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第十章 计数原理、概率
10.9 概率统计与其他知识
的综合问题
数学
内容索引
关键能力提升
第一部分
考点1 概率统计与数列的综合问题
考点2 概率统计与函数、导数的综合问题
01
02
课时作业
第二部分
会综合利用概率统计知识解决概率统计与数列、函数、导数等知识的综合问题.
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
一
考点1 概率统计与数列的综合问题
【例1】 一个不透明的袋子中装有大小、质地相同的40个小球,其中10个红球,10个黄球,20个绿球,依次随机抽取小球,每次只取1个小球.解答下列问题:
(1)若取出的小球不再放回.
①求最后抽取的小球是黄球的概率;
②求红球比其余两种颜色小球更早取完的概率;
③设随机变量X为最后一个红球被取出时所需的取球次数,求E(X).
规律总结
高考中有时将概率、统计等问题与数列交汇在一起进行考查,此类问题常常以概率、统计为命题情境,同时考查等差数列、等比数列的判定及其前n项和,解题时要准确把握题中所涉及的事件,明确其所属的事件类型.
【对点训练1】 现有甲、乙两个不透明的盒子,甲盒中装有2个红球和1个白球,乙盒中装有1个红球和1个白球,现从甲、乙两个盒子中各任取一个球交换放入另一个盒子中,重复n(n∈N*)次这样的操作后,记甲盒中红球的个数为Xn,甲盒中恰有1个红球的概率为an,恰有2个红球的概率为bn(注:所有小球大小、形状、质地均相同).
(1)求a1,b1的值;
(3)求Xn的数学期望E(Xn).
考点2 概率统计与函数、导数的综合问题
【例2】 (2024·河北衡水模拟)已知甲口袋有m(m≥1,m∈N*)个红球和2个白球,乙口袋有n(n≥1,n∈N*)个红球和2个白球,小明从甲口袋有放回地连续摸球2次,每次摸出一个球,然后再从乙口袋有放回地连续摸球2次,每次摸出一个球.
(1)当m=4,n=2时.
(ⅰ)求小明4次摸球中,至少摸出1个白球的概率;
(ⅱ)设小明4次摸球中,摸出白球的个数为X,求X的数学期望.
(2)当m=n时,设小明4次摸球中,恰有3次摸出红球的概率为P,则当m为何值时,P最大?
规律总结
在概率与统计的问题中,决策的工具是样本的数字特征或有关概率.决策方案的最佳选择是将概率最大(最小)或均值最大(最小)的方案作为最佳方案,这往往借助于函数、不等式或数列的有关性质去实现.
【对点训练2】 第十四届全国冬季运动会(简称冬运会)于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区举办,这是历届全国冬运会中规模最大、项目最多、标准最高的一届,也是内蒙古自治区首次承办全国综合性运动会.为迎接这一盛会,内蒙古某大学组织大学生举办了一次冬运会知识竞赛,该大学的一学院为此举办了一场选拔赛,选拔赛分为初赛和决赛,初赛通过后才能参加决赛,决赛通过后将代表该学院参加该大学的冬运会知识竞赛.
课时作业76
第
分
部
二
1.(13分)(2024·山东菏泽模拟)已知A,B两个盒子中各有一个黑球,一个白球.每次从两个盒子中各随机取出一个小球交换后放回.记n次交换后,B盒子中有一黑一白两个小球的概率为Pn,A盒子中黑球的个数为Xn.
(1)求Pn;
解:依题意,第一次交换共有4种情况,其中有2种情况交换后,B盒子中仍为一黑一白两个小球,
另外2种情况交换后,B盒子中有两个黑球或两个白球,再次交换后,B盒子中必为一黑一白两个小球,
(2)求Xn的数学期望E(Xn).
(2)设该同学在一周5天的竞技活动中,恰有3天每天得分不低于4分的概率为f(p),试求当p取何值时,f(p)取得最大值.
(1)若甲同学投篮4次,求恰好投中2次的概率.
(2)甲同学现有4次投篮机会,若连续投中2次,即停止投篮,否则投篮4次,求投篮次数X的概率分布列及数学期望.
(3)为提高投篮命中率,甲同学决定参加投篮训练,训练计划如下:先投n(n∈N*,n≤33)个球,若这n个球都投进,则训练结束,否则额外再投(100-3n)个.试问n为何值时,该同学投篮次数的期望值最大.
因为g(x)=103-3x-2x+2,x∈R显然为单调递减函数,
则数列{103-3n-2n+2}是递减的,
当n≤4时,103-3n-2n+2>0,f(n+1)>f(n),当n≥5时,103-3n-2n+2<0,f(n+1)即有f(1)f(6)>f(7)>…,因此f(5)最大,
所以当n=5时,甲同学投篮次数的期望值最大.
(1)求再打2球该局比赛结束的概率;
(2)两人又打了X个球该局比赛结束,求X的数学期望E(X);
(3)若将规则改为“打成10∶10平后,每球交换发球权,先连得2分者获胜”,求该局比赛甲获胜的概率.