2025届高中数学一轮复习:单元检测十 计数原理、概率、随机变量及其分布(含解析)

单元检测十 计数原理、概率、随机变量及其分布
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2023·潮州模拟)围棋盒子中有多粒黑子和白子,已知从中取出2粒都是黑子的概率为,都是白子的概率为,则从中任意取出2粒恰好是不同色的概率是(  )
A. B. C. D.
2.(2024·武汉联考)多项式(ax+1)6的x2项系数比x3项系数多35,则其各项系数之和为(  )
A.1 B.243 C.64 D.0
3.(2024·邯郸模拟)从正方体的8个顶点和中心中任选4个点,则这4个点恰好构成三棱锥的概率为(  )
A. B. C. D.
4.近几年新能源汽车产业正持续快速发展,动力蓄电池技术是新能源汽车的核心技术.已知某品牌新能源汽车的车载动力蓄电池充放电次数达到800次的概率为90%,充放电次数达到1 000次的概率为36%.若某用户的该品牌新能源汽车已经经过了800次的充放电,那么他的车能够达到充放电1 000次的概率为(  )
A.0.324 B.0.36
C.0.4 D.0.54
5.某校安排高一年级(1)~(5)班共5个班去A,B,C,D四个劳动教育基地进行社会实践,每个班去一个基地,每个基地至少安排一个班,则高一(1)班被安排到A基地的排法种数为(  )
A.24 B.36 C.60 D.240
6.若随机变量X~N(μ,σ2)(σ>0),则有如下结论:P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3,高三(1)班有40名学生,一次数学考试的成绩近似地服从正态分布,平均分为120,方差为100,理论上说在130分以上的人数约为(  )
A.19 B.12 C.6 D.5
7.(2023·南京一中模拟)甲、乙、丙3人从1楼上了同一部电梯,已知3人都在2至6层的某一层出电梯,且在每一层最多只有两人同时出电梯,从同一层出电梯的两人不区分出电梯的顺序,则甲、乙、丙3人出电梯的不同方法总数为(  )
A.60 B.120 C.180 D.240
8.在概率论中,马尔可夫不等式给出了随机变量的函数不小于某正数的概率的上界,它以俄国数学家安德雷·马尔可夫命名,由马尔可夫不等式知,若ξ是只取非负值的随机变量,则对 a>0,都有P(ξ≥a)≤.某市去年的人均年收入为10万元,记“从该市任意选取3名市民,恰有1名市民去年的年收入超过100万元”为事件A,则其概率P(A)的最大值为(  )
A. B.
C. D.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.给出下列命题,其中正确的命题是(  )
A.若样本数据x1,x2,…,xn(数据各不相同)的平均数为2,则样本数据2x1-3,2x2-3,…,2xn-3的平均数为3
B.随机变量X的方差为D(X)=1,则D(2X+1)=4
C.随机变量X服从正态分布N(2,σ2),P(X≥1)=0.72,则P(2≤X≤3)=0.22
D.将一枚质地均匀的硬币连续抛掷两次,用X表示出现正面向上的次数,则P(X=1)=0.5
10.已知n的展开式共有13项,则下列关于该二项式的说法中正确的有(  )
A.所有奇数项的二项式系数和为212
B.所有项的系数和为312
C.二项式系数最大的项为第6项或第7项
D.有理项共有5项
11.(2024·湖北腾云联盟联考)某高中一年级有3个班级,(1)班、(2)班、(3)班的学生人数之比为3∶3∶4.在某次数学考试中,(1)班的及格率为80%,(2)班的及格率为70%,(3)班的及格率为75%,从该校随机抽取一名高一学生.记事件A=“该学生本次数学考试及格”,事件Bi=“该学生在高一(i)班”(i=1,2,3),则(  )
A.P(A)=0.75
B.A与Bi(i=1,2,3)均不相互独立
C.P(2|A)=0.72
D.若从这次高一年级数学考试及格的学生中随机抽取一人,则该同学来自(1)班的概率最大
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(2023·河北新乐一中模拟)第19届杭州亚运会的吉祥物是一组名为“江南忆”的机器人:“琮琮”代表世界遗产良渚古城遗址,“莲莲”代表世界遗产西湖,“宸宸”代表世界遗产京杭大运河.现有6个不同的吉祥物,其中“琮琮”“莲莲”和“宸宸”各2个,将这6个吉祥物排成前后两排,每排3个,且每排相邻两个吉祥物名称不同,则排法种数为__________.(用数字作答)
13.(2024·江苏联考)已知ξ~N(μ,σ2),若函数f(x)=P(x≤ξ≤x+3)为偶函数,则μ=________.
14.(2024·厦门模拟)已知数列{an}的首项为1,在(x-a1)(x-a2)(x-a3)(x-a4)(x-a5)(x-a6)的展开式中,若{an}是公差为2的等差数列,展开式中x5的系数为________;若{an}为公比为2的等比数列,展开式中x4的系数为________.(用数字作答)
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15.(13分)在二项式(2x-1)n的展开式中,已知第2项与第8项的二项式系数相等.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求(2x-1)n的展开式中的常数项.
16.(15分)(2023·江西师范大学附中模拟)某品牌电动车近期进行了一系列优惠促销方案.既要真正让利于民,更要保证品质兼优,工厂在车辆出厂前抽取了100辆电动车作为样本进行单次最大续航里程的测试.现对测试数据进行分析,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)估计这100辆电动车的单次最大续航里程的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值代替);
(2)根据大量的测试数据,可以认为该款电动车的单次最大续航里程X近似服从正态分布N(μ,σ2),经计算,这100辆电动车单次最大续航里程的样本标准差s的近似值为50,用样本平均数作为μ的估计值,用样本标准差s作为σ的估计值,现从该款电动车的生产线任取一辆电动车,求它的单次最大续航里程在250千米到400千米之间的概率;
(3)某线下销售公司现面向意向客户推出“玩游戏,赢大奖,送车模”活动,客户可根据抛掷硬币的结果,指挥车模在方格图上行进,若车模最终停在“幸运之神”方格,则可获得购车优惠券8万元;若最终停在“赠送车模”方格时,则可获得车模一个.已知硬币出现正、反面的概率都是,车模开始在第0格,客户每掷一次硬币,车模向前移动一次.若掷出正面,车模向前移动一格,若掷出反面,车模向前移动两格,直到移到第4格(幸运之神)或第5格(赠送车模)时游戏结束.若有6人玩游戏,每人参与一次,求这6人获得优惠券总金额的数学期望.
0 1 2 3 4 5
参考数据:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
17.(15分)(2024·南京联考)为了丰富在校学生的课余生活,某校举办了一次趣味运动会活动,学校设置项目A“毛毛虫旱地龙舟”和项目B“袋鼠接力跳”.甲、乙两班每班分成两组,每组参加一个项目,进行班级对抗赛.每一个比赛项目均采取五局三胜制(即有一方先胜3局即获胜,比赛结束),假设在项目A中甲班每一局获胜的概率为,在项目B中甲班每一局获胜的概率为,且每一局之间没有影响.
(1)求甲班在项目A中获胜的概率;
(2)设甲班获胜的项目个数为X,求X的分布列及数学期望.
18.(17分)为调查禽类某种病菌感染情况,某养殖场每周都定期抽样检测禽类血液中A指标的值.养殖场将某周的5 000只家禽血液样本中A指标的检测数据进行整理,绘成如图所示的频率分布直方图.
(1)根据频率分布直方图,估计这5 000只家禽血液样本中A指标值的中位数(结果保留两位小数);
(2)通过长期调查分析可知,该养殖场家禽血液中A指标的值X服从正态分布N(7.4,2.632).
①若其中一个养殖棚有1 000只家禽,估计血液中A指标的值不超过10.03的家禽数量(结果保留整数);
②在统计学中,把发生概率小于1%的事件称为小概率事件,通常认为小概率事件的发生是不正常的.该养殖场除定期抽检外,每天还会随机抽检20只,若某天发现抽检的20只家禽中恰有3只血液中A指标的值大于12.66,判断这一天该养殖场的家禽健康状况是否正常,并分析说明理由.
参考数据:
①0.022 753≈0.000 01,0.977 2517≈0.7;
②若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7;P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5.
19.(17分)(2024·浙江联考)杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行.在此期间,参加亚运会的运动员可以在亚运村免费食宿.亚运村的某餐厅从第一天起到最后一天,晩餐只推出“中式套餐”和“西式套餐”.已知某运动员每天晚餐会在该食堂提供的这两种套餐中选择.已知他第一晚选择“中式套餐”的概率为,而前一晚选择了“中式套餐”,后一晚继续选择“中式套餐”的概率为;前一晚选择“西式套餐”,后一晚继续选择“西式套餐”的概率为,如此往复.
(1)求该运动员第二晚选择“中式套餐”套餐的概率;
(2)记该运动员第n(n=1,2,…,16)晚选择“中式套餐”的概率为Pn.
①求Pn;
②求该运动员在这16晚中选择“中式套餐”的概率大于“西式套餐”概率的晚数.
单元检测十 计数原理、概率、随机变量及其分布
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2023·潮州模拟)围棋盒子中有多粒黑子和白子,已知从中取出2粒都是黑子的概率为,都是白子的概率为,则从中任意取出2粒恰好是不同色的概率是(  )
A. B. C. D.
答案 D
解析 ∵从中取出2粒都是黑子的概率为,都是白子的概率为,
∴从中任意取出2粒恰好是不同色的概率P=1--=.
2.(2024·武汉联考)多项式(ax+1)6的x2项系数比x3项系数多35,则其各项系数之和为(  )
A.1 B.243 C.64 D.0
答案 D
解析 由二项式定理得(ax+1)6=C(ax)6+C(ax)5+C(ax)4+C(ax)3+C(ax)2+C(ax)1+C(ax)0,
∵x2项系数比x3项系数多35,
∴Ca2-Ca3=35,即3a2-4a3=7,解得a=-1.
∴(-x+1)6=Cx6-Cx5+Cx4-Cx3+Cx2-Cx1+C,
令x=1可得各项系数之和为C-C+C-C+C-C+C=0.
3.(2024·邯郸模拟)从正方体的8个顶点和中心中任选4个点,则这4个点恰好构成三棱锥的概率为(  )
A. B. C. D.
答案 D
解析 从正方体的8个顶点和中心中任选4个点,有C=126(个)结果,4个点恰好构成三棱锥分两种情况:
①从正方体的8个顶点中取4个点,共有C=70(个)结果,
其中4个点共面有两类:一是四点构成侧面或底面,有6种情况,
二是4个点构成对角面(如图中平面AA1C1C),有6种情况.
故选取的4个点在同一个平面的有6+6=12(个),则构成三棱锥的有70-12=58(个);
②从正方体的8个顶点中任取3个,共有C=56(个)结果,
其中所取3个点与中心共面,则这4个点在同一对角面上,共有6C=24(个)结果,
因此,所选3个点与中心构成三棱锥的有56-24=32(个).
故从正方体的8个顶点和中心中任选4个点,
则这4个点恰好构成三棱锥的个数为58+32=90,故所求概率P==.
4.近几年新能源汽车产业正持续快速发展,动力蓄电池技术是新能源汽车的核心技术.已知某品牌新能源汽车的车载动力蓄电池充放电次数达到800次的概率为90%,充放电次数达到1 000次的概率为36%.若某用户的该品牌新能源汽车已经经过了800次的充放电,那么他的车能够达到充放电1 000次的概率为(  )
A.0.324 B.0.36
C.0.4 D.0.54
答案 C
解析 设事件A表示“充放电次数达到800次”,事件B表示“充放电次数达到1 000次”,
由题设知,P(A)=90%=0.9,P(AB)=P(B)=36%=0.36,
所以某用户的该品牌新能源汽车已经经过了800次的充放电,
那么他的车能够达到充放电1 000次的概率为P(B|A)===0.4.
5.某校安排高一年级(1)~(5)班共5个班去A,B,C,D四个劳动教育基地进行社会实践,每个班去一个基地,每个基地至少安排一个班,则高一(1)班被安排到A基地的排法种数为(  )
A.24 B.36 C.60 D.240
答案 C
解析 5个班去A,B,C,D四个劳动教育基地进行社会实践,每个班去一个基地,每个基地至少安排一个班,如果是只有高一(1)班被安排到A基地,那么总的排法是CA=36(种);如果是还有一个班和高一(1)班一起被安排到A基地,那么总的排法是CA=24(种),故高一(1)班被安排到A基地的排法种数为36+24=60.
6.若随机变量X~N(μ,σ2)(σ>0),则有如下结论:P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.997 3,高三(1)班有40名学生,一次数学考试的成绩近似地服从正态分布,平均分为120,方差为100,理论上说在130分以上的人数约为(  )
A.19 B.12 C.6 D.5
答案 C
解析 ∵数学成绩近似地服从正态分布N(120,102),
又P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7,
∴P(120-10≤X≤120+10)≈0.682 7,
根据正态曲线的对称性知,在130分以上的概率为×(1-0.682 7)≈0.158 65,
∴理论上说在130分以上的人数约为0.158 65×40≈6.
7.(2023·南京一中模拟)甲、乙、丙3人从1楼上了同一部电梯,已知3人都在2至6层的某一层出电梯,且在每一层最多只有两人同时出电梯,从同一层出电梯的两人不区分出电梯的顺序,则甲、乙、丙3人出电梯的不同方法总数为(  )
A.60 B.120 C.180 D.240
答案 B
解析 由题意,
①3人都在2至6层的某一层1人独自出电梯,共有A=60(种)方法;
②3人中有2人在同一层出电梯,另1人在另外一层出电梯,共有CA=60(种)方法,
故甲、乙、丙3人出电梯的不同方法总数是60+60=120.
8.在概率论中,马尔可夫不等式给出了随机变量的函数不小于某正数的概率的上界,它以俄国数学家安德雷·马尔可夫命名,由马尔可夫不等式知,若ξ是只取非负值的随机变量,则对 a>0,都有P(ξ≥a)≤.某市去年的人均年收入为10万元,记“从该市任意选取3名市民,恰有1名市民去年的年收入超过100万元”为事件A,则其概率P(A)的最大值为(  )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 记该市去年人均年收入为X万元,从该市任意选取3名市民,年收入超过100万元的人数为Y.
设从该市任选1名市民,年收入超过100万元的概率为p,
则根据马尔可夫不等式可得p=P(X≥100)≤==,
∴0≤p≤,
∵Y~B(3,p),
∴P(A)=P(Y=1)=Cp(1-p)2=3p(1-p)2=3p3-6p2+3p,
令f(p)=3p3-6p2+3p,则f′(p)=9p2-12p+3=3(3p-1)(p-1),
∵0≤p≤,∴3p-1<0,p-1<0,即f′(p)>0,
∴f(p)在上单调递增.
∴f(p)max=f =3××2=,即P(A)max=.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.给出下列命题,其中正确的命题是(  )
A.若样本数据x1,x2,…,xn(数据各不相同)的平均数为2,则样本数据2x1-3,2x2-3,…,2xn-3的平均数为3
B.随机变量X的方差为D(X)=1,则D(2X+1)=4
C.随机变量X服从正态分布N(2,σ2),P(X≥1)=0.72,则P(2≤X≤3)=0.22
D.将一枚质地均匀的硬币连续抛掷两次,用X表示出现正面向上的次数,则P(X=1)=0.5
答案 BCD
解析 对于A,由E(aX+b)=aE(X)+b,得E(2X-3)=2E(X)-3=2×2-3=1,故A错误;
对于B,由D(aX+b)=a2D(X),得D(2X+1)=4D(X)=4×1=4,故B正确;
对于C,因为随机变量X服从正态分布N(2,σ2),
所以P(X>2)=P(X<2)=0.5,
又因为P(X≥1)=0.72,
则P(1≤X≤2)=0.72-0.5=0.22,
由正态曲线的对称性可得,
P(2≤X≤3)=P(1≤X≤2)=0.22,故C正确;
对于D,将一枚质地均匀的硬币连续抛掷两次,则正面向上的次数X服从二项分布B,
所以P(X=1)=C××=0.5,故D正确.
10.已知n的展开式共有13项,则下列关于该二项式的说法中正确的有(  )
A.所有奇数项的二项式系数和为212
B.所有项的系数和为312
C.二项式系数最大的项为第6项或第7项
D.有理项共有5项
答案 BD
解析 因为n+1=13,所以n=12,所有奇数项的二项式系数和为211,故A错误;
令x=1,得所有项的系数和为312,故B正确;
由二项式系数的性质可知,二项式系数最大的项为第7项,故C错误;
因为12展开式通项为Tk+1=C·(2x)12-k·=,
当12-k为整数时,k=0,3,6,9,12,所以有理项共有5项,故D正确.
11.(2024·湖北腾云联盟联考)某高中一年级有3个班级,(1)班、(2)班、(3)班的学生人数之比为3∶3∶4.在某次数学考试中,(1)班的及格率为80%,(2)班的及格率为70%,(3)班的及格率为75%,从该校随机抽取一名高一学生.记事件A=“该学生本次数学考试及格”,事件Bi=“该学生在高一(i)班”(i=1,2,3),则(  )
A.P(A)=0.75
B.A与Bi(i=1,2,3)均不相互独立
C.P(2|A)=0.72
D.若从这次高一年级数学考试及格的学生中随机抽取一人,则该同学来自(1)班的概率最大
答案 AC
解析 由题意,P(B1)==,P(B2)==,P(B3)===,
P(A|B1)=0.8,P(A|B2)=0.7,P(A|B3)=0.75,
则P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)+P(B3)P(A|B3)=0.75,故A正确;
由P(A)=P(A|B3)=,则P(AB3)=P(A)P(B3),所以A与B3相互独立,故B错误;
因为P(B2)=,所以P(2)=1-=,所以P(2|A)====0.72,故C正确;
由题意这次高一年级数学考试中,(1)班、(2)班、(3)班学生中及格人数之比为8∶7∶10,
所以从这次高一年级数学考试及格的学生中随机抽取一人,则该同学来自(1)班的概率为=,
该同学来自(2)班的概率为=,该同学来自(3)班的概率为==,
所以该同学来自(3)班的概率最大,故D错误.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(2023·河北新乐一中模拟)第19届杭州亚运会的吉祥物是一组名为“江南忆”的机器人:“琮琮”代表世界遗产良渚古城遗址,“莲莲”代表世界遗产西湖,“宸宸”代表世界遗产京杭大运河.现有6个不同的吉祥物,其中“琮琮”“莲莲”和“宸宸”各2个,将这6个吉祥物排成前后两排,每排3个,且每排相邻两个吉祥物名称不同,则排法种数为__________.(用数字作答)
答案 336
解析 由题意可分两种情形:
①前排含有两种不同名称的吉祥物.前排从“琮琮”“莲莲”和“宸宸”中取两种,
其中一种取两个,另一种取一个,有CCCCA=24(种)排法,
后排有A=2(种)排法,故共有24×2=48(种)排法;
②前排含有三种不同名称的吉祥物,有CCCA=48(种)排法,
后排有A=6(种)排法,此时共有48×6=288(种)排法,
因此,共有48+288=336(种)排法.
13.(2024·江苏联考)已知ξ~N(μ,σ2),若函数f(x)=P(x≤ξ≤x+3)为偶函数,则μ=________.
答案 
解析 已知f(x)=P(x≤ξ≤x+3),
由函数f(x)为偶函数,
所以f(-x)=P(-x≤ξ≤-x+3)=f(x)=P(x≤ξ≤x+3)恒成立.
已知ξ~N(μ,σ2),正态密度函数图象关于x=μ对称,
由图象可知,要使P(-x≤ξ≤-x+3)=P(x≤ξ≤x+3)恒成立,
则区间[-x,-x+3]与[x,x+3]关于x=μ对称,
即μ==.
14.(2024·厦门模拟)已知数列{an}的首项为1,在(x-a1)(x-a2)(x-a3)(x-a4)(x-a5)(x-a6)的展开式中,若{an}是公差为2的等差数列,展开式中x5的系数为________;若{an}为公比为2的等比数列,展开式中x4的系数为________.(用数字作答)
答案 -36 1 302
解析 由题意可知xn(n=0,1,2,3,4,5)项是由因式(x-a1),(x-a2),(x-a3),(x-a4),(x-a5),(x-a6)中n个因式中的x与剩余因式中的常数项相乘而得,
若{an}为公差为2的等差数列,则a6=1+2×5=11,
可知x5的系数为-(a1+a2+a3+a4+a5+a6)=-=-36;
若{an}为公比为2的等比数列,则a1+a2+a3+a4+a5+a6==63,
且a+a+a+a+a+a==1 365,
可知x4的系数为a1a2+a1a3+a1a4+a1a5+a1a6+a2a3+a2a4+a2a5+a2a6+a3a4+a3a5+a3a6+a4a5+a4a6+a5a6,
整理得[(a1+a2+a3+a4+a5+a6)2-(a+a+a+a+a+a)],
所以x4的系数为(632-1 365)=1 302.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15.(13分)在二项式(2x-1)n的展开式中,已知第2项与第8项的二项式系数相等.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;
(2)求(2x-1)n的展开式中的常数项.
解 (1)依题意可得C=C,由组合数的性质得n=8.
所以二项式(2x-1)8的展开式中二项式系数最大的项为T5=C(2x)4(-1)4=1 120x4.
(2)由(1)知,(2x-1)8=(2x-1)8-,
因为二项式(2x-1)8的展开式的通项为Tk+1=C(2x)8-k(-1)k,
所以(2x-1)8的常数项为T9=(-1)8=1,的常数项为=-16,
所以(2x-1)8的展开式中的常数项为1-(-16)=17.
16.(15分)(2023·江西师范大学附中模拟)某品牌电动车近期进行了一系列优惠促销方案.既要真正让利于民,更要保证品质兼优,工厂在车辆出厂前抽取了100辆电动车作为样本进行单次最大续航里程的测试.现对测试数据进行分析,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)估计这100辆电动车的单次最大续航里程的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值代替);
(2)根据大量的测试数据,可以认为该款电动车的单次最大续航里程X近似服从正态分布N(μ,σ2),经计算,这100辆电动车单次最大续航里程的样本标准差s的近似值为50,用样本平均数作为μ的估计值,用样本标准差s作为σ的估计值,现从该款电动车的生产线任取一辆电动车,求它的单次最大续航里程在250千米到400千米之间的概率;
(3)某线下销售公司现面向意向客户推出“玩游戏,赢大奖,送车模”活动,客户可根据抛掷硬币的结果,指挥车模在方格图上行进,若车模最终停在“幸运之神”方格,则可获得购车优惠券8万元;若最终停在“赠送车模”方格时,则可获得车模一个.已知硬币出现正、反面的概率都是,车模开始在第0格,客户每掷一次硬币,车模向前移动一次.若掷出正面,车模向前移动一格,若掷出反面,车模向前移动两格,直到移到第4格(幸运之神)或第5格(赠送车模)时游戏结束.若有6人玩游戏,每人参与一次,求这6人获得优惠券总金额的数学期望.
0 1 2 3 4 5
参考数据:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ≤ξ≤μ+σ)≈0.682 7,P(μ-2σ≤ξ≤μ+2σ)≈0.954 5,P(μ-3σ≤ξ≤μ+3σ)≈0.997 3.
解 (1)估计这100辆电动车的单次最大续航里程的平均数为
=0.002×50×205+0.004×50×255+0.009×50×305+0.004×50×355+0.001×50×405=300(千米).
(2)由题意X~N(300,502),从该款电动车的生产线上任取一辆,它的单次最大续航里程在250千米到400千米之间的概率为
P(250≤X≤400)≈0.954 5-=0.818 6.
(3)硬币出现正、反面的概率都是,
第一次掷出正面,车模移动到第1格,其概率为P1=,
移动到第2格有两类情况:掷出2次正面或掷出1次反面P2=P1+=,
同理P3=P1+P2=+=,
P4=P2+P3=+=,
P5=P3=.
设参与游戏一次的顾客获得优惠券金额为X万元,X=8或0,
所以E(X)=8×+0×=(万元),
设这6人获得优惠券总金额为Y万元,优惠券总金额的数学期望E(Y)=E(6X)=6×=33(万元).
17.(15分)(2024·南京联考)为了丰富在校学生的课余生活,某校举办了一次趣味运动会活动,学校设置项目A“毛毛虫旱地龙舟”和项目B“袋鼠接力跳”.甲、乙两班每班分成两组,每组参加一个项目,进行班级对抗赛.每一个比赛项目均采取五局三胜制(即有一方先胜3局即获胜,比赛结束),假设在项目A中甲班每一局获胜的概率为,在项目B中甲班每一局获胜的概率为,且每一局之间没有影响.
(1)求甲班在项目A中获胜的概率;
(2)设甲班获胜的项目个数为X,求X的分布列及数学期望.
解 (1)记“甲班在项目A中获胜”为事件A,
则P(A)=××+C×2××+C×2×2×=,
所以甲班在项目A中获胜的概率为.
(2)记“甲班在项目B中获胜”为事件B,
则P(B)=3+C×4+C×5=,
X的可能取值为0,1,2,
则P(X=0)=P( )=P()P()
=×=,
P(X=2)=P(AB)=P(A)P(B)
=×=,
P(X=1)=1-P(X=0)-P(X=2)=.
所以X的分布列为
X 0 1 2
P
E(X)=0×+1×+2×=.
所以甲班获胜的项目个数的数学期望为.
18.(17分)为调查禽类某种病菌感染情况,某养殖场每周都定期抽样检测禽类血液中A指标的值.养殖场将某周的5 000只家禽血液样本中A指标的检测数据进行整理,绘成如图所示的频率分布直方图.
(1)根据频率分布直方图,估计这5 000只家禽血液样本中A指标值的中位数(结果保留两位小数);
(2)通过长期调查分析可知,该养殖场家禽血液中A指标的值X服从正态分布N(7.4,2.632).
①若其中一个养殖棚有1 000只家禽,估计血液中A指标的值不超过10.03的家禽数量(结果保留整数);
②在统计学中,把发生概率小于1%的事件称为小概率事件,通常认为小概率事件的发生是不正常的.该养殖场除定期抽检外,每天还会随机抽检20只,若某天发现抽检的20只家禽中恰有3只血液中A指标的值大于12.66,判断这一天该养殖场的家禽健康状况是否正常,并分析说明理由.
参考数据:
①0.022 753≈0.000 01,0.977 2517≈0.7;
②若X~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.682 7;P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.954 5.
解 (1)由2×(0.02+0.06+0.14)=0.44,2×(0.02+0.06+0.14+0.18)=0.8可得,中位数在区间[7,9)内,
设中位数为x,则2×(0.02+0.06+0.14)+(x-7)×0.18=0.5,解得x≈7.33.
(2)①由X~N(7.4,2.632)可得,P(7.4-2.63≤X≤7.4+2.63)=P(4.77≤X≤10.03)≈0.682 7,
则P(X≤10.03)=+0.5≈0.841 35,1 000×0.841 35=841.35≈841(只).
②P(7.4-2×2.63≤X≤7.4+2×2.63)=P(2.14≤X≤12.66)≈0.954 5,
P(X>12.66)≈=0.022 75,随机抽检20只相当于进行20次独立重复试验,
设恰有3只血液中A指标的值大于12.66为事件B,则
P(B)=C×0.022 753×(1-0.022 75)17≈0.007 98<1%,
所以这一天该养殖场的家禽健康状况不正常.
19.(17分)(2024·浙江联考)杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行.在此期间,参加亚运会的运动员可以在亚运村免费食宿.亚运村的某餐厅从第一天起到最后一天,晩餐只推出“中式套餐”和“西式套餐”.已知某运动员每天晚餐会在该食堂提供的这两种套餐中选择.已知他第一晚选择“中式套餐”的概率为,而前一晚选择了“中式套餐”,后一晚继续选择“中式套餐”的概率为;前一晚选择“西式套餐”,后一晚继续选择“西式套餐”的概率为,如此往复.
(1)求该运动员第二晚选择“中式套餐”套餐的概率;
(2)记该运动员第n(n=1,2,…,16)晚选择“中式套餐”的概率为Pn.
①求Pn;
②求该运动员在这16晚中选择“中式套餐”的概率大于“西式套餐”概率的晚数.
解 (1)记该运动员第二晚选择“中式套餐”套餐的概率P2,
由题意知P2=×+×=.
(2)该运动员第n(n=1,2,…,16)晚选择“中式套餐”的概率为Pn,
①Pn=Pn-1·+(1-Pn-1)·=-Pn-1+(n=2,3,…,16),
所以Pn-=-,
又因为P1-=≠0,所以=-(n=2,3,…,16),
所以数列是以为首项,以-为公比的等比数列.
所以Pn=+·n-1(n=1,2,3,…,16).
②由题意知,只需Pn>1-Pn,
即Pn>(n=1,2,…,16),
+·n-1>,
即n-1>=(n=1,2,…,16),
显然n必为奇数,偶数不成立,
当n=1时,1>,显然成立;
当n=3时,2=>,成立;
当n=5时,4=<,不成立.
又因为n-1单调递减,
所以当n>5时不成立.
综上,该运动员只有2晩选择“中式套餐”的概率大于“西式套餐”的概率.

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