专题突破六 概率与统计综合问题
课堂·题型讲解
题型一 概率与频率分布直方图的综合[例1]2020年是中国改革开放42周年,为了充分认识新形势下改革开放的时代性,某地的民调机构随机选取了该地的100名市民进行调查,将他们的年龄分成6段:[20,30),[30,40),…,[70,80],并绘制了如图所示的频率分布直方图.(1)现从年龄在[20,30),[30,40),[40,50)内的人员中按分层抽样的方法抽取8人,再从这8人中随机选取3人进行座谈,用X表示年龄在[30,40)内的人数,求X的分布列和数学期望;(2)若用样本的频率代替概率,用随机抽样的方法从该地抽取20名市民进行调查,其中有k名市民的年龄在[30,50)的概率为P(Y=k)(k=0,1,2,…,20).当P(Y=k)最大时,求k的值.
解析:(1)按分层抽样的方法抽取的8人中,年龄在[20,30)内的人数为×8=1,年龄在[30,40)内的人数为×8=2,年龄在[40,50)内的人数为×8=5,所以X的可能取值为0,1,2,所以P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,所以X的分布列为E(X)=0×+1×+2×=.X012P
(2)在抽取的20名市民中,年龄在[30,50)内的人数为Y,Y服从二项分布,由频率分布直方图可知,年龄在[30,50)内的频率为(0.010+0.025)×10=0.35,所以Y~B(20,0.35),所以P(Y=k)=(0.35)k(1-0.35)20-k(k=0,1,2,…,20).设t===(k=1,2,…,20),若t>1,则k193)=1-=0.84135,0.84135×1000=841.35≈841,∴正式测试时每分钟跳193个以上的人数约为841.
(ⅱ)由正态分布模型得,在该地区2020年所有初三毕业生中任取3人,每人每分钟跳202个以上的概率为,即ξ~B.∴P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==,∴ξ的分布列为ξ0123PE(ξ)=3×=.
类题通法正态分布与概率、统计、统计案例的综合,考查了学生的阅读理解能力、数据处理能力及应用意识.解读这类问题的关键是培养敢于克服困难完成读题、建模的能力.
巩固训练4:[2021·山东日照模拟]某大学为了了解数学专业研究生招生的情况,对近五年的报考人数进行了统计,得到如下统计数据:(1)经分析,y与x存在显著的线性相关性,求y关于x的经验回归方程=x+,并预测2020年(按x=6计算)的报考人数;(2)每年报考该专业研究生的考试成绩大致符合正态分布N(μ,σ2),根据往年统计数据,μ=385,σ2=225,录取方案:总分在400分以上的直接录取,总分在[385,400]之间的进入面试环节,录取其中的80%,低于385分的不予录取,请预测2020年该专业录取的大约人数(最后结果四舍五入,保留整数).年份20152016201720182019x12345报考人数y3060100140170
解析:(1)=(1+2+3+4+5)=3,=(30+60+100+140+170)=100.∴=-=100-36×3=-8.∴y关于x的经验回归方程为=36x-8.当2020年即x=6时,=36×6-8=208人,即2020年的报考人数大约为208人.
(2)研究生的考试成绩大致符合正态分布N(385,152),则400=385+15,P(X>400)==0.1587.直接录取人数为208×0.1587=33.01≈33人.[385,400]之间的录取人数为208××0.8=56.8≈57人.∴预测2020年该专业录取的大约人数是33+57=90人.