【培优方案】8.3.2 独立性检验(课时跟踪检测)(学生版)数学(人教A)选择性必修第三册

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名称 【培优方案】8.3.2 独立性检验(课时跟踪检测)(学生版)数学(人教A)选择性必修第三册
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资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2026-03-18 00:00:00

文档简介

课时跟踪检测部分
第六章 计数原理
6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理
第1课时 两个计数原理及其简单应用
1.A 依题意一共有10+8+3=21种选法.
2.C 由复数a+bi为纯虚数,所以a=0,此时b有6种取法,故纯虚数共有6个.
3.D 由题意,5名同学分别从3种不同的书中选择一种进行阅读,其中,每名同学都有3种不同的选法,所以不同的选法种数是35=243.故选D.
4.C 小张的报名方法有2种,其他3名同学的报名方法各有3种,由分步乘法计数原理知,共有2×3×3×3=54(种)不同的报名方法,故选C.
5.AD 法一 完成表示不同的圆这件事有三步:第1步,确定a有3种不同的选取方法;第2步,确定b有4种不同的选取方法;第3步,确定r有2种不同的选取方法.由分步乘法计数原理,方程(x-a)2+(y-b)2=r2可表示不同的圆共有3×4×2(个).
法二 由分类加法计数原理得,当a=1时,b=4,5,6,7,r=8或9,有4+4(个);当a=2时,b=4,5,6,7,r=8或9,有4+4(个);当a=3时,b=4,5,6,7,r=8或9,有4+4(个),故方程(x-a)2+(y-b)2=r2可表示不同的圆共有4+4+4+4+4+4(个).
6.ABC 东面上山的种数为2×(3+3+4)=20,西面上山的种数为3×(2+3+4)=27,南面上山的种数为3×(2+3+4)=27,北面上山的种数为4×(2+3+3)=32,故只从一面上山,而从其他任意一面下山的走法种数可能为20,27,32.
7.7 解析:分3类:买1本书,买2本书和买3本书.各类的购买方式依次有3种、3种和1种,故购买方式共有3+3+1=7(种).
8.8 解析:学生由该楼第一层走到第四层共分为三步:即一层到二层,二层到三层,三层到四层,∵每层均有两个楼梯,即每层都有2种走法,∴学生由该楼第一层走到第四层的方法共有2×2×2=23=8种.
9.31 解析:分为三类:①甲班选1名,乙班选1名,根据分步乘法计数原理,有3×5=15(种)选法;②甲班选1名,丙班选1名,根据分步乘法计数原理,有3×2=6(种)选法;③乙班选1名,丙班选1名,根据分步乘法计数原理,有5×2=10(种)选法.综上,根据分类加法计数原理,共有15+6+10=31(种)推选方法.
10.C 只用一种币值有2张10元;4张5元;20张1元,共3种.用两种币值的有1张10元,2张5元;1张10元,10张1元;3张5元,5张1元;2张5元,10张1元;1张5元,15张1元,共5种.用三种币值的有1张10元,1张5元,5张1元,共1种.由分类加法计数原理可知,共有3+5+1=9(种).
11.AB 第一条线路单位时间内传递的最大信息量为3;第二条线路单位时间内传递的最大信息量为4;第三条线路单位时间内传递的最大信息量为6;第四条线路单位时间内传递的最大信息量为6.因此该段网线单位时间内可以通过的最大信息量为3+4+6+6=19,故选A、B.
12.20 解析:由题意可知,有1人既会钢琴又会小号(记为甲),只会钢琴的有6人,只会小号的有2人.本题可分两类:第1类,甲入选,此时,只需从其他8人中任选1人,故这类选法共有8种.第2类,甲不入选,此时,选法共有6×2=12(种).因此共有8+12=20(种)不同的选法.
13.12 解析:设a,b是腰长,根据腰长分四类:第1类,当a=b=1时,c<a+b=2,则c=1; 第2类,当a=b=2时,c<a+b=4,则c=1,2,3;第3类,当a=b=3时,c<a+b=6,则c=1,2,3,4;第4类,当a=b=4时,c<a+b=8,则c=1,2,3,4.因此符合条件的三角形的个数为1+3+4+4=12.
14.解:(1)111,112,113,114,121,122,123,124,131,132,133.
(2)这个数列的项数就是用1,2,3,4排成的三位数的个数,每个数位上都有4种排法,则共有4×4×4=64(项).
(3)比an=341小的数有两类:

1 × ×
2 × ×

3 1 ×
3 2 ×
3 3 ×
共有2×4×4+1×3×4=44(项).
所以n=44+1=45.
第2课时 两个计数原理的
综合应用
1.B 先选1名男队员,有6种方法,再选1名女队员,有5种方法,故共有6×5=30(种)不同的组队方法.
2.B 0,1,2,…,9共能组成9×10×10=900(个)三位数,其中无重复数字的三位数有9×9×8=648(个),∴有重复数字的三位数有900-648=252(个).
3.C 第1封信投到信箱中有4种投法;第2封信投到信箱中也有4种投法;第3封信投到信箱中也有4种投法,只要把这3封信投完,就完成了这件事情.由分步乘法计数原理可得共有43种方法,故选C.
4.D 从左到右依次涂色(也可以任选一个环作为开始),第一个圆环有5种选择,第二个圆环以及后面每个圆环均有4种选择,所以共有5×4×4×4×4=1 280(种)涂色方法.故选D.
5.B 由题意知甲的位置影响乙的排列,所以要分两类:①甲排在第一位,丙排在最后一位,则其余3个节目共有3×2×1=6种编排方案;②甲排在第二位,丙排在最后一位,从第三、四位中排乙,其余2个节目排在剩下的2个位置,共有2×2×1=4种编排方案.故编排方案共有6+4=10种.
6.AB 甲选一份荤菜,则有2×3=6(种)选法,选项A正确;乙的选菜方法数为2×3+3=9(种),选项B正确;两人分别打菜时,总的方法数为9×9=81(种),选项C不正确;两人所打菜只有一份相同时,若荤菜相同,则有2×3×2=12(种);若素菜相同,则有3×2=6(种).所以若两人所打菜均为一荤一素且只有一份相同时的选法数为12+6=18,选项D错误.
7.240 解析:由分步乘法计数原理得不同的种植方法共有5×4×3×4=240种.
8.8 5 解析:十位上的数为1时,有213,214,312,314,412,413,共6个,十位上的数为2时,有324,423,共2个,所以共有6+2=8个.偶数为214,312,314,412,324,共5个.
9.20 解析:当乙用现金结账时,此时甲和乙都用现金结账,所以丙有3种方式,丁有4种方式,共有3×4=12(种)方式;当乙用银联卡结账时,此时甲用现金结账,丙有2种方式,丁有4种方式,共有2×4=8(种)方式.综上,共有12+8=20(种)方式.
10.D 如图所示,由题意知在A点可先参观区域1,也可先参观区域2或3,选定一个区域后可以按逆时针参观,也可以按顺时针参观,所以第一步可以从6个路口任选一个,有6种结果,参观完第一个区域后,选择下一步走法,有4种结果,参观完第二个区域,只剩下最后一个区域,有2种走法,根据分步乘法计数原理,共有6×4×2=48(种)不同的参观路线.
11.BD 设6位同学分别用a,b,c,d,e,f表示.若任意两位同学之间都进行交换,需要进行5+4+3+2+1=15(次)交换,现只进行了13次交换,说明有2次交换没有发生,此时可能有两种情况:①由3人构成的2次交换,如a~b和a~c之间的交换没有发生,则收到4份纪念品的有b,c两人.②由4人构成的2次交换,如a~b和c~d之间的交换没有发生,则收到4份纪念品的有a,b,c,d四人.
12.300 120 解析:①分四步:第1步,千位数字有5种选取方法;第2步,百位数字有5种选取方法;第3步,十位数字有4种选取方法;第4步,个位数字有3种选取方法.由分步乘法计数原理知,可组成无重复数字的四位整数共5×5×4×3=300(个).
②分为三类:第1类,末位是0的有4×4×3=48(个);第2类,末位是2的有3×4×3=36(个);第3类,末位是4的有3×4×3=36(个).由分类加法计数原理知,共有48+36+36=120(个).
13.72 解析:①当使用4种颜色时,先着色区域1,有4种方法,剩下3种颜色涂其他4个区域,即有1种颜色涂相对的2块区域,有3×2×2=12(种),由分步乘法计数原理得,共有4×12=48(种).②当使用3种颜色时,从4种颜色中选取3种,有4种方法,先着色区域1,有3种方法,剩下2种颜色涂4个区域,只能是一种颜色涂第2,4区域,另一种颜色涂第3,5区域,有2种着色方法.由分步乘法计数原理得有4×3×2=24(种).综上,共有48+24=72(种).
14.解:(1)用1,2,3分别表示学生甲一步迈一级、两级、三级台阶,用例举法可知学生甲有1111,121,112,13,211,22,31,共7种不同的爬楼方法.
(2)设学生甲爬n级台阶有an种方法,考虑最后一步:若最后一步只迈一级台阶,则前n-1级台阶有an-1种方法;
若最后一步迈两级台阶,则前n-2级台阶有an-2种不同的方法;
若最后一步迈三级台阶,则前n-3级台阶有an-3种不同的方法,
由分类加法计数原理得:an=an-1+an-2+an-3(n≥4),显然a1=1,a2=2,a3=4,则:a4=a1+a2+a3=7,a5=a2+a3+a4=13,a6=a3+a4+a5=24,a7=a4+a5+a6=44,a8=a5+a6+a7=81,a9=a6+a7+a8=149,a10=a7+a8+a9=274,
故该学生上10级台阶的楼梯有274种不同的爬楼方法.
6.2 排列与组合
6.2.1 排列
1.D A中握手次数的计算与次序无关,B中线段的条数计算与点的次序无关,C中子集的个数与该集合中元素的次序无关,故这三个问题都不是排列问题.D中,选出的2名学生,如甲、乙,其中“甲参加独唱、乙参加独舞”与“乙参加独唱、甲参加独舞”是2种不同的选法,因此是排列问题.故选D.
2.B 3个学生在4本不同的参考书中各挑选1本,相当于从4个不同元素中选3个的排列,其选法种数为4×3×2=24.
3.C 若甲先传给乙,则有甲→乙→甲→乙→甲,甲→乙→甲→丙→甲,甲→乙→丙→乙→甲3种不同的传递方式;同理,甲先传给丙也有3种不同的的传递方式,故共有6种不同的传递方式.故选C.
4.B 本题要求首位数字是1,且恰有三个相同的数字,用树状图表示为:
由此可知共有12个.
5.D 因为甲、乙两人被分配到同一展台,所以甲与乙捆在一起,看成一个人,然后将3个人分到3个展台进行排列,即有3×2×1=6(种),所以甲、乙两人被分配到同一展台的不同分法的种数为6.
6.BD 甲、乙两人站两端有2×3×2×1=12(种).甲、乙两人不站两端分两步进行:第1步,甲、乙站中间3个位置中的2个位置有3×2=6(种)站法;第2步,其余3个人任意排列有3×2×1=6(种),所以共有6×6=36(种)站法,D正确.故选B、D.
7.30 解析:由题意可知,问题为从6个元素中选2个元素的排列问题,所以安排方法有6×5=30(种).
8.18 解析:lg a-lg b=lg,从1,3,5,7,9中任取两个数分别记为a,b,共有5×4=20(种),其中lg=lg,lg=lg,故共可得到18种结果.
9.1 560 解析:根据题意,得40×39=1 560,故全班共写了1 560条毕业留言.
10.C 十位数只能是3,4,5.当十位数为3时只有:132,231,共2个;当十位数是4时有:142,143,241,243,341,342,共6个;当十位数是5时有:152,153,154,251,253,254,351,352,354,451,452,453,共12个,故共有2+6+12=20(个).
11.A 先排第一列,因为每列的字母互不相同,因此共有3×2×1=6(种)不同的排法;再排第二列,其中第二列第一行的字母共有2种不同的排法,第二列第二、三行的字母只有1种排法,因此共有2×1×1=2(种)不同的排法.综上共有6×2=12(种)不同的排法.故选A.
12.30 解析:若直线经过坐标原点,则C=0,再从集合中任取2个非零元素作为系数A,B,所以符合条件的直线条数为6×5=30.
13.5 解析:首先注意a1位置的数比a2位置的数大,可以借助树状图进行筛选.满足a1>a2的树状图是
其中满足a3>a2的树状图是
再满足a3>a4的排列有2143,3142,3241,4132,4231,共5个.
14.解:(1)组成三位数分三个步骤:
第一步,选百位上的数字,0不能排在首位,故有3种不同的排法;
第二步,选十位上的数字,有3种不同的排法;
第三步,选个位上的数字,有2种不同的排法.
由分步乘法计数原理得,共有3×3×2=18(个)不同的三位数.
画出下列树状图:
由树状图知,所有的三位数为102,103,120,123,130,132,201,203,210,213,230,231,301,302,310,312,320,321.
(2)直接画出树状图:
由树状图知,符合条件的三位数有8个:
201,210,230,231,301,302,310,312.
6.2.2 排列数
第1课时 排列数公式
1.C 不同的轮映方法相当于将5所大学全排列,即轮映方法有种.
2.B 由×3=×4,得(11-n)·(10-n)=12,解得n=7,n=14(舍).
3.C 89×90×91×92×…×100===.
4.A 由题意得共需发起的聊天次数为=5×4=20.
5.ABC 由排列数公式得>12,则(n-5)(n-6)>12,解得n>9或n<2(舍去).又n∈N*,结合选项,所以n可以取10,11,12.
6.CD ①(直接法):因为末位数字排法有种,其他位置排法有种,共有×个.
②(间接法):-×.故选C、D.
7.726 解析:由条件得得n=3,所以+=+=726.
8.15 解析:根据题意,=89,则=90,变形可得=90,则有=90×,变形可得:(n-5)(n-6)=90,解可得:n=15或n=-4(舍),故n=15.
9.60 解析:将5家招聘员工的公司看作5个不同的位置,从中任选3个位置给3名大学毕业生,则本题即为从5个不同元素中任取3个元素的排列问题.所以不同的招聘方案共有=5×4×3=60(种).
10.解:(1)由题意可知,x∈N*且x≥3,
因为=x(x-1)(x-2),=(x+1)x,=x(x-1),
所以原不等式可化为3x(x-1)(x-2)≤2x(x+1)+6x(x-1),整理得(3x-2)(x-5)≤0,
所以≤x≤5.又x∈N*且x≥3,
所以原不等式的解集为{3,4,5}.
(2)3=4可化为3×=4×,即3×=4×,化简得x2-19x+78=0,解得x=6或x=13,由题意知解得1<x≤8,故原方程的解为x=6.
11.ACD A中,右边=(n-2)(n-1)n==左边;C中,左边=n(n-1)(n-2)×…×2=n(n-1)(n-2)×…×2×1==右边;D中,左边=·===右边;只有B不正确.
12.1- 解析:因为=-=-,所以+++…+=++…+=1-.
13.11 解析:单词中含4个字母,其全排列有=24个,但其中两个字母一样,因此排列方法种数为=12,其中只有一种组合是正确的,因此错误拼写方式有12-1=11种.
14.15 17 解析:由题意可知,原有车票的种数是种,现有车票的种数是种,所以-=62,即(n+m)(n+m-1)-n(n-1)=62,所以m(2n+m-1)=62=2×31,因为m<2n+m-1,且n≥2,m,n∈N*,所以解得m=2,n=15,故原有15个车站,现有17个车站.
15.解:(1)可分两步完成:第一步,选r,因为r>0,所以r有种选法,第二步,选a,b,在剩余8个数中任取2个,有种选法,所以由分步乘法计数原理可得有·=448个不同的圆.
(2)若圆(x-a)2+(y-b)2=r2经过原点,则a,b,r满足a2+b2=r2,
满足该条件的a,b,r共有3,4,5与6,8,10两组,
考虑a,b的顺序,有2种情况,
即符合题意的圆有2=4个.
(3)圆心在直线x+y-10=0上,即满足a+b=10,
则满足条件的a,b有三组:0,10;3,7;4,6.
当a,b取10,0时,r有7种情况,
当a,b取3,7或4,6时,r不可取0,有6种情况,
考虑a,b的顺序,有种情况,
所以满足题意的圆共有(+2)=38个.
第2课时 排列的综合应用
1.D 相当于3个元素排10个位置,不同的分法有=720(种).
2.C 5人站成一排,甲、乙两人之间恰有1人的不同站法有3·=36(种).
3.C 根据题意,甲、乙都没有得到冠军,也都不是最后一名,先排甲、乙,再排剩下三人,则5人的名次排列种数为·=36.故选C.
4.B 先从除甲、乙外的4人中选取1人去北京,再从其余5人中选3人去上海、广州、西安,共有不同的选择方案·=240(种).
5.B 以1开头的没有重复数字的六位数的个数为=120,由于201 345是以2开头的没有重复数字的六位数中最小的一个,所有的没有重复数字的六位数的个数为5=600,故没有重复数字且大于201 345的正整数的个数为600-120-1=479.故选B.
6.AD 3男3女排成一排共计有=720(种)不同的排法;男生甲排在两端的共有2=240(种)不同的排法;男生甲、乙相邻的排法总数为=240;男女生相间排法总数2=72.
7.3 600 解析:不同排法的种数为=3 600.
8.36 解析:文娱委员有3种选法,则安排学习委员、体育委员有=12(种)方法,由分步乘法计数原理知,共有3×12=36(种)选法.
9.32 解析:五个位置从左到右依次记为位置一、二、三、四、五.根据角音所在的位置分两类:第一类,角音排在位置一或五,由插空法可得不同的排列顺序有2=24(种);第二类,角音排在位置二或四,则不同的排列顺序有2=8(种).根据分类加法计数原理,可得不同的排列顺序共有24+8=32(种).
10.解:(1)从A,B,C三人中任选两人担任正、副班长,有种方法,再安排其余5种职务,有种方法,根据分步乘法计数原理知,共有=720种分工方案.
(2)7人担任7种职务的分工方案有种,A,B,C三人中无一人担任正、副班长的分工方案有种,因此A,B,C三人中至少有一人担任正、副班长的分工方案有-=3 600种.
11.B 法一(间接法) 若不考虑限制条件,4名队员全排列共有=24(种)排法,减去甲跑第一棒有=6(种)排法,乙跑第四棒有=6(种)排法,再加上甲跑第一棒且乙跑第四棒有=2(种)排法,共有-2+=14(种)不同的出场顺序.
法二(直接法) 若甲跑第四棒,则其余三人全排列,有种排法;若甲跑第二(或三)棒,则乙跑第一、三(或一、二)棒,其余两人全排列,有种排法.根据分类加法计数原理,共有+=6+8=14(种)排法.
12.D 按两个班共选择活动项数分三类.第一类,两个班共选择2项活动,有种方法;第二类,两个班共选择3项活动,有种方法;第三类,两个班共选择4项活动,有种方法.则活动安排方案的种数为++=630.故选D.
13.BCD 间接法:总共有种,减去1在个位或0在第一位的共有2种,加上0在第一位且1在个位的种,共有-2+种,故C正确;直接法:(1)若1在第一位,共有种;若1不在第一位,则先排第一位,有种,再排第五位,有种,最后排中间三个位置,有种,共有+()2种;(2)若有1,若1在第一位,共有种;若1在第2,第3,第4位,共有种;若没有1,第1位有种,剩下有种,共有种,故有++种.故选B、C、D.
14.解:(1)先排唱歌节目有种排法,再排其他节目有种排法,所以共有·=1 440(种)排法.
(2)先排3个舞蹈节目和3个曲艺节目,有种排法,再从其中7个空(包括两端)中选2个排唱歌节目,有种插入方法,所以共有·=30 240(种)排法.
(3)把2个相邻的唱歌节目看作一个元素,与3个曲艺节目排列,共有种排法,再将3个舞蹈节目插入,共有种插入方法,最后将2个唱歌节目互换位置,有种排法,故所求排法共有··=2 880(种)排法.
15.C 由题意知正方形ABCD(边长为3个单位长度)的周长是12,抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点A处,表示三次骰子的点数之和是12,列举出三个点数之和为12的组合:1,5,6;2,4,6;3,4,5;3,3,6;5,5,2;4,4,4.共有6种.前三种组合1,5,6;2,4,6;3,4,5每种可以排列出=6(种)结果,共有3=3×6=18(种)结果.3,3,6;5,5,2这2种组合各有3种结果.共有2×3=6(种)结果.4,4,4有1种结果.根据分类加法计数原理知共有18+6+1=25(种)结果.
16.解:(1)根据题意,从2,3,4,7,9这五个数字中任取3个组成三位数,有=60种情况,即有60个符合题意的三位数.
(2)根据题意,个位数字为2的三位数有=12个,
同理:个位数字为3,4,7,9的三位数都有12个,
则所有这些三位数的个位上的数字之和为(2+3+4+7+9)×12=25×12=300.
(3)根据题意,由(2)的结论,所有这些三位数的个位上的数字之和为300,
同理:这些三位数的十位,百位上的数字之和都为300,
故所有这些三位数的和为300×100+300×10+300=33 300.
6.2.3 组合
6.2.4 组合数
第1课时 组合与组合数公式
1.C A、B、D与顺序有关,是排列问题,而C与顺序无关,是组合问题,故选C.
2.D 由于4张同样的参观券分给5名代表,每人最多分一张,从5名代表中选4人满足分配要求,故有种.
3.C 由于“村村通”公路的修建是组合问题,故共需要建===28(条)公路.
4.D 由=×2=42,解得n=7或n=-6(舍去),∴===140.
5.A 法一(直接法) 一男两女,有=5×6=30(种);两男一女,有=10×4=40(种),共计70种.
法二(间接法) 任意选取有=84(种),其中都是男医生有=10(种),都是女医生有=4(种),于是符合条件的有84-10-4=70(种).
6.ACD 根据排列和组合数公式,可知A成立;=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),=(n-1)·(n-2)…(n-m+1),所以=n,故B不成立;由组合数的性质,可知C成立;==·=·,故D成立.
7.6 解析:由于集合中的元素具有无序性,因此含2个元素的子集个数与元素顺序无关,是组合问题,共有===6(个).
8.{2,3,4} 解析:由-n<5,得-n<5,所以n2-3n-10<0.解得-2<n<5.由题设条件知n≥2,且n∈N*,所以n=2,3,4,故原不等式的解集为{2,3,4}.
9.2或3 解析:设男生有x人,则女生有(8-x)人.∵从男生中选出2人,从女生中选出1人,共有30种不同的选法,∴×=30,∴x(x-1)(8-x)=30×2=2×6×5或x(x-1)(8-x)=3×4×5.∴x=6,8-6=2或x=5,8-5=3.∴女生有2人或3人.
10.解:(1)由排列数和组合数公式,原方程可化为3·=5·,则=,
即为(x-3)(x-6)=40.所以x2-9x-22=0,解之可得x=11或x=-2.经检验知x=11是原方程的解,所以方程的解为x=11.
(2)由组合数的定义知所以7≤r≤9.又r∈N*,所以r=7,8,9,
当r=7时,原式=+=46;
当r=8时,原式=+=20;
当r=9时,原式=+=46.
11.D 最高的同学站中间,从余下6人中选3人在一侧只有一种站法,另3人在另一侧也只有一种站法,所以排法有=20(种).
12.C 要使路线最短,只能向右或向上走,途中不能向左或向下走.因此,从A地到B地归结为走完5条横线段和4条纵线段.设每走一段横线段或纵线段为一个行走时段,从9个行走时段中任取4个时段走纵线段,其余5个时段走横线段,共有=126(种)走法,故从A地到B地的最短路线共有126条.故选C.
13.120 解析:∵=,∴m=11,∴++++=++++=+++=++=+==120.
14.解:(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即==45.
(2)可把问题分两类情况:
第1类,选出的2名是男教师有种方法;
第2类,选出的2名是女教师有种方法.
根据分类加法计数原理,共有+=15+6=21(种)不同的选法.
15.24 7 解析:在个、十、百、千位档中随机选择一档拨一颗下珠,再随机选择两个档位各拨一颗上珠,所有的数有=24(个),当下珠拨的是百位档时,上珠只能拨个位档和十位档,有1种情况;当下珠拨的是个位档或十位档时,上珠可以从个、十、百位档中随机选择两个档位各拨一颗,有=6(种)情况,所以所拨数字小于600的有1+6=7(个).
16.解:(1)由题意得=
=-84.
(2)性质①不能推广,如当x=时,有意义,但无意义.
性质②能推广,它的推广形式是+=(x∈R,m∈N).
证明如下:当m=0时,有+=1+x=;
当m≥1时,有+
=+
=( 1+)

=.
综上,性质②的推广得证.
第2课时 组合的综合应用
1.A 用间接法得不同选法有-1=14种,故选A.
2.A 由分类加法计数原理知,两类配餐的搭配方法之和即为所求,所以每天不同午餐的搭配方法共有+=210(种). 
3.B 利用间接法,先在8个点中任取3个点,再减去三点共线的情况,所以符合条件的三角形的个数为--=42.
4.C 将4名志愿者分配到两所敬老院,则有以下两种分配方案:①一所敬老院1名志愿者,另外一所3名,则有=8种,②两所敬老院各安排两名志愿者,则有=6种,故共有8+6=14种方案.故选C.
5.ABC 对于A中,先从物理和历史中,任选1科,再从剩余的四科中任选2科,根据分步乘法计数原理,可得选法总数为种,所以A正确;对于B中,先从物理、历史中选1门,有种选法,若化学必选,再从生物、政治、地理中再选1门,有种选法,由分步乘法计数原理,可得选法共有种,所以B正确;对于C中,先从物理和历史中选1门,有种选法,若从政治和地理中只选1门,再从化学和生物中选1门,有种选法,若政治和地理都不选,则从化学和生物中选2门,只有1中选法,由分类加法计数原理,可得共有+,所以C正确;对于D中,若物理必选,只有1种选法,若化学、生物只选1门,则在政治、地理中选1门,有种选法,若化学、生物都选,则只有1种选法,由分类加法计数原理,可得选法总数为+1,所以D错误.故选A、B、C.
6.BD 若1班不再分配名额,则20个名额分配到5个班级,每个班级至少1个,根据隔板法,有种分配方法,故A错误;若1班有除劳动模范之外学生参加,则20个名额分配到6个班级,每个班级至少1个,根据隔板法,有种分配方法,故B正确;若每个班至少3人参加,由于1班有2个劳模,故只需先满足每个班级有2个名额,还剩10个名额,再将10个名额分配到6个班级,每个班级至少1个名额,故只需在10个名额中的9个空上放置5个隔板即可,故有=126种,故C错误,D正确.故选B、D.
7.56 解析:8个小球排好后对应着8个位置,题中的排法相当于在8个位置中选出3个位置给红球,剩下的位置给白球,由于这3个红球完全相同,所以没有顺序,是组合问题,这样共有=56种排法.
8.714 解析:若只有1名队长入选,则选法种数为·;若两名队长均入选,则选法种数为,故不同选法有·+=714(种).
9.180 解析:6位游客选2人去A风景区,有种,余下4位游客选2人去B风景区,有种,余下2人去C,D风景区,有种,所以分配方案共有=180(种).
10.解:可以分三类:
第一类,让两项工作都能胜任的青年从事英语翻译工作,有种选法;
第二类,让两项工作都能胜任的青年从事德语翻译工作,有种选法;
第三类,两项工作都能胜任的青年不从事任何工作,有种选法.
根据分类加法计数原理,一共有++=42(种)不同的选法.
11.D 此题可化归为圆上9个点可以组成多少个四边形,所有四边形的对角线交点个数即为所求,所以交点为=126(个).
12.36 解析:4位同学的总分为0,有以下三种情况:①4人都选择答甲题,2人答对,2人答错,有种情况;②4人都选择答乙题,2人答对,2人答错,有种情况;③2人答甲题且1人对1人错,2人答乙题且1人对1人错,有×2×2种情况.综上,共有++×2×2=6=36种情况.
13.36 解析:分两步完成:第一步,将4名大学生按2,1,1分成三组,其分法有种;第二步,将分好的三组分配到3个乡镇,其分法有种.所以满足条件的分配方案有·=36(种).
14.解:(1)所作出的平面有三类:
①α内1点,β内2点确定的平面,最多有·个.
②α内2点,β内1点确定的平面,最多有·个.
③α,β本身,有2个.
故所作的平面最多有·+·+2=98(个).
(2)所作的三棱锥有三类:
①α内1点,β内3点确定的三棱锥,最多有·个.
②α内2点,β内2点确定的三棱锥,最多有·个.
③α内3点,β内1点确定的三棱锥,最多有·个.
故最多可作出的三棱锥有·+·+·=194(个).
(3)当等底面积、等高时,三棱锥的体积相等.所以体积不相同的三棱锥最多有++·=114(个).故最多有114个体积不同的三棱锥.
15.B 
16.解:(1)从10个球中任取4个,使红球的个数不比白球的个数少的取法,可分三类:
第一类,红球取4个时,有种方法;
第二类,红球取3个、白球取1个时,有种方法;
第三类,红球取2个、白球取2个时,有种方法.
由分类加法计数原理可知,共有++=115(种)取法.
(2)设取红球x个、白球y个,依题意知,且0≤x≤4,0≤y≤6,由此解得或或这样使总分不少于7的取法可以分为三类:
第一类,红球取2个、白球取3个的方法数为;
第二类,红球取3个、白球取2个的方法数为;
第三类,红球取4个、白球取1个的方法数为.
由分类加法计数原理可知,共有符合条件的取法++=186(种).
培优课 排列与组合
1.A ==120.
2.D 从6名员工中选出3人分别从事教育、培训、管理三项不同的工作,则不同的选派方案共有=6×5×4=120(种).故选D.
3.A 若各位数字之和为偶数,则只能两奇一偶,故有=36(个)符合要求的数.
4.C 由题意知可分为三类:第一类是3人各站一级台阶,有种站法;第二类是有一级台阶有2人,另一级台阶有1人,共有种站法;第三类是3人站在一级台阶上,有种站法.所以根据分类加法计数原理知共有不同的站法种数是++=343.故选C.
5.B 因为取灯时每次只能取一盏,所以每串灯必须先取下面的灯,即每串灯取下的顺序确定,取下的方法有=70(种).故选B.
6.C 
7.AD 由知,n=0,1,2,3,4,又=1,=4,==6,==4,=1.所以M={1,4,6}.故M∩Q={1,4}.
8.BC 根据题意,四个不同的小球放入三个分别标有1号、2号、3号的盒子中,且没有空盒,则三个盒子中有1个盒子中放2个球,剩下的2个盒子中各放1个球,则可以有两种方法进行分析:
(1)①先将四个不同的小球分成3组,有种分组方法;②将分好的3组全排列,对应放到3个盒子中,有种放法.则没有空盒的放法有种.
(2)①在4个小球中任选2个,在3个盒子中任选1个,将选出的2个小球放入选出的小盒中,有种情况;②将剩下的2个小球全排列,放入剩下的2个小盒中,有种放法.则没有空盒的放法有种.故选B、C.
9.BD 5名同学报名参加3个不同的课后服务小组,每人只能报一个小组,若报名没有任何限制,则每人都有3种选择,故共有35种不同的安排方法,故B正确,A错误;若每个小组至少要有1人参加,则先分组后排列,先将5名同学分为三组有+=25(种)方法,再将分好的三组分到3个不同的课后服务小组有=6(种)情况,所以每个小组至少要有1人参加,则共有25×6=150(种)不同的安排方法,故C错误,D正确.故选B、D.
10.10 解析:小李可选的旅游路线分两种情况:①最后去甲景区旅游,则可选的路线有种;②不最后去甲景区旅游,则可选的路线有种.所以小李可选的旅游路线数为+=10.
11.264 解析:如图,计算不同填数方法有两类办法:当用四个数字时,先填A,E,D,有种填法,再从B,F,C中选一处填第四个数,如B,再填F,若F与D同,则C有2种填法,若F与D不同,则C有1种填法,于是得有(2+1)种填法;当用三个数字时,先填A,E,D,有种填法,再填B,有2种填法,则F,C各有1种填法,于是得有2种填法.利用分类加法计数原理得不同填数方法有(2+1)+2=216+48=264(种).
12.解:(1)分两组情况讨论:
①射排在最后一周时,则有=120种排法.
②当射不排在最后一周,则射有4种排法,数也有4种排法,剩下的4门课程全排列,有4×4×=384种排法,
所以共有120+384=504种不同排法.
(2)分两种情况讨论:
当甲教两科时,则有=240种安排方法;
当甲教一科时,则有=1 200种安排方法.
所以共有240+1 200=1 440种不同安排方案.
13.解:(1)由题意知,第一次抽到的必是正品,共抽取4次或5次检测结束,
第1次抽到的是正品有种抽法;第2次抽到的是次品有种抽法;第3次抽到的是正品有种抽法;
当抽取4次结束时,第4次抽到的必是次品,共有=24种抽法;
当抽取5次结束时,若第4次抽到的是正品且第5次抽到的是正品,则共有=48种抽法;
若第4次抽到的是正品且第5次抽到的是次品,则共有=48种抽法;
综上,第二次抽到的是次品且第三次抽到的是正品共有120种抽法.
(2)由题意知,检测费用为400元,说明一共抽取了4次检测结束,共有以下两种情况:
①4次抽到的均为正品,共有=24种抽法;
②前3次抽到2件正品,1件次品,且第4次抽到的是次品,共有··=72种抽法.
所以,检测结束时,检测费用为400元的抽法共有96种.
6.3 二项式定理
6.3.1 二项式定理
1.B 由展开式的通项知T4=x6()3=84x3.
2.B 在通项公式Tk+1=(-y)kx10-k中,令k=4,得x6y4的系数为(-)4=840.
3.A a10-2a9+22a8-…+210=(a-2)10,当a=2-时,(a-2)10=32.
4.C 二项式(2x+)7的展开式即(+2x)7的展开式,通项公式为Tr+1=()7-r(2x)r=2ra7-rx-7+2r,令-7+2r=-3,解得r=2,代入得×22a5=84,解得a=1,故选C.
5.B Tr+1=(3x)n-r=3n-r,当Tr+1是常数项时,n-r=0,当r=2,n=5时成立.
6.BCD 因为n=6,故(2x-)6的展开式共有7项,故选项A错误;(2x-)6的展开式的通项公式为Tk+1=(2x)6-k(-1)k·(x-2)k=(-1)k26-kx6-3k,当k=2时,展开式的常数项为(-1)2·24·=240,故选项B正确;令6-3k=-3,得k=3,展开式中x-3的系数为(-1)323=-160,故选项C正确;令6-3k=-6,得k=4,展开式中x-6的系数为(-1)422=60,故选项D正确.
7.126 9 解析:由二项式定理及展开式的通项可得,第6项的二项式系数为=126.由题意可知,T3=·(x2)7·(-)2=9x12,故第3项的系数为9.
8.10 解析:(1-x)5中x3的系数为-=-10,-(1-x)6中x3的系数为-·(-1)3=20,故(1-x)5-(1-x)6的展开式中x3的系数为10.
9.2 解析:(x-)6(a>0)的展开式的通项Tk+1=x6-k(-)k=(-a)k.令6-=3,得k=2,∴A=a2=15a2;令6-=0,得k=4,∴B=a4=15a4.∵B=4A,∴15a4=4×15a2,又a>0,∴a=2.
10.解:Tr+1=()n-r(-)r=(-)r,
由前三项系数的绝对值成等差数列,得+(-)2=2×,
解这个方程得n=8或n=1(舍去).
(1)展开式的第4项为:T4=(-)3=-7.
(2)当-r=0,即r=4时,常数项为(-)4=.
11.B 通项公式Tr+1=a6-r(-1)r,由可得=6-r,故r=4,所以系数为(-1)4=15.故选B.
12.AD 设二项式(n∈N*)展开式的通项为Tk+1,则Tk+1=(x3)k=x4k-n,不妨令n=4,则当k=1时,展开式中有常数项,故A正确,B错误;令n=3,则当k=1时,展开式中有含x的项,故C错误,D正确.
13.17 解析:(x+)100的展开式的通项Tk+1=x100-k··.若Tk+1的系数为有理数,则,均为整数,即k为6的整数倍.由0≤k≤100,k∈N,知k的可能取值为0,6,12,…,96,共17个,即系数为有理数的共有17项.
14.解:(1)展开式的通项为
Tk+1=(-1)k()10-k,
令20-k=0,解得k=8,
即k=8时,
常数项为T9=(-1)8()2=,
解得a=1.
(2)令20-k=m,m∈Z,又0≤k≤10,k∈N,
解得k=0,2,4,6,8,10,
即展开式中的有理项共有6项,无理项有5项,
所以从展开式中的所有项中任取三项,取出的三项中既有有理项也有无理项的取法共有+=135种.
15.C 由(x+2)5-5(x+2)4+10(x+2)3-10(x+2)2+5(x+2)-1=(x+2-1)5=(x+1)5,得(ax+b)5=(x+1)5,所以a=b=1,a+b=2.故选C.
16.解:(1)a1-a2+a3=a1-2a1q+a1q2=a1(1-q)2,
a1-a2+a3-a4=a1-3a1q+3a1q2-a1q3=a1(1-q)3.
(2)归纳概括的结论为:
若数列{an}是首项为a1,公比为q的等比数列,则
a1-a2+a3-a4+…+(-1)nan+1·
=a1(1-q)n,n为正整数.
证明:a1-a2+a3-a4+…+(-1)nan+1·
=a1-a1q+a1q2-a1q3+…+(-1)na1qn
=a1[-q+q2-q3+…+(-1)nqn]=a1(1-q)n.
6.3.2 二项式系数的性质
1.B 第6项的二项式系数为,又=,所以第16项符合条件.
2.A 由题意可知:2n=64 n=6,故选A.
3.C 因为只有第4项的二项式系数最大,得n=6,所以(x2-)n的展开式的通项为Tk+1=(x2)6-k(-)k=(-1)kx12-3k.令12-3k=0,得k=4,所以展开式中的常数项是(-1)4=15.故选C.
4.B 因为S=,当x=时,S=-=-23 035.
5.AC (x-1)11的展开式中的二项式系数之和为211=2 048,所以A正确;因为n=11为奇数,所以展开式中有12项,中间两项(第6项和第7项)的二项式系数相等且最大,所以B不正确,C正确;展开式中第6项的系数为负数,不是最大值,所以D不正确.故选A、C.
6.ACD 对任意实数x,有(2x-3)9=a0+a1(x-1)+a2(x-1)2+a3(x-1)3+…+a9(x-1)9=[-1+2(x-1)]9,所以a2=-×22=-144,故A正确;令x=1,可得a0=-1,故B不正确;令x=2,可得a0+a1+a2+…+a9=1,故C正确;令x=0,可得a0-a1+a2-a3+…-a9=-39,故D正确.
7.10 解析:∵展开式的各项系数和为243,∴令x=1,可得3n=243,解得n=5.∴展开式的通项Tr+1=25-rx15-4r,r∈{0,1,…,5}.令15-4r=7,得r=2,∴展开式中含x7的项的二项式系数为=10.
8.-1 3 解析:在的二项展开式中,常数项是8,由二项展开式通项可知Tk+1=(2x)4-k=·24-k·(-a)k·,所以当k=3时为常数项,代入可得·24-3·(-a)3=8,解得a=-1,由二项式定理可知展开式共有5项,则根据二项式系数可知第3项二项式系数最大.
9.-256 解析:令x=1,得a0+a1+a2+a3+a4+a5=0,令x=-1,得a0-a1+a2-a3+a4-a5=25=32,两式相加可得2(a0+a2+a4)=32,两式相减可得2(a1+a3+a5)=-32,则a0+a2+a4=16,a1+a3+a5=-16,所以(a0+a2+a4)(a1+a3+a5)=-256.
10.解:由(x2+)5得
Tr+1=·()r
=()5-r,
令Tr+1为常数项,则20-5r=0,
所以r=4,常数项T5=·=16.
又(a2+1)n展开式中的各项系数之和等于2n,由此得到2n=16,n=4.
所以(a2+1)4展开式中系数最大项是中间项T3=a4=54,
解得a=±.
11.D (1-2x)2 024=a0+a1x+…+a2 024x2 024,令x=0,得a0=1,令x=,得a0+++…+=0,所以++…+=-1.
12.ACD 在(x+2)n(n∈N*)的展开式中,含x2的项的二项式系数为==21,即n2-n-42=0,∵n∈N*,∴n=7,A正确;展开式中常数项为T8=27=128,B错误;展开式中二项式系数的最大值是==35,C正确;令x=1可得展开式中各项系数的和是37=2 187,D正确.故选A、C、D.
13.7 解析:令x=-1,得28=a0+a1+a2+…+a11+a12,令x=-3,得0=a0-a1+a2-…-a11+a12,∴28=2(a1+a3+…+a11),∴a1+a3+…+a11=27,∴log2(a1+a3+…+a11)=log227=7.
14.解:(1)由题意可得2n=256,解得n=8,
∴展开式的通项为Tk+1=mk,
∴含x项的系数为m2=112,
解得m=2或m=-2(舍去).
故m,n的值分别为2,8.
(2)展开式中偶数项的二项式系数之和为+++=28-1=128.
(3)∵(1+2)8(1-x)=(1+2)8-x(1+2)8,
∴含x2项的系数为24-22=1 008.
15.255 解析:设(2x-1)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,且奇次项的系数和为A,偶次项的系数和为B.则A=a1+a3+a5+…,B=a0+a2+a4+a6+….由已知,B-A=38.令x=-1,得a0-a1+a2-a3+…+an(-1)n=(-3)n,即(a0+a2+a4+a6+…)-(a1+a3+a5+a7+…)=(-3)n,即B-A=(-3)n.∴(-3)n=38=(-3)8,∴n=8.由二项式系数的性质,可得+++…+=2n-=28-1=255.
16.解:(1)由题意得,++=16,
即1+n+=16.
解得n=5,或n=-6(舍去),
所以n=5.
因为所有项的系数之和为1,令x=1,
所以(a-1)5=1,解得a=2.
(2)不存在.理由如下:
因为(ax-)n=(2x-)5,
所以Tk+1=(2x)5-k(-)k=(-1)k25-k(k∈N*).
令5-=0,解得k= N,所以展开式中不存在常数项.
(3)由二项式系数的性质知,展开式中中间两项的二项式系数最大,
二项式系数最大的两项为T3=(-1)2·25-2x5-3=80x2,T4=(-1)3·25-3=-40.
培优课 二项式定理的综合应用
1.C 因为(1+x)6的展开式的通项为Tk+1=xk,所以x(1+x)6的展开式中含x3的项为x3=15x3,所以含x3项的系数为15.
2.C (x3-2x2+x)3=x3(x-1)6,因此所求x6的系数即为(x-1)6的展开式中x3的系数,由二项式定理知系数为(-1)3=-20.
3.B 9192=(90+1)92=×9092+×9091+…+×902+×90+.前91项均能被100整除,剩下两项为92×90+1=8 281,显然8 281除以100所得的余数为81.故9192被100除所得的余数为81.
4.D (1+x)5+(1+x)6+(1+x)7的展开式中,x4的系数为++=++=55,以-2为首项,3为公差的等差数列的通项公式为an=-2+3(n-1)=3n-5,令an=55,即3n-5=55,解得n=20.
5.C 根据题意,所给式子的展开式中含x的项,由(1-)4展开式中的常数项乘(+x)中的x以及(1-)4展开式中的含x2的项乘(+x)中的两部分合并而成,所以所求系数为1+1×2=3.
6.AD (+)n的展开式的通项为Tr+1=·3r·,r=0,1,2,…,n,(+x3)n的展开式的通项为Tk+1=·x4k-n,k=0,1,2,…,n.则二项式(+)n(+x3)n(n∈N*)的展开式的通项为·3r···x4k-n,未知数x的次数为+4k-n=--+4k,令--+4k=0,即3r+n=8k,r=1,k=1,n=5是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×3×=75,故展开式中有常数项,且常数项的系数不为0,故A正确,B错误;令--+4k=1,即3r+n+2=8k,r=0,k=1,n=6是其中一组解,此时,·3r···x4k-n=×30×x3××x-2=6x,故展开式中有x的一次项,且一次项的系数不为0,故D正确,C错误.
7. 解析:(++)5(x>0)可化为(+)10,因而Tr+1=·()10-r·()10-2r,令10-2r=0,得r=5,故展开式中的常数项为·()5=.
8. 解析:令x=1,得3n=a0+a1+a2+…+a2n-1+a2n ①.令x=-1,得1=a0-a1+a2-…-a2n-1+a2n ②.①+②得3n+1=2(a0+a2+…+a2n),∴a0+a2+…+a2n=.
9.2 解析:(x+)10的展开式的通项为Tr+1=x10-r()r=x10-2r,令10-2r=4,解得r=3,所以x4的系数为;令10-2r=6,解得r=2,所以x6的系数为,所以(x2-a)(x+)10的展开式中x6的系数为-a=30,解得a=2.
10.2 解析:由5>>=4,得的整数部分为4,则=x+4,所以(x+4)4=258,即x4+4x3+16x2+64x+256=x4+16x3+96x2+256x+256=258,故x4+16x3+96x2+256x=2.
11.证明:32n+2-8n-9
=(8+1)n+1-8n-9
=8n+1+8n+…+82+8+-8n-9
=8n+1+8n+…+82+8(n+1)+1-8n-9
=8n+1+8n+…+82.
上式中的每一项都含有82,故原式能被64整除.
12.解:(1)由条件可得
解得
(2)(2x-1)(ax2+)n=(2x-1)·(-2x2+x-1)7.
∵(-2x2+x-1)7展开式的通项为Tk+1=(-2x2)7-k(x-1)k
=(-2)7-kx14-3k.
∴当14-3k=-1,
即k=5时,2x·(-2)2x-1=168;
当14-3k=0,即k=时,舍去.
∴所求的常数项为168.
13.证明:(1+)n=+×+()2+…+()n=1+1+×+×+…+×
=2+×+…+×<2++…+<2+++…+=2+=3-()n-1<3.
显然(1+)n=1+1+×+×+…+×>2.
所以2<(1+)n<3.
第七章 随机变量及其分布
7.1 条件概率与全概率公式
7.1.1 条件概率
第1课时 条件概率的概念与计算
1.D P(B|A)===0.6.
2.A 设发生中度雾霾为事件A,刮四级以上大风为事件B,所以P(A)=0.25,P(B)=0.4,P(AB)=0.02,P(B|A)===0.08.
3.B 在第一次取到“a”的条件下,还剩余9个字母,其中“r”有4个,故所求概率为.
4.B 法一 设取到的球是蓝球为事件A,取到的球是E型玻璃球为事件B,则P(A)==,P(AB)==,∴P(B|A)===.
法二 设取到的球是蓝球为事件A,取到的球是E型玻璃球为事件B,∵n(A)=7+4=11,n(AB)=4,∴P(B|A)==.故取到的是蓝球,该球是E型玻璃球的概率是.
5.A 记事件A:这人一次性饮酒4.8两未诱发这种疾病,事件B:这人一次性饮酒7.2两未诱发这种疾病,则B A,P(A)=1-0.04=0.96,P(AB)=P(B)=1-0.16=0.84,所以P(B|A)====.
6.BD 设事件A表示“选到第一组学生”,事件B表示“选到共青团员”,由题意,P(A)==,故选项A错误,选项B正确;要求的是在事件B发生的条件下,事件A发生的条件概率P(A|B),在事件B发生的条件下(即已所选到的学生是共青团员为前提),有15种不同的选择,其中属于第一组的有4种选择,因此P(A|B)=,故选项C错误,选项D正确.
7. 解析:∵P(A|B)===,∴P(AB)=,∴P(B|A)===.
8. 解析:由题意,得P(A)=,P(AB)=,所以P(B|A)===.
9. 解析:设第一次出现奇数为事件A,3次出现的点数之积为偶数为事件B,则P(A)==,P(AB)==,所以P(B|A)===.
10.解:(1)从7名成员中挑选2名成员,共有=21种情况,
记“男生甲被选中”为事件A,事件A所包含的样本点个数为,
故P(A)==.
(2)记“男生甲被选中”为事件A,“女生乙被选中”为事件B,
由(1),P(AB)=,且P(A)=,
故P(B|A)===.
(3)记“挑选的2人一男一女”为事件C,事件C所包含的样本点个数为×=12,
由(1),则P(C)==,“女生乙被选中”为事件B,则P(BC)==,
故P(B|C)===.
11.D 每人报考大学有3种选择,故总的报考方法共有33=27(种),三人报考的大学均不相同的报考方法有=6(种),故P(AB)==,甲报考的大学与其他两人均不相同的报考方法有=12(种),故P(B)==,所以P(A|B)===.
12.AD 对A,P(B1)==,P(A1B1)==,所以P(A1|B1)==,故A正确;对B,事件B2=“第2次取球,取到正品”,P(B2)==,故B错误;对C,事件A2B1=“第1次取球,取到正品且第2次取球,取到白球”,包括(正白,正白),(正白,次白),(正黄,正白),(正黄,次白),共有6×5+6×2+3×6+3×2=66种情况,P(A2B1)==,故C错误;对D,事件A1B2=“第1次取球,取到白球且第2次取球,取到正品”,包括(白正,白正),(白正,黄正),(白次,白正),(白次,黄正),共有6×5+6×3+2×6+2×3=66种情况,P(A1B2)==,又因为P(A1)==,所以P(B2|A1)==,故D正确.
13. 解析:设事件A为系统正常工作,事件B为只有K和A1正常工作,因为并联元件A1或A2能正常工作的概率为1-(1-)×(1-)=,所以P(A)=×=,又因为P(AB)=P(B)=××(1-)=,所以P(B|A)==.
14.解:(1)设白球的个数为a,则黑球个数为10-a,
∵从袋中任意摸出2个球,至少有1个白球的概率为.
∴P=1-=,解得a=5,
∴白球的个数为5.
(2)记“第二次取到白球”为事件A,“第1次取到黑球”为事件B,
则P(A)=×+×=,P(AB)=×=,
∴第2次取得白球时第1次取得黑球的概率为
P(B|A)===.
15.B 设“此人在春季里患鼻炎”为事件A,“此人在春季里患感冒”为事件B,则P(A)=,P(B)=,P(A∪B)=1-=,由P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB),可得P(AB)=P(A)+P(B)-P(A∪B)=+-=,则此人在患鼻炎的条件下患感冒的概率为P(B|A)===.
16.解:(1)阴天条件下检测到的人数为228,未检测到的人数为6,故阴天条件下,摄像机检测到进入者的概率为P1==.
(2)设摄像机漏检了一个进入者为事件A,气候条件是下雪天为事件B,
根据表格数据可得P(A)=++++=,
则摄像机漏检了一个进入者,气候条件是下雪天的概率为P(B|A)===.
第2课时 条件概率的性质及应用
1.D 因为B,C是互斥事件,所以P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)=+=.
2.B 由P(A)=0.5,P(B|A)=0.3,得P(AB)=P(B|A)P(A)=0.15,所以P(A|B)===0.375.
3.C 设某射击运动员“第一次击中9环”为事件A,“第二次击中9环”为事件B,则由题意得P(A)=0.6,P(B|A)=0.8,所以他两次均击中9环的概率为P(AB)=P(A)P(B|A)=0.6×0.8=0.48.
4.A 由题意可得,题图所示的涂色部分的面积为:P(A|B)P(B)+[1-P(B)]·P(A|)=P(AB)+P()P(A|)=P(AB)+P(A)=P(A).故选A.
5.ACD 对于A选项,P(AB)=P(A)·P(B|A)=,所以A选项正确;对于B选项,P(|A)=1-P(B|A)=,所以B选项错误;对于C选项,P(B|)=1-P(|)=,所以C选项正确;对于D选项,P(B)-P(AB)=[1-P(A)]P(B|),P(B)=+×=,所以D选项正确.故选A、C、D.
6.BD 对于A,因为P(A)=0.4,P(B)=0.3,B A,所以P(AB)=P(B)=0.3,故A错误;对于B,因为A与B互斥,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.7,B正确;对于C,因为A与B相互独立,所以P(AB)=0.4×0.3=0.12,故C错误;对于D,因为P(B|A)=0.3,即=0.3,所以P(AB)=P(B|A)·P(A)=0.12,又因为P(B)P(A)=0.12,所以P(AB)=P(A)·P(B),所以A与B相互独立,故D正确.故选B、D.
7.0.665 解析:记事件A=“甲厂产品”,事件B=“合格产品”,则P(A)=0.7,P(B|A)=0.95.所以P(AB)=P(A)·P(B|A)=0.7×0.95=0.665.
8. 解析:由题意知,因为n(A)=·+1=7,n(AB)=6,所以P(|A)=1-P(B|A)=1-=1-=.
9. 解析:∵P(A)=,P(B|A)=,∴P(AB)=P(A)P(B|A)=×=,∵P(B|)=,∴P(B)=P()P(B|),∴P(B)-P(AB)=[1-P(A)]P(B|),即P(B)-=(1-)×,解得P(B)=.
10.解:(1)设A:甲中奖,B:乙中奖,则P(A)==.
因为抽完的奖券不放回,所以甲中奖后乙抽奖时,有49张奖券且其中只有4张写有“中奖”字样,此时乙中奖的概率为P(B|A)=.
根据乘法公式可知,甲中奖而且乙也中奖的概率为
P(BA)=P(A)P(B|A)=×=.
(2)因为P(A)+P()=1,所以P()=.
因为抽完的奖券不放回,所以甲没中奖后乙抽奖时,还有49张奖券且其中还有5张写有“中奖”字样,此时乙中奖的概率为P(B|)=.
根据乘法公式可知,甲没中奖而且乙中奖的概率为
P(B)=P()P(B|)=×=.
11.D 设事件A为“其中一瓶是蓝色”,事件B为“另一瓶是红色”,事件C为“另一瓶是黑色”,事件D为“另一瓶是红色或黑色”,则D=B∪C,且B与C互斥.又P(A)==,P(AB)==,P(AC)==,故P(D|A)=P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)=+=+=.
12.BD 对于A,因为P(B|A)+P(|A)=+===1,但P(B|)与P(|A)不一定相等,故P(B|A)+P(B|)不一定等于1,A错;对于B,因为P(|B)P(B)=P(B),P(B|)·P()=P(B),所以P(|B)P(B)=P(B|)P(),B对;对于C,P(A|B)+P(|B)=+==1,C错;对于D,因为P(A|B)==P(A),所以P(AB)=P(A)P(B),所以事件A,B相互独立,故P(B|A)==P(B),D对.故选B、D.
13. 解析:设事件A为“该考生6道题全答对”,事件B为“该考生答对了其中5道题,而另1道答错”,事件C为“该考生答对了其中4道题,而另2道题答错”,事件D为“该考生在这次考试中通过”,事件E为“该考生获得优秀”,则A,B,C两两互斥,且D=A∪B∪C,E=A∪B.由古典概型的概率公式及加法公式可知P(D)=P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)=++=,又P(AD)=P(A),P(BD)=P(B),所以P(E|D)=P(A∪B|D)=P(A|D)+P(B|D)=+=+=.故所求的概率为.
14.解:(1)记事件A表示“两颗骰子中,向上的点数有一个是2”,事件B表示“两颗骰子向上的点数之和为7”,则事件AB表示“向上的点数之和为7,其中有一个的点数是2”,则P(B)==,P(AB)==,
所以P(A|B)==.
(2)记事件Mi表示“两颗骰子向上的点数之和为i”,则事件“向上的点数之和为4或6”可表示为M=M4∪M6,其中事件M4与M6互斥,记事件N表示“两颗骰子向上的点数不相同”,则事件MiN表示“两颗骰子向上的点数不相同,且向上的点数之和为i”.
因为P(N)==,P(M4N)==,P(M6N)==,
所以P(M|N)=P(M4∪M6|N)=P(M4|N)+P(M6|N)=+=+=.
15. P(Ak+1)=[1-P(Ak)] 解析:根据题意,事件A3表示“第3次取单恰好是从1号店取单”,因此P(A3)=P(A3)=P()·P(A3|)=[1-P(A2)]=;同理P(Ak+1)=P(Ak+1)=P()P(Ak+1|)=[1-P(Ak)]·P(Ak+1|)=[1-P(Ak)].
16.解:(1)P(A2|)===,所以第一次摸到蓝球的条件下第二次摸到红球的概率为.
(2)①证明:因为P(A1A2A3)=P(A1A2)P(A3|A1A2),
又因为P(A1A2)=P(A1)P(A2|A1),
所以P(A1A2A3)=P(A1A2)P(A3|A1A2)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2),
即P(A1A2A3)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2).
②P(A3)=P(A1A2A3)+P(A2A3)+P(A1A3)+P(A3)
=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2)+P()P(A2|)P(A3|A2)+P(A1)P(|A1)P(A3|A1)+P()P(|)P(A3|)
=××+××+××+××==.
7.1.2 全概率公式
1.A 设不吸烟患肺癌的概率为x,则0.2×0.004+0.8x=0.001,解得x=0.000 25=0.025%.故选A.
2.C 由题意可得:P()=1-P(A)=,P(B|)=1-P(|)=,所以P(B)=P(B|A)P(A)+P(B|)P()=×+×=.故选C.
3.D 设A=“先取到的是女生报名表”,Bi=“取到第i个地区的报名表”,i=1,2,3,∴P(A)=P(Bi)·P(A|Bi)=×+×+×=.
4.B 设A=“考生答对”,B=“考生知道正确答案”,由全概率公式得,P(A)=P(B)P(A|B)+P()P(A|)=×1+×=.又由贝叶斯公式得,P(B|A)===.故选B.
5.BCD 由条件概率的计算公式知A错误;由乘法公式知B正确;由全概率公式知C正确;P(B)·P(A|B)=P(AB),P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|),故D正确.故选B、C、D.
6.AD P(A)==,A正确;P(B|A)===,P(B|)===.由全概率公式可知,P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=×+×=.所以B、C错误,D正确.
7. 解析:设A=“取到的是优质品”,Bi=“打开的是第i箱”(i=1,2),则P(B1)=P(B2)=,P(A|B1)==,P(A|B2)==,利用全概率公式,P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)=.
8.70% 解析:设男性中有x%购买了新能源车,则x%×60%+40%×80%=74%,解得x=70,所以男性购车时,选择购买新能源车的概率是70%.
9.0.997 9 解析:设“一产品经验收判为合格品”为事件A,“一产品为合格品”为事件B.由题知P(B)=0.96,P(A|B)=0.98,P()=0.04,P(A|)=0.05.由贝叶斯公式得P(B|A)==≈0.997 9.故一产品经验收判为“合格品”时,此产品为合格品的概率约为0.997 9.
10.解:用B表示李老师迟到,用A表示自行车有故障,则P(B|A)是乘出租车迟到的概率,P(B|)是骑自行车迟到的概率.
根据题意P(A)=0.01,P(B|)=0.05,P(B|A)=0.50.
因为A,互斥,所以AB,B互斥.
利用概率的可加性得到P(B)=P(AB∪B)=P(AB)+P(B).
因为P(A)>0,P()>0,再由概率的乘法公式可知,李老师迟到的概率是P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=0.01×0.50+(1-0.01)×0.05=0.054 5.
11.B 用A表示“丢失1箱后任取2箱是英语书”,用Bk表示“丢失的1箱为k,k=1,2,3分别表示英语书、数学书、语文书”.由全概率公式得P(A)=P(Bk)P(A|Bk)=×+×+×=.P(B1|A)===.故选B.
12.64% 解析:设A=“利率下调”,=“利率不变”,B=“股票价格上涨”.依题意知P(A)=60%,P()=40%,P(B|A)=80%,P(B|)=40%,则P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=60%×80%+40%×40%=64%.
13.0.019 2 解析:设H1表示传送字符AAAA,H2表示传送字符BBBB,H3表示传送字符CCCC,G表示接收到ABBB.由题设知,P(H1)=0.3,P(H2)=0.4,P(H3)=0.3,从而有P(G|H1)=0.6×0.2×0.2×0.2=0.004 8,P(G|H2)=0.2×0.6×0.6×0.6=0.043 2,P(G|H3)=0.2×0.2×0.2×0.2=0.001 6,根据全概率公式得P(G)=P(Hi)P(G|Hi)=0.3×0.004 8+0.4×0.043 2+0.3×0.001 6=0.019 2.
14.解:(1)因为从甲箱中任意取两球放入乙箱仅有3种可能:取得两白球,取得一黑球和一白球,取得两黑球,分别用A1,A2,A3表示,则A1,A2,A3即为所求的一个完备事件组.设B表示从乙箱中取出的两球是白球,则有
P(A1)==,P(A2)==,P(A3)==,
P(B|A1)==,P(B|A2)==,P(B|A3)=0,
由全概率公式得到
P(B)=P(Ai)P(B|Ai)=×+×+×0=.
(2)P(A1|B)===.
15.D 设事件A表示“小孩诚实”,事件B表示“小孩说谎”,则P(B|A)=0.1,P(B|)=0.5,P(A)=0.9,P()=0.1,则P(AB)=P(A)P(B|A)=0.9×0.1=0.09,P(B)=P()P(B|)=0.1×0.5=0.05,故P(B)=P(AB)+P(B)=0.14,故P(A|B)===.故选D.
16.解:记事件B=“仪器不合格”,Ai=“仪器上有i个部件不是优质品”,i=0,1,2,3,显然A0,A1,A2,A3构成一个完备事件组,
P(B|A0)=0,P(B|A1)=0.2,P(B|A2)=0.6,P(B|A3)=0.9,
P(A0)=0.8×0.7×0.9=0.504,
P(A1)=0.2×0.7×0.9+0.8×0.3×0.9+0.8×0.7×0.1=0.398,
P(A3)=0.2×0.3×0.1=0.006,
P(A2)=1-P(A0)-P(A1)-P(A3)=0.092.
(1)应用全概率公式,有:P(B)=P(Ai)P(B|Ai)=0.504×0+0.398×0.2+0.092×0.6+0.006×0.9=0.140 2.
(2)应用贝叶斯公式,有:P(A0|B)=0,
P(A1|B)==,
P(A2|B)==,
P(A3|B)==.
从计算结果可知,一台不合格的仪器中有一个部件不是优质品的概率最大.
7.2 离散型随机变量
及其分布列
1.C A、B、D中的X的可能取值可以一一列举出来,而C中的X可以取某一区间内的一切值,属于连续型的.
2.C 在A中,各概率之和为>1,故A错误;在B中,P(ξ=2)=-<0,故B错误;在C中,满足0≤P≤1以及各概率之和等于1,故C正确;在D中,+2a+a2+2=(a+1)2+>1,故D错误.故选C.
3.A 由0.2+0.1+0.1+0.3+m=1,得m=0.3.P(Y=2)=P(X=4)=0.3.
4.C 因为X的分布列服从两点分布,所以P(X=0)+P(X=1)=1.因为P(X=0)=3-4P(X=1)=a,所以P(X=0)=3-4[1-P(X=0)],所以P(X=0)=,所以a=.
5.ACD 因为5-1=4>3,6-1=5>3,6-2=4>3,所以选项A、C、D符合题意;对于B:第一颗大于4点,可以是5点,6点,第二颗也大于4点,可以是5点,6点,因为5-5=0<3,5-6=-1<3,6-5=1<3,6-6=0<3,所以不符合题意.故选A、C、D.
6.ABD 对于A中,由分布列的性质,可得0.2+m+n+0.1=1,解得m+n=0.7,所以A正确;对于B中,若m=0.3,可得n=0.4,则P(X>3)=P(X=4)+P(X=6)=0.5,所以B正确;对于C中,由概率的定义知m≥0,n≥0,所以C不正确;对于D中,由P(X=1)=0.2,P(X=6)=0.1,则P(X=1)=2P(X=6),所以D正确.故选A、B、D.
7.-300,-100,100,300
解析:答对0个问题得-300分;答对1个问题得-100分;答对2个问题得100分;问题全答对得300分.
8.0.9 解析:由分布列的性质得1-2q≥0,q≥0,且+1-2q+q=1,解得q=0.3,∴P(∈Z)=P(X=0)+P(X=1)=+1-2×0.3=0.9.
9.2,5 解析:由0.20+0.10+(0.1×x+0.05)+0.10+(0.1+0.01×y)+0.20=1,得10x+y=25.又因为x,y∈{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},故x=2,y=5.
10.解:(1)由题意,该选手的得分不少于6分,则该选手的得分为6分或12分,
可得P(X=6)==,P(X=12)==,
所以该选手得分不少于6分的概率为P=P(X=6)+P(X=12)=+=.
(2)根据题意,可得随机变量X的可能取值为0,3,6,12,
则P(X=3)==,P(X=0)=1--=,
所以随机变量X的分别列为
X 0 3 6 12
P
11.D 由P(X=n)==(-),可知P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)=1,即(1-+-+-+-)=1,得a=.∴P(X=)=P(X=2)=×(-)=.
12.BCD 由题意知,摸到红球的概率是P1=,摸到白球的概率是P2=,而ξ=3表示得3分,即表示3次摸到的都是白球,所以()3=,解得n=3,所以ξ的可能取值为3,4,5,6,故选B、C、D.
13. 解析:取出的4个球中红球的个数可能为4,3,2,1,相应的黑球的个数为0,1,2,3,其得分ξ=4,6,8,10,则P(ξ≤6)=P(ξ=4)+P(ξ=6)=+=.
14.解:(1)n的分布列为
n 140 150 160 170 180 190 200
P 0.1 0.2 0.16 0.16 0.14 0.14 0.1
(2)若A水果日需求量为140千克,则X=140×(15-10)-(150-140)×(10-8)=680(元),所以P(X=680)==0.1.若A水果日需求量不小于150千克,则X=150×(15-10)=750(元),所以P(X=750)=1-0.1=0.9.
则X的所有可能取值为680,750,
故X的分布列为
X 680 750
P 0.1 0.9
15.解:(1)记顾客中奖为事件A,则P(A)===,即该顾客中奖的概率为.
(2)X所有可能的取值为0,10,20,50,60,
且P(X=0)==,P(X=10)==,
P(X=20)==,P(X=50)==,
P(X=60)==,
故X的分布列如下:
X 0 10 20 50 60
P
7.3 离散型随机变量的数字特征
7.3.1 离散型随机变量的均值
1.A 根据题意可知,随机变量X服从两点分布,所以E(X)=0.3.
2.C 由题意得,
解得∴a-b=.故选C.
3.D 依题意X=2,3,所以P(X=2)==,P(X=3)==,所以E(X)=2×+3×=.
4.B 设这台机器获利ξ元,易知随机变量ξ的分布列如下,∴E(ξ)=50×0.6+30×0.3+(-20)×0.1=37(元),故选B.
ξ 50 30 -20
P 0.6 0.3 0.1
5.BD 由题表可知q=1-0.1-0.3-0.4=0.2,则E(X)=0×0.1+1×0.2+2×0.3+3×0.4=2,所以E(Y)=E(2X+1)=2E(X)+1=5.故选B、D.
6.AB 由表可得从而得p∈[0,],期望值E(X)=0×+1·p+2×=p+1,当且仅当p=时,E(X)最大值=.
7.2 解析:∵Y=4X-2,E(Y)=4E(X)-2,∴4E(X)-2=6,即E(X)=2.
8.2 200 解析:出海的期望效益为5 000×0.6+(1-0.6)×(-2 000)=3 000-800=2 200(元).
9.1.24 解析:由题意知,射击次数X的可能取值为1,2,3,P(X=1)=0.8,P(X=2)=0.2×0.8=0.16,P(X=3)=0.2×0.2×0.8+0.2×0.2×0.2=0.04,∴他射击次数的数学期望E(X)=1×0.8+2×0.16+3×0.04=1.24.
10.解:随机变量X的可能取值为0,1,2,3.
{X=0}表示“第一次取到正品”,则P(X=0)==;
{X=1}表示“第一次取到次品,第二次取到正品”,则P(X=1)==,
同理,可求得P(X=2)==,P(X=3)==.
因此随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P
所以随机变量X的均值为E(X)=0×+1×+2×+3×==.
11.D ∵=××,∴t=3(t=-3舍去).记ξ的所有可能取值为0,1,2,其分布列如下,∴E(ξ)=+2×=.
ξ 0 1 2
P
12.ACD 因为函数f(x)=3sinπ(x∈R)是偶函数,所以π=+kπ,k∈Z,所以X=2k+1,k∈Z,又因为X=-1,0,1,所以事件A表示X=±1,所以P(A)=a+b=1-=,E(X)=(-1)×a+0×+1×b=b-a=-2a,随机变量X2的可能取值为0,1,P(X2=0)=,P(X2=1)=a+b=,所以E(X2)=0×+1×=.故选A、C、D.
13.100 解析:设甲应得奖金为X,X的可能取值为800,0,甲赢得比赛有3种情况:①胜第3局,甲赢的概率为,②输第3局,胜第4局,甲赢的概率为×=,③输第3,4局,胜第5局,甲赢的概率为××=,∴甲赢的概率为++=,∴E(X)=800×+0×=700(元),则乙应得奖金800-700=100(元).
14.解:(1)ξ的可能取值为1,3,4,6.
P(ξ=1)=,P(ξ=3)=,P(ξ=4)=,P(ξ=6)=,
所以ξ的分布列为
ξ 1 3 4 6
P
(2)E(ξ)=1×+3×+4×+6×=(小时).
15.AC 因为p1+p3=6p1p3,所以+=6,p1+p3=(p1+p3)(+)=(1+1++)≥(2+2)=,当且仅当=,即p3=p1=时取等号,所以≤p3+p1≤1,0≤p2≤,故A正确,B不正确;又E(ξ)=-1×p1+0×p2+1×p3=p3-p1,(E(ξ))2=(p3-p1)2=(p3+p1)2-4p1p3=(p3+p1)2-(p1+p3),(E(ξ))2∈[0,],E(ξ)∈[-,],故C正确,D不正确.故选A、C.
16.解:(1)设日销售量为随机变量X,X=0,1,2,3.
由题意知,P(X=0)=,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==,
补充表格如下:
日获利(元) 0 1 000 2 000 3 000
频率
所以试销期间日平均获利为0+1 000×+2 000×+3 000×=1 850(元).
(2)由题意知,第二天开始营业时该商品的件数为3件的概率P=P(X=0)+P(X=2)+P(X=3)=++=.
7.3.2 离散型随机变量的方差
1.B ∵D(X甲)>D(X乙),∴乙种水稻比甲种水稻分蘖整齐.
2.B 由题意,D(X)=E(X2)-(E(X))2=6-4=2,故D(Y)=D(2X-1)=22D(X)=8.
3.A 由题可得,E(ξ)=×(1+2+3)=2,∴D(ξ)=[(1-2)2+(2-2)2+(3-2)2]=,D(3ξ+5)=32×D(ξ)=6,故选A.
4.D 由题可得,P(ξ=0)=1-p,P(ξ=1)=p,E(ξ)=0×(1-p)+1×p=p,D(ξ)=(1-p)2×p+(0-p)2×(1-p)=p(1-p),故选D.
5.B 由分布列可求甲的次品数的均值为E(X) =0×0.7+1×0+2×0.2+3×0.1=0.7,乙的次品数的均值为E(Y)=0×0.6+1×0.2+2×0.1+3×0.1=0.7,D(X)=(0-0.7)2×0.7+(1-0.7)2×0+(2-0.7)2×0.2+(3-0.7)2×0.1=1.21,D(Y)=(0-0.7)2×0.6+(1-0.7)2×0.2+(2-0.7)2×0.1+(3-0.7)2×0.1=1.01,E(X)=E(Y),D(X)>D(Y),所以乙比甲质量好.
6.BD 设取球次数为ξ,则ξ的可能取值为1,2,3,则P(ξ=1)=,P(ξ=2)=×=,P(ξ=3)=×=.对于A选项,抽取2次后停止取球的概率为P(ξ=2)=,A选项错误;对于B选项,停止取球时,取出的白球个数不少于黑球的概率为P(ξ=1)+P(ξ=2)=+=,B选项正确;对于C选项,取球次数ξ的均值为E(ξ)=1×+2×+3×=,C选项错误;对于D选项,取球次数ξ的方差为D(ξ)=(1-)2×+(2-)2×+(3-)2×=,D选项正确.
7.0.5 3.56 解析:根据随机变量分布列的性质,知0.4+0.1+a=1,所以a=0.5,E(X)=0.4+0.3+2.5=3.2,D(X)=2.22×0.4+0.22×0.1+1.82×0.5=3.56.
8. 解析:易知X的所有可能取值为1,2,3,4,5,6,且每种取值的概率都为,所以E(X)=(1+2+3+4+5+6)=,D(X)=E(X2)-=(1+4+9+16+25+36)-()2=,所以=.
9. 解析:由分布列可得a+b= ,P(X=1)==,所以n=2,又P(X=0)===a,所以b=,进而可得E(X)=+2b=1,故D(X)=(0-1)2a+(1-1)2×+(2-1)2b=a+b=.
10.解:(1)∵E(η)=0×+10×+20×+50×+60×=16,
∴D(η)=(0-16)2×+(10-16)2×+(20-16)2×+(50-16)2×+(60-16)2×=384.
(2)∵Y=2η-E(η),
∴D(Y)=D[2η-E(η)]=22D(η)=4×384=1 536.
11.A 因为E(ξ1)=p1,E(ξ2)=p2,所以E(ξ1)<E(ξ2).D(ξ1)=p1(1-p1),D(ξ2)=p2(1-p2),D(ξ1)-D(ξ2)=(p1-p2)(1-p1-p2)<0,故选A.
12. 解析:由题意知X的可能取值有0,1,2,3,则P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==.故E(X)=0×+1×+2×+3×=,D(X)=(0-)2×+(1-)2×+(2-)2×+(3-)2×=×+×+×+×=.
13.解:(1)记“从方案一中抽取到女生”为事件A,“从方案二中抽取到女生”为事件B,则P(A)==,P(B)==,
X的可能取值为0,1,2,
所以P(X=0)=(1-)×(1-)=,
P(X=1)=(1-)×+×(1-)=,
P(X=2)=×=,
所以X的分布列为
X 0 1 2
P
E(X)=0×+1×+2×=.
(2)依题意可得Y=2-X,所以D(Y)=D(2-X)=(-1)2D(X)=D(X),即D(Y)=D(X).
14.0.63 解析:ξ的可能取值为7,8,9,10,且P(ξ=7)=0.12=0.01,P(ξ=8)=2×0.1×0.4+0.42=0.24,P(ξ=9)=2×0.1×0.3+2×0.4×0.3+0.32=0.39,P(ξ=10)=2×0.1×0.2+2×0.4×0.2+2×0.3×0.2+0.22=0.36.所以ξ的分布列为
ξ 7 8 9 10
P 0.01 0.24 0.39 0.36
E(ξ)=7×0.01+8×0.24+9×0.39+10×0.36=9.1,D(ξ)=(7-9.1)2×0.01+(8-9.1)2×0.24+(9-9.1)2×0.39+(10-9.1)2×0.36=0.63.
15.解:(1)“购买该商品的3位顾客中至少有1位采用1期付款”的对立事件是“购买该商品的3位顾客中无人采用1期付款”.
∵A表示事件“购买该商品的3位顾客中至少有1位采用1期付款”,可知表示事件“购买该商品的3位顾客中无人采用1期付款”,
P()=(1-0.2)3=0.512,∴P(A)=1-P()=1-0.512=0.488.
(2)根据顾客采用的付款期数ξ的分布列对应于η的可能取值为200元,300元,400元,得到η对应的事件的概率,
P(η=200)=P(ξ=1)=0.2,
P(η=300)=P(ξ=2)+P(ξ=3)=0.3+0.3=0.6,
P(η=400)=P(ξ=4)+P(ξ=5)=0.1+0.1=0.2,
故η的分布列为
η 200 300 400
P 0.2 0.6 0.2
∴期望E(η)=200×0.2+300×0.6+400×0.2=300.
∴方差D(η)=(200-300)2×0.2+(300-300)2×0.6+(400-300)2×0.2=4 000.
培优课 离散型随机变量均值
与方差的应用
1.D 由分布列可得E(X)=0.4a+0.2(a+1)+0.4(a+2)=a+1,D(X)=0.4(a-a-1)2+0.2(a+1-a-1)2+0.4(a+2-a-1)2=0.8,故选D.
2.D 由题意得a=1-=,所以E(ξ)=m+n=2,即m+2n=6.又D(ξ)=×(m-2)2+×(n-2)2=2(n-2)2,当n=2时,D(ξ)取得最小值,此时m=2,不符合题意,故D(ξ)无法取得最小值.
3.A XY的分布列为
XY 1 2 4
P p(1-p) p2+(1-p)2 p(1-p)
E(XY)=1×p(1-p)+2×[p2+(1-p)2]+4×p(1-p)=-p2+p+2,E(X)=2-p,E(Y)=p+1,Cov(X,Y)=-p2+p+2-(2-p)(1+p)=0.故选A.
4.C 依题意可得,E(ξ)=2xy,因为x+y=1,所以2xy≤=,当且仅当x=y=时等号成立,即E(ξ)≤,故A、B错误;D(ξ)=(x2y+y2x)-(2xy)2=xy(x+y-4xy)=xy(1-4xy),D(ξ)-E(ξ)=xy(1-4xy-2)=-xy(1+4xy),由于xy>0,所以D(ξ)-E(ξ)<0,故C正确;令t=xy,t∈(0,],则D(ξ)=t(1-4t)=-4(t-)2+,则D(ξ)≤,故D错误.
5.BD ∵随机变量ξ满足P(ξ=0)=,P(ξ=1)=x,P(ξ=2)=-x,0<x<,∴E(ξ)=x+-2x=-x,D(ξ)=×+×x+×=-x2-x+=-+,∴E(ξ)随着x的增大而减小,D(ξ)随着x的增大而减小.故选B、D.
6.甲 解析:投资甲项目获利的期望E(甲)=2×0.4+3×0.3+(-1)×0.3=1.4(万元),投资乙项目获利的期望E(乙)=1×0.6+4×0.2+(-2)×0.2=1(万元).因为E(甲)>E(乙),故他应该选择经营甲种商品.
7. 解析:由题意,知b-a+b+a=2b=1,即b=.所以E(ξ)=0·(b-a)+b+2a=2a+,所以D(ξ)=(0-2a-)2(b-a)+(1-2a-)2b+(2-2a-)2a=-4a2+2a+=-4(a-)2+.又0<a<,所以当a=时,D(ξ)有最大值.
8.  解析:由分布列的性质得+=1,即m+n=1,=.所以E(ξ)=m·+n·==,D(ξ)=(m-)2×+(n-)2×=(m-)2×+(1-m-)2×=(m-)2≥0,当且仅当m=n=时等号成立,此时mn=.
9.解:(1)由题意得ξ的所有可能取值为0,1,2,3,4.
P(ξ=0)=,P(ξ=1)=,P(ξ=2)=,
P(ξ=3)=,P(ξ=4)=.
故ξ的分布列为
ξ 0 1 2 3 4
P
则E(ξ)=0×+1×+2×+3×+4×=.
D(ξ)=(0-)2×+(1-)2×+(2-)2×+(3-)2×+(4-)2×=.
(2)由D(η)=a2D(ξ),得a2×=11,得a=±2.
又由E(η)=aE(ξ)+b,得a+b=1,
所以当a=2时,由1=2×+b,得b=-2;
当a=-2时,由1=-2×+b,得b=4.
所以或即为所求.
10.解:(1)由题意得,随机变量X的可能取值为200,300,500,
可得P(X=200)==0.2,P(X=300)==0.4,P(X=500)==0.4,
所以随机变量X的分布列为
X 200 300 500
P 0.2 0.4 0.4
(2)由题意知,这种酸奶一天的需求量至多为500瓶,至少为200瓶,
所以只需考虑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,
所以E(Y)=2n×0.4+(1 200-2n)×0.4+(800-2n)×0.2=640-0.4n.
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,
所以E(Y)=2n×(0.4+0.4)+(800-2n)×0.2=160+1.2n,
所以当n=300时,Y的数学期望达到最大值,最大值为520元.
11.解:(1)由条形图并以频率代替概率可得:1台机器在三年内需更换的易损零件为8,9,10,11的概率分别为0.2,0.4,0.2,0.2.
可知X的所有可能取值为16,17,18,19,20,21,22,
P(X=16)=0.2×0.2=0.04;
P(X=17)=2×0.2×0.4=0.16;
P(X=18)=2×0.2×0.2+0.4×0.4=0.24;
P(X=19)=2×0.2×0.2+2×0.4×0.2=0.24;
P(X=20)=2×0.2×0.4+0.2×0.2=0.2;
P(X=21)=2×0.2×0.2=0.08;
P(X=22)=0.2×0.2=0.04.
所以X的分布列为
X 16 17 18 19 20 21 22
P 0.04 0.16 0.24 0.24 0.2 0.08 0.04
(2)由(1)知P(X≤18)=0.44,P(X≤19)=0.68,故n的最小值为19.
(3)记Y表示2台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元).
当n=19时,E(Y)=19×200×0.68+(19×200+500)×0.2+(19×200+2×500)×0.08+(19×200+3×500)×0.04=4 040.
当n=20时,E(Y)=20×200×0.88+(20×200+500)×0.08+(20×200+2×500)×0.04=4 080.
可知当n=19时所需费用的期望值小于n=20时所需费用的期望值,故应选n=19.
7.4 二项分布与超几何分布
7.4.1 二项分布
第1课时 二项分布
1.B 有放回抽取,每次取到次品的概率都是0.05,相当于10次独立重复的伯努利实验,所以服从二项分布X~B(10,0.05).故选B.
2.A 由题意可知中靶的概率为0.8,故打100发子弹有4发中靶的概率为×0.84×0.296.
3.A ∵X~B(2,p),∴P(X=0)=(1-p)2,∴P(X≥1)=1-P(X=0)=1-(1-p)2=,解得p=.
4.A 该地在该季节内的连续三天中,至少有两天出现大潮包括两天和三天出现大潮两种情况,有两天出现大潮的概率为×()2×=,有三天出现大潮的概率为×()3=,所以至少有两天出现大潮的概率为+=.故选A.
5.AC 随机变量X,Y的可能取值都为0,1,2,3,A正确,B错误;根据二项分布的概念,X~B(3,),Y~B(3,),C正确,D错误.故选A、C.
6.BD 由题意,根据二项分布中概率的计算公式P(X=k)=·,k=0,1,2,3,4,则P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)=·=,P(X=3)==,P(X=4)==,因此P(X=2)=3P(X=1),P(X=3)=4P(X=1).故选B、D.
7. 解析:每位申请人申请房源为一次试验,这是4重伯努利试验,设申请A片区的房源记为事件A,则P(A)=,所以恰有2人申请A片区的概率为××=.
8.4 解析:由1->0.9,得<0.1,∴n≥4.
9. 解析:正面出现的次数比反面出现的次数多,则正面可以出现4次、5次或6次,所求概率P=++=.
10.解:(1)由题意知,本题是一个独立重复试验,每次试验中事件发生的概率是0.8.
5次预报中恰有2次准确的概率是×0.82×0.23≈0.05.
(2)5次预报中至少有2次准确的对立事件是5次预报中只有1次准确和都不准确,
根据对立事件的概率和独立重复试验的概率公式得所求概率为1-×0.81×0.24-×0.80×0.25≈0.99.
11.C 小球每次遇到障碍物时,若有一次向左和两次向右或两次向左和一次向右下落,则小球将落入A袋,所以P=×()×(1-)2+×()2×(1-)=.
12.ACD 由题得小汽车的普及率为,这5个家庭均有小汽车的概率为=,所以选项A结论成立;这5个家庭中,恰有三个家庭拥有小汽车的概率为×=,所以选项B结论错误;这5个家庭平均有3.75个家庭拥有小汽车,所以选项C结论成立;这5个家庭中,四个家庭以上(含四个家庭)拥有小汽车的概率为×+=,所以选项D结论成立,故选A、C、D.
13. 解析:由题意可知,逆时针方向移动的概率为,顺时针方向移动的概率为,由A点出发,3次移动后到达B点,则3次移动中有2次逆时针,1次顺时针,所以概率P=·()2·=.
14.解:(1)根据题意得,ξ服从二项分布ξ~B(5,),则P(ξ=k)=()k·()5-k,k=0,1,…,5.
ξ的分布列为
ξ 0 1 2 3 4 5
P
(2)η的分布列为P(η=k)=P(前k个是绿灯,第k+1个是红灯)=()k·,k=0,1,2,3,4.
P(η=5)=P(5个均为绿灯)=()5.
故η的分布列为
η 0 1 2 3 4 5
P
15. 解析:S4=2,即4次中有3次正面1次反面,则所求概率P=××=.
16.解:(1)至少3人同时上网包括3人、4人、5人或6人同时上网,记“至少3人同时上网”为事件A,则P(A)=()3()3+()4()2+()5()1+()6()0=.
(2)由(1)知至少3人同时上网的概率大于0.3,
记“至少4人同时上网”为事件B,其概率为P(B)=()4()2+()5()1+()6×()0=>0.3,
记“至少5人同时上网”为事件C,其概率为P(C)=()5()1+()6×()0=<0.3.所以至少5人同时上网的概率小于0.3.
第2课时 二项分布的综合问题
1.D 因为X~B(n,p),所以解得n=10,p=0.8.
2.D 因为随机变量X~B(n,0.4),所以E(X)=0.4n=2,解得n=5,所以随机变量X~B(5,0.4),所以P(X=1)=(1-0.4)4×0.41=2×0.64,故选D.
3.A 因为该同学经过每个路口时,是否遇到红灯互不影响,所以可看成3次独立重复试验,即X~B(3,).X的方差D(X)=3××(1-)=,所以Y的方差D(Y)=32·D(X)=9×=6,所以Y的标准差为=.
4.C 由题意可知,不发芽的种子数(记为Y)服从二项分布,即Y~B(1 000,0.1),所以E(Y)=1 000×0.1=100,所以X的均值E(X)=2×E(Y)=200.
5.AD 因为E(3ξ+2)=3E(ξ)+2=9.2,D(3ξ+2)=9D(ξ)=12.96,所以E(ξ)=2.4,D(ξ)=1.44,由ξ~B(n,p),所以E(ξ)=np=2.4,D(ξ)=np(1-p)=1.44,所以n=6,p=0.4,故A正确,B错误;又P(ξ=4)=×0.62×0.44,故C错误;P(ξ≥1)=1-P(ξ=0)=1-0.66,D正确.故选A、D.
6.AC 设小明为a,其他两位同学分别为b,c,每次游戏三人选择的手势组合如下表:
a b c
手心 手心 手背
手心 手心 手心
手心 手背 手背
手心 手背 手心
手背 手心 手背
手背 手心 手心
手背 手背 手背
手背 手背 手心
共有8种情况,小明得1分有6种情况,所以小明每次游戏得1分的概率P=,故A正确;由题意,X~B(4,),所以E(X)=4×=3,D(X)=4××=,故B错误,C正确,D错误.故选A、C.
7.0.196 解析:因为ξ~B(10,0.02),所以D(ξ)=10×0.02×(1-0.02)=0.196.
8. 解析:因为他通过各科考试的事件是相互独立的,并且概率都是p,所以此人通过的科目数X~B(4,p),又此人通过的科目数X的方差是,所以4p(1-p)=,解得p=或p=(舍去),所以E(X)=4×=.
9. 解析:因为3≤n≤8,ξ服从二项分布B(n,),且P(ξ=1)=,所以·()·(1-)n-1=,即n()n=,解得n=6,所以方差D(ξ)=np(1-p)=6××(1-)=.
10.解:(1)依题意知,ξ=2表示4盏装饰灯闪烁一次时,恰好有2盏灯出现红灯,而每盏灯出现红灯的概率都是,
故P(ξ=2)=×()2×()2=.
(2)法一 ξ的所有可能取值为0,1,2,3,4,
依题意知,P(ξ=k)=()k·()4-k(k=0,1,2,3,4).
∴ξ的分布列为
ξ 0 1 2 3 4
P
∴E(ξ)=0×+1×+2×+3×+4×=.
法二 ∵ξ服从二项分布,即ξ~B(4,),
∴E(ξ)=4×=.
11.B X1的可能取值为0,1,2,X1~B(2,),E(X1)=2×=,D(X1)=2××=;X2的可能取值为0,1,P(X2=0)=×=,P(X2=1)=×+×=,∴E(X2)=0×+1×=,D(X2)=(0-)2×+(1-)2×=.∴E(X1)=E(X2),D(X1)>D(X2).
12.410 解析:由题意知,每一盆至少长出三株花苗包括“恰好长出三株花苗”和“长出四株花苗”两种情况,其概率为×0.84+×(1-0.8)×0.83=0.819 2,即一个小组能被评为“阳光小组”的概率为0.819 2,且被评为“阳光小组”的个数X服从二项分布X~B(500,0.819 2),所以能被评为“阳光小组”的约有500×0.819 2=409.6≈410个.
13.解:(1)起火点被无人机击中次数X的所有可能取值为0,1,2,3,
P(X=0)=()3=,
P(X=1)=××()2=,
P(X=2)=×()2×=,
P(X=3)=()3=.
∴X的分布列如下:
X 0 1 2 3
P
∵X~B(3,),∴E(X)=3×=.
(2)击中一次被扑灭的概率为P1=×()1×()2×=,
击中两次被扑灭的概率为P2=×()2××=,
击中三次被扑灭的概率为P3=()3=,
∴所求概率P=++=.
14.D 由题意可知,(x+p)n=pn+pn-1x+pn-2x2+pn-3x3+…+xn,又(x+p)n=a0+x+x2+…+anxn,所以化简得n-1=6p ①,此时n-1<6.若选项A成立,则解得故A错误;若选项B成立,则解得故B错误;若选项C成立,则解得代入①验证不成立,故C错误;若选项D成立,则解得代入①验证成立,故D正确.故选D.
15.解:(1)由已知X~B(6,),所以P(X≤2)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=()6+·()5+()2·()4=++= .
(2)由已知X~B(n,0.5),所以E(X)=0.5n,D(X)=0.25n,
若0.4≤≤0.6,则0.4n≤X≤0.6n,即-0.1n≤X-0.5n≤0.1n,即|X-0.5n|≤0.1n.
由切比雪夫不等式知P(|X-0.5n|≤0.1n)≥1-,
要使得至少有98%的把握使发射信号“1”的频率在0.4与0.6之间,则1-≥0.98,
解得n≥1 250,所以估计信号发射次数n的最小值为1 250.
7.4.2 超几何分布
1.A 随机变量X服从N=15,M=5,n=4的超几何分布,所以P(X=3)==.
2.D 设X为抽出的5张扑克牌中含A的张数,则P(X≥3)=P(X=3)+P(X=4)=+.
3.C 设袋中白球个数为x,由题意得1-=,解得x=5.X服从超几何分布,其中P(X=2)==.
4.C 设语文课本有n(n≥2)本,则数学课本有(7-n)本,则从中任取2本,2本都是语文课本的概率是=.所以n2-n-12=0,解得n=4或n=-3(舍去),所以n=4.
5.CD 选项A、B不符合超几何分布的定义,无法用超几何分布的数学模型计算概率,即A、B错;选项C、D符合超几何分布的定义,将黑球视作次品,白球视作正品,则可以用超几何分布的数学模型计算概率,即C、D正确.故选C、D.
6.CD 对于A,答对0道题的概率为P0==,答对3道题的概率为P3==,故A错误;对于B,答对1道题的概率为P1==,故B错误;对于C,答对2道题的概率为P2==,故C正确;对于D,合格的概率为P=+=,故D正确.
7. 解析:恰有2人会说日语的概率为=.
8. 解析:由题意可得:X服从超几何分布,E(X)==.所以E(2X+1)=2E(X)+1=.
9.7 解析:8.3.2 独立性检验
1.对两个分类变量A,B的下列说法中正确的个数为(  )
①A与B无关,即A与B互不影响;②A与B关系越密切,则χ2的值就越大;③χ2的大小是判定A与B是否相关的唯一依据.
A.0 B.1
C.2 D.3
2.在2×2列联表中,若每个数据变为原来的2倍,则χ2的值变为原来的倍数为(  )
A.8 B.4
C.2 D.不变
3.根据分类变量x与y的观测数据,计算得到χ2=3.974.依据α=0.05的独立性检验,结论为(  )
α 0.1 0.05 0.01 0.005 0.001
xα 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
A.变量x与y不独立,这个结论犯错误的概率不超过0.01
B.变量x与y不独立,这个结论犯错误的概率不超过0.05
C.变量x与y独立,这个结论犯错误的概率不超过0.05
D.变量x与y独立,这个结论犯错误的概率不超过0.01
4.(多选)某机构通过抽样调查,利用2×2列联表和χ2统计量研究患肺病是否与吸烟有关,计算得χ2=3.305,经查对临界值表知P(χ2≥2.706)≈0.10,P(χ2≥3.841)≈0.05,现给出四个结论,其中正确的是(  )
A.因为χ2>2.706,故依据小概率值α=0.1的独立性检验,认为“患肺病与吸烟有关”
B.因为χ2<3.841,故依据小概率值α=0.05的独立性检验,认为“患肺病与吸烟有关”
C.因为χ2>2.706,故依据小概率值α=0.1的独立性检验,认为“患肺病与吸烟无关”
D.因为χ2<3.841,故依据小概率值α=0.05的独立性检验,认为“患肺病与吸烟无关”
5.(多选)有两个分类变量X,Y,其一组的调查数据如表所示,
X Y
Y1 Y2
X1 a 20-a
X2 15-a 30+a
其中a,15-a均为大于5的整数,若在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为X,Y有关,则a的值可以为(  )
A.6 B.7
C.8 D.9
6.为了探究电离辐射的剂量与人体的受损程度是否有关,用两种不同剂量的电离辐射照射小白鼠.照射14天后的结果如下表所示:
剂量 小白鼠 合计
死亡 存活
第一种剂量 14 11 25
第二种剂量 6 19 25
合计 20 30 50
进行独立性检验的零假设是        ,χ2≈    .(结果保留两位小数)
7.某校为了研究学生的性别和对待某一活动的态度(支持与不支持)的关系,运用2×2列联表进行独立性检验.整理所得数据后发现,若依据α=0.010的独立性检验,则认为学生性别与是否支持该活动无关;若依据α=0.025的独立性检验,则认为学生性别与是否支持该活动有关,则χ2可取的整数值为    .
附表:
α 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
xα 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
8.体育比赛既是运动员展示个人实力的舞台,也是教练团队排兵布阵的战场.在某团体比赛项目中,教练组想研究主力队员甲对运动队得奖牌的贡献,根据以往的比赛数据得到如下统计:
甲是否 参加 运动队是否得奖牌 合 计
运动队赢得奖牌 运动队未得奖牌
甲参加 40 b 70
甲未参加 c 40 f
合计 50 e n
根据小概率值α=0.001的独立性检验,    (填“能”或“不能”)认为该运动队赢得奖牌与甲参赛有关联.
9.两个分类变量X和Y,值域分别为{x1,x2}和{y1,y2},其样本频数分别是a=10,b=21,c+d=35.若X与Y有关系的可信程度不小于97.5%,则c=(  )
A.3   B.4    C.5    D.6
附:
α 0.05 0.025
xα 3.841 5.024
10.针对“中学生追星问题”,某校团委对“学生性别和中学生追星是否有关”作了一次调查,调查样本中女生人数是男生人数的,男生追星人数占男生人数的,女生追星的人数占女生人数的,若有95%的把握认为是否追星和性别有关,则调查样本中男生至少有    人.
参考数据及公式如下:χ2=,n=a+b+c+d.
α 0.05 0.01 0.001
xα 3.841 6.635 10.828
11.在某校对有心理障碍的学生进行测试得到如下列联表:
性别 心理障碍 合计
焦虑 说谎 懒惰
女生 5 10 15 30
男生 20 10 50 80
合计 25 20 65 110
则在这三种心理障碍中    与性别关系最大.
12.某校组织在校学生观看学习“天宫课堂”,并对其中1 000名学生进行了一次“飞天宇航梦”的调查,得到如图所示的两个等高堆积条形图,其中被调查的男、女学生比例为3∶2.
(1)求m,n的值(结果用分数表示);
(2)完成以下表格,并根据表格数据,依据小概率值α=0.001的χ2独立性检验,能否判断学生性别和是否有飞天宇航梦有关?
性别 有无飞天宇航梦 合计
有飞天宇航梦 无飞天宇航梦


合计
附临界值表及参考公式:
α 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
xα 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
χ2=,n=a+b+c+d.
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