人教高中数学微专题23 痛点问题之概率统计经典解答题（解析版）.docx

微专题23 痛点问题之概率统计经典解答题
【秒杀总结】
★我们用三条主线将高中数学概率、统计的有关概念串联起来：
一是统计的基本研究过程：收集数据→整理数据→分析数据→统计推断．
收集数据
整理数据
分析数据
统计推断
三种抽样方法：
简单随机抽样
（抽签法、随机法），
系统抽样，
分层抽样．
五种统计图表：
频率分布表，
频率分布直方图，
茎叶图，散点图，
列联表．
两种数字特征：
集中趋势(众数、中位数、平均数)，
离散程度（极差、方差、标准差）．
三种统计推断：
用样本估计总体
（估计思想），
回归分析（拟合思想），
独立性检验（检验思想）．
二是随机事件的基本研究过程：随机事件→事件概率→基本概型．
随机事件
事件概率
基本概型
八种常见事件：
随机事件，基本事件，
等可能事件，并事件，交事件，
互斥事件，对立事件，相互独立事件．
三种常见求法：
用频率估计概率，
利用基本概型的概率公式，
转化为简单事件的概率.
七种概率模型：
古典概型，几何概型，
互斥事件概率，对立事件概率，
条件概率，相互独立事件概率，
独立重复试验概率．
三是随机变量的基本研究过程：随机变量→概率分布模型→分布列及数字特征．
随机变量
概率分布模型
分布列及数字特征
两类随机变量：
离散型随机变量，
连续型随机变量．
四种分布模型：
两点分布，超几何分布，
二项分布，正态分布．
三个问题：
概率分布列，数学期望，方差．
【典型例题】
例1．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）已知函数．
(1)若，求a的值；
(2)已知某班共有n人，记这n人生日至少有两人相同的概率为，，将一年看作365天．
（ⅰ）求的表达式；
（ⅱ）估计的近似值（精确到0.01）．
参考数值：，，，．
【解析】（1）由题意得，当时，的定义域为；当时，的定义域为，
又，且，所以是的极小值点，故．
而，于是，解得．
下面证明当时，．
当时，，，，
所以当时，，在单调递增；
当时，，在单调递减，
所以，即符合题意．
综上，．
（2）（ⅰ）由于n人生日都不相同的概率为，
故n人生日至少有两人相同的概率为．
（ⅱ）由（1）可得当时，，即，当且仅当时取等号，
由（ⅰ）得
．
记，
则
，
即，由参考数值得，
于是，故．
例2．（2023秋·四川成都·高三树德中学校考期末）第22届世界杯于2022年11月21日到12月18日在卡塔尔举办．在决赛中，阿根廷队通过点球战胜法国队获得冠军．
(1)扑点球的难度一般比较大，假设罚点球的球员会等可能地随机选择球门的左､中､右三个方向射门，门将也会等可能地随机选择球门的左､中､右三个方向来扑点球，而且门将即使方向判断正确也有的可能性扑不到球．不考虑其它因素，在一次点球大战中，求门将在前三次扑到点球的个数
X的分布列和期望；
(2)好成绩的取得离不开平时的努力训练，甲､乙､丙三名前锋队员在某次传接球的训练中，球从甲脚下开始，等可能地随机传向另外2人中的1人，接球者接到球后再等可能地随机传向另外2人中的1人，如此不停地传下去，假设传出的球都能接住．记第n次传球之前球在甲脚下的概率为pn，易知．
①试证明：为等比数列；
②设第n次传球之前球在乙脚下的概率为qn，比较p10与q10的大小．
【解析】（1）方法一：的所有可能取值为，
在一次扑球中，扑到点球的概率，
所以，
，
所以的分布列如下：
0
1
2
3
方法二：依题意可得，门将每次可以扑到点球的概率为，
门将在前三次扑到点球的个数可能的取值为，易知，
所以，
故的分布列为：
0
1
2
3
所以的期望．
（2）①第次传球之前球在甲脚下的概率为，
则当时，第次传球之前球在甲脚下的概率为，
第次传球之前球不在甲脚下的概率为，
则，
即，又，
所以是以为首项，公比为的等比数列．
②由①可知，所以，
所以，
故．
例3．（2023·山西·统考一模）假设有两个密闭的盒子，第一个盒子里装有3个白球2个红球，第二个盒子里装有2个白球4个红球，这些小球除颜色外完全相同.
(1)每次从第一个盒子里随机取出一个球，取出的球不再放回，经过两次取球，求取出的两球中有红球的条件下，第二次取出的是红球的概率；
(2)若先从第一个盒子里随机取出一个球放入第二个盒子中，摇匀后，再从第二个盒子里随机取出一个球，求从第二个盒子里取出的球是红球的概率.
【解析】（1）依题意，记事件表示第次从第一个盒子里取出