使用的方法不当.[分析]测量高度是传统的数学应用问题,这样的问题有助于培养学生分析解决问题、动手实践、误差分析等方面的能力.测量模型可以用平面几何的方法,例如,比例线段、相似形等;也可以用三角的方法,甚至可以用物理的方法,例如,考虑自由落体的时间;等等.[拓展]欢迎提出新的问题,积累数学建模资源.例如:1.本市的电视塔的高度是多少米?2.一座高度为H m的电视塔,信号传播半径是多少?信号覆盖面积有多大?3.找一张本市的地图,看一看本市的地域面积有多少平方千米?电视塔的位置在地图上的什么地方?按照计算得到的数据,这座电视塔发出的电视信号是否能覆盖本市?4.本市(外地)到省会的距离有多少千米?要用一座电视塔把信号从省会直接发送到本市,这座电视台的高度至少要多少米?5.如果采用多个中继站的方式,用100 m高的塔接力传输电视信号,从省会到本地至少要建多少座100 m高的中继传送塔?6.考虑地球大气层和电离层对电磁波的反射作用,重新考虑问题2,4,5.7.如果一座电视塔(例如300 m高)不能覆盖本市,请设计一个多塔覆盖方案.8.至少发射几颗地球定点的通讯卫星,可以使其信号覆盖地球?9.如果我国要发射一颗气象监测卫星,监测我国的气象情况,请你设计一个合理的卫星定点位置或卫星轨道.10.在网上收集资料,了解有关“北斗卫星导航系统”的内容,在班里做一个相关内容的综述,并发表对这件事的看法.。
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专题探究课六高考导航 1.概率与统计是高考中相对独立的一块内容,处理问题的方式、方法体现了较高的思维含量.该类问题以应用题为载体,注重考查学生的应用意识及阅读理解能力、化归转化能力;2.概率问题的核心是概率计算.其中事件的互斥、对立、独立是概率计算的核心,排列组合是进行概率计算的工具.统计问题的核心是样本数据的获得及分析方法,重点是频率分布直方图、茎叶图和样本的数字特征;3.离散型随机变量的分布列及其期望的考查是历来高考的重点,难度多为中低档类题目,特别是与统计内容的渗透,背景新颖,充分体现了概率与统计的工具性和交汇性.热点一 常见概率模型的概率几何概型、古典概型、相互独立事件与互斥事件的概率、条件概率是高考的热点,几何概型主要以客观题形式考查,求解的关键在于找准测度(面积、体积或长度);相互独立事件、互斥事件常作为解答题的一问考查,也是进一步求分布列、期望与方差的基础,求解该类问题要正确理解题意,准确判定概率模型,恰当选择概率公式.【例1】 (2017·全国Ⅰ卷)为了监控某种零件的一条生产线的生产过程,检验员每天从该生产线上随机抽取16个零件,并测量其尺寸(单位:cm).根据长期生产经验,可以认为这条生产线正常状态下生产的零件的尺寸服从正态分布N (μ,σ2).(1)假设生产状态正常,记X 表示一天内抽取的16个零件中其尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件数,求P (X ≥1)及X 的数学期望;(2)一天内抽检零件中,如果出现了尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查. (ⅰ)试说明上述监控生产过程方法的合理性; (ⅱ)下面是检验员在一天内抽取的16个零件的尺寸: 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 经计算得x =116∑i =116x i =9.97,s =116∑i =116 (x i -x )2=116(∑i =116x 2i -16x 2)≈0.212,其中x i 为抽取的第i 个零件的尺寸,i =1,2, (16)用样本平均数x 作为μ的估计值μ^,用样本标准差s 作为σ的估计值σ^,利用估计值判断是否需对当天的生产过程进行检查?剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据,用剩下的数据估计μ和σ(精确到0.01). 附:若随机变量Z 服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ-3σ<Z <μ+3σ)=0.997 4,0.997 416≈0.959 2,0.008≈0.09.解 (1)由题可知抽取的一个零件的尺寸落在(μ-3σ,μ+3σ)之内的概率为0.997 4,从而零件的尺寸落在 (μ-3σ,μ+3σ)之外的概率为0.002 6,故X ~B (16,0.002 6). 因此P (X ≥1)=1-P (X =0)=1-0.997 416≈1-0.959 2=0.040 8.X 的数学期望E (X )=16×0.002 6=0.041 6.(2)(ⅰ)如果生产状态正常,一个零件尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的概率只有0.002 6,一天内抽取的16个零件中,出现尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的零件的概率只有0.040 8,发生的概率很小,因此一旦发生这种情况,就有理由认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查,可见上述监控生产过程的方法是合理的.(ⅱ)由x =9.97,s ≈0.212,得μ的估计值为μ^=9.97,σ的估计值为σ^=0.212,由样本数据可以看出有一个零件的尺寸在(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外,因此需对当天的生产过程进行检查.剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的平均数为115×(16×9.97-9.22)=10.02,因此μ的估计值为10.02.∑i =116x 2i =16×0.2122+16×9.972≈1 591.134, 剔除(μ^-3σ^,μ^+3σ^)之外的数据9.22,剩下数据的样本方差为115×(1 591.134-9.222-15×10.022)≈0.008,因此σ的估计值为0.008≈0.09.探究提高 1.解第(1)题的关键是认清随机变量X 服从二项分布,并能够应用E (X )=np 求解,易出现的失误是由于题干较长,不能正确理解题意.2.解第(2)题的关键是理解正态分布的意义,能够利用3σ原则求解,易出现的失误有两个方面,一是不清楚正态分布N (μ,σ2)中μ和σ的意义及其计算公式,二是计算失误.【训练1】 (2018·沈阳调研)甲、乙两班进行消防安全知识竞赛,每班出3人组成甲乙两支代表队,首轮比赛每人一道必答题,答对则为本队得1分,答错或不答都得0分,已知甲队3人每人答对的概率分别为34,23,12,乙队每人答对的概率都是23,设每人回答正确与否相互之间没有影响,用ξ表示甲队总得分.(1)求ξ=2的概率;(2)求在甲队和乙队得分之和为4的条件下,甲队比乙队得分高的概率. 解 (1)ξ=2,则甲队有两人答对,一人答错,故P (ξ=2)=34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+34×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23×12+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-34×23×12=1124.(2)设甲队和乙队得分之和为4为事件A ,甲队比乙队得分高为事件B .设乙队得分为η,则η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23. P (ξ=1)=34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×23×⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝⎛⎭⎪⎫1-34×⎝⎛⎭⎪⎫1-23×12=14,P (ξ=3)=34×23×12=14,P (η=1)=C 13·23·⎝ ⎛⎭⎪⎫132=29,P (η=2)=C 23·⎝ ⎛⎭⎪⎫232·13=49,P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827,∴P (A )=P (ξ=1)P (η=3)+P (ξ=2)P (η=2)+P (ξ=3)·P (η=1) =14×827+1124×49+14×29=13, P (AB )=P (ξ=3)·P (η=1)=14×29=118,∴所求概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=11813=16.热点二 概率统计与函数的交汇问题(教材VS 高考)高考数学试题中对概率统计的考查有这样一类试题,题目非常新颖,又非常符合生活实际,这就是概率统计与函数的交汇问题,一般是以统计图表为载体,离散型随机变量的期望是某一变量的函数,利用函数的性质求期望的最值. 【例2】 (满分12分)(2017·全国Ⅲ卷)某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:以最高气温位于各区间的频率估计最高气温位于该区间的概率. (1)求六月份这种酸奶一天的需求量X (单位:瓶)的分布列;(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量n (单位:瓶)为多少时,Y的数学期望达到最大值?教材探源 本题第(2)问需对酸奶的需求量n 进行分类讨论,以确定利润的最大值,这种分类讨论的思想源自于人教版教材选修2-3 P63例3.满分解答 解 (1)由题意知,X 所有的可能取值为200,300,500,1分(得分点1) 由表格数据知P (X =200)=2+1630×3=0.2,2分(得分点2) P (X =300)=3630×3=0.4,3分(得分点3) P (X =500)=25+7+430×3=0.4.4分(得分点4)因此X 的分布列为5分(得分点5)(2)由题意知,这种酸奶一天的需求量至多为500,至少为200,因此只需考虑200≤n ≤500. 当300≤n ≤500时,若最高气温不低于25,则Y =6n -4n =2n ,若最高气温位于区间[20,25),则Y =6×300+2(n -300)-4n =1 200-2n ; 若最高气温低于20,则Y =6×200+2(n -200)-4n =800-2n ;因此E (Y )=2n ×0.4+(1 200-2n )×0.4+(800-2n )×0.2=640-0.4n .8分(得分点6) 当200≤n <300时,若最高气温不低于20,则Y =6n -4n =2n ;若最高气温低于20,则Y =6×200+2(n -200)-4n =800-2n ; 因此E (Y )=2n ×(0.4+0.4)+(800-2n )×0.2=160+1.2n . 11分(得分点7)所以n =300时,Y 的数学期望达到最大值,最大值为520元.12分(得分点8)❶得步骤分:抓住得分点的步骤、步步为赢:如第(1)问,指出随机变量X 所有的可能取值,有则得1分,无则没有分;随机变量X 的各个值对应的概率也是每个1分,列出其分布列是1分,也是每个步骤都有分,都是得分点,第(2)问也是如此.❷得关键分:解题过程的关键点,有则给分,无则没分,如第(2)问中,根据n 的范围求E (Y ),即当300≤n ≤500时,E (Y )=640-2n ;当200≤n ≤300时,E (Y )=160+1.2n ,若这两个关键运算结果有误,即使有计算过程和步骤❸得计算分:解题过程中计算正确,是得满分的保证,如第(1)问中三个概率值的计算要正确,否则不得分.1.求离散型随机变量的均值和方差问题的一般步骤第一步:确定随机变量的所有可能值;第二步:求每一个可能值所对应的概率;第三步:列出离散型随机变量的分布列;第四步:求均值和方差;第五步:反思回顾、查看关键点、易错点和答题规范.2.概率统计与函数交汇问题的解题步骤第一步:通读题目,仔细审题,理解题意;第二步:根据题目所要解决的问题,确定自变量及其取值范围;第三步:构建函数模型,写出函数的解析式;第四步:利用函数模型,求解目标函数的最值或最优解.【训练2】(2018·青岛模拟)我国是世界上严重缺水的国家,城市缺水问题较为突出.某市政府为了鼓励居民节约用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民月用水量标准x(吨),用水量不超过x的部分按平价收费,超出x的部分按议价收费,为了了解全市市民用水量的分布情况,通过抽样,获得了100位居民某年的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5]分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求频率分布直方图中a的值;(2)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x(吨),估计x的值,并说明理由;(3)已知平价收费标准为4元/吨,议价收费标准为8元/吨.当x=3时,估计该市居民的月平均水费(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).解(1)由频率分布直方图,可得(0.08+0.16+a+0.40+0.52+a+0.12+0.08+0.04)×0.5=1,解得a=0.30.(2)∵前6组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52+0.30)×0.5=0.88>0.85,而前5组的频率之和为(0.08+0.16+0.30+0.40+0.52)×0.5=0.73<0.85,由0.3×(x -2.5)=0.85-0.73,解得x =2.9.因此,估计月用水量标准为2.9吨时,85%的居民每月的用水量不超过标准. (3)设居民月用水量为t 吨,相应的水费为y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,3×4+(t -3)×8,t >3,即y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0<t ≤3,8t -12,t >3. 由题设条件及月均用水量的频率分布直方图,得居民每月的水费数据分组与频率分布表如下:根据题意,该市居民的月平均水费估计为1×0.04+3×0.08+5×0.15+7×0.20+9×0.26+11×0.15+14×0.06+18×0.04+22×0.02=8.42(元). 热点三 概率统计与统计案例的交汇问题近几年的高考数学试题对统计案例的考查一般不单独命题,而是与概率、随机变量的数学期望交汇命题,高考对此类题目的要求是能根据给出的或通过统计图表给出的相关数据求线性回归方程,了解独立性检验的思想方法,会判断两个分类变量是否有关.【例3】 (2017·全国Ⅱ卷)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下:(1)设两种养殖方法的箱产量相互独立,记A 表示事件:旧养殖法的箱产量低于50 kg ,新养殖法的箱产量不低于50 kg ,估计A 的概率;(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关:(3)根据箱产量的频率分布直方图,求新养殖法箱产量的中位数的估计值(精确到0.01).χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2解 (1)记B 表示事件“旧养殖法的箱产量低于50 kg ”,C 表示事件“新养殖法的箱产量不低于50 kg ”.由题意知,P (A )=P (BC )=P (B )P (C ). 旧养殖法的箱产量低于50 kg 的频率为(0.012+0.014+0.024+0.034+0.040)×5=0.62, 故P (B )的估计值为0.62.新养殖法的箱产量不低于50 kg 的频率为 (0.068+0.046+0.010+0.008)×5=0.66, 故P (C )的估计值为0.66.因此,事件A 的概率估计值为0.62×0.66=0.409 2. (2)根据箱产量的频率分布直方图得列联表χ2=200×(62×66-34×38)100×100×96×104≈15.705.由于15.705>6.635,故有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关.(3)因为新养殖法的箱产量的频率分布直方图中,箱产量低于50 kg 的直方图面积为 (0.004+0.020+0.044)×5=0.34<0.5, 箱产量低于55 kg 的直方图面积为(0.004+0.020+0.044+0.068)×5=0.68>0.5, 故新养殖法箱产量的中位数的估计值为 50+0.5-0.340.068≈52.35 (kg).探究提高 1.解答此类问题的关键是读懂所给的统计图表,从统计图表中得解题所需的相关数据,以频率为概率,结合互斥事件、对立事件的概率求解.2.应用独立性检验的方法解决问题,要特别注意计算χ2时计算量大,小心出错.【训练3】 (2018·梅州模拟)中石化集团获得了某地深海油田区块的开采权,集团在该地区随机初步勘探了部分油井中的几口井,取得了地质资料,进入全面勘探时期后,集团按网络点来布置井位进行全面勘探.由于勘探一口井的费用很高,如果新设计的井位与原有井位重合或接近,便利用旧井的地质资料,不必打这口新井,以节约勘探费用,勘探初期数据资料见下表:(1)1~6号旧井位置线性分布,借助前5组数据求得回归直线方程为y =6.5x +a ,求a ,并估计y 的预报值; (2)现准备勘探新井7(1,25),若通过1,3,5,7号井计算出的b ^,a ^的值(b ^,a ^精确到0.01)相比于(1)中b ,a 的值之差都不超过10%,则使用位置最接近的已有旧井6(1,y ),否则在新位置打井,请判断可否使用旧井?(3)设出油量与勘探深度的比值k 不低于20的勘探井称为优质井,那么在原有6口中任意勘探4口井,求勘探优质井数X 的分布列与数学期望. 解 (1)因为x =5,y =50.回归直线必过样本中心点(x ,y ),则a =y -b x =50-6.5×5=17.5,故回归直线方程为y =6.5 x +17.5. 当x =1时, y =6.5+17.5=24,即y 的预报值为24. (2)因为x =4, y =46.25.a ^=y -b ^x =46.25-6.83×4=18.93.即b ^=6.83,a ^=18.93,b =6.5,a =17.5. b ^-b b ≈5%,a ^-aa≈8%,均不超过10%,因此可以使用位置最接近的已有旧井6(1,24).(3)由题意,1,3,5,6这4口井是优质井,2,4这两口井是非优质井, ∴勘察优质井数X 的可能取值为2,3,4, P (X =2)=C 24C 22C 46=25,P (X =3)=C 34C 12C 46=815,P (X =4)=C 44C 02C 46=115.∴X 的分布列为:E (X )=2×25+3×815+4×115=83.1.(2018·临沂模拟)宝宝的健康成长是妈妈们最关心的问题,父母亲为婴儿选择什么品牌的奶粉一直以来都是育婴中的一个重要话题.为了解国产奶粉的知名度和消费者的信任度,某调查小组特别调查记录了某大型连锁超市2015年与2016年这两年销量前5名的五个品牌奶粉的销量(单位:罐),绘制出如下的管状图:(1)根据给出的这两年销量的管状图,对该超市这两年品牌奶粉销量的前五强进行排名;(2)分别计算这5个品牌奶粉2016年所占总销量(仅指这5个品牌奶粉的总销量)的百分比(百分数精确到个位),并将数据填入如下饼状图中的括号内;(3)试以(2)中的百分比作为概率,若随机选取2名购买这5个品牌中任意1个品牌的消费者进行采访,记X 为被采访中购买飞鹤奶粉的人数,求X 的分布列及数学期望.解 (1)该超市这两年品牌奶粉销量的前五强排名分别为:飞鹤奶粉,伊利奶粉,贝因美奶粉,雅士利奶粉,完达山奶粉. (2)(3)由(2)知,购买飞鹤奶粉的概率为14,X 的可能取值为0,1,2.则P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-142=916,P (X =1)=C 12×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14=38,P (X =2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫142=116.X 的分布列为故E (X )=0×916+1×38+2×116=12.2.(2018·佛山模拟)某公司为招聘新员工设计了一个面试方案:应聘者从6道备选题中一次性随机抽取3道题,按照题目要求独立完成.规定:至少正确完成其中2道题的便可通过.已知6道备选题中应聘者甲有4道题能正确完成,2道题不能完成;应聘者乙每题正确完成的概率都是23,且每题正确完成与否互不影响.(1)分别求甲、乙两人正确完成面试题数的分布列及数学期望; (2)请分析比较甲、乙两人谁面试通过的可能性大?解 (1)设甲正确完成面试的题数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3. P (ξ=1)=C 14C 22C 36=15;P (ξ=2)=C 24C 12C 36=35;P (ξ=3)=C 34C 02C 36=15.应聘者甲正确完成题数ξ的分布列为E (ξ)=1×15+2×35+3×15=2.设乙正确完成面试的题数为η,则η的可能取值为0,1,2,3. P (η=0)=C 03⎝ ⎛⎭⎪⎫1-233=127;P (η=1)=C 13⎝ ⎛⎭⎪⎫231⎝ ⎛⎭⎪⎫1-232=627;P (η=2)=C 23⎝ ⎛⎭⎪⎫232⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=1227; P (η=3)=C 33⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827. 应聘者乙正确完成题数η的分布列为E (η)=0×127+1×627+2×1227+3×827=2.(或因为η~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23,所以E (η)=3×23=2) (2)因为D (ξ)=(1-2)2×15+(2-2)2×35+(3-2)2×15=25,D (η)=3×23×13=23.所以D (ξ)<D (η).综上所述,从做对题数的数学期望考查,两人水平相当; 从做对题数的方差考查,甲较稳定;从至少完成2道题的概率考查,甲面试通过的可能性大.3.(2018·合肥模拟)美团外卖和百度外卖两家公司其“骑手”的日工资方案如下:美团外卖规定底薪70元,每单抽成1元;百度外卖规定底薪100元,每日前45单无抽成,超出45单的部分每单抽成6元.假设同一公司的“骑手”一日送餐单数相同,现从两家公司各随机抽取一名“骑手”并记录其100天的送餐单数,得到如下条形图:(1)求百度外卖公司的“骑手”一日工资y (单位:元)与送餐单数n 的函数关系; (2)若将频率视为概率,回答以下问题:①记百度外卖的“骑手”日工资为X (单位:元),求X 的分布列和数学期望;②小明拟到这两家公司中的一家应聘“骑手”的工作,如果仅从日收入的角度考虑,请你利用所学的统计学知识为他做出选择,并说明理由.解 (1)y =⎩⎪⎨⎪⎧100,n ≤45,n ∈N +,6n -170,n >45,n ∈N +.(2)①根据条形图,当送单数为42,44时,X =100,频数为10+10=20,频率为20100=0.2;当送单数为46时,X =100+(46-45)×6=106,频数为30,频率为30100=0.3;当送单数为48时,X =100+(48-45)×6=118,频数为40,频率为40100=0.4;当送单数为50时,X =100+(50-45)×6=130,频数为10,频率为10100=0.1.故百度外卖的“骑手”一日工资X 的分布列如表所示数学期望E (X )=100×0.2+106×0.3+118×0.4+130×0.1=112(元).②根据条形图,美团外卖“骑手”日平均送餐单数为:42×0.2+44×0.4+46×0.2+48×0.1+50×0.1=45, 所以美团外卖“骑手”日平均工资为:70+45=115(元).由①知,百度外卖“骑手”日平均工资为112元,故推荐小明去美团外卖应聘.4.(2018·沈阳模拟)以下是新兵训练时,某炮兵连8周中炮弹对同一目标的命中情况的柱状图:(1)计算该炮兵连这8周中总的命中频率p 0,并确定第几周的命中频率最高;(2)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵甲对同一目标的命中率,若每次发射相互独立,且炮兵甲发射3次,记命中的次数为X ,求X 的数学期望;(3)以(1)中的p 0作为该炮兵连炮兵对同一目标的命中率,试问至少要用多少枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99?(取lg 0.4=-0.398)解 (1)这8周总命中炮数为40+45+46+49+47+49+53+52=381,总未命中炮数为32+34+30+32+35+33+30+28=254.∴p 0=381381+254=0.6,∵5228>5330,∴根据表中数据易知第8周的命中频率最高. (2)由题意可知X ~B (3,0.6), 则X 的数学期望为E (X )=3×0.6=1.8. (3)由1-(1-p 0)n>0.99, 即1-0.4n>0.99得0.4n<0.01,∴n >log 0.40.01=lg 0.01lg 0.4=-2lg 0.4=20.398≈5.025,故至少要用6枚这样的炮弹同时对该目标发射一次,才能使目标被击中的概率超过0.99.5.(2018·沈阳模拟)某企业有甲、乙两个分厂生产某种产品,按规定该产品的某项质量指标值落在[45,75)的为优质品.从两个分厂生产的产品中各随机抽取500件,测量这些产品的该项质量指标值,结果如下表:(1)根据以上统计数据完成下面2×2列联表,并回答是否有99%的把握认为“两个分厂生产的产品的质量有差异?”(2)求优质品率较高的分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x (同一组数据用该区间的中点值作代表); (3)经计算,甲分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 21=142,乙分厂的500件产品质量指标值的样本方差s 22=162.可认为优质品率较高的分厂的产品质量指标值X 服从正态分布N (μ,σ2),其中μ近似为样本平均数x ,σ2近似为样本方差s 2.由优质品率较高的分厂的抽样数据,能否认为该分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%(取142≈11.92)? 附注:参考数据:142≈11.92,162≈12.73.参考公式:χ2=n (n 11n 22-n 12n 21)2n 1+n 2+n +1n +2.若X ~N (μ,σ2),则P (μ-σ<X <μ+σ)=0.682 6,P (μ-2σ<X <μ+2σ)=0.954 4,P (μ-3σ<X <μ+3σ)=0.997 4.解 (1)由以上统计数据填下面2×2列联表χ2=1 000(400×140-100×360)500×500×760×240≈8.772>6.635,所以有99%的把握认为“两个分厂生产的零件的质量有差异”. (2)甲分厂优质品率=400500=0.8,乙分厂优质品率=360500=0.72,所以甲分厂优质品率高.甲分厂的500件产品质量指标值的样本平均数x =1500(30×10+40×40+50×115+60×165+70×120+80×45+90×5) =30×0.02+40×0.08+50×0.23+60×0.33+70×0.24+80×0.09+90×0.01=60. (3)由(2)知μ=60,σ2=142,甲分厂的产品的质量指标值X 服从正态分布X ~N (60,142), 又σ=142≈11.92,则P (60-11.92<X <60+11.92)=P (48.08<X <71.92)=0.682 6,P (X ≥71.92)=1-P (48.08<X <71.92)2=1-0.682 62=0.158 7<0.18,故不能认为甲分厂生产的产品中,质量指标值不低于71.92的产品至少占全部产品的18%.6.(2018·河南百校联盟模拟)国内某知名连锁店分店开张营业期间,在固定的时间段内消费达到一定标准的顾客可参加一次抽奖活动,随着抽奖活动的有效开展,参与抽奖活动的人数越来越多,该分店经理对开业前7天参加抽奖活动的人数进行统计,y 表示开业第x 天参加抽奖活动的人数,得到统计表格如下:经过进一步统计分析,发现y 与x 具有线性相关关系.(1)根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y 关于x 的线性回归方程y ^=b ^x +a ^;(2)若该分店此次抽奖活动自开业起,持续10天,参加抽奖的每位顾客抽到一等奖(奖品价值200元)的概率为17,抽到二等奖(奖品价值100元)的概率为27,抽到三等奖(奖品价值10元)的概率为47.试估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值多少元的奖品.解 (1)依题意知x =17×(1+2+3+4+5+6+7)=4,y =17×(5+8+8+10+14+15+17)=11,a ^=y -b ^x =11-2×4=3,则y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3.(2)设一位参加抽奖的顾客获得的奖品价值X 元,则X 的分布列为E (X )=200×17+100×27+10×47=4407. 由y 关于x 的线性回归方程为y ^=2x +3,得x =8时,y ^=19;x =9时,y ^=21;x =10时,y ^=23, 则此次活动参加抽奖的人数约为5+8+8+10+14+15+17+19+21+23=140,又140×4407=8 800,所以估计该分店在此次抽奖活动结束时共送出价值8 800元的奖品.。