【摘 要】本文對(duì)近年高考中對(duì)統(tǒng)計(jì)與概率問題考察的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),結(jié)合2014年度全國新課程標(biāo)準(zhǔn)的部分高考試卷分析了部分重要試題。
【關(guān)鍵詞】高考 統(tǒng)計(jì)與概率 知識(shí)點(diǎn)
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2014)35-0137-02
現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息化的社會(huì),人們根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)提取信息,做出合理的決策,因此,概率與統(tǒng)計(jì)的基本思想和基礎(chǔ)知識(shí)是公民的必備常識(shí)。近幾年的高考加強(qiáng)了對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的考查,而概率與統(tǒng)計(jì)的知識(shí)與實(shí)際的聯(lián)系非常密切,是一個(gè)很好的載體,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性、綜合性、現(xiàn)實(shí)性及其廣泛的應(yīng)用性。
一 考點(diǎn)分析
概率是研究隨機(jī)現(xiàn)象規(guī)律的學(xué)科;統(tǒng)計(jì)是研究如何合理收集、整理、分析數(shù)據(jù)的學(xué)科。
高考中經(jīng)??疾楦怕实闹饕獌?nèi)容有:隨機(jī)事件的概率、古典概率、幾何概率、互斥事件的概率、對(duì)立事件的概率、獨(dú)立重復(fù)事件的概率,以及取有限個(gè)值的離散型隨機(jī)變量的分布列、均值、方差等。如2014年安徽卷的17題、湖南卷的17題、四川卷的17題、陜西卷的19題、重慶卷的18題等。經(jīng)??疾榻y(tǒng)計(jì)的主要內(nèi)容有抽樣方法、排列組合、用樣本估計(jì)總體、變量的相關(guān)性等。如2014年新課標(biāo)全國卷I的18題、全國卷II的19題、江蘇卷的6題、遼寧卷的18題、山東卷的7題、重慶卷的3題、湖北卷的4題等。近年來把統(tǒng)計(jì)和概率結(jié)合起來命題是高考考查的一個(gè)趨勢。
二 試題分析
概率與統(tǒng)計(jì)試題是高考的必考內(nèi)容,它以考生熟悉的實(shí)際應(yīng)用問題為載體,突出了數(shù)學(xué)的應(yīng)用性。解決概率統(tǒng)計(jì)問題的思路:將實(shí)際問題通過分析、概括、轉(zhuǎn)化,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題,從而使問題得到解答。下文選取2014年一些典型高考真題進(jìn)行思路的分析和方法的歸納。
1.考查頻率分布直方圖、正態(tài)分布
(新課標(biāo)全國卷I)從某企業(yè)生產(chǎn)的某種產(chǎn)品中抽取500件,測量這些產(chǎn)品的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo),由測量結(jié)果得如下頻率分布直方圖:
求這500件產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)值的樣本平均數(shù) 和樣本方差S2(同一組中的數(shù)據(jù)用該組區(qū)間的中點(diǎn)值作代表);由直方圖可以認(rèn)為,這種產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)Z服從正態(tài)分布N(μ,σ2),其中μ近似為樣本平均數(shù) ,σ2近似為樣本方差S2。(1)利用正態(tài)分布,求P(187.8 附: 若Z~N(μ,σ2),則P(μ-σ 分析:(1)利用頻率分布直方圖,將組中值與頻率相乘并累加求和計(jì)算平均數(shù),再利用方差的定義求解方差。(2)根據(jù)所給條件,利用樣本估計(jì)總體進(jìn)行概率計(jì)算;利用二項(xiàng)分布的期望公式求解即可。解決概率問題時(shí),一定要根據(jù)有關(guān)概念,判斷是等可能事件、互斥事件、相互獨(dú)立事件,還是某一事件在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中恰好發(fā)生k次的情況,選擇正確的計(jì)算方法,全面考慮。 2.考查回歸直線預(yù)測、估計(jì) (新課標(biāo)全國卷II)某地區(qū)2007至2013年農(nóng)村居民家庭人均純收入y(單位:千元)的數(shù)據(jù)如下表: 年代2007200820092010201120122013 年份代號(hào)t1234567 人均純收入y2.93.33.64.44.85.25.9 (1)求y關(guān)于t的線性回歸方程;(2)利用(1)中的回歸方程,分析2007年至2013年該地區(qū)農(nóng)村居民家庭人均收入的變化情況,并預(yù)測該地區(qū)2015年農(nóng)村居民家庭人均純收入。 附:回歸方程的斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為: 。 分析:(1)可先根據(jù)平均數(shù)的定義求出平均數(shù) 與 ,然后利用所給公式求出 , ,代入線性回歸方程即可。(2)由(1)中的方程可以知道2015年所對(duì)應(yīng)的年代份號(hào)t=9,代入(1)中方程就可得到人均純收入的預(yù)測值。解題中需重視對(duì)數(shù)據(jù)的分析、處理,計(jì)算時(shí)應(yīng)講究一定的技巧。 3.考查對(duì)立、相互獨(dú)立、互斥事件概率 (安徽卷)甲乙兩人進(jìn)行圍棋比賽,約定先連勝兩局者直接贏得比賽,若賽完5局仍未出現(xiàn)連勝,則判定獲勝局?jǐn)?shù) 多者贏得比賽。假設(shè)每局甲獲勝的概率為 ,乙獲勝的概率 為 ,各局比賽結(jié)果相互獨(dú)立。(1)求甲在4局以內(nèi)(含4 局)贏得比賽的概率;(2)記X為比賽決出勝負(fù)時(shí)的總局?jǐn)?shù),求X的分布列和均值(數(shù)學(xué)期望)。 分析:(1)考慮到所有滿足“甲在4局以內(nèi)(含4局贏得比賽)”的所有情況,即可能比賽2局、3局、4局,應(yīng)用相應(yīng)的概率公式進(jìn)行計(jì)算;(2)找到能夠使比賽決出勝負(fù)的X的可能取值,即2,3,4,5,求出相應(yīng)取值時(shí)的概率,列出分布列,利用均值的公式求解。求離散型隨機(jī)變量的分布列時(shí)要注意兩個(gè)問題:一是求出隨機(jī)變量所有可能的取值;二是求出取每一個(gè)值時(shí)的概率。求隨機(jī)變量的分布列,關(guān)鍵是所求概率類型的確定與轉(zhuǎn)化,如古典概型、互斥事件只有一個(gè)發(fā)生的概率、相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率、n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)有k次發(fā)生的概率等。 4.考查獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)、分布列、數(shù)學(xué)期望 (四川卷)一款擊鼓小游戲的規(guī)則如下:每盤游戲都需擊鼓三次,每次擊鼓要么出現(xiàn)一次音樂,要么不出現(xiàn)音樂;每盤游戲擊鼓三次后,出現(xiàn)一次音樂獲得10分,出現(xiàn)兩次音樂獲得20分,出現(xiàn)三次音樂獲得100分,沒出現(xiàn)音樂則扣除200分(即獲得-200分)。設(shè)每次擊鼓出現(xiàn)音樂的概率 為 ,且各次擊鼓出現(xiàn)音樂相互獨(dú)立。(1)設(shè)每盤游戲獲得 的分?jǐn)?shù)為X,求X的分布列;(2)玩三盤游戲,至少有一盤出現(xiàn)音樂得概率是多少?(3)玩過這款游戲的很多人都發(fā)現(xiàn),若干盤游戲后,與最初的分?jǐn)?shù)相比,分?jǐn)?shù)沒有增加反而減少了。請(qǐng)運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識(shí)分析分?jǐn)?shù)減少的原因。 分析:(1)根據(jù)游戲規(guī)則確定每盤游戲可能獲得的分?jǐn)?shù)取值:10,20,100,-200,求出每一分?jǐn)?shù)值對(duì)應(yīng)的概率,列出分布列;(2)“玩三盤游戲,至少有一盤出現(xiàn)音樂”意味著可能一盤、兩盤或三盤出現(xiàn)音樂,若用相應(yīng)的對(duì)立事件來計(jì)算則要方便很多,即沒有一盤出現(xiàn)音樂;(3)根據(jù)數(shù)學(xué)期望的實(shí)際意義解決問題。求解此類問題的關(guān)鍵:利用兩個(gè)計(jì)數(shù)原理、排列與組合內(nèi)容,以及古典概型的概率公式求隨機(jī)變量的概率;要求隨機(jī)變量的分布列,需先求出其可能取值,然后求出每一個(gè)取值時(shí)的概率,即可得到隨機(jī)變量的分布列;利用隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望與方差的定義進(jìn)行計(jì)算與判斷。 5.考查特征數(shù)、排列組合 (廣東卷)從0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取 七個(gè)不同的數(shù),則這七個(gè)數(shù)的中位數(shù)是6的概率為( )。 分析:十個(gè)數(shù)中任取七個(gè)不同的數(shù)共有 種情況,七 個(gè)數(shù)的中位數(shù)為6,那么只有6處于中間位置,有 種情況, 于是所求概率為兩者之比,即 。本題注意“七”這一特殊 個(gè)數(shù),求解就變得簡單多了,倘若將本題中的“七”改為“六”,難度要大得多。 三 總結(jié) 高考概率題大都是以課本基礎(chǔ)知識(shí)為載體,結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要,將基礎(chǔ)知識(shí)拓展,使之成為立意高、有時(shí)代信息、貼近學(xué)生生活實(shí)際的問題。概率問題主要考查學(xué)生隨機(jī)意識(shí)、概率觀念以及統(tǒng)計(jì)思想,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法提出問題、分析問題、解決問題的能力。要求學(xué)生了解信息社會(huì),講究理論聯(lián)系實(shí)際,重視數(shù)學(xué)在生產(chǎn)、生活及科學(xué)中的應(yīng)用;考查學(xué)生對(duì)語言的理解能力,要求考生能夠從普通語言中捕捉信息,將普通語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言,以數(shù)學(xué)語言為工具進(jìn)行數(shù)學(xué)思考與交流;引導(dǎo)學(xué)生深化數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí),對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中蘊(yùn)含的一些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行思考和做出判斷。統(tǒng)計(jì)與概率部分知識(shí)應(yīng)注意利用互斥事件的概率加法公式、獨(dú)立事件的概率乘法公式、排列組合等方法計(jì)算隨機(jī)事件、互斥事件、相互獨(dú)立事件的概率。由于這部分概念較多,因此對(duì)概念的透徹把握是解題關(guān)鍵。此外,要充分應(yīng)用分類討論的思想,在概率問題的解決中注意分類的標(biāo)準(zhǔn)及分類的原則,要做到不重不漏。當(dāng)分類討論的類別較多時(shí)可以從事物的反面出發(fā),利用對(duì)立事件解決問題,達(dá)到事半功倍的效果。 〔責(zé)任編輯:林勁〕