■江蘇省洪澤中學(xué) 劉義才
落實(shí)頻率分布直方圖的性質(zhì)是解答這類問題的關(guān)鍵。頻率分布直方圖有如下性質(zhì):
(1)圖中每個(gè)小長方形的面積表示相應(yīng)各組的頻率,即小長方形的面積=組距×頻率。
(2)在頻率分布直方圖中,各小長方形的面積的總和等于1。
(4)頻率分布直方圖中,各矩形的面積之比等于頻率之比,各矩形的高度之比也等于頻率之比。
圖1
例 1在學(xué)校開展的綜合實(shí)踐活動(dòng)中,某班進(jìn)行了小制作評(píng)比,作品上交時(shí)間為5月1日至30日。評(píng)委會(huì)把同學(xué)們上交作品的件數(shù)按5天一組分組統(tǒng)計(jì),繪制了頻率分布直方圖(如圖1所示)。已知從左到右各長方形的高的比為2:3:4:6:4:1,第三組的頻數(shù)為12。請(qǐng)解答下列問題:
(1)本次活動(dòng)共有多少件作品參加評(píng)比?
(2)哪組上交的作品數(shù)最多?有多少件?
(3)經(jīng)過評(píng)比,第四組和第六組分別有10件、2件作品獲獎(jiǎng),這兩組哪組獲獎(jiǎng)率較高?
解析:(1)依題意知第三組的頻率為。
(2)由頻率分布直方圖知第四組上交的作品數(shù)量最多。
點(diǎn)評(píng):本題解答時(shí)可先由第三小組入手,利用各長方形高的比即面積比,得到各小組頻率的比,從而解決問題。
有關(guān)古典概型與統(tǒng)計(jì)結(jié)合的題型,已成為高考考查的熱點(diǎn),概率與統(tǒng)計(jì)結(jié)合題,無論是直接描述,還是利用概率分布表、分布直方圖、莖葉圖等給出信息,只要能夠從題中提煉出需要的信息,則此類問題即可解決。
例 2某日用品按行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分成五個(gè)等級(jí),等級(jí)系數(shù)X依次為1,2,3,4,5?,F(xiàn)從一批該日用品中隨機(jī)抽取20件,對(duì)其等級(jí)系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到頻率分布表,如表1:
表1
(1)若所抽取的20件日用品中,等級(jí)系數(shù)為4的恰有3件,等級(jí)系數(shù)為5的恰有2件,求a,b,c的值;
(2)在(1)的條件下,將等級(jí)系數(shù)為4的3件日用品記為x1,x2,x3,等級(jí)系數(shù)為5的2件日用品記為y1,y2,現(xiàn)從x1,x2,x3,y1,y2這5件日用品中任取兩件(假定每件日用品被取出的可能性相同),寫出所有可能的結(jié)果,并求這兩件日用品的等級(jí)系數(shù)恰好相等的概率。
解析:(1)抽取的20件日用品中,等級(jí)系數(shù)為4的恰有3件,所以等級(jí)系數(shù)為5的恰有2件,所以由頻率分布表得a+0.2+0.45+b+c=1,所以a=0.35-b-c=0.1。
(2)從日用品x1,x2,x3,y1,y2中任取兩件,所有可能情況為{x1,x2},{x1,x3},{x1,y1},{x1,y2},{x2,x3},{x2,y1},{x2,y2},{x3,y1},{x3,y2},{y1,y2},共10個(gè)基本事件。設(shè)事件A表示“從日用品x1,x2,x3,y1,y2中任取兩件,其等級(jí)系數(shù)相等”,則A包含{x1,x2},{x1,x3},{x2,x3},{y1,y2},共4個(gè)基本事件。故所求的概率。
點(diǎn)評(píng):該題考查概率與統(tǒng)計(jì)的知識(shí),數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),考查函數(shù)與方程思想、分類與整合思想、必然與或然思想。
如果事件A發(fā)生與否,會(huì)影響到事件B的發(fā)生,顯然知道了事件A的發(fā)生,研究事件B時(shí),基本事件空間發(fā)生變化,從而事件B發(fā)生的概率也相應(yīng)地發(fā)生變化,這就是條件概率要研究的問題。求條件概率時(shí)一般應(yīng)用公式求解,其推導(dǎo)如下:
在事件A發(fā)生的情況下事件B發(fā)生,等價(jià)于事件A和事件B同時(shí)發(fā)生,即AB發(fā)生。對(duì)于古典概型,由于組成事件A的各個(gè)基本事件發(fā)生的概率相等,因此其條件概率為。
例 3設(shè)10件產(chǎn)品中有4件不合格,從中任意取出2件,那么在所取得的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)有一件不合格品,求另一件也是不合格品的概率。
解法一:設(shè)事件A為“在所取得的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)有一件不合格品”,事件B為“另一件產(chǎn)品也是不合格品”,則。
解法二:直接利用公式進(jìn)行計(jì)算。在所取得的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)有一件不合格品的取法有(種),兩件產(chǎn)品均為不合格品的取法有m=(種),所以。
點(diǎn)評(píng):由題設(shè)條件可獲取以下主要信息:①已知產(chǎn)品的數(shù)量及不合格品的件數(shù)。②任取2件產(chǎn)品中有一件為不合格品。解答本題可先設(shè)出兩個(gè)事件分別為A,B,再求概率P(B|A)。
解此類題首先判斷隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布。一般地,如果n個(gè)相互獨(dú)立的試驗(yàn)具備相同的條件,在這相同的條件下只有兩個(gè)結(jié)果且P(A)相同,那么即可建立二項(xiàng)分布的概率模型。其次,計(jì)算P(X=最后,根據(jù)每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立的,求出P(X≥k)的概率。
例 4有10臺(tái)都為7.5kW的機(jī)床,如果每臺(tái)機(jī)床的使用情況是相互獨(dú)立的,且每臺(tái)機(jī)床平均每小時(shí)開動(dòng)12min,問:全部機(jī)床用電超過48kW的可能性有多大?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:由于每臺(tái)機(jī)床正常工作的概率為=0.2,而且每臺(tái)機(jī)床有“工作”與“不工作”兩種情況,故某一時(shí)刻正常工作的機(jī)床臺(tái)數(shù)服從二項(xiàng)分布。設(shè)X為某一時(shí)刻正常工作的機(jī)床的臺(tái)數(shù),則0.2k·0.810-k(k=0,1,2,…,10),根據(jù)題意,48kW可供6臺(tái)機(jī)床同時(shí)工作,用電超過48kW,即意味著有7臺(tái)或7臺(tái)以上的機(jī)床在工作,這一事件的概率為P(X≥7)=P(X=7)+P(X=8)+P(X=9)+P(X=10)=。
點(diǎn)評(píng):解答本題的關(guān)鍵是明確某一時(shí)刻正常工作的機(jī)床臺(tái)數(shù)X服從二項(xiàng)分布,即X~B(10,0.2)。