2024年新高考数学培优专练37 利用正态分布三段区间的概率值估计人数(原卷版+解析)
展开1.某小区有1000户居民,各户每月的用电量(单位:度)近似服从正态分布,则用电量在210度以上的居民户数约为( )
(参考数据:若随机变量服从正态分布,则,,)
A.17B.23C.90D.159
2.某校1000名学生的某次数学考试成绩服从正态分布,正态分布密度曲线如图所示,则成绩位于区间(51,69]的人数大约是( )
A.997B.954C.800D.683
3.在某市2020年1月份的高三质量检测考试中,理科学生的数学成绩服从正态分布.已知参加本次考试的全市理科学生约1万人.某学生在这次考试中的数学成绩是分,那么他的数学成绩大约排在全市第多少名?( )
参考数据:若,则,,
A.1600B.1700C.4000D.8000
4.已知参加2020年某省夏季高考的53万名考生的成绩近似地服从正态分布,估计这些考生成绩落在的人数约为( )
(附:,则,)
A.36014B.72027C.108041D.168222
5.某地区有10000名高三学生参加了网上模拟考试,其中数学分数服从正态分布,成绩在(117,126]之外的人数估计有( )
(附:若服从,则,)
A.1814人B.3173人C.5228人D.5907人
6.设随机变量,其正态分布密度曲线如图所示,那么向正方形中随机投掷10000个点,则落入阴影部分的点的个数的估计值是( )
(注:若,则,)
A.7539B.7028C.6587D.6038
7.贵阳市一模考试中,某校高三1500名学生的数学成绩X近似服从正态分布,则该校数学成绩的及格人数可估计为( )(成绩达到90分为及格)(参考数据:)
A.900B.1020C.1140D.1260
8.“学习强国”是一个网络学习平台,给人们提供了丰富的学习素材.某单位为了鼓励职工加强学习,组织了200名职工对“学习强国”中的内容进行了测试,并统计了测试成绩(单位:分).若测试成绩服从正态分布,且成绩在区间内的人数占总人数的,则此次测试成绩不低于130分的职工人数大约为( )
A.10B.32C.34D.37
9.若某单位员工每月网购消费金额(单位:元)近似地服从正态分布,现从该单位任选10名员工,记其中每月网购消费金额恰在500元至2000元之间的人数为,则的数学期望为( )
参考数据:若随机变量服从正态分布则,则,,.
A.2.718B.6.827C.8.186D.9.545
10.若随机变量服从正态分布,则,,.已知某校名学生某次数学考试成绩服从正态分布,据此估计该校本次数学考试成绩在分以上的学生人数约为( )
A.B.C.D.
11.在某市2020年1月份的高三质量检测考试中,理科学生的数学成绩服从正态分布N(99,100).已知参加本次考试的全市理科学生约1万人.某学生在这次考试中的数学成绩是109分,那么他的数学成绩大约排在全市第多少名?( )
A.1 600B.1 700C.4000D.8 000
12.给出下列说法:①“”是“”的充分不必要条件;②命题“,”的否定是“,”;③小赵、小钱、小孙、小李到4个景点旅游,每人只去一个景点,设事件为“4个人去的景点不相同”,事件为“小赵独自去一个景点”,则;④设,其正态分布密度曲线如图所示,那么向正方形中随机投掷10000个点,则落入阴影部分的点的个数的估计值是6587.(注:若,则,)其中正确说法的个数为( )
A.1B.2C.3D.4
13.某校1000名学生的某次数学考试成绩X服从正态分布,其密度函数曲线如图所示,则成绩X位于区间的人数大约是( )
A.997B.954C.683D.341
14.某单位有800名员工,工作之余,工会积极组织员工参与“日行万步”健身活动.经调查统计,得到全体员工近段时间日均健步走步数(单位:千步)的频率分布直方图如图所示.据直方图可以认为,该单位员工日均健步走步数近似服从正态分布,计算得其方差为6.25.由此估计,在这段时间内,该单位员工中日均健步走步数在2千步至4.5千步的人数约为( )
附:若随机变量服从正态分布,则,,.
A.103B.105C.107D.109
15.某高校高三年级理科共有1500人,在第一次模拟考试中,据统计数学成绩ξ服从正态分布N(100,100),则这次考试年级数学成绩超过120分的人数约为( )
参考数据:若ξ服从正态分布N(μ,σ2),有P(μ﹣σ<ξ≤μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<ξ≤μ+2σ)=0.9544,P(μ﹣3σ<ξ≤μ+3σ)=0.9974
A.32人B.34人C.39人D.40人
16.某校高三年级有1000名学生,其中理科班学生占80%,全体理科班学生参加一次考试,考试成绩近似地服从正态分布N(72,36),若考试成绩不低于60分为及格,则此次考试成绩及格的人数约为( )
(参考数据:若Z~N(μ,σ2),则P(μ﹣σ<Z≤μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<Z<μ+2σ)=0.9544,P(μ﹣3σ<Z<μ+3σ)=0.9974)
A.778B.780C.782D.784
17.本次高三数学考试有1万人次参加,成绩服从正态分布,平均成绩为118分,标准差为10分,则分数在内的人数约为( )
(参考数据:,,)
A.6667人B.6827人C.9545人D.9973人
18.已知服从正态分布的随机变量,在区间、和内取值的概率分别为、、和.某企业为名员工定制工作服,设员工的身高(单位:)服从正态分布,则适合身高在范围内员工穿的服装大约要定制( )
A.套B.套C.套D.套
19.某学校高三模拟考试中数学成绩服从正态分布,考生共有1000人,估计数学成绩在75分到86分之间的人数约为( )人.
参考数据:,)
A.261B.341C.477D.683
二、解答题
20.已知某校共有1000名学生参加体能达标测试,现从中随机抽取100名学生的成绩,将他们的测试成绩(满分:100分)分为6组:[40,50),[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100],得到如下频数分布表.
(1)求这100名学生的体能测试平均成绩(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表).
(2)在这100名学生中,规定:测试成绩不低于80分为“优秀”,成绩低于80分为“非优秀”.请将下面的2×2列联表补充完整,并判断是否有99.9%的把握认为体能测试成绩是否优秀与性别有关?
(3)根据样本数据,可认为该校全体学生的体能测试成绩X近似服从正态分布N(μ,14.312),其中μ近似为样本平均数,则这1000名学生中体能测试成绩不低于84.81分的估计有多少人?
参考公式及数据:X~N(μ,σ2),P(μ-σ≤X<μ+σ)≈0.6827,P(μ-2σ≤X<μ+2σ)≈0.9545;
,其中n=a+b+c+d.
21.某省2015年全省高中男生身高统计调查数据显示:全省100000名男生的身高服从正态分布.现从某校高三年级男生中随机抽取50名测量身高,测量发现被测学生身高全部介于和 之间,将测量结果按如下方式分成6组:第一组,第二组, ,第6组,下图是按上述分组方法得到的频率分布直方图.
(1)试评估我校高三年级男生在全省高中男生中的平均身高状况;
(2)求这50名男生身高在以上( )的人数;
(3)在这50名男生身高在以上(含 )的人中任意抽取2人,该2人中身高排名(以高到低)在全省前130名的人数记为,求的数学期望.
(参考数据:若,, ,.)
22.为了解学生课余学习时间的多少是否与成绩好坏有关,现随机抽取某校高三年级30名学生进行问卷调查,得到如下列联表(以平均每天课余学习时间是否达到4小时,最近一次月考总成绩是否在年级前100名(含)为标准):
已知在这30人中随机抽取1人,抽到最近一次月考总成绩在前100名的学生的概率为.
(1)请将上面的列联表补充完整,并据此判断是否有%的把握认为课余学习时间达到4小时和成绩在年级前100名有关?说明你的理由;
(2)通过统计发现,这30位同学最近一次月考数学成绩(分)近似服从正态分布,若这30位同学所在的高三年级有800人,试以这30人的成绩分布情况估计高三年级最近一次月考数学成绩在130分及以上的大概有多少人?(最后结果小数部分四舍五入成整数)
参考公式:,其中,,.
23.振华大型电子厂为了解每位工人每天制造某种电子产品的件数,记录了某天所有工人每人的制造件数,并对其进行了简单随机抽样统计,统计结果如下:
(1)若去掉内的所有数据,则件数的平均数减少2到3(即大于等于2,且小于3),试求样本中制造电子产品的件数在的人数的取值范围;(同一区间数据用该组区间数据的中点值作代表)
(2)若电子厂共有工人1500人,且每位工人制造电子产品的件数,试估计制造电子产品件数小于等于48件的工人的人数.
附:若,则,.
24.十九大提出:坚决打赢脱贫攻坚战,做到精准扶贫.某县积极引导农民种植一种名贵中药材,从而大大提升了该县农民经济收入.2019年年底,某调查机构从该县种植这种名贵中药材的农户中随机抽取了100户,统计了他们2019年种植中药材所获纯利润(单位:万元)的情况,统计结果如下表所示:
(1)该县农户种植中药材所获纯利润(单位:万元)近似地服从正态分布,其中近似为样本平均数(每组数据取区间的中点值),近似为样本方差.若该县有1万户农户种植了该中药材,试估算所获纯利润在区间内的户数;
(2)为答谢广大农户的积极参与,该调查机构针对参与调查的农户举行了抽奖活动,抽奖规则如下:在一箱子中放置5个除颜色外完全相同的小球,其中红球1个,黑球4个.让农户从箱子中随机取出一个小球,若取到红球,则停止取球;若取到黑球,则将黑球放回箱中,继续取球,但取球次数不超过10次.若农户取到红球,则中奖,获得2000元的奖励,若未取到红球,则不中奖.现农户张明参加了抽奖活动,记他取球的次数为随机变量.
①求张明恰好取球4次的概率;
②求的数学期望.(精确到0.001)
参考数据:,.若随机变量,则,.
25.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,与存在显著的线性相关性,求关于的线性回归方程并预测2020年(按计算)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,根据往年统计数据,,录取方案:总分在400分以上的直接录取,总分在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).
参考公式和数据:,,.
若随机变量,则,,.
26.随着智能手机的普及,手机计步软件迅速流行开来,这类软件能自动记载每日健步走的步数,从而为科学健身提供了一定帮助.某企业为了解员工每日健步走的情况,从该企业正常上班的员工中随机抽取300名,统计他们的每日健步走的步数(均不低于4千步,不超过20千步).按步数分组,得到频率分布直方图如图所示.
(1)求这300名员工日行步数(单位:千步)的样本平均数(每组数据以该组区间的中点值为代表,结果保留整数);
(2)由直方图可以认为该企业员工的日行步数(单位:千步)服从正态分布,其中为样本平均数,标准差的近似值为2,根据该正态分布估计该企业被抽取的300名员工中日行步数的人数;
(3)用样本估计总体,将频率视为概率.若工会从该企业员工中随机抽取2人作为“日行万步”活动的慰问奖励对象,规定:日行步数不超过8千步者为“不健康生活方式者”,给予精神鼓励,奖励金额为每人0元;日行步数为8~14千步者为“一般生活方式者”,奖励金额为每人100元;日行步数为14千步以上者为“超健康生活方式者”,奖励金额为每人200元.求工会慰问奖励金额(单位:元)的分布列和数学期望.
附:若随机变量服从正态分布,则,,.
27.某次歌手大赛设有专业评委组和业余评委组两个评委组,每组人.每首参赛歌曲都需要位评委打分(满分为分,且各评委打分相互独立).从专业评委组的个分数中去掉一个最高分,去掉一个最低分,可求出剩余个有效得分的平均分,按照同样的方法可得到业余评委组打分的平均分.参赛选手该歌曲的最终得分为.在该比赛中,对某选手在初赛中参赛歌曲的得分进行整理,得到如下茎叶图.
(1)计算、两小组各自有效得分的均值、及标准差、;
(2)①专业评委组由于其专业性,有效打分通常比较集中;业余评委组由于水平不一,有效打分通常比较分散.利用(1)的计算结果推断、两个小组中的哪一个更有可能是专业评委组?请说明理由;
②在①的推断下,计算此选手初赛歌曲的最终得分;
(3)若(2)的推断正确,且该选手成功进入复赛,复赛中位评委所打分数大致服从正态分布,试估计位评委中,打分在分以上的人数.
参考数据:①组名评委打分总和为,组名评委打分总和为;;;
②若,则,,.
28.湖北七市州高三5月23日联考后,从全体考生中随机抽取44名,获取他们本次考试的数学成绩和物理成绩,绘制成如图散点图:
根据散点图可以看出与之间有线性相关关系,但图中有两个异常点.经调查得知,考生由于重感冒导致物理考试发挥失常,考生因故未能参加物理考试.为了使分析结果更科学准确,剔除这两组数据后,对剩下的数据作处理,得到一些统计的值:其中,分别表示这42名同学的数学成绩、物理成绩,,2,…,42,与的相关系数.
(1)若不剔除两名考生的数据,用44组数据作回归分析,设此时与的相关系数为.试判断与的大小关系,并说明理由;
(2)求关于的线性回归方程,并估计如果考生参加了这次物理考试(已知考生的数学成绩为125分),物理成绩是多少?
(3)从概率统计规律看,本次考试七市州的物理成绩服从正态分布,以剔除后的物理成绩作为样本,用样本平均数作为的估计值,用样本方差作为的估计值.试求七市州共50000名考生中,物理成绩位于区间(62.8,85.2)的人数的数学期望.
附:①回归方程中:
②若,则
③
29.为响应德智体美劳的教育方针,唐徕回中高一年级举行了由全体学生参加的一分钟跳绳比赛,计分规则如下:
年级组为了了解学生的体质,随机抽取了100名学生,统计了他的跳绳个数,并绘制了如下样本频率直方图:
(1)现从这100名学生中,任意抽取2人,求两人得分之和小于35分的概率(结果用最简分数表示);
(2)若该校高二年级2000名学生,所有学生的一分钟跳绳个数近似服从正态分布,其中,为样本平均数的估计值(同一组中数据以这组数据所在区间的中点值为代表).利用所得到的正态分布模型解决以下问题:
①估计每分钟跳绳164个以上的人数(四舍五入到整数)
②若在全年级所有学生中随机抽取3人,记每分钟跳绳在179个以上的人数为,求的分布列和数学期望与方差.
(若随机变量服从正态分布则,,)
30.某网购平台为帮助某贫困县脱贫致富,积极组织该县农民制作当地特产——腊排骨,并通过该网购平台销售,从而大大提升了该县农民的经济收入.年年底,某单位从通过该网购平台销售腊排骨的农户中随机抽取了户,统计了他们年因制作销售腊排骨所获纯利润(单位:万元)的情况,并分成以下五组:、、、、,统计结果如下表所示:
(1)据统计分析可以认为,该县农户在该网购平台上销售腊排骨所获纯利润(单位:万元)近似地服从正态分布,其中近似为样本平均数,近似为样本方差.若该县有万户农户在该网购平台上销售腊排骨,试估算所获纯利润在区间内的户数.(每区间数据用该区间的中间值表示)
(2)为答谢该县农户的积极参与,该网购平台针对参与调查的农户举行了抽奖活动,每人最多有次抽奖机会,每次抽奖的中奖率均为.每一次抽奖,若中奖,则可继续进行下一次抽奖,若未中奖,则活动结束,每次中奖的奖金都为元.求参与调查的某农户所获奖金的数学期望.
参考数据:若随机变量服从正态分布,则,.
31.十九大提出:坚决打赢脱贫攻坚战,做到精准扶贫.某县积极引导农民种植一种名贵中药材,从而大大提升了该县村民的经济收入.2019年年底,该机构从该县种植的这种名贵药材的农户中随机抽取了100户,统计了他们2019年因种植,中药材所获纯利润(单位:万元)的情况(假定农户因种植中药材这一项一年最多获利11万元),统计结果如下表所示:
(1)由表可以认为,该县农户种植中药材所获纯利润Z(单位:万元)近似地服从正态分布,其中近似为样本平均数(每组数据取区间的中点值),近似为样本方差.若该县有1万户农户种植了该中药材,试估算所获纯利润Z在区间(1.9,8.2)的户数;
(2)为答谢广大农户的积极参与,该调查机构针对参与调查的农户举行了抽奖活动,抽奖规则如下:在一箱子中放置5个除颜色外完全相同的小球,其中红球1个,黑球4个.让农户从箱子中随机取出一个小球,若取到红球,则抽奖结束;若取到黑球,则将黑球放回箱中,让他继续取球,直到取到红球为止(取球次数不超过10次).若农户取到红球,则视为中奖,获得2000元的奖励,若一直未取到红球,则视为不中奖.现农户张明参加了抽奖活动,记他中奖时取球的次数为随机变量X,他取球的次数为随机变量Y.
①证明:为等比数列;
②求Y的数学期望.(精确到0.001)
参考数据:.若随机变量则.
32.某市为了增强民众防控病毒的意识,举行了“预防新冠病毒知识竞赛”网上答题,随机抽取人,答题成绩统计如图所示.
(1)由直方图可认为答题者的成绩服从正态分布,其中,分别为答题者的平均成绩和成绩的方差,那么这名答题者成绩超过分的人数估计有多少人?(同一组中的数据用该组的区间中点值作代表)
(2)如果成绩超过分的民众我们认为是“防御知识合格者”,用这名答题者的成绩来估计全市的民众,现从全市中随机抽取人,“防御知识合格者”的人数为,求.(精确到)
附:①,;②,则,;③,.
33.企业为了监控某种零件的一条流水生产线的产品质量,检验员从该生产线上随机抽取100个零件,测量其尺寸(单位:)并经过统计分析,得到这100个零件的平均尺寸为10,标准差为0.5.企业规定:若,该零件为一等品,企业获利20元;若且,该零件为二等品,企业获利10元;否则,该零件为不合格品,企业损失40元.
(1)在某一时刻内,依次下线10个零件,如果其中出现了不合格品,就认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查若这10个零件的尺寸分别为9.6,10.5,9.8,10.1,10.7,9.4,10.9,9.5,10,10.9,则从这一天抽检的结果看,是否需要对当天的生产过程进行检查?
(2)将样本的估计近似地看作总体的估计通过检验发现,该零件的尺寸服从正态分布.其中近似为样本平均数,近似为样本方差.
(i)从下线的零件中随机抽取20件,设其中为合格品的个数为,求的数学期望(结果保留整数)
(ii)试估计生产10000个零件所获得的利润.
附:若随机变量服从正态分布,则,,.
34.某次考试中500名学生的物理(满分为150分)成绩服从正态分布,数学成绩的频率分布直方图如图所示.
(Ⅰ)如果成绩大于135分为特别优秀,那么本次考试中的物理、数学特别优秀的大约各有多少人?
(Ⅱ)如果物理和数学两科都特别优秀的共有4人,是否有99.9%的把握认为物理特别优秀的学生,数学也特别优秀?
附:①若,则
②表及公式:
成绩/分
[40,50)
[50,60)
[60,70)
[70,80)
[80,90)
[90,100]
频数
10
15
20
30
15
10
优秀
非优秀
总计
男生
30
女生
50
总计
P(K2≥k0)
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k0
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
4小时以上
不足4小时
合计
前100名(含)
2
100名以后
18
合计
30
制造电子产品的件数
工人数
1
3
11
4
1
分组
频数
10
15
45
20
10
年份
2015
2016
2017
2018
2019
1
2
3
4
5
报考人数
30
60
100
140
170
每分钟跳绳个数
185以上
得分
16
17
18
19
20
所获纯利润(单位:万元)
农户户数
0.50
0.40
…
0.010
0.005
0.001
0.455
0.708
…
6.635
7.879
10.828
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