專題06 空間向量與立體幾何(期末復(fù)習(xí)講義)【原卷版及全解全析】_第1頁
專題06 空間向量與立體幾何(期末復(fù)習(xí)講義)【原卷版及全解全析】_第2頁
專題06 空間向量與立體幾何(期末復(fù)習(xí)講義)【原卷版及全解全析】_第3頁
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文檔簡介

1/27專題06空間向量與立體幾何(期末復(fù)習(xí)講義)核心考點(diǎn)復(fù)習(xí)目標(biāo)考情規(guī)律一:空間向量線性運(yùn)算1.熟練掌握線性運(yùn)算及運(yùn)算律,能結(jié)合圖形完成向量運(yùn)算.2.靈活運(yùn)用共線/共面向量定理解決線面平行、四點(diǎn)共面等問題,奠定后續(xù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ).3.掌握線性運(yùn)算及運(yùn)算律;4.運(yùn)用共線/共面向量定理解決基礎(chǔ)問題.1.題型:期末以選擇、填空為主,偶在解答題中作為基礎(chǔ)步驟綜合考查.2.重點(diǎn):期末核心考查共線/共面向量定理的簡單應(yīng)用,以及向量表達(dá)式化簡.3.難度:偏低,屬于基礎(chǔ)送分題,是期末必考點(diǎn),考查頻率穩(wěn)定.二:空間向量基本定理1.理解定理內(nèi)涵,能判斷基底、完成向量基底分解.2.運(yùn)用推論解決四點(diǎn)共面問題,建立基底分解的解題思維.3.理解定理,能判斷基底并完成向量分解;4.運(yùn)用推論解決四點(diǎn)共面問題.1.題型:期末多以選擇、填空題形式考查,較少在解答題中單獨(dú)出現(xiàn).2.重點(diǎn):期末考查核心是向量基底分解,偶爾涉及四點(diǎn)共面推論的應(yīng)用.3.難度:中等,側(cè)重基礎(chǔ)理解與簡單應(yīng)用三:空間向量坐標(biāo)運(yùn)算1.快速準(zhǔn)確建立坐標(biāo)系,熟練運(yùn)用坐標(biāo)運(yùn)算公式.2.通過坐標(biāo)運(yùn)算解決向量問題,形成“幾何→代數(shù)→幾何”的解題鏈條.3.熟練建系及坐標(biāo)運(yùn)算公式;4.用坐標(biāo)運(yùn)算解決向量問題.1.題型:貫穿期末選擇、填空、解答題,是解答題中立體幾何問題的核心解題工具.2.重點(diǎn):期末核心考查坐標(biāo)系建立、向量坐標(biāo)求解及基礎(chǔ)坐標(biāo)運(yùn)算的準(zhǔn)確性.3.難度:中等,是期末高頻考點(diǎn),運(yùn)算量適中,側(cè)重基礎(chǔ)公式的應(yīng)用.四:空間向量研究線面關(guān)系1.熟練求解方向向量與法向量.2.運(yùn)用向量準(zhǔn)確判斷線線、線面、面面關(guān)系,求解各類空間角.3.熟練求方向向量、法向量;4.用向量判斷線面關(guān)系、求空間角.1.題型:期末解答題核心考點(diǎn),選擇、填空題也會涉及,綜合度較高.2.重點(diǎn):期末考查重點(diǎn)是法向量求解、線面垂直/平行的證明,以及異面直線夾角、線面角計(jì)算.3.難度:中等偏上,是期末立體幾何板塊的核心得分點(diǎn),不涉及復(fù)雜探究性問題五:空間向量研究距離與夾角問題1.熟練運(yùn)用向量公式求解各類空間距離.2.準(zhǔn)確求解各類空間角,規(guī)避范圍與公式錯(cuò)誤.3.熟練用向量求空間距離;1.題型:期末選擇、填空、解答題均有考查,常與線面關(guān)系判斷綜合命題.2.重點(diǎn):期末核心考查點(diǎn)到平面距離、二面角的基礎(chǔ)計(jì)算,難度低于高考.3.難度:中等偏上,側(cè)重基礎(chǔ)公式應(yīng)用與轉(zhuǎn)化思想,是期末拉開分差的關(guān)鍵考點(diǎn)之一.考點(diǎn)一:空間向量線性運(yùn)算1.核心概念:線性運(yùn)算(加法:三角形/平行四邊形法則;減法:三角形法則;數(shù)乘:,為實(shí)數(shù));共線向量定理(時(shí),存在唯一,使);共面向量定理(不共線時(shí),與共面?存在唯一,使).2.核心公式:運(yùn)算律(;;);共線判定();共面判定(不共線)).3.易錯(cuò)點(diǎn):混淆“共線”與“共面”(共線向量一定共面,共面向量不一定共線);忽略共線定理中的條件,直接用判定共線.4.??冀Y(jié)論:四點(diǎn)共面且(為空間任一點(diǎn));直線且與不重合.考點(diǎn)二:空間向量基本定理1.核心概念:基底(不共面的三個(gè)向量,基向量非零);定理(任一空間向量可唯一表示為).2.核心公式:向量分解式(,唯一);四點(diǎn)共面推論(且共面).3.易錯(cuò)點(diǎn):將共面向量作為基底(如正方體中同一面的三個(gè)邊向量不可作基底);忽略分解系數(shù)的唯一性,多解或漏解.4.??冀Y(jié)論:選基底優(yōu)先選“從同一頂點(diǎn)出發(fā)的三條棱向量”(如正方體中);若且為基底,則唯一確定.考點(diǎn)三:空間向量坐標(biāo)運(yùn)算1.核心概念:空間直角坐標(biāo)系(以兩兩垂直且共點(diǎn)的直線為坐標(biāo)軸);向量坐標(biāo)(,由起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)差求得).2.核心公式:線性運(yùn)算(;);數(shù)量積();模長();夾角();共線();垂直().3.易錯(cuò)點(diǎn):建系錯(cuò)誤(坐標(biāo)軸不垂直,如將斜棱柱的側(cè)棱作為軸);坐標(biāo)計(jì)算錯(cuò)(中點(diǎn)坐標(biāo)漏除2、對稱點(diǎn)坐標(biāo)符號搞反);夾角公式漏絕對值(直接用求線線角).4.常考結(jié)論:點(diǎn)關(guān)于面對稱點(diǎn)為,關(guān)于原點(diǎn)對稱點(diǎn)為;若,則(直接用坐標(biāo)判定).考點(diǎn)四:空間向量研究線面關(guān)系1.核心概念:方向向量(與直線平行的非零向量,如直線的);法向量(與平面垂直的非零向量,如平面的);線面關(guān)系(平行、垂直、夾角:異面直線角、線面角、二面角).2.核心公式:異面直線角(,);線面角(,);二面角(,,符號由圖形判斷);線面平行(且直線不在平面內(nèi));線面垂直().3.易錯(cuò)點(diǎn):法向量求解漏解(忽略相反向量,如與均為法向量);線面角與法向量夾角混淆(誤用求線面角);二面角符號判斷錯(cuò)(直接取,忽略鈍角).4.??冀Y(jié)論:正方體/長方體中,可直接取棱向量為方向向量,面的法向量可由棱向量叉乘快速求得;若直線的與平面的平行,則(期末高頻證明).考點(diǎn)五:空間向量研究距離與夾角問題1.核心概念:空間距離(點(diǎn)到直線、點(diǎn)到平面、平行直線間、平行平面間距離);空間夾角(異面直線角、線面角、二面角,范圍不同公式有別);核心公式(點(diǎn)到直線:;點(diǎn)到平面:;平行直線/平面間距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線/平面距離;夾角公式同考點(diǎn)四).2.易錯(cuò)點(diǎn):距離轉(zhuǎn)化錯(cuò)(平行平面間距離直接用兩法向量距離計(jì)算);夾角范圍記錯(cuò)(異面直線角誤取,實(shí)際為);點(diǎn)到平面距離公式漏絕對值(直接用).3.??冀Y(jié)論:若平面α∥β,則α內(nèi)任一點(diǎn)到β的距離都相等(期末簡化計(jì)算);求異面直線距離時(shí),若兩直線垂直,可直接用公垂線段長度(結(jié)合向量更簡便).題型一向量線性運(yùn)算化簡與求值解|題|技|巧解題關(guān)鍵:熟練掌握三角形法則、平行四邊形法則,利用幾何體棱的平行/相等關(guān)系轉(zhuǎn)化向量.答題模板:1.審題標(biāo)注:明確目標(biāo)向量,圈出已知向量及幾何體中棱的平行、相等關(guān)系(如、);2.向量轉(zhuǎn)化:將目標(biāo)向量逐步拆分為已知向量的線性組合,利用幾何體結(jié)構(gòu)特征替換等價(jià)向量;3.運(yùn)算化簡:依據(jù)向量加法、減法、數(shù)乘運(yùn)算律(交換律、結(jié)合律、分配律)整理表達(dá)式;4.驗(yàn)證結(jié)果:檢查運(yùn)算過程中符號、系數(shù)是否正確,確?;喗Y(jié)果簡潔且符合題意.【典例1】(24-25高二下·云南·期末)如圖,在三棱錐中,是的中點(diǎn),點(diǎn)在上,,記,則(

)A. B.C. D.【變式1】(24-25高二下·江蘇南京·期末)在三棱錐中,,,,且,,則等于(

)A. B.C. D.【變式2】(24-25高二下·甘肅白銀·期末)在四面體中,,,棱,的中點(diǎn)分別為,,若,則.題型二共線/共面向量定理應(yīng)用答|題|模|板解題關(guān)鍵:牢記共線判定、四點(diǎn)共面判定且.答題模板:1.共線判斷模板:①提取兩條直線對應(yīng)的方向向量、;②假設(shè)(),列出橫、縱、豎坐標(biāo)對應(yīng)的等式;③求解,若存在唯一非零滿足所有等式,則兩直線共線(平行),否則不共線.2.共面判斷模板:①選取空間任意一點(diǎn)(優(yōu)先選幾何體頂點(diǎn),簡化計(jì)算);②寫出、、、的向量關(guān)系,整理為的形式;③計(jì)算系數(shù)和,若等于1,則、、、四點(diǎn)共面,否則不共面.【典例1】(24-25高二上·廣東廣州·月考)已知點(diǎn)D在確定的平面內(nèi),是平面外任意一點(diǎn),滿足,且,,則的最小值為(

)A. B. C. D.【變式1】(24-25高二下·福建漳州·期末)在三棱錐中,是平面內(nèi)一點(diǎn),且,則(

)A. B.1 C.2 D.3【變式2】(24-25高二上·江蘇南通·期末)已知三點(diǎn)不共線,點(diǎn)在平面外,點(diǎn)滿足,則當(dāng)點(diǎn)共面時(shí),實(shí)數(shù)(

)A. B. C. D.題型三基底的判斷與選擇答|題|模|板解題關(guān)鍵:明確基底必備條件(三個(gè)向量不共面、非零),優(yōu)先選擇同一頂點(diǎn)出發(fā)的三條棱向量作為基底.答題模板:1.基底判斷模板:①第一步驗(yàn)證向量非零:確認(rèn)三個(gè)向量均不為零向量;②第二步假設(shè)共面:假設(shè)三個(gè)向量、、共面,根據(jù)共面向量定理設(shè);③第三步求解方程:列出坐標(biāo)等式組,若方程組無解,則向量不共面,可作為基底;若有解,則共面,不可作為基底。2.基底選擇模板:①優(yōu)先選同一頂點(diǎn)出發(fā)、兩兩垂直或夾角明確的三條棱向量(如正方體中、、);②確保所選基底能便捷表示幾何體中其他所需向量,減少后續(xù)運(yùn)算量.【典例1】(24-25高二下·安徽亳州·期末)在三棱柱中,為的中點(diǎn),則.【變式1】(24-25高二上·湖南邵陽·期末)平行六面體中,,,,則.【變式2】(24-25高二上·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末)在正四面體中,,則(用,,表示).若,則.題型四向量的基底分解答|題|模|板解題關(guān)鍵:利用幾何體中的平行、相等、垂直關(guān)系,通過線性運(yùn)算拆分目標(biāo)向量,結(jié)合定理唯一性確定系數(shù).答題模板:1.確定基底:明確選定的基底,標(biāo)注基底向量的方向和長度關(guān)系;2.拆分目標(biāo)向量:結(jié)合幾何體結(jié)構(gòu),將目標(biāo)向量沿基底方向拆分,利用等關(guān)系轉(zhuǎn)化為基底相關(guān)向量;3.列等式:根據(jù)向量相等的定義,將目標(biāo)向量表示為的形式,對應(yīng)基底向量的系數(shù);4.求解系數(shù):通過幾何體中的長度、平行關(guān)系列方程,解出、、,最終寫出分解式.【典例1】(24-25高二上·遼寧大連·期中)如圖,在四面體OABC中,,,,點(diǎn)在OA上,且,點(diǎn)為BC的中點(diǎn),設(shè),則.【變式1】(23-24高二下·福建寧德·期末)四棱錐的底面是平行四邊形,且,若則.【變式2】(23-24高二上·河北石家莊·期末)如圖所示,在平行六面體中,,,,點(diǎn)M是的中點(diǎn),點(diǎn)是上的點(diǎn),且,若,則.題型五坐標(biāo)運(yùn)算與向量性質(zhì)判斷答|題|模|板解題關(guān)鍵:熟記坐標(biāo)運(yùn)算公式,求線線角時(shí)注意夾角公式取絕對值,垂直判定直接用數(shù)量積為0.答題模板:1.明確向量坐標(biāo):寫出已知向量、的坐標(biāo);2.執(zhí)行運(yùn)算:①線性運(yùn)算:,;②數(shù)量積:;③模長:;④線線角:().3.性質(zhì)判斷:①共線:、、(存在唯一);②垂直:,即.【典例1】【多選題】(24-25高二上·福建三明·期末)設(shè),向量,,,且,,則(

).A. B. C. D.【變式1】【多選題】(24-25高二上·浙江杭州·期末)在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),,,,則下列結(jié)論正確的是(

)A. B.A,B,C三點(diǎn)共線C. D.在上的投影向量為【變式2】【多選題】(24-25高二上·河南鄭州·期末)已知空間向量,則下列結(jié)論正確的是(

)A.與共面B.C.在上的投影向量為D.與夾角的余弦值為題型六線線、線面、面面平行/垂直的證明答|題|模|板解題關(guān)鍵:熟練求解方向向量、法向量;牢記判定關(guān)系(如線面垂直直線方向向量與平面法向量平行).答題模板:1.準(zhǔn)備工作:建立空間直角坐標(biāo)系(若未建立),寫出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo);2.求向量:①方向向量:取直線上兩點(diǎn),計(jì)算兩點(diǎn)坐標(biāo)差得方向向量(如直線的方向向量);②法向量:設(shè)平面法向量,取平面內(nèi)兩個(gè)不共線向量、,列方程組,求解得法向量(取最簡整數(shù)比);3.判定證明:①線線平行:(存在使);線線垂直:;②線面平行:且直線上一點(diǎn)不在平面內(nèi);線面垂直:(存在使);③面面平行:(存在使);面面垂直:;4.寫結(jié)論:結(jié)合判定條件,得出平行/垂直的最終結(jié)論.【典例1】(24-25高二上·浙江紹興·期末)如圖,在三棱柱中,底面,,,,為的中點(diǎn),為側(cè)棱上的動(dòng)點(diǎn).(1)求證:平面平面;(2)試判斷是否存在,使得直線.若存在,求的長;若不存在,請說明理由.【變式1】(24-25高二上·浙江杭州·期末)在直四棱柱中,底面ABCD是菱形,,且,M為AD的中點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足,且.(1)若時(shí),求證:;(2)若,E為上一動(dòng)點(diǎn),且平面ABCD,求EP的最小值;(3)若,點(diǎn)O為三棱錐外接球的球心,求OP的取值范圍.【變式2】(24-25高二上·湖南·期末)在長方體中,,,,是的中點(diǎn),點(diǎn)滿足,當(dāng)平面時(shí),的值為.題型七空間角的計(jì)算答|題|模|板解題關(guān)鍵:明確各角范圍,熟記夾角公式(異面直線角用方向向量夾角絕對值的余弦,線面角用方向向量與法向量夾角絕對值的正弦),準(zhǔn)確求解法向量.答題模板:1.異面直線角計(jì)算模板:①求方向向量:分別求出兩條異面直線的方向向量、;②代入公式:();③求角度:根據(jù)的值,結(jié)合特殊角三角函數(shù)值求出.2.線面角計(jì)算模板:①求向量:求出直線方向向量和平面法向量;②代入公式:();③求角度:根據(jù)的值求出(注意區(qū)分線面角與法向量夾角,避免用錯(cuò)公式).【典例1】(24-25高一下·海南·期末)如圖,已知三棱柱中,側(cè)棱與底面垂直,且,,M、N、P、D分別是、、、的中點(diǎn).(1)求證:平面;(2)求直線平面所成角的正弦值.【變式1】(24-25高二下·廣東深圳·期末)如圖,正三棱柱的所有棱長都為,點(diǎn)為線段上靠近點(diǎn)的三等分點(diǎn),點(diǎn)、、分別為、、的中點(diǎn).(1)求證:平面;(2)求直線與平面所成角的正弦值.【變式2】(24-25高二下·福建寧德·期末)如圖,直四棱柱的底面是正方形,,,分別為線段,上的點(diǎn),且滿足.(1)證明:平面;(2)求直線與平面所成角的正弦值.題型八點(diǎn)到平面距離的計(jì)算答|題|模|板解題關(guān)鍵:熟記點(diǎn)到平面距離公式(為平面內(nèi)點(diǎn),為法向量),平行平面間距離轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)任一點(diǎn)到另一平面的距離.答題模板:1.點(diǎn)到平面距離模板:①確定向量:選取平面內(nèi)任意一點(diǎn),目標(biāo)點(diǎn)為,求出;求平面的法向量;②代入公式:(絕對值保證距離非負(fù));③計(jì)算結(jié)果:代入坐標(biāo)計(jì)算數(shù)量積和模長,得出距離值.2.平行關(guān)系距離轉(zhuǎn)化模板:①平行直線間距離:轉(zhuǎn)化為其中一條直線上任意一點(diǎn)到另一條直線的距離(同點(diǎn)到直線距離方法);②平行平面間距離:轉(zhuǎn)化為其中一個(gè)平面內(nèi)任意一點(diǎn)到另一個(gè)平面的距離(同點(diǎn)到平面距離方法),無需額外求法向量.【典例1】(24-25高二上·上?!て谀┤鐖D,在四棱臺中,底面是菱形,棱平面,,,,則點(diǎn)到平面的距離為.【變式1】(24-25高二上·天津和平·期末)正方體的棱長為分別為的中點(diǎn),為底面的中心,則點(diǎn)到平面的距離為.【變式2】(24-25高二上·上海寶山·期中)平面經(jīng)過點(diǎn),且的法向量,則到平面的距離為.題型九二面角與距離綜合計(jì)算答|題|模|板解題關(guān)鍵:先準(zhǔn)確求解兩個(gè)平面的法向量,判斷二面角大?。ㄤJ角/鈍角),再結(jié)合距離公式計(jì)算,注意運(yùn)算準(zhǔn)確性.答題模板:1.求二面角:①建立坐標(biāo)系,寫出兩個(gè)平面內(nèi)相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo);②分別求出兩個(gè)平面的法向量、;③計(jì)算法向量夾角余弦值:;④判斷二面角類型:根據(jù)幾何體圖形,判斷二面角為銳角或鈍角,二面角與相等或互補(bǔ),得出的大小.2.求距離:①若求點(diǎn)到平面距離,按題型9模板計(jì)算;②若求異面直線距離,先找公垂線方向向量(可由兩直線方向向量叉乘得到),再取兩直線上各一點(diǎn)構(gòu)造向量,投影到公垂線方向向量上求模長。3.綜合總結(jié):整理二面角大小和距離結(jié)果,規(guī)范書寫答題步驟.【典例1】(25-26高二上·北京·期中)如圖,四棱錐中,底面ABCD為平行四邊形,,,底面ABCD.

(1)證明:;(2)若,求二面角的余弦值;(3)在(2)的條件下,求點(diǎn)到平面的距離.【變式1】(24-25高二下·廣東深圳·期末)如圖,在四棱錐中,底面為直角梯形,,,,平面,,分別為棱,的中點(diǎn).(1)證明:平面;(2)求平面與平面夾角的余弦值.【變式2】(24-25高二下·四川涼山·期末)如圖,在圓錐中,為底面圓的內(nèi)接四邊形,對角線過圓心,圓錐母線長為,,.(1)若,平面與平面的交線為,證明:;(2)若,求平面與平面所成角的正弦值.題型十動(dòng)態(tài)問題中的向量應(yīng)用(含動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)直線/平面)答|題|模|板解題關(guān)鍵:1.用參數(shù)(如、)表示動(dòng)態(tài)點(diǎn)的坐標(biāo)或動(dòng)態(tài)向量;2.將幾何條件(平行、垂直、角度范圍)轉(zhuǎn)化為關(guān)于參數(shù)的代數(shù)方程/不等式;3.借助函數(shù)值域或不等式求解參數(shù)范圍.答題模板:1.參數(shù)化建模:①建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)(含參數(shù),如,用表示其中1-2個(gè)變量);②寫出動(dòng)態(tài)直線的方向向量或動(dòng)態(tài)平面的法向量(含參數(shù)).2.轉(zhuǎn)化條件:①根據(jù)題意列出幾何條件(如線面垂直則方向向量與法向量共線、角度則余弦值);②將向量關(guān)系代入,轉(zhuǎn)化為關(guān)于參數(shù)的方程或不等式.3.求解參數(shù):①解代數(shù)方程/不等式,確定參數(shù)的取值范圍;②若求最值,結(jié)合函數(shù)單調(diào)性或基本不等式計(jì)算極值.4.驗(yàn)證結(jié)論:結(jié)合動(dòng)態(tài)場景驗(yàn)證參數(shù)范圍的合理性,確保幾何意義與代數(shù)結(jié)果一致.【典例1】【多選題】(25-26高二上·浙江杭州·期中)棱長為2的正方體中,點(diǎn)在棱上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)是棱的中點(diǎn),則下列說法正確的是(

)A.若是棱的中點(diǎn),則平面B.存在點(diǎn)使C.若與平面所成的角記為,則D.點(diǎn)到直線的距離最小值為【變式1】【多選題】(24-25高二上·貴州畢節(jié)·期末)如圖,在棱長為2的正方體中,點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng),則下列結(jié)論正確的是(

)A.B.三棱錐的體積是C.的最小值為D.不存在點(diǎn)使直線與直線夾角的余弦值為【變式2】【多選題】(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知正方體棱長為2,點(diǎn)在底面內(nèi)運(yùn)動(dòng),則()A.三棱錐體積為定值B.二面角為定值C.直線與平面所成角的正弦值取值范圍為D.的最小值為題型十一空間角與距離的最值問題答|題|模|板解題關(guān)鍵:1.將角或距離表示為關(guān)于某個(gè)變量的函數(shù)(如線段長度、角度參數(shù));2.利用向量公式轉(zhuǎn)化函數(shù)表達(dá)式,結(jié)合變量的取值范圍求最值;3.區(qū)分“角的最值”與“三角函數(shù)值的最值”(如異面直線角最小對應(yīng)余弦值最大).答題模板:1.變量設(shè)定:①建立坐標(biāo)系,設(shè)影響角/距離的變量(如線段上動(dòng)點(diǎn)的參數(shù),);②寫出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)與向量坐標(biāo)(含變量).2.函數(shù)轉(zhuǎn)化:①代入空間角或距離公式,將所求量表示為關(guān)于變量的函數(shù)(如、);②化簡函數(shù)表達(dá)式,明確變量的取值范圍(由幾何體邊界確定).3.求最值:①利用一次函數(shù)單調(diào)性、二次函數(shù)頂點(diǎn)式或基本不等式求函數(shù)最值;②結(jié)合角的范圍(如二面角)轉(zhuǎn)化函數(shù)最值,得到幾何量的最值(如最小則最大).4.確定最值條件:找到取得最值時(shí)的變量值,明確對應(yīng)的幾何位置(如動(dòng)點(diǎn)的具體坐標(biāo))【典例1】(24-25高一下·黑龍江·期末)如圖,在四棱錐中,底面是邊長為的菱形,,點(diǎn)在底面的投影恰為的重心.(1)求證:;(2)若直線與平面所成角的正弦值為,點(diǎn)為棱上的動(dòng)點(diǎn)(不包括端點(diǎn)).①求四棱錐的體積;②求平面與平面夾角的余弦值的最大值.【變式1】(24-25高二下·云南麗江·期末)如圖,在直三棱柱中,,分別是,的中點(diǎn).

(1)求證:平面;(2)若且,求平面與平面所成銳二面角余弦值的取值范圍.【變式2】(24-25高一下·浙江寧波·期末)如圖,在四棱錐中,底面是邊長為4的正方形,.(1)求四棱錐的體積的最大值:(2)在(1)的條件下,求直線與平面所成角的正弦值;(3)若,求平面與平面夾角的余弦值的最大值.題型十二折疊問題中的空間向量求解答|題|模|板解題關(guān)鍵:1.區(qū)分折疊前后的“不變量”(長度不變、共面關(guān)系不變)與“變量”(空間位置關(guān)系變化);2.折疊后以“不變的垂直關(guān)系”為依據(jù)建立坐標(biāo)系;3.注意折疊后平面與平面的交線,以此為橋梁關(guān)聯(lián)前后坐標(biāo).答題模板:1.分析折疊前后的關(guān)系:①標(biāo)注平面圖形中的垂直關(guān)系、線段長度(不變量);②確定折疊后幾何體的結(jié)構(gòu),明確交線(如折痕為交線).2.建系與坐標(biāo)求解:①以折疊后仍垂直的兩條線段為坐標(biāo)軸,折痕上的頂點(diǎn)為原點(diǎn);②利用不變的線段長度,寫出折疊后各頂點(diǎn)的坐標(biāo)(注意折疊后空間位置的變化,避免坐標(biāo)符號錯(cuò)誤).3.向量運(yùn)算:①計(jì)算方向向量與法向量,驗(yàn)證折疊后的垂直/平行關(guān)系;②代入空間角或距離公式計(jì)算所求量.4.驗(yàn)證合理性:結(jié)合折疊的動(dòng)態(tài)過程,驗(yàn)證所求角或距離是否符合空間幾何體的實(shí)際位置關(guān)系.【典例1】(25-26高二上·安徽蕪湖·期中)如圖,在平面四邊形中為等腰直角三角形,為正三角形,,將沿翻折至,其中為動(dòng)點(diǎn).(1)三棱錐的各個(gè)頂點(diǎn)都在球的球面上:①當(dāng)二面角的大小為時(shí),求球的表面積;②求球的表面積的最小值;(2)求二面角的余弦值的最小值.【變式1】(25-26高二上·江西宜春·月考)如圖1,在平面四邊形中,,,,,將沿翻折到的位置,使得平面平面,如圖2所示.(1)求證:平面;(2)設(shè)線段的中點(diǎn)為,求平面與平面所成的二面角的余弦值.【變式2】(25-26高三上·湖北襄陽·月考)如圖,在中,為的中點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),將沿翻折至,得到四棱錐為棱上一動(dòng)點(diǎn)(不包含端點(diǎn)).(1)若為棱的中點(diǎn),證明:平面;(2)若,直線與平面所成角的正弦值為,求.題型十三向量法解決探索性問題(存在性問題)答|題|模|板解題關(guān)鍵:1.假設(shè)存在滿足條件的點(diǎn)或直線,用參數(shù)表示其坐標(biāo)或方向向量;2.將幾何條件轉(zhuǎn)化為向量的代數(shù)方程;3.若方程有解則存在,無解則不存在.答題模板:1.假設(shè)與參數(shù)化:①假設(shè)存在滿足條件的點(diǎn)(或直線),設(shè)的坐標(biāo)為(含參數(shù),如在某線段上則用表示為,);②寫出相關(guān)直線的方向向量或平面的法向量.2.條件轉(zhuǎn)化:①將題目條件(如平面則垂直平面內(nèi)兩條相交直線)轉(zhuǎn)化為向量關(guān)系(如且);②代入坐標(biāo)得到關(guān)于參數(shù)的方程組.3.求解驗(yàn)證:①解方程組,判斷是否存在符合條件的參數(shù)(如);②若存在,求出參數(shù)值并確定點(diǎn)/直線的位置;若不存在,說明方程無解的原因.4.總結(jié)結(jié)論:明確寫出“存在”或“不存在”,并補(bǔ)充對應(yīng)的幾何位置(如存在點(diǎn),當(dāng)時(shí)位于線段中點(diǎn)).【典例1】(25-26高三上·北京昌平·月考)如圖,四邊形、均為直角梯形,,,,且.(1)求證:平面;(2)在線段上是否存在點(diǎn),使得直線和平面所成角的正弦值為?若存在,求出的值;若不存在,說明理由.【變式1】(25-26高二上·江蘇無錫·期中)如圖,平行六面體的所有棱長均為1,,,平面平面,點(diǎn),滿足,.(1)求證:平面;(2)求直線與平面所成的角的正弦值;(3)是否存在點(diǎn)在線段上,使得點(diǎn)到平面的距離為?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.【變式2】(25-26高二上·河北秦皇島·期中)如圖,在四棱錐中,四邊形是直角梯形,,且,,,為中點(diǎn).(1)證明:平面;(2)在線段上是否存在點(diǎn),使得平面與平面夾角的余弦值為?若存在,求出點(diǎn)的位置;若不存在,請說明理由.期末基礎(chǔ)通關(guān)練(測試時(shí)間:30分鐘)一、單選題1.(24-25高二上·廣東深圳·期末)已知為空間的一組基底,則下列各組向量中能構(gòu)成空間的一組基底的是(

)A.,, B.,,C.,, D.,,2.(21-22高一下·重慶沙坪壩·期末)如圖,在斜三棱柱中,為的中點(diǎn),為靠近的三等分點(diǎn),設(shè),則用表示為()A. B.C. D.3.(25-26高二上·湖北孝感·期中)設(shè)空間向量.若不能構(gòu)成空間向量的一組基底,則(

)A. B. C. D.4.(25-26高二上·河北張家口·期中)設(shè),向量,且,,則(

)A. B. C.4 D.3二、多選題5.(23-24高二上·廣東深圳·期中)已知空間中三點(diǎn),則(

)A.向量與向量垂直B.平面的一個(gè)法向量為C.與的夾角余弦值為D.三、填空題6.(25-26高二上·天津河?xùn)|·期中)在空間直角坐標(biāo)系中,若,四點(diǎn)共面,則.7.(25-26高二上·云南·月考)如圖,在棱長均為1的平行六面體中,,則.

8.(24-25高二上·安徽黃山·期末)已知正方體的邊長為,點(diǎn)是的中點(diǎn),則點(diǎn)到直線的距離為.9.(24-25高二下·甘肅白銀·期末)在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),,且平面的一個(gè)法向量,則直線與平面所成角的正弦值為.10.(24-25高二下·河南南陽·期末)在空間直角坐標(biāo)系中,,平面的一個(gè)法向量為,則點(diǎn)到平面的距離為.期末重難突破練(測試時(shí)間:60分鐘)一、單選題1.(24-25高二上·河南周口·月考)在正三棱錐中,,點(diǎn)滿足,則的最小值為(

)A. B. C. D.2.(24-25高一下·吉林松原·期末)鄭國渠是秦王嬴政命鄭國修建的著名水利工程,先人用智慧和勤勞修筑了一道道堅(jiān)固的堤壩.如圖是一道堤壩的示意圖,堤壩斜面與底面的交線記為,點(diǎn)分別在堤壩斜面與地面上,過點(diǎn)分別作直線的垂線,垂足分別為,若,二面角的大小為,則(

)A.3 B. C. D.63.(24-25高二上·福建南平·期末)如圖,在三棱錐中,點(diǎn)為底面的重心,點(diǎn)是線段的中點(diǎn),過點(diǎn)的平面分別交,,于點(diǎn),,,若,,,則(

)A. B. C. D.二、多選題4.(24-25高一下·廣東云浮·期末)已知正四面體的每條棱長均為為正四面體的外接球的直徑,點(diǎn)在正四面體的表面上運(yùn)動(dòng),則下列結(jié)論正確的是(

)A.正四面體外接球的表面積為B.正四面體內(nèi)切球的體積為C.的最大值為D.的最小值為5.(24-25高一下·浙江寧波·期末)在長方體中,,空間中的點(diǎn)滿足,則下列說法正確的是(

)A.若,則點(diǎn)在平面上B.若,且,則與面所成角最小值的正切值為C.若,則的最小值為D.若,且在長方體表面上,則的軌跡長度為6.(2025·湖南·三模)如圖,兩個(gè)邊長均為1的正方形與正方形所在的平面互相垂直.點(diǎn),分別是對角線,上的動(dòng)點(diǎn),且,的長度相等,記,點(diǎn)是線段上的一點(diǎn).下列結(jié)論正確的是(

A.B.的最小值是C.三棱錐與三棱錐的體積相等D.若點(diǎn),,,,,在同一個(gè)球的球面上,則該球的體積是三、解答題7.(25-26高二上·福建福州·期中)如圖(1),在直角梯形中,,,過的中點(diǎn)作交于點(diǎn),,現(xiàn)將四邊形沿著翻折至位置,使得,如圖(2)所示.(1)證明:平面;(2)在線段上是否存在一點(diǎn),使得平面與平面的夾角的余弦值為,若存在,確定點(diǎn)的位置,若不存在,請說明理由.8.(23-24高二上·天津北辰·期中)如圖,在四棱錐中,底面ABCD為直角梯形,,,,,,,且平面平面ABCD,在平面ABCD內(nèi)過B作,交AD于O,連PO.

(1)求證:平面ABCD;(2)求面APB與面PBC所成角的正弦值;(3)在線段PA上存在一點(diǎn)M,使直線BM與平面PAD所成的角的正弦值為,求PM的長.9.(24-25高一下·重慶·期末)已知梯形中,,如圖1.將沿折起到,得到三棱錐,如圖2,分別為棱?的中點(diǎn).(1)若,求證:平面平面;(2)若,求二面角的正弦值;(3)是否存在點(diǎn),使得點(diǎn)到平面的距離為?若存在,確定點(diǎn)的位置;若不存在,請說明理由.10.(24-25高二下·福建泉州·期末)如圖,在四棱臺中,.底面ABCD為菱形,,點(diǎn)E為的中點(diǎn).,連接AC、BD,設(shè)交點(diǎn)為O,連接.(1)求證:;(2)若,且二面角大小為60°,求三棱錐外接球的表面積.期末綜合拓展練(測試時(shí)間:6-分鐘)1.(25-26高二上·遼寧朝陽·期中)球面三角學(xué)是研究球面三角形的邊、角關(guān)系的一門學(xué)科.如圖1,球O的半徑為R,A,B,C為球面上三點(diǎn),曲面ABC(陰影部分)叫做球面三角形.若設(shè)二面角C-OA-B,A-OB-C,B-OC-A分別為,,,則球面三角形ABC的面積為.

(1)若平面OAB,平面OAC,平面OBC兩兩垂直,求球面三角形ABC的面積;(2)將圖1中四面體OABC截出得到圖2,若平面三角形ABC為直角三角形,,延長AO與球O交于點(diǎn)D,連接BD,CD.(ⅰ)證明:;(ⅱ)若直線DA,DC與平面ABC所成的角分別為,,且,,S為AC的中點(diǎn),T為BC的中點(diǎn),設(shè)平面OBC與平面EST的夾角為,求的最小值.2.(24-25高一下·山西運(yùn)城·期末)離散曲率是刻畫空間彎曲性的重要指標(biāo).設(shè)為多面體的一個(gè)頂點(diǎn),定義多面體在點(diǎn)處的離散曲率為,其中為多面體的所有與點(diǎn)相鄰的頂點(diǎn),且平面,平面,平面和平面為多面體的所有以為公共點(diǎn)的面.如圖,在三棱錐中.(1)求三棱錐在各個(gè)頂點(diǎn)處的離散曲率的和;(2)若平面,三棱錐在頂點(diǎn)處的離散曲率為,求點(diǎn)到平面的距離;(3)在(2)的前提下,又知點(diǎn)在棱上,直線與平面所成角的余弦值為,求的長度.3.(24-25高二下·云南昭通·期末)空間直角坐標(biāo)系中,任意直線由直線上一點(diǎn)及直線的一個(gè)方向向量唯一確定,其標(biāo)準(zhǔn)式方程可表示為.若平面以為法向量且經(jīng)過點(diǎn),則平面的點(diǎn)法式方程可表示為,整理成一般式方程為.若直線與平面相交,則可以通過聯(lián)立直線和平面的方程求出交點(diǎn)坐標(biāo).若兩個(gè)平面相交,則交線的方向向量可由兩個(gè)平面的法向量確定.已知直線的方向式方程為,平面的一般式方程為,平面的一般式方程為,平面的一般式方程為(1)求直線與平面所成角的余弦值;(2)求與所成角的正弦值;(3)已知三棱柱的頂點(diǎn),平面的方程為,直線的方程為,平面的方程為.求點(diǎn)坐標(biāo)及直線與直線所成角的余弦值.4.(24-25高一下·黑龍江哈爾濱·月考)在空間直角坐標(biāo)系O-xyz中,已知向量,點(diǎn).若平面以為法向量且經(jīng)過點(diǎn),則平面的點(diǎn)法式方程為,一般式方程可表示為.(1)若直線l的方向向量為,平面α的一般式方程為,求直線l與平面α所成角的正弦值;(2)若平面β經(jīng)過點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn),平面γ的一般式方程為,直線l為平面β和平面γ的交線,求平面β的一般式方程,并求直線l的單位方向向量(寫出一個(gè)即可);(3)已知集合,,記集合Q中所有點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為,中所有點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為.(?。┤?,求幾何體的體積和的表面積.(ⅱ)若,求幾何體的體積關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式.5.(2025·全國·模擬預(yù)測)如圖,矩形中為中點(diǎn),將沿著折疊至.(1)證明:平面;(2)設(shè)平面平面,點(diǎn),過作一截面,與棱分別交于點(diǎn),且平面,記四棱錐的體積為,四棱錐的體積為,若直線與平面所成角的正弦值為,求.6.(24-25高三下·甘肅白銀·月考)空間的彎曲性是幾何研究的重要內(nèi)容,用曲率刻畫空間的彎曲性,規(guī)定:①多面體頂點(diǎn)的曲率等于減去多面體在該點(diǎn)處所有面角之和;②多面體的總曲率等于多面體所有頂點(diǎn)的曲率之和,多面體各頂點(diǎn)的平均曲率等于它的總曲率與頂點(diǎn)數(shù)之商,其中多面體的面的內(nèi)角叫作多面體的面角,角度用弧度制.例如:正四面體每個(gè)頂點(diǎn)均有3個(gè)面角,每個(gè)面角均為,故其各個(gè)頂點(diǎn)的曲率均為.(1)如圖1,已知四棱錐的底面ABCD為菱形,,O為BD的中點(diǎn),且平面ABCD,.①求該四棱錐在頂點(diǎn)P處的曲率的余弦值;②求二面角的平面角的正弦值;(2)瑞士數(shù)學(xué)家萊昂哈德·歐拉是18世紀(jì)數(shù)學(xué)界最杰出的人物之一,他對簡單多面體進(jìn)行研究后,提出了著名的歐拉定理:簡單多面體的頂點(diǎn)數(shù)V、棱數(shù)E與面數(shù)F滿足.請運(yùn)用歐拉定理解決下列問題:碳60()具有超導(dǎo)特性、抗化學(xué)腐蝕性、耐高壓以及強(qiáng)磁性,是一種應(yīng)用廣泛的材料.它的分子結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定,形似足球,也叫足球烯,如圖2所示.已知碳60()的分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)由60個(gè)C原子構(gòu)成的分子,這個(gè)多面體有60個(gè)頂點(diǎn),試求碳60()各頂點(diǎn)的平均曲率.

專題06概率與統(tǒng)計(jì)(12個(gè)考點(diǎn)清單+11類題型解讀)知識點(diǎn)01:條件概率(1)一般地,設(shè),為兩個(gè)隨機(jī)事件,且,我們稱為在事件發(fā)生的條件下,事件發(fā)生的條件概率,簡稱條件概率.知識點(diǎn)02:條件概率性質(zhì)應(yīng)用(1)由條件概率的定義,對任意兩個(gè)事件與,若,則.我們稱上式為概率的乘法公式.(2)如果和是兩個(gè)互斥事件,則;知識點(diǎn)03:全概率公式及其應(yīng)用一般地,設(shè),,是一組兩兩互斥的事件,,且,,則對任意的事件,有,我們稱此公式為全概率公式.知識點(diǎn)04:貝葉斯公式及其應(yīng)用(1)設(shè),,是一組兩兩互斥的事件,,且,,則對任意的事件,,有,.知識點(diǎn)05:離散型隨機(jī)變量分布列均值,方差知識點(diǎn)06:均值和方差的性質(zhì)①若與都是隨機(jī)變量,且,則由與之間分布列的關(guān)系可知.②若與相互獨(dú)立,則.③若與都是隨機(jī)變量,且,則由與之間分布列的關(guān)系可知.知識點(diǎn)07:二項(xiàng)分布1.定義一般地,在次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,用表示事件發(fā)生的次數(shù),設(shè)每次試驗(yàn)中事件發(fā)生的概率為,不發(fā)生的概率,那么事件恰好發(fā)生次的概率是(,,,…,)于是得到的分布列…………由于表中第二行恰好是二項(xiàng)式展開式各對應(yīng)項(xiàng)的值,稱這樣的離散型隨機(jī)變量服從參數(shù)為,的二項(xiàng)分布,記作,并稱為成功概率.注意:由二項(xiàng)分布的定義可以發(fā)現(xiàn),兩點(diǎn)分布是一種特殊的二項(xiàng)分布,即時(shí)的二項(xiàng)分布,所以二項(xiàng)分布可以看成是兩點(diǎn)分布的一般形式.2.二項(xiàng)分布的適用范圍及本質(zhì)(1)適用范圍:①各次試驗(yàn)中的事件是相互獨(dú)立的;②每次試驗(yàn)只有兩種結(jié)果:事件要么發(fā)生,要么不發(fā)生;③隨機(jī)變量是這次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件發(fā)生的次數(shù).(2)本質(zhì):二項(xiàng)分布是放回抽樣問題,在每次試驗(yàn)中某一事件發(fā)生的概率是相同的.3.二項(xiàng)分布的期望、方差若,則,.知識點(diǎn)08:超幾何分布1.定義在含有件次品的件產(chǎn)品中,任取件,其中恰有件次品,則事件發(fā)生的概率為,,1,2,…,,其中,且,,,,,稱分布列為超幾何分布列.如果隨機(jī)變量的分布列為超幾何分布列,則稱隨機(jī)變量服從超幾何分布.01……2.超幾何分布的適用范圍件及本質(zhì)(1)適用范圍:①考察對象分兩類;②已知各類對象的個(gè)數(shù);③從中抽取若干個(gè)個(gè)體,考察某類個(gè)體個(gè)數(shù)的概率分布.(2)本質(zhì):超幾何分布是不放回抽樣問題,在每次試驗(yàn)中某一事件發(fā)生的概率是不相同的.知識點(diǎn)09:正態(tài)分布一、正態(tài)曲線1.定義:我們把函數(shù),(其中是樣本均值,是樣本標(biāo)準(zhǔn)差)的圖象稱為正態(tài)分布密度曲線,簡稱正態(tài)曲線.正態(tài)曲線呈鐘形,即中間高,兩邊低.2.正態(tài)曲線的性質(zhì)(1)曲線位于軸上方,與軸不相交;(2)曲線是單峰的,它關(guān)于直線對稱;(3)曲線在處達(dá)到峰值(最大值);(4)曲線與軸之間的面積為1;(5)當(dāng)一定時(shí),曲線的位置由確定,曲線隨著的變化而沿軸平移,如圖甲所示:(6)當(dāng)一定時(shí),曲線的形狀由確定.越小,曲線越“高瘦”,表示總體的分布越集中;越大,曲線越“矮胖”,表示總體的分布越分散,如圖乙所示::甲乙二、正態(tài)分布1.定義隨機(jī)變量落在區(qū)間的概率為,即由正態(tài)曲線,過點(diǎn)和點(diǎn)的兩條軸的垂線,及軸所圍成的平面圖形的面積,如下圖中陰影部分所示,就是落在區(qū)間的概率的近似值.一般地,如果對于任何實(shí)數(shù),,隨機(jī)變量滿足,則稱隨機(jī)變量服從正態(tài)分布.正態(tài)分布完全由參數(shù),確定,因此正態(tài)分布常記作.如果隨機(jī)變量服從正態(tài)分布,則記為.其中,參數(shù)是反映隨機(jī)變量取值的平均水平的特征數(shù),可以用樣本的均值去估計(jì);是衡量隨機(jī)變量總體波動(dòng)大小的特征數(shù),可以用樣本的標(biāo)準(zhǔn)差去估計(jì).2.原則若,則對于任意的實(shí)數(shù),為下圖中陰影部分的面積,對于固定的和而言,該面積隨著的減小而變大.這說明越小,落在區(qū)間的概率越大,即集中在周圍的概率越大特別地,有;;.由,知正態(tài)總體幾乎總?cè)≈涤趨^(qū)間之內(nèi).而在此區(qū)間以外取值的概率只有,通常認(rèn)為這種情況在一次試驗(yàn)中幾乎不可能發(fā)生,即為小概率事件.在實(shí)際應(yīng)用中,通常認(rèn)為服從于正態(tài)分布的隨機(jī)變量只取之間的值,并簡稱之為原則.知識點(diǎn)10:線性回歸模型1.線性回歸線性回歸是研究不具備確定的函數(shù)關(guān)系的兩個(gè)變量之間的關(guān)系(相關(guān)關(guān)系)的方法.對于一組具有線性相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),其回歸方程的求法為其中,,,(,)稱為樣本點(diǎn)的中心.2.殘差分析對于預(yù)報(bào)變量,通過觀測得到的數(shù)據(jù)稱為觀測值,通過回歸方程得到的稱為預(yù)測值,觀測值減去預(yù)測值等于殘差,稱為相應(yīng)于點(diǎn)的殘差,即有.殘差是隨機(jī)誤差的估計(jì)結(jié)果,通過對殘差的分析可以判斷模型刻畫數(shù)據(jù)的效果以及判斷原始數(shù)據(jù)中是否存在可疑數(shù)據(jù)等,這方面工作稱為殘差分析.(1)殘差圖通過殘差分析,殘差點(diǎn)比較均勻地落在水平的帶狀區(qū)域中,說明選用的模型比較合適,其中這樣的帶狀區(qū)域的寬度越窄,說明模型擬合精確度越高;反之,不合適.(2)通過殘差平方和分析,如果殘差平方和越小,則說明選用的模型的擬合效果越好;反之,不合適.(3)相關(guān)指數(shù)用相關(guān)指數(shù)來刻畫回歸的效果,其計(jì)算公式是:.越接近于,說明殘差的平方和越小,也表示回歸的效果越好.題型六】線性回歸模型知識點(diǎn)11:非線性回歸模型解答非線性擬合問題,要先根據(jù)散點(diǎn)圖選擇合適的函數(shù)類型,設(shè)出回歸方程,通過換元將陌生的非線性回歸方程化歸轉(zhuǎn)化為我們熟悉的線性回歸方程.求出樣本數(shù)據(jù)換元后的值,然后根據(jù)線性回歸方程的計(jì)算方法計(jì)算變換后的線性回歸方程系數(shù),還原后即可求出非線性回歸方程,再利用回歸方程進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)測,注意計(jì)算要細(xì)心,避免計(jì)算錯(cuò)誤.1.建立非線性回歸模型的基本步驟:(1)確定研究對象,明確哪個(gè)是解釋變量,哪個(gè)是預(yù)報(bào)變量;(2)畫出確定好的解釋變量和預(yù)報(bào)變量的散點(diǎn)圖,觀察它們之間的關(guān)系(是否存在非線性關(guān)系);(3)由經(jīng)驗(yàn)確定非線性回歸方程的類型(如我們觀察到數(shù)據(jù)呈非線性關(guān)系,一般選用反比例函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)模型等);(4)通過換元,將非線性回歸方程模型轉(zhuǎn)化為線性回歸方程模型;(5)按照公式計(jì)算線性回歸方程中的參數(shù)(如最小二乘法),得到線性回歸方程;(6)消去新元,得到非線性回歸方程;(7)得出結(jié)果后分析殘差圖是否有異常.若存在異常,則檢查數(shù)據(jù)是否有誤,或模型是否合適等.知識點(diǎn)12:獨(dú)立性檢驗(yàn)1.分類變量和列聯(lián)表(1)分類變量:變量的不同“值”表示個(gè)體所屬的不同類別,像這樣的變量稱為分類變量.(2)列聯(lián)表:①定義:列出的兩個(gè)分類變量的頻數(shù)表稱為列聯(lián)表.②2×2列聯(lián)表.一般地,假設(shè)有兩個(gè)分類變量X和Y,它們的取值分別為{x1,x2}和{y1,y2},其樣本頻數(shù)列聯(lián)表(稱為2×2列聯(lián)表)為總計(jì)總計(jì)從列表中,依據(jù)與的值可直觀得出結(jié)論:兩個(gè)變量是否有關(guān)系.2.等高條形圖(1)等高條形圖和表格相比,更能直觀地反映出兩個(gè)分類變量間是否相互影響,常用等高條形圖表示列聯(lián)表數(shù)據(jù)的頻率特征.(2)觀察等高條形圖發(fā)現(xiàn)與相差很大,就判斷兩個(gè)分類變量之間有關(guān)系.3.獨(dú)立性檢驗(yàn)(1)定義:利用獨(dú)立性假設(shè)、隨機(jī)變量來確定是否有一定把握認(rèn)為“兩個(gè)分類變量有關(guān)系”的方法稱為兩個(gè)分類變量的獨(dú)立性檢驗(yàn).(2)公式:,其中為樣本容量.(3)獨(dú)立性檢驗(yàn)的具體步驟如下:①計(jì)算隨機(jī)變量的觀測值,查下表確定臨界值:0.50.400.250.150.100.050.0250.0100.0050.0010.4550.7081.3232.0722.7063.8415.0246.6357.87910.828②如果,就推斷“與有關(guān)系”,這種推斷犯錯(cuò)誤的概率不超過;否則,就認(rèn)為在犯錯(cuò)誤的概率不超過的前提下不能推斷“與有關(guān)系”.題型一:條件概率 7題型二:全概率公式 10題型三:貝葉斯公式 13題型四:離散型隨機(jī)變量的均值與方差 16題型五:獨(dú)立事件的乘法公式 20題型六:二項(xiàng)分布及其應(yīng)用 27題型七:超幾何分布 31題型八:正態(tài)分布 38題型九:線性回歸方程 43題型十:非線性回歸方程 48題型十一:獨(dú)立性檢驗(yàn) 52【題型一:條件概率】一、單選題1.(23-24高二下·天津?yàn)I海新·期末)中國空間站的主體結(jié)構(gòu)包括天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙.假設(shè)中國空間站要安排甲,乙,丙,丁,戊,己6名航天員開展實(shí)驗(yàn),設(shè)事件A=“有4名航天員在天和核心艙”,事件B=“甲乙二人在天和核心艙”,則(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】由條件概率公式、古典概型概率公式求解即可.【詳解】由條件概率公式、古典概型概率公式可知,所求為.故選:B.2.(23-24高二下·上?!て谀⒁幻队矌胚B續(xù)拋擲三次,每次得到正面或反面的概率均為,且三次拋擲的結(jié)果互相獨(dú)立.記事件為“至少兩次結(jié)果為正面”,事件為“第三次結(jié)果為正面”,則(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由題意,先計(jì)算,再利用條件概率的公式,即可求得結(jié)論.【詳解】由題意,,,則.故選:C3.(23-24高二下·河南商丘·期中)已知事件,,若,且,,則下列結(jié)論正確的是(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)條件概率公式計(jì)算,注意在時(shí),.【詳解】因?yàn)?,所以,,,,,,故選:C.4.(2024·山西太原·二模)某校高二年級學(xué)生中有60%的學(xué)生喜歡打籃球,40%的學(xué)生喜歡打排球,80%的學(xué)生喜歡打籃球或排球.在該校高二年級的學(xué)生中隨機(jī)調(diào)查一名學(xué)生,若該學(xué)生喜歡打籃球,則他也喜歡打排球的概率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】應(yīng)用條件概率公式計(jì)算即可.【詳解】設(shè)在該校高二年級的學(xué)生中隨機(jī)調(diào)查一名學(xué)生,若該學(xué)生喜歡打籃球?yàn)槭录嗀,在該校高二年級的學(xué)生中隨機(jī)調(diào)查一名學(xué)生,則他也喜歡打排球?yàn)槭录﨎,,.故選:A.5.(23-24高二下·安徽馬鞍山·期末)假設(shè)A,B是兩個(gè)事件,且,,則下列結(jié)論一定正確的是(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)概率的性質(zhì)以及條件概率公式即可判斷ABC;舉例判斷D.【詳解】對于A,由于,則,A正確;對于B,由于,,而,不一定相等,故不一定成立,B錯(cuò)誤;對于C,當(dāng)相互獨(dú)立時(shí),,而,則,C錯(cuò)誤;對于D,不妨舉例拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,設(shè)A:向上點(diǎn)數(shù)為偶數(shù),B:向上點(diǎn)數(shù)不小于4,則,,則,D錯(cuò)誤,故選:A6.(23-24高二下·重慶九龍坡·期中)在某次流感疫情爆發(fā)期間,A,B,C三個(gè)地區(qū)均爆發(fā)了流感,經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)A,B,C地區(qū)分別有的人患過流感,且A,B,C三個(gè)地區(qū)的人數(shù)的比為.現(xiàn)從這三個(gè)地區(qū)中隨機(jī)選取一人,則此人患過流感的概率為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】記事件D:選取的這個(gè)人患了流感,記事件E:此人來自A地區(qū),記事件F:此人來自B地區(qū),記事件G:此人來自C地區(qū),則,且彼此互斥,然后根據(jù)條件依次得到、、、、、的值,然后根據(jù)全概率公式公式求解即可.【詳解】記事件D:選取的這個(gè)人患了流感,記事件E:此人來自A地區(qū),記事件F:此人來自B地區(qū),記事件G:此人來自C地區(qū),則,且彼此互斥,由題意可得,,,,,,由全概率公式可得.故選:A.【題型二:全概率公式】一、單選題1.(23-24高二下·湖北·期末)隨著我國鐵路的發(fā)展,列車的正點(diǎn)率有了顯著的提高.據(jù)統(tǒng)計(jì),途經(jīng)某車站的只有和諧號和復(fù)興號列車,且和諧號列車的列次為復(fù)興號列車的列次的3倍,和諧號列車的正點(diǎn)率為0.98,復(fù)興號列車的正點(diǎn)率為0.99,則一列車能正點(diǎn)到達(dá)該車站的概率為(

)A.0.9825 B.0.9833 C.0.9867 D.0.9875【答案】A【分析】利用全概率公式可得答案.【詳解】依題意,設(shè)到達(dá)該車站列車為和諧號列車的概率為,為復(fù)興號列車的概率為,則一列車能正點(diǎn)到達(dá)該車站的概率為.故選:A.2.(23-24高二下·江西南昌·階段練習(xí))已知某羽毛球小組共有20名運(yùn)動(dòng)員,其中一級運(yùn)動(dòng)員4人,二級運(yùn)動(dòng)員6人,三級運(yùn)動(dòng)員10人.現(xiàn)在舉行一場羽毛球選拔賽,若一級、二級、三級運(yùn)動(dòng)員能夠晉級的概率分別為0.9,0.6,0.2,則這20名運(yùn)動(dòng)員中任選一名運(yùn)動(dòng)員能夠晉級的概率為(

)A.0.42 B.0.46 C.0.58 D.0.62【答案】B【分析】由全概率公式即可求解.【詳解】設(shè)事件B為“選出的運(yùn)動(dòng)員能晉級”,為“選出的運(yùn)動(dòng)員是一級運(yùn)動(dòng)員”,為“選出的運(yùn)動(dòng)員是二級運(yùn)動(dòng)員”,為“選出的運(yùn)動(dòng)員是三級運(yùn)動(dòng)員”,則,,,又根據(jù)題意可得,,,由全概率公式可得:,任選一名運(yùn)動(dòng)員能夠晉級的概率為0.46.故選:B.3.(24-25高二上·四川眉山·階段練習(xí))在5張彩票中有2張有獎(jiǎng),甲、乙兩人先后從中各任取一張,則乙中獎(jiǎng)的概率為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)給定條件,利用全概率公式列式計(jì)算即得.【詳解】記甲中獎(jiǎng)的事件為,乙中獎(jiǎng)的事件為,則,,,所以.故選:B4.(24-25高二下·全國·課后作業(yè))某醫(yī)院針對某種疾病研制了新的特效藥,可有效減輕癥狀,縮短病程.現(xiàn)將該藥品投入臨床試驗(yàn),若不使用新藥,病人3天可痊愈的概率為0.3,若使用新藥,則3天痊愈的概率為0.9,假設(shè)臨床病人有0.7的概率選擇新藥,若某病人3天痊愈,則該病人未使用新藥的概率為(

)A.0.3 B.0.21 C.0.125 D.0.09【答案】C【分析】根據(jù)給定條件,利用全概率公式及條件概率公式計(jì)算即得.【詳解】記事件使用新藥,則不使用新藥,病人3天病愈,依題意,,所以.故選:C5.(24-25高二下·全國·課后作業(yè))無人酒店是利用人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為客人提供自助入住等服務(wù)的新型酒店,勝在科技感與新奇感.去某地旅游的游客有無人酒店和常規(guī)酒店兩種選擇,某游客去該地旅游,第一天隨機(jī)選擇一種酒店入住,如果第一天入住無人酒店,那么第二天還入住無人酒店的概率為0.8,如果第一天入住常規(guī)酒店,那么第二天入住無人酒店的概率為0.6,則該游客第二天入住無人酒店的概率為(

)A.0.8 B.0.7 C.0.6 D.0.5【答案】B【分析】由題意記事件第一天入住無人酒店,第二天入住無人酒店,第一天入住常規(guī)酒店,得到和,再由全概率公式求解即可;【詳解】記事件第一天入住無人酒店,第二天入住無人酒店,第一天入住常規(guī)酒店,根據(jù)題意可知,,則由全概率公式可得.故選:B.【題型三:貝葉斯公式】一、單選題1.(23-24高三上·云南曲靖·階段練習(xí))根據(jù)曲靖一中食堂人臉識別支付系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),高三年級小孔同學(xué)一周只去食堂一樓和二樓吃飯.周一去食堂一樓和二樓的概率分別為和,若他周一去了食堂一樓,那么周二去食堂二樓的概率為,若他周一去了食堂二樓,那么周二去食堂一樓的概率為,現(xiàn)已知小孔同學(xué)周二去了食堂二樓,則周一去食堂一樓的概率為(

).A. B. C. D.【答案】A【分析】利用貝葉斯概率公式求解即可.【詳解】記小孔同學(xué)周一去食堂一樓為事件A,周二去食堂一樓為事件B,則本題所求.故選:A.2.(23-24高二下·廣東廣州·期末)有3臺車床加工同一型號的零件,第1臺加工的次品率為,第2,3臺加工的次品率均為,加工出來的零件混放在一起.已知第1,2,3臺車床加工的零件數(shù)分別占總數(shù)的.如果取到的零件是次品,則它是第3臺車床加工的概率是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)全概率公式找出,再由貝葉斯公式求解.【詳解】記取到“第1,2,3臺車床加工的零件”分別為事件,“取到次品”為事件,故,,由全概率公式可得:,由貝葉斯公式:,故選:B.3.(23-24高二下·福建龍巖·階段練習(xí))某人下午5:00下班,他所積累的資料表明:到家時(shí)間5:35到5:395:40到5:445:45到5:495:50到5:54遲于5:54乘地鐵到家的概率0.100.250.450.150.05乘汽車到家的概率0.300.350.200.100.05某日他拋一枚硬幣決定乘地鐵還是乘汽車回家,結(jié)果他是5:47到家的,則他乘地鐵回家的概率為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】應(yīng)用全概率、貝葉斯公式求乘地鐵回家的概率即可.【詳解】若表示乘地鐵,表示乘汽車,則,若表示5:45到5:49到家,則,所以,所以.故選:C4.(23-24高二下·廣東廣州·期中)某校高三(1)班和(2)班各有40名同學(xué),其中參加數(shù)學(xué)興趣社團(tuán)的學(xué)生分別有10人和8人,現(xiàn)從這兩個(gè)班中隨機(jī)抽取一名同學(xué),若抽到的是參加數(shù)學(xué)興趣社團(tuán)的學(xué)生,則他來自高三(1)班的概率是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】設(shè)事件后根據(jù)題干得到,,,,由全概率公式求得,由乘法公式得到,由條件概率公式得到.【詳解】設(shè)事件為“抽到的學(xué)生來自高三(1)班”,事件為“抽到的學(xué)生來自高三(2)班”,事件為“抽到的學(xué)生參加數(shù)學(xué)興趣社團(tuán)”,則,,,,由全概率公式得,由乘法公式得,由條件概率公式得,故選:B.5.(23-24高二下·福建廈門·期中)現(xiàn)有編號為1,2,3的三個(gè)口袋,其中1號口袋內(nèi)裝有兩個(gè)1號球,一個(gè)2號球和一個(gè)3號球;2號口袋內(nèi)裝有兩個(gè)1號球,一個(gè)3號球;3號口袋內(nèi)裝有三個(gè)1號球,兩個(gè)2號球;第一次先從1號口袋內(nèi)隨機(jī)抽取1個(gè)球,將取出的球放入與球同編號的口袋中,第二次從該口袋中任取一個(gè)球,下列說法不正確的是(

)A.在第一次抽到3號球的條件下,第二次抽到1號球的概率是B.第二次取到1號球的概率C.如果第二次取到1號球,則它來自1號口袋的概率最大D.如果將5個(gè)不同小球放入這3個(gè)口袋內(nèi),每個(gè)口袋至少放1個(gè),則不同的分配方法有150種【答案】B【分析】對于A選項(xiàng)利用條件概率公式求解;對于B選項(xiàng)利用全概率公式求解,對于C選項(xiàng)利用貝葉斯公式求解,對于D選項(xiàng),不同元素的分配問題,先分類再分配即可求解.【詳解】對于A選項(xiàng),記事件分別表示第一次、第二次取到號球,,則第一次抽到號球的條件下,第二次抽到號球的概率,故A正確;對于B選項(xiàng),記事件分別表示第一次、第二次取到號球,,依題意兩兩互斥,其和為,并且,,,,應(yīng)用全概率公式,有,故B錯(cuò)誤;對于C選項(xiàng),依題設(shè)知,第二次的球取自口袋的編號與第一次取的球上的號數(shù)相同,則,,,故在第二次取到1號球的條件下,它取自編號為的口袋的概率最大,故C正確;對于D選項(xiàng),先將5個(gè)不同的小球分成1,1,3或2,2,1三份,再放入三個(gè)不同的口袋,則不同的分配方法有,故D正確.故選:B.【題型四:離散型隨機(jī)變量的均值與方差】一、單選題1.(23-24高二下·新疆·期中)已知X服從兩點(diǎn)分布,若,則(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)兩點(diǎn)分布的特征計(jì)算即可.【詳解】由題意得,則.故選:.2.(23-24高二下·江蘇南通·期中)已知,若,則(

)A. B.4 C. D.9【答案】B【分析】由題意,由期望的性質(zhì)可知,求解即可.【詳解】由已知服從二項(xiàng)分布,,.故選:B.3.(23-24高二下·湖北武漢·期末)2024年“與輝同行”直播間開播,董宇輝領(lǐng)銜7位主播從“心”出發(fā),其中男性5人,女性3人,現(xiàn)需排班晚8:00黃金檔,隨機(jī)抽取兩人,則女生人數(shù)的期望為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】設(shè)抽取的女生人數(shù)為,則可能取值為0,1,2,然后求出相應(yīng)的概率,從而可求出期望.【詳解】設(shè)抽取的女生人數(shù)為,則可能取值為0,1,2,,,,所以.故選:C4.(23-24高二下·江蘇南京·階段練習(xí))已知離散型隨機(jī)變量X的概率分布如表,離散型隨機(jī)變量Y滿足,則(

)X0123Pa5aA. B. C. D.【答案】A【分析】由概率分布列的性質(zhì)求出,然后得到離散型隨機(jī)變量Y的概率分布列,求即可.【詳解】由題意可知:,所以解得,所以離散型隨機(jī)變量Y的概率分布列為:Y-1135P所以.故選:A.5.(23-24高二下·江蘇連云港·期中)已知X的分布列為01且,,則的值為(

)A.1 B. C. D.【答案】D【分析】先根據(jù)分布列的性質(zhì)求的值,可求出,,進(jìn)而可求.【詳解】由可得,所以,,所以.故選:D6.(23-24高二下·全國·期末)離散型隨機(jī)變量X的分布列中部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失,丟失數(shù)據(jù)以x,代替,分布列如下:則(

)1234560.210.200.100.10A.0.35 B.0.45 C.0.55 D.0.65【答案】B【分析】根據(jù)概率之和為1得到方程組,求出,得到答案.【詳解】由題意得,解得,,解得,故.故選:B7.(23-24高二下·甘肅·期末)隨機(jī)變量的概率分布列為,其中是常數(shù),則的值為(

)A.5 B.6 C.7 D.35【答案】A【分析】運(yùn)用概率分布列的性質(zhì)求出參數(shù),結(jié)合方差公式和結(jié)論即可解題.【詳解】因?yàn)?,所以,解得,所以,所以,故.故選:A.8.(24-25高二下·全國·課后作業(yè))已知兩個(gè)盒子中分別裝有形狀、大小、質(zhì)量均相同的小球.其中,盒中有3個(gè)紅球,1個(gè)白球;盒中有1個(gè)紅球,3個(gè)白球,現(xiàn)從兩個(gè)盒子中同時(shí)各取走一個(gè)小球,一共取三次,此時(shí)記盒中的紅球個(gè)數(shù)為盒中的紅球個(gè)數(shù)為,則(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】得到與的所有可能取值及其對應(yīng)概率后即可得其分布列,借助分布列即可得其期望與方差.【詳解】由已知,,,則的分布列為:01可得,;由已知,,,則的分布列為:01可得,;所以.故選:A.【題型五:獨(dú)立事件的乘法公式】一、單選題1.(24-25高二上·吉林·階段練習(xí))某乒乓球隊(duì)在長春訓(xùn)練基地進(jìn)行封閉式集訓(xùn),甲、乙兩位隊(duì)員進(jìn)行對抗賽,每局依次輪流發(fā)球,連續(xù)贏2個(gè)球者獲勝,通過分析甲、乙過去對抗賽的數(shù)據(jù)知,甲發(fā)球甲贏的概率為,乙發(fā)球甲贏的概率為,不同球的結(jié)果互不影響,已知某局甲先發(fā)球.則該局打4個(gè)球甲贏的概率為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由于連勝兩局者贏,則可寫出四局的結(jié)果,計(jì)算即可.【詳解】由于連勝兩局者贏,甲先發(fā)球可分為:該局:第一個(gè)球甲贏、第二個(gè)球乙贏、第三個(gè)球甲贏、第四個(gè)球甲贏,則概率為;故選:C.2.(24-25高二上·湖北鄂州·期中)“五道方”是一種民間棋類游戲,甲,乙兩人進(jìn)行“五道方”比賽,約定連勝兩場者贏得比賽.若每場比賽,甲勝的概率為,乙勝的概率為,則比賽6場后甲贏得比賽的概率為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用獨(dú)立事件的概率乘法公式求解.【詳解】因?yàn)榧s定連勝兩場者贏得比賽,所以比賽6場后甲贏得比賽的情況為:第一場甲勝,第二場乙勝,第三場甲勝,第四場乙勝,第五場甲勝,第六場甲勝,所以所求概率為.故選:C.3.(24-25高二上·吉林長春·期中)2024年斯諾克武漢公開賽前夕,肖國棟與斯佳輝兩人進(jìn)行了熱身賽,約定每局勝者得1分,負(fù)者得0分,熱身進(jìn)行到有一人比對方多2分或打滿6局時(shí)停止,設(shè)肖國棟在每局中獲勝的概率為,斯佳輝在每局中獲勝的概率為,且各局勝負(fù)相互獨(dú)立,比賽停止時(shí)已打局?jǐn)?shù)為,則(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】依題意得到的可能取值,再根據(jù)獨(dú)立事件乘法公式和加法概率公式求出對應(yīng)的概率即可.【詳解】依題意知,的所有可能值為2,4,6,設(shè)每兩局比賽為一輪,可以得到該輪結(jié)束時(shí)比賽停止的概率為如果該輪結(jié)束時(shí)比賽還將繼續(xù),那么肖國棟與斯佳輝在該輪中必是各得一分,此時(shí),該輪比賽結(jié)果對下輪比賽是否停止沒有影響,從而有故選:D.4.(24-25高二上·山東淄博·階段練習(xí))對于一個(gè)古典概型的樣本空間和事件,若,,,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)A.事件A與事件互斥 B.C.事件與事件相互獨(dú)立 D.【答案】A【分析】根據(jù)已知條件計(jì)算,判斷B選項(xiàng),再根據(jù)判斷C選項(xiàng),通過計(jì)算D選項(xiàng),通過判斷A選項(xiàng).【詳解】因?yàn)?,,,所以,又,則,所以,B正確;因?yàn)?,所以事件與事件相互獨(dú)立,C正確;所以,D正確;因?yàn)?,所以事件與事件不是互斥事件,A錯(cuò)誤.故選:A5.(24-25高二上·內(nèi)蒙古赤峰·期中)金秋十月,某校舉行運(yùn)動(dòng)會,甲、乙兩名同學(xué)均從跳高、跳遠(yuǎn)、100米跑和200米跑這四個(gè)項(xiàng)目中選擇兩個(gè)項(xiàng)目參加.設(shè)事件“甲、乙兩人所選項(xiàng)目恰有一個(gè)相同”,事件“甲、乙兩人所選項(xiàng)目完全不同”,事件“甲、乙兩人所選項(xiàng)目完全相同”,事件“甲、乙兩人均未選擇100米跑項(xiàng)目”,則(

)A.A與C是對立事件 B.C與D相互獨(dú)立C.A與D相互獨(dú)立 D.B與D不互斥【答案】C【分析】列舉出甲、乙兩名同學(xué)選擇兩個(gè)項(xiàng)目參加的所有情況,計(jì)算每個(gè)事件的概率,可得選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由相互獨(dú)立的定義可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;由互斥事件的概念可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【詳解】設(shè)跳高、跳遠(yuǎn)、100米跑和200米跑分別為1,2,3,4,則甲、乙兩名同學(xué)均從跳高、跳遠(yuǎn)、100米跑和200米跑中選擇兩個(gè)項(xiàng)目參加的情況有:(1212),(1312),(1412),(2312),(2412),(3412),(1213),(1313),(1413),(2313),(2413),(3413),(1214),(1314),(1414),(2314),(2414),(3414),(1223),(1323),(1423),(2323),(2423),(3423),(1224),(1324),(1424),(2324),(2424),(3424),(1234),(1334),(1434),(2334),(2434),(3434),共36種,其中A有24種情況,B有6種情況,C有6種情況,D有9種情況,則,,,.由可得A與C不是對立事件,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.,C與D不相互獨(dú)立,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.,A與D相互獨(dú)立,選項(xiàng)C正確.由B與D不可能同時(shí)發(fā)生可知B與D互斥,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選:C.二、解答題6.(23-24高二下·江蘇南通·期中)為普及安全知識,某單位舉辦了一場安全知識競賽,經(jīng)過初賽、復(fù)賽,有甲、乙兩個(gè)代表隊(duì)(每隊(duì)三人)進(jìn)入決賽,決賽規(guī)則如下:共進(jìn)行三輪比賽,每輪比賽中每人各答一題,每答對一題得10分,答錯(cuò)不得分.假設(shè)甲隊(duì)每人答題正確的概率均為,乙隊(duì)三人答題正確的概率分別.(1)若決賽中三輪總得分大于70分就能獲得特別獎(jiǎng),求乙隊(duì)獲得特別獎(jiǎng)的概率;(2)因兩隊(duì)在決賽中得分相同,現(xiàn)進(jìn)行附加賽.規(guī)則如下:甲,乙兩隊(duì)抽簽決定誰先答題,每隊(duì)每人各答題一次為一輪,有兩人及以上答對就算成功答題,并繼續(xù)下一輪答題,否則換另一隊(duì)答題,連續(xù)兩輪成功答題的隊(duì)伍獲勝,比賽結(jié)束.求附加賽中甲隊(duì)恰好在第5輪結(jié)束時(shí)獲勝的概率.【答案】(1)(2)【分析】(1)由獨(dú)立乘法、互斥加法公式先求出、,進(jìn)一步即可求解;(2)分別求出甲、乙兩隊(duì)成功答題的概率,分甲先答第一輪、乙先答第一輪兩種情形討論即可求解.【詳解】(1)設(shè)乙隊(duì)每輪得分為,,,三輪積分超過70分,.(2)其中甲隊(duì)成功答題的概率為,其中乙隊(duì)成功答題的概率為,若甲先答第一輪:甲(勝)甲(負(fù))乙(負(fù))甲(勝)甲(勝)

,甲(負(fù))乙(勝)乙(負(fù))甲(勝)甲(勝),若乙先答第一輪:乙(負(fù))甲(負(fù))乙(負(fù))甲(勝)甲(勝),,甲隊(duì)恰好在第5輪結(jié)束獲勝的概率為.7.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)某電子元件制造廠有甲、乙、丙、丁4條生產(chǎn)線,現(xiàn)有40個(gè)該廠生產(chǎn)的電子元件,其中由甲、乙、丙、丁生產(chǎn)線生產(chǎn)的電子元件分別為5個(gè)、10個(gè)、10個(gè)、15個(gè),且甲、乙、丙、丁生產(chǎn)線生產(chǎn)該電子元件的次品率依次為.(1)若將這40個(gè)電子元件按生產(chǎn)線生產(chǎn)的分成4箱,現(xiàn)從中任取1箱,再從中任取1個(gè)電子元件,求取到的電子元件是次品的概率.(2)若將這40個(gè)電子元件裝入同一個(gè)箱子中,再從這40個(gè)電子元件中任取1個(gè)電子元件,取到的電子元件是次品,求該電子元件是乙生產(chǎn)線生產(chǎn)的概率.【答案】(1)(2)【分析】(1)借助相互獨(dú)立事件的概率乘法公式與全概率公式計(jì)算即可得;(2)借助全概率公式與條件概率公式計(jì)算即可得.【詳解】(1)記“電子元件分別由甲、乙、丙、丁生產(chǎn)線生產(chǎn)”為事件、、、,“取到的電子元件是次品”為事件,由題意得,又,所以;(2)由題意,得,又,所以,所以,故若取到的電子元件是次品,則該電子元件是乙生產(chǎn)線生產(chǎn)的概率為.8.(24-25高二上·四川成都·期中)中國乒乓球隊(duì)是中國體育軍團(tuán)的王牌之師,屢次在國際大賽上爭金奪銀,被體育迷們習(xí)慣地稱為“夢之隊(duì)”.2024年巴黎奧運(yùn)會,中國乒乓球隊(duì)包攬全部五枚金牌.其中團(tuán)體賽由四場單打和一場雙打比賽組成,采用五場三勝制.每個(gè)隊(duì)由三名運(yùn)動(dòng)員組成,當(dāng)一個(gè)隊(duì)贏得三場比賽時(shí),比賽結(jié)束.2024年8月10日,中國隊(duì)對戰(zhàn)瑞典隊(duì),最終以取得團(tuán)體賽冠軍,賽前某乒乓球愛好者對賽事情況進(jìn)行分析,根據(jù)以往戰(zhàn)績,中國隊(duì)在每場比賽中獲勝的概率均為.(1)求中國隊(duì)以的比分獲勝的概率;(2)求中國隊(duì)在已輸一場的情況下獲勝的概率;(3)求至多進(jìn)行四場比賽的概率.【答案】(1);(2);(3).【分析】(1)利用獨(dú)立事件的乘法公式進(jìn)行求解即可;(2)設(shè)事件“中國隊(duì)在已輸一場的情況下獲勝”,則有兩類情況:①設(shè)事件“中國隊(duì)從第二場開始連勝三場”,②設(shè)事件“中國隊(duì)在二到四場中勝兩場,再勝第五場”,分別求出兩種情況的概率,再利用互斥事件的加法公式即可求出事件的概率.(3)設(shè)中國隊(duì)進(jìn)行三場、四場比賽獲勝分別為事件、,瑞典隊(duì)進(jìn)行三場、四場比賽獲勝分別為事件、,至多進(jìn)行四場比賽為事件,分別求出、、、的概率,再利用互斥事件的加法公式即可求出事件的概率.【詳解】(1)設(shè)事件“中國隊(duì)以的比分獲勝”,中國隊(duì)在每一場中獲勝的概率均為,,中國隊(duì)以的比分獲勝的概率為;(2)設(shè)事件“中國隊(duì)在已輸一場的情況下獲勝”,則有兩類情況:①設(shè)事件“中國隊(duì)從第二場開始連勝三場”,,②設(shè)事件“中國隊(duì)在二到四場中勝兩場,再勝第五場”,,與是互斥事件,,中國隊(duì)在已輸一場的情況下獲勝的概率為;(3)設(shè)中國隊(duì)進(jìn)行三場、四場比賽獲勝分別為事件、,瑞典隊(duì)進(jìn)行三場、四場比賽獲勝分別為事件、,至多進(jìn)行四場比賽為事件,,,,,,,,是互斥事件,,至多進(jìn)行四場比賽的概率為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵在于理解互斥事件的加法公式和獨(dú)立事件的乘法公式.【題型六:二項(xiàng)分布及其應(yīng)用】一、單選題1.(23-24高二下·天津西青·期末)某人每次射擊擊中目標(biāo)的概率均為,此人連續(xù)射擊三次,至少有兩次擊中目標(biāo)的概率為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用二項(xiàng)分布計(jì)算公式可求得結(jié)果為.【詳解】記“至少有兩次擊中目標(biāo)”為事件,連續(xù)射擊三次擊中目標(biāo)的次數(shù)為,由每次射擊擊中目標(biāo)的概率均為,則未擊中目標(biāo)的概率均為;則.故選:D2.(23-24高二下·江蘇淮安·期末)已知隨機(jī)變量,若,則(

)A. B.或 C. D.或【答案】D【分析】根據(jù)題意結(jié)合二項(xiàng)分布的概率公式列式求解即可.【詳解】因?yàn)?,則,且,整理可得,解得或.故選:D.二、填空題3.(23-24高二下·江蘇南通·期末)設(shè)隨機(jī)變量,且,則;若,則的方差為.【答案】/【分析】(1)用二項(xiàng)分布的概率公式可解;(2)用二項(xiàng)分布的方差結(jié)論即可解決.【詳解】(1),則,則,解得(2),由(1)得,則.,則故答案為:;.三、解答題4.(23-24高二下·安徽合肥·期中)某大學(xué)為豐富學(xué)生課余生活,舉辦趣味知識競賽,分為“個(gè)人賽”和“對抗賽”,競賽規(guī)則如下:①個(gè)人賽規(guī)則:每位學(xué)生需要從“歷史類、數(shù)學(xué)類、生活類”問題中隨機(jī)選1道試題作答,其中“歷史類”有8道,“數(shù)學(xué)類”有6道,“生活類”有4道,若答對將獲得一份獎(jiǎng)品.②對抗賽規(guī)則:兩位學(xué)生進(jìn)行答題比賽,每輪只有1道題目,比賽時(shí)兩位參賽者同時(shí)回答這一個(gè)問題,若一人答對且另一人答錯(cuò),則答對者獲得1分,答錯(cuò)者得分;若兩人都答對或都答錯(cuò),則兩人均得0分,對抗賽共設(shè)3輪,每輪獲得1分的學(xué)生會獲得一份獎(jiǎng)品,且兩位參賽者答對與否互不影響,每次答題的結(jié)果也互不影響.(1)學(xué)生甲參加個(gè)人賽,若學(xué)生甲答對“歷史類”“數(shù)學(xué)類”“生活類”的概率分別為,,,求學(xué)生甲答對所選試題的概率;(2)學(xué)生乙和學(xué)生丙參加對抗賽,若每道題學(xué)生乙和學(xué)生丙答對的概率分別為,,求三輪結(jié)束學(xué)生乙僅獲得一份獎(jiǎng)品的概率.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)題意可知分三類求解:選題為歷史類并且答對,選題為數(shù)學(xué)類且答對,選題為生活類且答對,由條件概率和全概率計(jì)算即可;(2)可先求出乙同學(xué)每輪獲得1分的概率,然后由二項(xiàng)分布概率模型計(jì)算即可.【詳解】(1)設(shè)學(xué)生甲選1道“歷史類”試題為事件A,選1道“數(shù)學(xué)類”試題為事件B,選1道“生活類”試題為事件C,答對試題為事件D,則,,,,,,所以:,故學(xué)生甲答對所選試題的概率為.(2)由題可知每一輪中學(xué)生乙得1分的概率為,在3輪比賽后,學(xué)生乙得1分的概率為,故三輪結(jié)束學(xué)生乙僅獲得一份獎(jiǎng)品的概率為:.5.(24-25高二下·全國·課后作業(yè))隨著生活水平的提高,家用小轎車進(jìn)入千家萬戶,在給出行帶來方便的同時(shí)也給交通造成擁堵.交通部門為了解決某十字路口的擁堵問題,安裝了紅綠燈.通過測試后發(fā)現(xiàn),私家車在此路口遇到紅燈的概率為.(1)若遇到紅燈的概率為,求不同時(shí)刻的5輛私家車在該路口有3輛車遇到紅燈的概率;(2)當(dāng)私家車遇到紅燈的方差達(dá)到最大時(shí),求5輛私家車遇到紅燈的車輛數(shù)的分布列與期望.【答案】(1)(2)分布列見解析,【分析】(1)由獨(dú)立重復(fù)事假概率計(jì)算公式即可求解;(2)由題意確定私家車遇到紅燈的概率是,由二項(xiàng)分布即可求解.【詳解】(1)由題設(shè),路口遇到紅燈私家車數(shù)量,則.(2)由題設(shè),路口遇到紅燈私家車數(shù)量,一輛私家車遇到紅燈的方差為,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)方差達(dá)到最大,此時(shí)私家車遇到紅燈的概率是.由題可得,的可能取值為,則,,.所以其分布列為:012345.6.(23-24高二下·天津·階段練習(xí))我國是全球制造業(yè)大國,制造業(yè)增加值自2010年起連續(xù)12年位居世界第一,主要產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)居世界前列.為深入推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)改造提升,全面提高傳統(tǒng)制造業(yè)核心競爭力,某設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)突破.設(shè)備生產(chǎn)的零件的直徑為X(單位:nm).(1)現(xiàn)有舊設(shè)備生產(chǎn)的零件共7個(gè),其中直徑大于10nm的有4個(gè).現(xiàn)從這7個(gè)零件中隨機(jī)抽取3個(gè).記ξ表示取出的零件中直徑大于10nm的零件的個(gè)數(shù),求ξ的分布列及數(shù)學(xué)期望.(2)技術(shù)攻堅(jiān)突破后設(shè)備生產(chǎn)的零件的合格率為,每個(gè)零件是否合格相互獨(dú)立.現(xiàn)任取6個(gè)零件進(jìn)行檢測,若合格的零件數(shù)η超過半數(shù),則可認(rèn)為技術(shù)攻堅(jiān)成功.求技術(shù)攻堅(jiān)成功的概率及η的方差;【答案】(1)分布列見解答,;(2),;【分析】(1)由題意可知的可能取值為0,1,2,3,利用超幾何分布的概率公式求出相應(yīng)的概率,得到的分布列,再結(jié)合期望公式求解;(2)由題意可知,服從二項(xiàng)分布,再利用二項(xiàng)分布的概率公式和方差公式求解;【詳解】(1)由題意,可知可取0,1,2,3.則有;;;.所以的分布列為:0123因此的數(shù)學(xué)期望;(2)由題意,可取的值為0,1,2,3,4,5,6.則有;;.技術(shù)攻堅(jiān)成功的概率.,的方差;【題型七:超幾何分布】一、單選題1.(23-24高二下·江蘇揚(yáng)州·階段練習(xí))已知甲參加青年志愿者的選拔,選拔以現(xiàn)場答題的方式進(jìn)行.已知在備選的10道試題中,甲能答對其中的6道題,規(guī)定每次考試都從備選題中隨機(jī)抽出3道題進(jìn)行測試,設(shè)甲答對的試題數(shù)為X,則的概率為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)題意可知:隨機(jī)抽出3道題有2題答對,1題打錯(cuò),結(jié)合組合數(shù)運(yùn)算求解.【詳解】由題意可知:表示答對2題,即隨機(jī)抽出3道題有2題答對,1題打錯(cuò),所以.故選:D.2.(23-24高二下·浙江寧波·期末)袋子中有n個(gè)大小質(zhì)地完全相同的球,其中4個(gè)為紅球,其余均為黃球,

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