第十章 专项提升
课时跟踪检测
1.一个集合中含有4个元素,从该集合的子集中任取一个,则所取子集中含有3个元素的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 4个元素的集合所有子集共24=16个,设此集合为{a,b,c,d},事件A:“所取子集中含有3个元素”,则事件A的基本事件个数为4个,即{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},所以P(A)==.故选D.
2.某商场对某一商品搞活动,已知该商品每个的进价为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.从日利润不少于96元的几天里任选2天,则选出的这2天日利润都是97元的概率为( )
A. B.
C. D.
【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.从题中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.设日销售量为20个的3天分别记为a,b,c,日销售量为21个的2天分别记为A,B,从这5天中任选2天,可能的情况有:(a,b),(a,c),(a,A),(a,B),(b,c),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B),(A,B),共10种,其中选出的2天的日销售量都为21个的情况只有(A,B)1种,所以所求概率为P=.故选B.
3.人耳的听力情况可以用电子测听器检测,正常人听力的等级为0~25 dB(分贝),并规定测试值在区间(0,5]为非常优秀,测试值在区间(5,10]为优秀.对500人进行了听力测试,从中随机抽取了50人的测试值作为样本,制成如图频率分布直方图,从总体的500人中随机抽取1人,估计其测试值在区间(0,10]内的概率为( )
A.0.2 B.0.8
C.0.02 D.0.08
【答案】 A
【解析】 根据频率分布直方图可知,样本中测试值在区间(0,10]内的频率为:1-(0.06+0.08+0.02)×5=1-0.8=0.2,以频率估计概率,故从总体的500名学生中随机抽取1人,估计其测试值在区间(0,10]内的概率为0.2,故选A.
4.在1,2,3,4中任取2个不同的数,作为a,b的值,使方程ax2+2bx+1=0有2个不相等的实数根的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 (a,b)的可能取值为(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3)共12种,其中使ax2+2bx+1=0有2个不等实根,即4b2>4a,b2>a的有8个,所以P==.故选D.
5.全球智能手机市场销量持续增长乏力已经是不争的事实,但折叠屏手机却走出逆势,成为行业唯一增长的高端机品类.如图是某数据公司统计的2023年第一季度中国折叠屏手机市场份额.现有2023年第一季度中国折叠屏手机市场份额超过5%的品牌折叠屏手机各一部,从中任取2部手机,则其中有A品牌折叠屏手机的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】 由题意,知市场份额超过5%的折叠屏手机品牌有A,B,C,D,且现有这四个品牌手机各1部,共4部,从中任取2部手机,基本事件有AB,AC,AD,BC,BD,CD,共6种,其中有A品牌折叠屏手机的是AB,AC,AD,共3种,所以所求概率为P==.故选B.
6.二进制是以2为基数代表系统的二进位制,通常用0和1表示.二进制数011(2)化为十进制的计算公式如下:011(2)=0×22+1×21+1×20=3.若从二进制数11(2),00(2),10(2),01(2)中任选一个数字,则二进制数所对应的十进制数大于2的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 由题意得,11(2)=3,00(2)=0,10(2)=2,01(2)=1,∴只有11(2)对应的十进制数大于2,∴任选一个二进制数所对应的十进制数大于2的概率为.故选D.
7.四张卡片的正面分别写上y=|cos x|,y=tan x+2sin x,y=|sin x|+sin|x|,y=sin x+cos x+|sin x-cos x|,现将这四张卡片反过来,小明从中任意抽取两张,则所抽到的两张卡片所书写函数周期相同的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】 y=|cos x|的图象是由y=cos x的图象x轴下方的部分向上翻折形成,故周期为π;y=tan x的周期为π,y=2sin x的周期为2π,故y=tan x+2sin x的周期为2π;y=sin|x|不是周期函数,故y=|sin x|+sin|x|不是周期函数,y=sin x+cos x+|sin x-cos x|=画出函数图象,如图所示,
根据图象知函数周期为2π.设四张卡片分别为1,2,3,4,则共有(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)6种选择,满足条件的只有1种,故所抽到的两张卡片所书写函数周期相同的概率为.故选B.
8.班级举行知识竞猜闯关活动,设置了A,B,C三个问题.答题者可自行决定答三题顺序.甲有60%的可能答对问题A,80%的可能答对问题B,50%的可能答对问题C.记答题者连续答对两题的概率为p,要使得p最大,他应该先回答( )
A.问题A
B.问题B
C.问题A,B和C都可以
D.问题C
【答案】 D
【解析】 ①若先回答问题A,则答题顺序可能为A,B,C和A,C,B,当答题顺序为A,B,C且连对两题时,p=0.6×0.8×(1-0.5)+(1-0.6)×0.8×0.5=0.4;当答题顺序为A,C,B且连对两题时,p=0.6×0.5×(1-0.8)+(1-0.6)×0.5×0.8=0.22.∴先回答问题A,连对两题的概率为0.4+0.22=0.62;②若先回答问题B,则答题顺序可能为B,A,C和B,C,A,当答题顺序为B,A,C且连对两题时,p=0.8×0.6×(1-0.5)+(1-0.8)×0.6×0.5=0.3;当答题顺序为B,C,A且连对两题时,p=0.8×0.5×(1-0.6)+(1-0.8)×0.5×0.6=0.22.∴先回答问题B,连对两题的概率为0.3+0.22=0.52;③若先回答问题C,则答题顺序可能为C,A,B和C,B,A,当答题顺序为C,A,B且连对两题时,p=0.5×0.6×(1-0.8)+(1-0.5)×0.6×0.8=0.3;当答题顺序为C,B,A且连对两题时,p=0.5×0.8×(1-0.6)+(1-0.5)×0.8×0.6=0.4.∴先回答问题C,连对两题的概率为0.3+0.4=0.7.∵0.7>0.62>0.52,∴要使p最大,应先回答问题C.故选D.
9.(多选)某超市随机选取1 000位顾客,记录了他们购买甲、乙、丙、丁四种商品的情况,整理成下面的统计表,其中“√”表示购买,“×”表示未购买.
顾客人数 甲 乙 丙 丁
100 √ × √ √
217 × √ × √
200 √ √ √ ×
300 √ × √ ×
85 √ × × ×
98 × √ × ×
根据表中数据,下列结论中正确的有( )
A.顾客购买乙商品的概率最大
B.顾客同时购买乙和丙的概率约为0.2
C.顾客在甲、乙、丙、丁4种商品中同时购买3种商品的概率约为0.3
D.顾客仅购买1种商品的概率不大于0.2
【答案】 BCD
【解析】 由于购买甲商品的顾客有685位,购买乙商品的顾客有515位,故A错误;因为从统计表可以看出,在这1 000位顾客中,有200位顾客同时购买了乙和丙,所以顾客同时购买乙和丙的概率可以估计为=0.2,故B正确;因为从统计表可以看出,在这1 000位顾客中,有100位顾客同时购买了甲、丙、丁,另有200位顾客同时购买了甲、乙、丙,其他顾客最多购买了2种商品,所以顾客在甲、乙、丙、丁4种商品中同时购买3种商品的概率可以估计为=0.3,故C正确;因为从统计表可以看出,在这1 000位顾客中,有183位顾客仅购买1种商品,所以顾客仅购买1种商品的概率可以估计为0.183<0.2,故D正确.故选BCD.
10.(多选)第七届世界智能大会于2023年5月在天津举办,志愿者的服务工作是此届世界智能大会成功举办的重要保障.某高校承办了天津志愿者选拔的面试工作.现随机抽取了100名候选者的面试成绩,并分成五组,得到如下表格.已知第三、四、五组的频率之和为0.7,第一组和第五组的频率相同.则( )
组号 分组 频率/组距
第一组 [45,55) a
第二组 [55,65) b
第三组 [65,75) 0.045
第四组 [75,85) 0.020
第五组 [85,95] a
A.a=0.005
B.b=0.025
C.若本次志愿者选拔录取率为19%,则录取分数线为80
D.现采用分层随机抽样的方法,从第四、五组的志愿者中抽取5人,然后再从这5人中选出2人,则选出的2人来自同组的概率为
【答案】 ABD
【解析】 由题意可知10a+(0.045+0.02)×10=0.7,(2a+b+0.045+0.02)×10=1,解得a=0.005,b=0.025,A、B选项正确;由题表得成绩在[75,85)和[85,95]的频率分别为0.020×10=0.2和0.005×10=0.05,若本次志愿者选拔录取率为19%,则录取分数线应落在第四组,设录取分数线为x,则0.02×(85-x)+0.05=0.19,解得x=78,C选项错误;成绩在[75,85)和[85,95]的频率的比值为=4,故应从第四组和第五组中分别选取4人和1人,分别设为a1,a2,a3,a4和b1,则从这5人中随机抽取2人的样本空间包含的样本点有(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a1,b1),(a2,a3),(a2,a4),(a2,b1),(a3,a4),(a3,b1),(a4,b1),共10个,记事件A表示“2人来自同组”,则事件A包含的样本点有(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a2,a3),(a2,a4),(a3,a4),共6个,所以P(A)==,D选项正确.故选ABD.
11.(多选)某学校为了了解高中生的艺术素养,从学校随机选取男、女同学各50人进行研究,对这100名学生在音乐、美术、戏剧、舞蹈等多个艺术项目进行多方位的素质测评,并把测评结果转化为个人的素养指标x和y(如图),其中“*”表示男同学,“+”表示女同学.
若0<x<0.6,则认定该同学为“初级水平”;若0.6≤x≤0.8,则认定该同学为“中级水平”;若0.8<x≤1,则认定该同学为“高级水平”.若y≥100,则认定该同学为“具备一定艺术发展潜质”;否则为“不具备明显艺术发展潜质”.下列说法中,正确的有( )
A.50名参加测试的女同学中,指标0<x<0.6的有20人
B.从50名女同学中随机选出1名,则该同学为“初级水平”的概率为
C.50名参加测试的男同学中,“具备一定艺术发展潜质且为中级或高级水平”的有24人
D.从所有“不具备明显艺术发展潜质却为中级或高级水平”的男同学中任选2名,则选出的2名均为“高级水平”的概率为
【答案】 BD
【解析】 由题图知,在50名参加测试的女同学中,指标0<x<0.6的有15人,故A说法错误;从50名女同学中随机选出1名,则该同学为“初级水平”的概率为P==,故B说法正确;由图知,参加测试的男同学中,“具备一定艺术发展潜质且为中级或高级水平”的有26人,故C说法错误;由图知,“不具备明显艺术发展潜质却为中级或高级水平”的男同学共有6人,其中“中级水平”有3人,分别记为A1,A2,A3,“高级水平”有3人,分别记为B1,B2,B3,则任选2名的样本空间Ω={(A1,A2),(A1,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A2,A3),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3),(B1,B2),(B1,B3),(B2,B3)},共有15个样本点,设事件C表示“两人均为高级水平”,则C={(B1,B2),(B1,B3),(B2,B3)},有3个样本点,所以P(C)==,故D说法正确.故选BD.
12.(多选)6个相同的小球分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回的随机取两次,每次取1个球.记第一次取出球的数字为X1,第二次取出球的数字为X2.设X=,其中[X]表示不超过X的最大整数,则( )
A.P(X1>X2)=
B.P(X1+X2=5)=
C.事件“X1=6”与“X=0”互斥
D.事件“X2=1”与“X=0”对立
【答案】 AC
【解析】 由题意,共有36种可能的情况,其中X1>X2的情况共有15种,∴P(X1>X2)==,故A正确;∵两次取球数字之和为5的情况有以下四种:(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),∴P(X1+X2=5)==,故B错误;当X1=6时,X==≠0,∴事件“X1=6”与“X=0”互斥,故C正确;∵当X2=1时,X==[X1]≠0,当X2=2,X1=2时,X==1≠0,∴事件“X2=1”与“X=0”不对立,故D错误.故选AC.
13.已知a,b∈{-2,-1,1,2},若向量m=(a,b),n=(1,1),则向量m与n所成的角为锐角的概率是________.
【答案】
【解析】 向量m与n所成的角为锐角等价于m·n>0,且m与n的方向不同.m·n>0,即a+b>0,满足此条件的向量m有(-1,2),(1,1),(1,2),(2,-1),(2,1),(2,2),其中m=(1,1)或m=(2,2)时,与n同向,故舍去,故共有4种情况满足条件,又m的取法共有16(种),所以向量m与n所成的角为锐角的概率为=.
14.用红、黄、蓝三种不同颜色给如图中的3个矩形随机涂色,每个矩形只涂一种颜色,则3个矩形颜色都相同的概率是________,3个矩形颜色都不同的概率是________.
【答案】
【解析】 所有可能的样本点共有27(个),如图所示:
记“3个矩形颜色都相同”为事件A,由图知,事件A中的样本点有3个,故P(A)==.记“3个矩形颜色都不同”为事件B,由图可知,事件B中的样本点有6个,故P(B)==.
15.连接正方体每个面的中心构成一个正八面体,在正八面体的六个顶点中任取三个构成三角形,则这三个点能构成等腰直角三角形的概率是________.
【答案】
【解析】 正八面体如图,设原正方体的棱长为1,则正八面体的棱长均为,AB=1,CE=1,DF=1.当A为等腰直角三角形的顶点时,满足条件的情况有(A,B,C),(A,B,D),(A,B,E),(A,B,F),(A,E,C),(A,D,F),共6种;当B为等腰直角三角形的顶点时,满足条件的情况有(B,C,E),(B,D,F),共2种;当C为等腰直角三角形的顶点时,满足条件的情况有(C,D,F),(C,D,E),(C,E,F),共3种;当D为等腰直角三角形的顶点时,满足条件的情况有(D,E,F),共1种.从6个点中任选3个,有20种选法,故所求概率为=.
16.我们通常所说的ABO血型系统是由A,B,O三个等位基因决定的,每个人的基因型由这三个等位基因中的任意两个组合在一起构成,且两个等位基因分别来自父亲和母亲,其中AA,AO为A型血,BB,BO为B型血,AB为AB型血,OO为O型血.比如:父亲和母亲的基因型分别为AO,AB,则孩子的基因型等可能的出现AA,AB,AO,BO四种结果.已知小明的爷爷、奶奶和母亲的血型均为AB型,不考虑基因突变,则小明是A型血的概率为________.
【答案】
【解析】 因为小明的爷爷、奶奶的血型均为AB型,所以小明父亲的基因型可能是AA,AB,BB,它们对应的概率分别为,,.当小明父亲的基因型是AA时,因为小明母亲的血型为AB型,所以小明的基因型是AA,AB,它们对应的概率均为,则小明是A型血的概率为×=;当小明父亲的基因型是AB时,因为小明母亲的血型为AB型,所以小明的基因型是AA,AB,BB,它们对应的概率分别为,,,则小明是A型血的概率为×=;当小明父亲的基因型是BB时,因为小明母亲的血型为AB型,所以小明的血型不可能是A型.所以小明是A型血的概率为+=.
17.(2024·河北保定高一下期末)甲、乙、丙三人进行乒乓球比赛,比赛规则如下:每次比赛两人上场比赛,第三人为裁判,一局结束后,败者下场作为裁判,原裁判上场与胜者比赛,按此规则循环下去,共进行4局比赛.三人决定由乙、丙先上场比赛,甲作为裁判.
(1)第一局比赛开始前,丙提出由掷骰子决定谁先发球,连续抛掷一枚质地均匀的六面体骰子两次,记下骰子朝上的点数,若两次点数之和为6则由乙发球,两次点数之和能被4整除则由丙发球,用所学知识判断这个方法公平吗?并说明理由;
(2)三人实力相当,在每局比赛中战胜对手的概率均为,每局比赛相互独立且每局比赛没有平局,求在四局比赛中甲当2局裁判的概率.
【解析】 (1)连续掷骰子两次的基本事件的总数为6×6=36,
两次点数之和为6包含的基本事件有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)共5个,
故乙发球的概率为,
两次点数之和能被4整除包含的基本事件有
(1,3),(3,1),(2,2),(2,6),(6,2),(3,5),(5,3),(4,4),(6,6)共9个,
故丙发球的概率为=,
所以这个方法不公平.
(2)因为在每局比赛中战胜对手的概率均为,
所以本题可用古典概型来解决,
如图所示,用树状图列举每局当裁判的可能,一共有8种,
其中甲当2局裁判的可能有6种,
所以在四局比赛中甲当2局裁判的概率为=.
18.为进一步推进农村经济结构调整,某村举办水果观光采摘节,并推出配套乡村旅游项目.现统计了4月份200名游客购买水果的情况,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)若将消费金额不低于80元的游客称为“水果达人”,现用按比例分配的分层随机抽样的方法从样本的“水果达人”中抽取5人,求这5人中消费金额不低于100元的人数;
(2)从(1)中的5人中随机抽取2人作为幸运客户免费参加乡村旅游项目,请列出所有的样本点,并求2人中至少有1人消费金额不低于100元的概率;
(3)为吸引游客,该村特推出两种促销方案:
方案一:每满80元可减8元;
方案二:金额超过50元但又不超过80元的部分打9折,金额超过80元但又不超过100元的部分打8折,金额超过100元的部分打7折.
若水果的价格为11元/千克,某游客要购买10千克,应该选择哪种方案更优惠.
【解析】 (1)由题图可知,消费金额在[80,100)内的“水果达人”的人数为200×20×0.007 5=30,消费金额在[100,120]内的“水果达人”的人数为200×20×0.005 0=20,现用按比例分配的分层随机抽样的方法从样本的“水果达人”中抽取5人,则这5人中消费金额不低于100元的人数为5×=2.
(2)消费金额在[80,100)内的3个“水果达人”记为A,B,C,消费金额在[100,120]内的2个“水果达人”记为a,b.
所有样本点有(A,B),(A,C),(B,C),(A,a),(A,b),(B,a),(B,b),(C,a),(C,b),(a,b),共10种,
2人中至少有1人消费金额不低于100元的有7种,
所以2人中至少有1人消费金额不低于100元的概率为.
(3)由题可知该游客要购买110元的水果.
若选择方案一,则需支付110-8=102(元),
若选择方案二,则需支付50+(80-50)×0.9+(100-80)×0.8+(110-100)×0.7=100(元),
所以应该选择方案二更优惠.
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第十章 概率
专项提升 概率与其他知识的综合问题
1.(1)已知A={1,2,3},B={x∈R|x2-ax+b=0,a∈A,b∈A},则A∩B=B的概率是( )
(2)从2,3,8,9中任取两个不同的数字,分别记为a,b,则logab为整数的概率是________.
题型一
概率与函数、方程的综合问题
【解析】 (1)因为a∈A,b∈A,所以可用列表法得到样本点的总个数为9(如下表所示).
b
a 1 2 3
1 (1,1) (1,2) (1,3)
2 (2,1) (2,2) (2,3)
3 (3,1) (3,2) (3,3)
[方法总结1]
[方法总结1]
对于涉及方程、函数的概率问题,解题的关键是求出所求事件包含的样本点的个数.解决此类问题只需表示出方程(组)的解,利用函数知识找出满足条件的情况,从而确定样本点的个数,再利用古典概型的概率计算公式求解即可.
1
有一道关于“冰糖葫芦”的题:一个小摊上摆满了五彩缤纷的冰糖葫芦,冰糖葫芦有两种,一种是5个山楂;另一种是2个山楂、3个小桔子.若小摊上山楂共640个,小桔子共360个,现从小摊上随机选取一个冰糖葫芦,则这个冰糖葫芦是5个山楂的概率为( )
A.0.3 B.0.4
C.0.5 D.0.6
【答案】 B
方向一:古典概型与统计的综合问题
题型二
概率与统计的综合问题
【解析】 (1)在频率分布直方图中,(x+0.030+0.040+0.010+0.004)×10=1,解得x=0.016,
结合频率分布直方图,估计该校高一年级本次数学竞赛成绩的众数为75分,
落在[50,60)的频率为0.16,[60,70)的频率为0.3,[70,80)的频率为0.4.则中位数落在[70,80)内,设中位数为y,则(y-70)×0.040=0.5-0.16-0.3,解得y=71,即中位数为71分,平均数为55×0.16+65×0.3+75×0.4+85×0.1+95×0.04=70.6分.
记来自[80,90)的5人和来自[90,100]的2人分别为a1,a2,a3,a4,a5,b1,b2,
则所有基本事件为a1a2,a1a3,a1a4,a1a5,a1b1,a1b2,a2a3,a2a4,a2a5,a2b1,a2b2,a3a4,a3a5,a3b1,a3b2,a4a5,a4b1,a4b2,a5b1,a5b2,b1b2,共21个,满足题意的有11个,
方向二:相互独立事件的概率与统计的综合问题
3.某校为举办甲、乙两项不同活动,分别设计了相应的活动方案:方案一、方案二.为了解该校学生对活动方案是否支持,对学生进行简单随机抽样,获得数据如下表:
男生 女生
支持 不支持 支持 不支持
方案一 200人 400人 300人 100人
方案二 350人 250人 150人 250人
假设所有学生对活动方案是否支持相互独立.
(1)分别估计该校男生支持方案一的概率、该校女生支持方案一的概率;
(2)从该校全体男生中随机抽取2人,全体女生中随机抽取1人,估计这3人中恰有2人支持方案一的概率;
(3)将该校学生支持方案二的概率估计值记为p0,假设该校一年级有500名男生和300名女生,除一年级外其他年级学生支持方案二的概率估计值记为p1,试比较p0与p1的大小.(结论不要求证明)
【解析】 (1)记“该校男生支持方案一”为事件A,“该校女生支持方案一”为事件B,
[方法总结2]
[方法总结2]
解决概率与统计综合问题的一般步骤
2
为了治理空气污染,某市设9个监测站用于监测空气质量指数(AQI),其中在轻度污染区、中度污染区、重度污染区分别设有2,4,3个监测站,并以9个监测站测得的AQI的平均值为依据播报该市的空气质量.
(1)若某日播报的AQI为119,已知轻度污染区AQI平均值为70,中度污染区AQI平均值为115,求重度污染区AQI平均值;
(2)如图是2023年6月份30天的AQI的频率分布直方图,6月份仅有1天AQI在[140,150)内.
①某校参照官方公布的AQI,如果周日AQI小于150就组织学生参加户外活动,以统计数据中的频率作为概率,求该校学生周日能参加户外活动的概率;
②环卫部门从6月份AQI不小于170的数据中抽取两天的数据进行研究,求抽取的这两天中AQI在[170,200)内的概率.
【解析】 (1)设重度污染区AQI平均值为x,根据题意得119×9=70×2+115×4+3x,解得x=157.
故重度污染区AQI平均值为157.
②由①知AQI在[170,200)内的有5天,编号设为a,b,c,d,e,AQI在[200,230]内的有2天,编号设为m,n,
从7天中抽取两天有(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(a,m),(a,n),(b,c),(b,d),(b,e),(b,m),(b,n),(c,d),(c,e),(c,m),(c,n),(d,e),(d,m),(d,n),(e,m),(e,n),(m,n),共21种情况.
满足条件的有(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),共10种情况,