專(zhuān)題75正態(tài)分布(舉一反三)(人教A版2019選擇性)_第1頁(yè)
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專(zhuān)題7.5正態(tài)分布【六大題型】【人教A版(2019)】TOC\o"13"\h\u【題型1正態(tài)密度函數(shù)】 2【題型2正態(tài)曲線的特點(diǎn)】 4【題型3利用正態(tài)曲線的對(duì)稱(chēng)性求概率】 6【題型4利用3原則求概率】 7【題型5標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的應(yīng)用】 9【題型6正態(tài)分布的實(shí)際應(yīng)用】 11【知識(shí)點(diǎn)1正態(tài)分布】1.連續(xù)型隨機(jī)變量隨機(jī)變量的取值充滿(mǎn)某個(gè)區(qū)間甚至整個(gè)數(shù)軸,但取一點(diǎn)的概率為0,稱(chēng)這類(lèi)隨機(jī)變量為連續(xù)型隨機(jī)變量.2.正態(tài)分布(1)正態(tài)曲線

函數(shù)f(x)=,x∈R.其中∈R,>0為參數(shù).我們稱(chēng)f(x)為正態(tài)密度函數(shù),稱(chēng)它的圖象為正態(tài)密度曲線,簡(jiǎn)稱(chēng)正態(tài)曲線.

(2)正態(tài)分布

若隨機(jī)變量X的概率分布密度函數(shù)為f(x),則稱(chēng)隨機(jī)變量X服從正態(tài)分布,記為XN(,).特別地,當(dāng)=0,=1時(shí),稱(chēng)隨機(jī)變量X服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布.

(3)正態(tài)分布的均值和方差

若XN(,),則E(X)=,D(X)=.3.正態(tài)曲線的特點(diǎn)(1)曲線位于x軸上方,與x軸不相交;

(2)曲線是單峰的,它關(guān)于直線x=對(duì)稱(chēng);

(3)曲線在x=處達(dá)到峰值;

(4)當(dāng)|x|無(wú)限增大時(shí),曲線無(wú)限接近x軸;

(5)對(duì)任意的>0,曲線與x軸圍成的面積總為1;

(6)在參數(shù)取固定值時(shí),正態(tài)曲線的位置由確定,且隨著的變化而沿x軸平移,如圖甲所示;

(7)當(dāng)取定值時(shí),正態(tài)曲線的形狀由確定,當(dāng)較小時(shí),峰值高,曲線“瘦高”,表示隨機(jī)變量X的分布比較集中;當(dāng)較大時(shí),峰值低,曲線“矮胖”,表示隨機(jī)變量X的分布比較分散,如圖乙所示.4.3原則(1)正態(tài)總體在三個(gè)特殊區(qū)間內(nèi)取值的概率

P(X+)0.6827;

P(2X+2)0.9545;

P(3X+3)0.9973.

(2)3原則

在實(shí)際應(yīng)用中,通常認(rèn)為服從正態(tài)分布N(,)的隨機(jī)變量X只取[3,+3]中的值,這在統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱(chēng)為3原則.【題型1正態(tài)密度函數(shù)】【例1】(2023下·高二課時(shí)練習(xí))已知正態(tài)分布密度函數(shù)fx=18πe?x28,x∈R,則μ,σ分別是(

)A.0和4 B.0和2 C.0和8 D.0和2【解題思路】將fx=1【解答過(guò)程】∵fx∴μ=故選:B.【變式11】(2023下·陜西寶雞·高二統(tǒng)考期末)已知三個(gè)正態(tài)分布密度函數(shù)fix=A.μ1=B.μ1<C.μ1<D.μ1=【解題思路】結(jié)合正態(tài)分布密度函數(shù)中參數(shù)μ表示其均值大小,σ表示離散程度,利用圖象形狀即可判斷出結(jié)論.【解答過(guò)程】根據(jù)正態(tài)分布密度函數(shù)中參數(shù)μ,結(jié)合圖象可知f2x,f3且都在f1x的右側(cè),即比較f1x和f2又f3x的離散程度比f(wàn)1x和故選:B.【變式12】(2023下·湖北武漢·高二??计谀┰O(shè)隨機(jī)變量X~N0,1,則X的密度函數(shù)為(

A.fx=1C.fx=1【解題思路】根據(jù)正態(tài)分布的定義可求得μ=0,σ=1,從而可求X的密度函數(shù).【解答過(guò)程】因?yàn)閄~N0,1,所以μ=0,σ2所以X的密度函數(shù)為A.故選:A.【變式13】(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))下列是關(guān)于正態(tài)曲線fx①曲線關(guān)于直線x=μ對(duì)稱(chēng),且恒位于x軸上方;②曲線關(guān)于直線x=σ對(duì)稱(chēng),且僅當(dāng)x∈?3σ,3σ時(shí)才位于x③曲線對(duì)應(yīng)的正態(tài)密度函數(shù)是一個(gè)偶函數(shù),因此曲線關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng);④曲線在x=μ處位于最高點(diǎn),由這一點(diǎn)向左、右兩邊延伸時(shí),曲線逐漸降低;⑤曲線的位置由μ確定,曲線的形狀由σ確定.其中說(shuō)法正確的是(

)A.①④⑤ B.②④⑤ C.③④⑤ D.①⑤【解題思路】根據(jù)正態(tài)密度曲線的特點(diǎn)和性質(zhì)逐一判斷①②③④⑤的正確性,即可得正確選項(xiàng).【解答過(guò)程】正態(tài)曲線fx關(guān)于直線x=μ對(duì)稱(chēng),該曲線總是位于x只有當(dāng)μ=0時(shí),正態(tài)密度函數(shù)是一個(gè)偶函數(shù),曲線關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng);此時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,當(dāng)μ≠0時(shí),不是偶函數(shù),故③不正確;正態(tài)曲線fx是一條關(guān)于直線x=μ對(duì)稱(chēng),在x=μ曲線的位置由對(duì)稱(chēng)軸x=μ確定,曲線的形狀由σ確定,σ越大,圖象越矮胖,σ越小,圖象越瘦高,故⑤正確;故①④⑤說(shuō)法正確.故選:A.【題型2正態(tài)曲線的特點(diǎn)】【例2】(2023·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí))設(shè)X~Nμ1,σ1A.P(Y≥μ2)≥P(Y≥C.對(duì)任意正數(shù)t,P(X≤t)≥P(Y≤t) D.對(duì)任意正數(shù)t,P(X≥t)≥P(Y≥t)【解題思路】由正態(tài)密度曲線的性質(zhì)結(jié)合圖像可得μ1<μ【解答過(guò)程】A選項(xiàng):X~Nμ1,σ12、因此結(jié)合所給圖像可得μ1<μB選項(xiàng):又X~N(μ1,所以0<σ1<CD選項(xiàng):由密度曲線與橫軸所圍成的圖形的面積的意義可知:對(duì)任意正數(shù)t,P(X≤t)≥P(Y≤t).P(X≥t)≤P(Y≥t),故C正確,D錯(cuò)誤.故選:C.【變式21】(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))如圖是三個(gè)正態(tài)分布X~N(0,0.64),Y~N(0,1),Z~N(0,4)的密度曲線,則三個(gè)隨機(jī)變量X,Y,Z對(duì)應(yīng)曲線的序號(hào)分別依次為(

).A.①②③ B.③②① C.②③① D.①③②【解題思路】先利用正態(tài)分布求出三個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差,再利用當(dāng)σ較小時(shí),峰值高,正態(tài)曲線“瘦高”進(jìn)行判定.【解答過(guò)程】由題意,得σ(X)=0.8,σ(Y)=1,σ(Z)=2,因?yàn)楫?dāng)σ較小時(shí),峰值高,正態(tài)曲線“瘦高”,且σ(X)<σ(Y)<σ(Z),所以三個(gè)隨機(jī)變量X,Y,Z對(duì)應(yīng)曲線的序號(hào)分別依次為①,②,③.故選:A.【變式22】(2023·高二單元測(cè)試)已知三個(gè)正態(tài)密度函數(shù)φi(x)=12πσieA.μ1=μ3>μ2C.μ1=μ3>μ2【解題思路】由正態(tài)分布的圖像中對(duì)稱(chēng)軸位置比較均值大小,圖像胖瘦判斷標(biāo)準(zhǔn)差的大小.【解答過(guò)程】由題圖中y=φi(x)y=φ1(x)與y=所以σ1故選:C.【變式23】(2023下·高二課時(shí)練習(xí))李明上學(xué)有時(shí)坐公交車(chē),有時(shí)騎自行車(chē),他各記錄了50次坐公交車(chē)和騎自行車(chē)所花的時(shí)間,經(jīng)數(shù)據(jù)分析得到,假設(shè)坐公交車(chē)用時(shí)X和騎自行車(chē)用時(shí)Y都服從正態(tài)分布,X~Nμ1,62,Y~A.D(X)=6 B.μC.P(X≤38)<P(Y≤38) D.P(X≤34)<P(Y≤34)【解題思路】根據(jù)給定的正態(tài)分布密度曲線,結(jié)合正態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性和性質(zhì),逐項(xiàng)判定,即可求解.【解答過(guò)程】對(duì)于A中,隨機(jī)變量X服從正態(tài)分布,且X~N可得隨機(jī)變量X的方差為σ2=6對(duì)于B中,根據(jù)給定的正態(tài)分布密度曲線圖像,可得隨機(jī)變量μ1所以μ1對(duì)于C中,根據(jù)正態(tài)分布密度曲線圖像,可得X≤38時(shí),隨機(jī)變量X對(duì)應(yīng)的曲線與x圍成的面積小于Y≤38時(shí)隨機(jī)變量Y對(duì)應(yīng)的曲線與x圍成的面積,所以P(X≤38)<P(Y≤38),所以C正確;對(duì)于D中,根據(jù)正態(tài)分布密度曲線圖像,可得P(X≤34)>12,即P(X≤34)>P(Y≤34),所以D錯(cuò)誤.故選:C.【題型3利用正態(tài)曲線的對(duì)稱(chēng)性求概率】【例3】(2023上·福建福州·高三??计谥校┮阎S機(jī)變量ξ服從正態(tài)分布N2,σ2,且Pξ<3=0.6A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4【解題思路】根據(jù)題意,由正態(tài)分布密度曲線的性質(zhì),代入計(jì)算,即可得到結(jié)果.【解答過(guò)程】由題意可得μ=2,且Pξ<3=0.6,則Pξ>3故選:A.【變式31】(2023下·遼寧鞍山·高二校聯(lián)考階段練習(xí))設(shè)隨機(jī)變量X服從正態(tài)分布N3,4,若PX>a?2=PX<6?3a,則A.?2 B.?1 C.12 【解題思路】根據(jù)正態(tài)分布曲線的對(duì)稱(chēng)性即可求得答案.【解答過(guò)程】由題意隨機(jī)變量X服從正態(tài)分布N3,4,即正態(tài)分布曲線關(guān)于x=3因?yàn)镻X>a?2故a?2+(6?3a)2故選:B.【變式32】(2023上·貴州黔西·高三校聯(lián)考階段練習(xí))若隨機(jī)變量X~N10,22A.PX≥10=0.5 C.P8≤X≤12=2P8≤X≤10【解題思路】根據(jù)正態(tài)分布曲線的對(duì)稱(chēng)性即可結(jié)合選項(xiàng)逐一求解,【解答過(guò)程】根據(jù)隨機(jī)變量X~N10,22所以PX≥10=0.5,故A正確,P8≤X≤12D2X+1故選:D.【變式33】(2023下·河北滄州·高二統(tǒng)考期末)在某項(xiàng)測(cè)試中,測(cè)量結(jié)果X~N1,σ2σ>0,若P1<X<2A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4【解題思路】由正態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性求解即可.【解答過(guò)程】解析:由正態(tài)分布知PX>1=0.5,因?yàn)椤郟X≥2=0.2,由對(duì)稱(chēng)性知故選:B.【題型4利用3原則求概率】【例4】(2023下·四川宜賓·高二統(tǒng)考期末)某科研院校培育大棗新品種,新培育的大棗單果質(zhì)量近似服從正態(tài)分布N90,4(單位:g),現(xiàn)有該新品種大棗10000個(gè),估計(jì)單果質(zhì)量在86,92范圍內(nèi)的大棗個(gè)數(shù)約為(

)附:若X~Nμ,σ2,則Pμ?σ<X<μ+σA.8185 B.8400 C.9974 D.9987【解題思路】求出μ、σ的值,結(jié)合3σ原則可求得P86<X<92的值,乘以10000【解答過(guò)程】因?yàn)棣?90,σ=2,則86=μ?2σ,92=μ+σ,則P==1因此,估計(jì)單果質(zhì)量在86,92范圍內(nèi)的大棗個(gè)數(shù)約為10000×0.8185=8185個(gè).故選:A.【變式41】(2023·河北衡水·河北衡水中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))若隨機(jī)變量X~Nμ,σ2σ>0,則有如下結(jié)論:(PX?μ<σ=0.6826,A.19 B.12 C.6 D.5【解題思路】由正態(tài)曲線的對(duì)稱(chēng)性求出理論上說(shuō)在130分以上的概率,即可求出理論上說(shuō)在130分以上人數(shù).【解答過(guò)程】∵數(shù)學(xué)成績(jī)近似地服從正態(tài)分布N120,102∴Px?120根據(jù)正態(tài)曲線的對(duì)稱(chēng)性知:理論上說(shuō)在130分以上的概率為12∴理論上說(shuō)在130分以上人數(shù)約為0.1587×40≈6.故選:C.【變式42】(2023下·浙江寧波·高二??计谥校┮阎S機(jī)變量X~N20,22,則P(X<16)=(

)(附:若X~Nμ,σA.0.02275 B.0.1588 C.0.15865 D.0.34135【解題思路】根據(jù)題意結(jié)合正態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性運(yùn)算求解.【解答過(guò)程】由題意可得:μ=20,σ=2,則P16≤ξ≤24所以P(X<16)=1故選:A.【變式43】(2023·內(nèi)蒙古包頭·一模)為了解全市高三學(xué)生身體素質(zhì)狀況,對(duì)某校高三學(xué)生進(jìn)行了體能抽樣測(cè)試,得到學(xué)生的體育成績(jī)X~N(70,100),其中60分及以上為及格,90分及以上為優(yōu)秀,則下列說(shuō)法正確的是(

)附:若X~Nμ,σ2,則P(μ?σ≤X<μ+σ)=0.6826A.該校學(xué)生體育成績(jī)的方差為10B.該校學(xué)生體育成績(jī)的期望為85C.該校學(xué)生體育成績(jī)的及格率小于85%D.該校學(xué)生體育成績(jī)的優(yōu)秀率大于3%【解題思路】根據(jù)正態(tài)分布的特征可求A,B選項(xiàng)的正誤,根據(jù)優(yōu)秀和及格的標(biāo)準(zhǔn)可得C,D選項(xiàng)的正誤.【解答過(guò)程】因?yàn)閄~N(70,100),所以該校學(xué)生體育成績(jī)的期望為70,方差為100,所以A,B均不正確;因?yàn)?0分及以上為及格,所以P(X≥60)=1?1?P(70?10≤X<70+10)因?yàn)?0分及以上為優(yōu)秀,所以P(X≥90)=1?P(70?20≤X<70+20)故選:C.【題型5\o"標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的應(yīng)用"\t"https://zujuan.xkw/gzsx/zj135500/_blank"標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的應(yīng)用】【例5】(2023上·高二課時(shí)練習(xí))設(shè)隨機(jī)變量ξ服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1),已知Φ(?1.96)=0.025,則P(ξ<1.96)=(A.0.025B.0.050C.0.950D.0.975【解題思路】根據(jù)變量符合正態(tài)分布,且對(duì)稱(chēng)軸為x=0,得到P(ξ【解答過(guò)程】ξ服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1),∴P(=1?2Φ(?1.96)=1?2×0.025=0.950,故選:C.【變式51】(2023下·河北石家莊·高二??茧A段練習(xí))設(shè)隨機(jī)變量ξ服從正態(tài)分布N0,1,則下列結(jié)論正確的是(

①Pξ<a=P③Pξ<a=1?2PA.①② B.②③ C.①④ D.②④【解題思路】由Pξ<a=P?a<ξ<a可判斷①,根據(jù)正態(tài)分布曲線的對(duì)稱(chēng)性可得【解答過(guò)程】因?yàn)殡S機(jī)變量ξ服從正態(tài)分布N0,1因?yàn)镻ξ因?yàn)镻=Pξ<a所以②正確,③不正確;因?yàn)镻ξ所以Pξ所以結(jié)論正確的是②④.故選:D.【變式52】(2023下·遼寧大連·高二大連二十四中??计谥校┰O(shè)隨機(jī)變量X~N(0,1),f(x)=P(X?x),其中x>0,則下列等式成立的是(

)A.f(2x)=2f(x) B.f(?x)=1?f(x)C.P(X?x)=2f(x)?1 D.P(|X|>x)=2?f(x)【解題思路】根據(jù)隨機(jī)變量X服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1),得到正態(tài)曲線關(guān)于x=0對(duì)稱(chēng),再結(jié)合正態(tài)分布的密度曲線定義,由此逐一分析四個(gè)選項(xiàng),即可得到答案.【解答過(guò)程】解:因?yàn)殡S機(jī)變量X~N(0,1),所以正態(tài)曲線關(guān)于直線x=0對(duì)稱(chēng),因?yàn)閒(x)=P(X?x)(x>0),所以根據(jù)正態(tài)曲線的對(duì)稱(chēng)性可得f(?x)=P(X<x)=1?f(x),故選項(xiàng)B正確;因?yàn)閒(2x)=P(X?2x),2f(x)=2P(X?x),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;P(X?x)=1?P(X?x)=1?f(x),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;P(|X|>x)=P(X>x或X<?x)=2f(x),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選:B.【變式53】(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))小明上學(xué)有時(shí)坐公交車(chē),有時(shí)騎自行車(chē),他記錄多次數(shù)據(jù),分析得到:坐公交車(chē)平均用時(shí)30min,樣本方差為36;騎自行車(chē)平均用時(shí)34min,樣本方差為4,假設(shè)坐公交車(chē)用時(shí)X~N(30,62),騎自行車(chē)用時(shí)Y~N(34,A.P(X≤38)>P(Y≤38) B.P(X≤34)>P(Y≤34)C.如果有38分鐘可用,小明應(yīng)選擇坐公交車(chē) D.如果有34分鐘可用,小明應(yīng)選擇自行車(chē)【解題思路】利用正態(tài)分布曲線的意義以及對(duì)稱(chēng)性,對(duì)四個(gè)選項(xiàng)逐一分析判斷即可.【解答過(guò)程】因?yàn)閄~N(30,62)將X,Y化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,則X?306因?yàn)?8?306<38?34又P(X≤34)>12,P(Y≤34)=因?yàn)镻(X≤38)<P(Y≤38),所以如果有38分鐘可用,小明應(yīng)選擇自行車(chē),故C錯(cuò)誤;因?yàn)镻(X≤34)>P(Y≤34),所以如果有34分鐘可用,小明應(yīng)選擇坐公交車(chē),故D錯(cuò)誤.故選:B.【題型6\o"正態(tài)分布的實(shí)際應(yīng)用"\t"https://zujuan.xkw/gzsx/zj135500/_blank"正態(tài)分布的實(shí)際應(yīng)用】【例6】(2023上·云南昆明·高三校考階段練習(xí))隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,各種購(gòu)物群成為網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售的新渠道.在丑橘銷(xiāo)售旺季,某丑橘基地隨機(jī)抽查了100個(gè)購(gòu)物群的銷(xiāo)售情況,各購(gòu)物群銷(xiāo)售丑橘的數(shù)量(都在100箱到600箱之間)情況如下:丑橘數(shù)量(箱)100,200200,300300,400400,500500,600購(gòu)物群數(shù)量(個(gè))a18a+8a+2018(1)求實(shí)數(shù)a的值,并用組中值估計(jì)這100個(gè)購(gòu)物群銷(xiāo)售丑橘總量的平均數(shù)(箱);(2)假設(shè)所有購(gòu)物群銷(xiāo)售丑橘的數(shù)量X服從正態(tài)分布Nμ,σ2,其中μ為(1)中的平均數(shù),σ附:若X服從正態(tài)分布X~Nμ,σ2【解題思路】(1)根據(jù)樣本總數(shù)可得a+18+a+8+a+20+18=100,可求得a=12,利用平均數(shù)的定義即可求得平均數(shù)為376(箱).(2)根據(jù)購(gòu)物群的劃分等級(jí),利用正態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性可分別求出各類(lèi)群的數(shù)量,即可求得獎(jiǎng)勵(lì)資金應(yīng)準(zhǔn)備373400元.【解答過(guò)程】(1)由題意得a+18+a+8+a+20+18=100,解得a=12.故平均數(shù)為1100(2)由題意,μ=376,σ=110,且266=376?110=μ?σ,596=376+220=μ+2σ,故P(X>596)=P(X>μ+2σ)=1所以“優(yōu)質(zhì)群”約有2000×0.023=46(個(gè)),P(266≤X<596)=P(μ?σ<X<μ+2σ)=1所以“一級(jí)群”約有2000×0.8185=1637(個(gè)),所以需要資金為46×1000+1637×200=373400(元),故至少需要準(zhǔn)備373400元.【變式61】(2023上·山東·高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)零件的精度幾乎決定了產(chǎn)品的質(zhì)量,越精密的零件其精度要求也會(huì)越高.某企業(yè)為了提高零件產(chǎn)品質(zhì)量,質(zhì)檢部門(mén)隨機(jī)抽查了100個(gè)零件的直徑進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理,得到數(shù)據(jù)如下表:零件直徑(單位:厘米)1.0,1.21.2,1.41.4,1.61.6,1.81.8,2.0零件個(gè)數(shù)1025302510已知零件的直徑可視為服從正態(tài)分布Nμ,σ2,μ(1)分別求μ,σ2(2)試估計(jì)這批零件直徑在1.044,1.728的概率;(3)隨機(jī)抽查2000個(gè)零件,估計(jì)在這2000個(gè)零件中,零件的直徑在1.044,1.728的個(gè)數(shù).參考數(shù)據(jù):0.052≈0.228;若隨機(jī)變量ξ~Nμ,σ2,則Pμ?σ≤ξ≤μ+σ【解題思路】(1)根據(jù)平均數(shù)與方差的公式即可求解.(2)根據(jù)正態(tài)分布的性質(zhì),結(jié)合正態(tài)分布在三個(gè)常見(jiàn)的區(qū)間上取值的概率進(jìn)行求解.(3)根據(jù)區(qū)間1.044,1.728上的概率計(jì)算即可.【解答過(guò)程】(1)由平均數(shù)與方差的計(jì)算公式分別得:μ=σ故μ=1.5,(2)設(shè)ξ表示零件直徑,則ξ~Nμ,σ2Pμ?σ≤ξ≤μ+σ由對(duì)稱(chēng)性得,2P1.5≤ξ≤1.728=0.6827同理,Pμ?2σ≤ξ≤μ+2σ2P1.044≤ξ≤1.5=0.9545P1.044≤ξ≤故這批零件直徑在1.044,1.728的概率為0.8186.(3)由(2)知,P1.044≤ξ≤所以在這2000個(gè)零件中,零件的直徑在1.044,1.728的有2000×0.8186≈1637個(gè).【變式62】(2023上·四川成都·高三校考階段練習(xí))為了不斷提高教育教學(xué)能力,某地區(qū)教育局利用假期在某學(xué)習(xí)平臺(tái)組織全區(qū)教職工進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí).第一學(xué)習(xí)階段結(jié)束后,為了解學(xué)習(xí)情況,負(fù)責(zé)人從平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)抽取了300名教職工的學(xué)習(xí)時(shí)間(滿(mǎn)時(shí)長(zhǎng)15小時(shí)),將其分成[3,5),[5,7),[7,9),[9,11),[11,13),[13,15]六組,并繪制成如圖所示的頻率分布直方圖(同一組中的數(shù)據(jù)用該組區(qū)間的中點(diǎn)值為代表).

參考數(shù)據(jù):若隨機(jī)變量ξ服從正態(tài)分布Nμ,σ2,則P(μ?σ<ξ≤μ+σ)≈0.6827,P(μ?2σ<ξ≤μ+2σ)≈0.9545(1)求a的值;(2)以樣本估計(jì)總體,該地區(qū)教職工學(xué)習(xí)時(shí)間ξ近似服從正態(tài)分布Nμ,σ2,其中μ近似為樣本的平均數(shù),經(jīng)計(jì)算知σ≈2.39(3)現(xiàn)采用分層抽樣的方法從樣本中學(xué)習(xí)時(shí)間在[7,9),[9,11)內(nèi)的教職工中隨機(jī)抽取5人,并從中隨機(jī)抽取3人作進(jìn)一步分析,分別求這3人中學(xué)習(xí)時(shí)間在[7,9)內(nèi)的教職工平均人數(shù).(四舍五入取整數(shù))【解題思路】(1)由頻率之和等于1,得出a;(2)計(jì)算平均數(shù)得出μ=9.84,再由正態(tài)分布的概率估計(jì)即可;(3)由分層抽樣得出X的所有可能取值,再由超幾何分布求解.【解答過(guò)程】(1)解:由題意得2×(0.02+0.03+a+0.18+0.10+0.05)=1,解得a=0.12.(2)由題意知樣本的平均數(shù)為4×0.02×2+6×0.03×2+8×0.12×2+10×0.18×2+12×0.10×2+14×0.05×2=9.84,所以μ=9.84.又σ≈2.39,所以P(7.45<ξ≤14.62)=P(μ?σ<ξ≤μ+2σ)=12則5000×0.8186=4093,所以估計(jì)該地區(qū)教職工中學(xué)習(xí)時(shí)間在(7.45,14.62]內(nèi)的人數(shù)約為4093.(3)[7,9),[9,11)對(duì)應(yīng)的頻率比為0

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