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1、第五課
考點(diǎn)突破·素養(yǎng)提升
素養(yǎng)一 數(shù)學(xué)抽象
角度1 概率與頻率
【典例1】對(duì)一批U盤進(jìn)行抽檢,結(jié)果如下表:
抽出件數(shù)a
50
100
200
300
400
500
次品件數(shù)b
3
4
5
5
8
9
次品頻率
(1)計(jì)算表中次品的頻率.
(2)從這批U盤中任意抽取一個(gè)是次品的概率約是多少?
(3)為保證買到次品的顧客能夠及時(shí)更換,要銷售2 000個(gè)U盤,至少需進(jìn)貨多少個(gè)U盤?
【解析】(1)表中次品頻率從左到右依次為0.06,0.04,0.025,0.017,0.02,0.018.
(2)當(dāng)抽取件數(shù)a越來越大時(shí),出現(xiàn)
2、次品的頻率在0.02附近擺動(dòng),所以從這批U盤中任意抽取一個(gè)是次品的概率約是0.02.
(3)設(shè)需要進(jìn)貨x個(gè)U盤,為保證其中有2 000個(gè)正品U盤,則x(1-0.02)≥2 000,因?yàn)閤是正整數(shù),所以x≥2 041,即至少需進(jìn)貨2 041個(gè)U盤.
【類題·通】
頻率是概率的近似值,是隨機(jī)的,隨著試驗(yàn)的不同而變化;概率是多次的試驗(yàn)中頻率的穩(wěn)定值,是一個(gè)常數(shù),不要用一次或少數(shù)次試驗(yàn)中的頻率來估計(jì)概率.【加練·固】
某射擊運(yùn)動(dòng)員為備戰(zhàn)奧運(yùn)會(huì),在相同條件下進(jìn)行射擊訓(xùn)練,結(jié)果如下:
射擊次數(shù)n
10
20
50
100
200
500
擊中靶心
次數(shù)m
8
19
4
3、4
92
178
455
擊中靶心
的頻率
0.8
0.95
0.88
0.92
0.89
0.91
(1)該射擊運(yùn)動(dòng)員射擊一次,擊中靶心的概率大約是多少?
(2)假如該射擊運(yùn)動(dòng)員射擊了300次,則擊中靶心的次數(shù)大約是多少?
(3)假如該射擊運(yùn)動(dòng)員射擊了300次,前270次都擊中靶心,那么后30次一定都擊不中靶心嗎?
(4)假如該射擊運(yùn)動(dòng)員射擊了10次,前9次中有8次擊中靶心,那么第10次一定擊中靶心嗎?
【解析】(1)由題意得,擊中靶心的頻率與0.9接近,故概率約為0.9.
(2)擊中靶心的次數(shù)大約為300×0.9=270.
(3)由概率的意義可知概率是個(gè)
4、常數(shù),不因試驗(yàn)次數(shù)的變化而變化.后30次中,每次擊中靶心的概率仍是0.9,所以不一定擊不中靶心.
(4)不一定.
角度2 互斥事件與對(duì)立事件的概率
【典例2】(1)(2019·全國(guó)卷Ⅰ)甲、乙兩隊(duì)進(jìn)行籃球決賽,采取七場(chǎng)四勝制(當(dāng)一隊(duì)贏得四場(chǎng)勝利時(shí),該隊(duì)獲勝,決賽結(jié)束).根據(jù)前期比賽成績(jī),甲隊(duì)的主客場(chǎng)安排依次為“主主客客主客主”.設(shè)甲隊(duì)主場(chǎng)取勝的概率為0.6,客場(chǎng)取勝的概率為0.5,且各場(chǎng)比賽結(jié)果相互獨(dú)立,則甲隊(duì)以4∶1獲勝的概率是________.?
(2)(2019·江蘇高考)從3名男同學(xué)和2名女同學(xué)中任選2名同學(xué)參加志愿者服務(wù),則選出的2名同學(xué)中至少有1名女同學(xué)的概率是______
5、__.?
【解析】(1)前五場(chǎng)中有一場(chǎng)客場(chǎng)輸時(shí),甲隊(duì)以4∶1獲勝的概率是0.63×0.5
×0.5×2=0.108,
前五場(chǎng)中有一場(chǎng)主場(chǎng)輸時(shí),甲隊(duì)以4∶1獲勝的概率是0.4×0.62×0.52×2=
0.072,
綜上所述,甲隊(duì)以4∶1獲勝的概率是P=0.108+0.072=0.18.
答案:0.18
(2)方法一:從3名男同學(xué)和2名女同學(xué)中任選2名同學(xué)參加志愿者服務(wù),共有=10種情況.若選出的2名學(xué)生恰有1名女生,有=6種情況,
若選出的2名學(xué)生都是女生,有=1種情況,
所以所求的概率為=.
方法二:P=1-=1-=.
答案:
【類題·通】
互斥事件與對(duì)立事件概率的
6、計(jì)算
1.若事件A1,A2,…,An兩兩互斥,則P(A1∪A2∪…∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
2.設(shè)事件A的對(duì)立事件是,則P(A)=1-P().
【加練·固】
甲、乙兩人參加普法知識(shí)競(jìng)賽,共有5個(gè)不同題目,選擇題3個(gè),判斷題2個(gè),甲、乙兩人各抽一題.
(1)甲、乙兩人中有一個(gè)抽到選擇題,另一個(gè)抽到判斷題的概率是多少?
(2)甲、乙兩人中至少有一人抽到選擇題的概率是多少?
【解析】把3個(gè)選擇題記為x1,x2,x3,2個(gè)判斷題記為p1,p2.“甲抽到選擇題,乙抽到判斷題”的情況有:(x1,p1),(x1,p2),(x2,p1),(x2,p2),(x3,p
7、1),(x3,p2),共6種;
“甲抽到判斷題,乙抽到選擇題”的情況有:(p1,x1),(p1,x2),(p1,x3),(p2,x1),(p2,x2),(p2,x3),共6種;
“甲、乙都抽到選擇題”的情況有:(x1,x2),(x1,x3),(x2,x1),(x2,x3),(x3,x1),(x3,x2),共6種;“甲、乙都抽到判斷題”的情況有:(p1,p2),(p2,p1),共2種.
因此基本事件的總數(shù)為6+6+6+2=20.
(1)“甲抽到選擇題,乙抽到判斷題”的概率為=,“甲抽到判斷題,乙抽到選擇題”的概率為=,故“甲、乙兩人中有一個(gè)抽到選擇題,另一個(gè)抽到判斷題”的概率為+=.
8、(2)“甲、乙兩人都抽到判斷題”的概率為=,故“甲、乙兩人至少有一人抽到選擇題”的概率為1-=.
素養(yǎng)二 數(shù)學(xué)運(yùn)算
角度1 古典概型
【典例3】某產(chǎn)品的三個(gè)質(zhì)量指標(biāo)分別為x,y,z,用綜合指標(biāo)S=x+y+z評(píng)價(jià)該產(chǎn)品的等級(jí).若S≤4,則該產(chǎn)品為一等品.現(xiàn)從一批該產(chǎn)品中,隨機(jī)抽取10件產(chǎn)品作為樣本,其質(zhì)量指標(biāo)列表如下:
產(chǎn)品編號(hào)
A1
A2
A3
A4
A5
質(zhì)量指標(biāo)
(x,y,z)
(1,1,2)
(2,1,1)
(2,2,2)
(1,1,1)
(1,2,1)
產(chǎn)品編號(hào)
A6
A7
A8
A9
A10
質(zhì)量指標(biāo)
(x,y,z)
(1,2,2)
9、
(2,1,1)
(2,2,1)
(1,1,1)
(2,1,2)
(1)利用上表提供的樣本數(shù)據(jù)估計(jì)該批產(chǎn)品的一等品率.
(2)在該樣本的一等品中,隨機(jī)抽取2件產(chǎn)品.
①用產(chǎn)品編號(hào)列出所有可能的結(jié)果;
②設(shè)事件B為“在取出的2件產(chǎn)品中,每件產(chǎn)品的綜合指標(biāo)S都等于4”,求事件B發(fā)生的概率.
【解析】(1)計(jì)算10件產(chǎn)品的綜合指標(biāo)S,如下表:
產(chǎn)品編號(hào)
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
S
4
4
6
3
4
5
4
5
3
5
其中S≤4的有A1,A2,A4,A5,A7,A9,共6件,故該樣本的一等品率為=0
10、.6,從而可估計(jì)該批產(chǎn)品的一等品率為0.6.
(2)①在該樣本的一等品中,隨機(jī)抽取2件產(chǎn)品,試驗(yàn)的樣本空間Ω={(A1,A2),(A1,A4),(A1,A5),(A1,A7),(A1,A9),(A2,A4),(A2,A5),(A2,A7),(A2,A9),(A4,A5),(A4,A7),(A4,A9),(A5,A7),(A5,A9),(A7,A9)}共15個(gè)樣本點(diǎn).
②在該樣本的一等品中,綜合指標(biāo)S等于4的產(chǎn)品編號(hào)分別為A1,A2,A5,A7,則事件B包含的樣本點(diǎn)有:(A1,A2),(A1,A5),(A1,A7),(A2,A5),(A2,A7),(A5,A7),共6個(gè)樣本點(diǎn). 所以P(B)
11、==.
【類題·通】
古典概型及其解法
1.古典概型是一種最基本的概率模型,也是學(xué)習(xí)其他概率模型的基礎(chǔ),在高考題中,經(jīng)常出現(xiàn)此種概率模型的題目.解題時(shí)要緊緊抓住古典概型的兩個(gè)基本特征,即有限性和等可能性.
2.在求古典概型問題的概率時(shí),往往需要我們將所有基本事件一一列舉出來,以便確定基本事件總數(shù)及事件所包含的基本事件數(shù).這就是我們常說的窮舉法.在列舉時(shí)應(yīng)注意按一定的規(guī)律、標(biāo)準(zhǔn),不重不漏.
【加練·固】
甲、乙兩校各有3名教師報(bào)名支教,其中甲校2男1女,乙校1男2女.
(1)若從甲校和乙校報(bào)名的教師中各任選1名,寫出所有可能的結(jié)果,并求選出的2名教師性別相同的概率.
(2)
12、若從報(bào)名的6名教師中任選2名,寫出所有可能的結(jié)果,并求選出的2名教師來自同一所學(xué)校的概率.
【解析】(1)甲校2名男教師分別用A,B表示,1名女教師用C表示;乙校1名男教師用D表示,2名女教師分別用E,F(xiàn)表示.
從甲校和乙校報(bào)名的教師中各任選1名,試驗(yàn)的樣本空間Ω={(A,D),(A,E),(A,F(xiàn)),(B,D),(B,E),(B,F(xiàn)),(C,D),(C,E),(C,F(xiàn))},共9個(gè)樣本點(diǎn).
事件“從中選出2名教師性別相同”包含的樣本點(diǎn)有:(A,D),(B,D),(C,E),(C,F(xiàn)),共4種,所以選出的2名教師性別相同的概率為P=.
(2)從甲校和乙校報(bào)名的6名教師中任選2名,試驗(yàn)的樣
13、本空間Ω={(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F(xiàn)),(B,C),(B,D),(B,E),(B,F(xiàn)),(C,D),(C,E),(C,F(xiàn)),(D,E),(D,F(xiàn)),(E,F(xiàn))},共15個(gè)樣本點(diǎn).從中選出2名教師來自同一所學(xué)校包含的樣本點(diǎn)有:(A,B),(A,C),(B,C),(D,E),(D,F(xiàn)),(E,F(xiàn)),共6個(gè)樣本點(diǎn),所以選出的2名教師來自同一所學(xué)校的概率為P==.
角度2 概率統(tǒng)計(jì)的綜合應(yīng)用
【典例4】某中學(xué)組織了一次數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬測(cè)試,學(xué)校從測(cè)試合格的男、女生中各隨機(jī)抽取100人的成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,分別制成了如圖所示的男生和女生數(shù)學(xué)成績(jī)的頻率分布直方圖.
14、
(注:分組區(qū)間為[60,70),[70,80),[80,90),[90,100])
(1)若得分大于或等于80認(rèn)定為優(yōu)秀,則男、女生的優(yōu)秀人數(shù)各為多少?
(2)在(1)中所述的優(yōu)秀學(xué)生中用分層抽樣的方法抽取5人,從這5人中任意選取2人,求至少有一名男生的概率.
【解析】(1)由題可得,男生優(yōu)秀人數(shù)為100×(0.01+0.02)×10=30,女生優(yōu)秀人數(shù)為100×(0.015+0.03)×10=45.
(2)因?yàn)闃颖玖颗c總體中的個(gè)體數(shù)的比是=,所以樣本中包含的男生人數(shù)為30×=2,女生人數(shù)為45×=3.
設(shè)抽取的5人分別為A,B, C, D,E,其中A,B為男生,C, D,E為女
15、生,從5人中任意選取2人,試驗(yàn)的樣本空間Ω={(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(B,C),(B,D),(B,E),(C,D),(C,E),(D,E) },共10個(gè)樣本點(diǎn).
事件“至少有一名男生”包含的樣本點(diǎn)有:(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(B,C),(B,D),(B,E),共7個(gè)樣本點(diǎn),故至少有一名男生的概率為P=,即選取的2人中至少有一名男生的概率為.
【類題·通】
求解古典概型的交匯問題一般步驟
1.將題目條件中的相關(guān)知識(shí)轉(zhuǎn)化為事件;
2.判斷事件是否為古典概型;
3.選用合適的方法確定基本事件個(gè)數(shù);
4.代入古典概型的概率公式求解.
【
16、加練·固】
甲、乙兩組各四名同學(xué)的植樹棵數(shù)如下,甲:9,9,11,11,乙:X,8,9,10,其中有一個(gè)數(shù)據(jù)模糊,無法確認(rèn),以X表示.
(1)如果X=8,求乙組同學(xué)植樹棵數(shù)的平均數(shù)和方差.
(2)如果X=9,分別從甲、乙兩組中隨機(jī)選取一名同學(xué),求這兩名同學(xué)的植樹總棵數(shù)為19的概率.
【解析】(1)當(dāng)X=8時(shí),乙組四名同學(xué)的植樹棵數(shù)分別是8,8,9,10,
故==,
s2=×
=.
(2)當(dāng)X=9時(shí),記甲組四名同學(xué)分別為A1,A2,A3,A4,他們植樹的棵數(shù)依次為9,9,11,11;乙組四名同學(xué)分別為B1,B2,B3,B4,他們植樹的棵數(shù)依次為9,8,9,10.分別從甲、乙兩組中隨機(jī)選取一名同學(xué),試驗(yàn)的樣本空間Ω={(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A1,B4),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A2,B4),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3),(A3,B4),(A4,B1),(A4,B2),(A4,B3),(A4,B4)},共16個(gè)樣本點(diǎn).設(shè)“選出的兩名同學(xué)的植樹總棵數(shù)為19”為事件C,則事件C中包含的樣本點(diǎn)有(A1,B4),(A2,B4),(A3,B2),(A4,B2),共4個(gè).故P(C)==.
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