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例题精讲 · 第 00898 题 · 自编示意 10 件抽 4 件的两种概率与有限总体修正

以一组自编示意抽样问题为材料,对比有放回的二项分布与无放回的超几何分布,求同一事件的概率、期望与方差,并给出有限总体修正系数;总体与抽样数均为自编示意。

00898题号全 1000 篇 · 第 第150轮 / 第150册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

有放回时每次抽取独立,用二项分布;无放回时各次不独立,用超几何分布。两者期望相同,方差差一个有限总体修正系数。 本讲用一组自编示意总体数,把两个概率、两个方差与修正系数串成一条链。

二、逐题精讲

题1

自编示意 10 件产品中有 3 件次品,从中抽 4 件。分别按有放回(二项)与无放回(超几何)求恰好 2 件次品的概率与期望。

解析

有放回:每次抽到次品概率 p=3/10=0.3,X~B(4,0.3),P(X=2)=C(4,2)×0.3²×0.7²=6×0.09×0.49=0.2646。 无放回:P(X=2)=C(3,2)C(7,2)/C(10,4)=3×21/210=63/210=0.3。两者期望都是 E(X)=4×0.3=1.2,因为期望只依赖单次边际概率。

答案 二项 0.2646,超几何 0.3;期望均为 1.2。

采分点 两个概率各 3 分;期望 2 分;组合数展开 2 分。

易错点 把超几何分母写成 C(10,2) 会得完全不同的值;把 p 写成 4/10 是把抽样数当次品率。

题2

求两种分布的方差与有限总体修正系数,并说明方差为何不同。

解析

二项方差 D₁=np(1−p)=4×0.3×0.7=0.84;超几何方差 D₂=np(1−p)×(N−n)/(N−1)=0.84×6/9=0.56。 有限总体修正系数 (N−n)/(N−1)=(10−4)/(10−1)=6/9=0.666667。无放回使各次抽取负相关,极端结果变少,方差被压低;期望不变、方差变小,正是两种模型的分界。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):二项概率(有放回时恰好 2 件次品)= 0.2646;超几何概率(无放回时恰好 2 件次品)= 0.3;期望(两种模型共同的期望)= 1.2;二项方差(np 乘 1−p)= 0.84;超几何方差(二项方差乘有限总体修正)= 0.56;有限总体修正(总体数减抽样数除总体数减一)= 0.666667

答案 D₁=0.84,D₂=0.56,修正系数 0.666667。

采分点 两个方差各 3 分;修正系数 2 分;负相关解释 2 分。

易错点 把修正系数写成 (N−n)/N=0.6 会得 0.504;把「期望相同」说成「分布相同」是概念错误。

三、规律小结与对照表

量二项(有放回)超几何(无放回)数值
P(X=2)C(4,2)p²(1−p)²C(3,2)C(7,2)/C(10,4)0.2646 / 0.3
E(X)npn·K/N1.2
D(X)np(1−p)np(1−p)(N−n)/(N−1)0.84 / 0.56
修正系数1(N−n)/(N−1)0.666667
抽取独立性独立负相关—

两种抽样模型期望相同、方差不同,差别全在有限总体修正系数;组合数分母要按「从总体取 n 件」写。本讲总体数与抽样数均为自编示意,不对应任何真题数据。

四、自测清单

  • p 是否按 3/10 取值
  • 二项概率是否用组合数
  • 超几何分母是否为 C(10,4)
  • 两者期望是否同为 1.2
  • 二项方差是否为 np(1−p)
  • 修正系数是否为 (N−n)/(N−1)
  • 是否说明负相关导致方差变小
  • 是否避免把期望相同当分布相同

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):二项概率 = 0.2646;超几何概率 = 0.3;期望 = 1.2;二项方差 = 0.84;超几何方差 = 0.56;有限总体修正 = 0.666667。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理二项与超几何的概率、期望与方差对比;条件概率与独立性、贝叶斯两阶段、K² 列联表与几何概型另属相邻板块,不在此重复出同一抽样模型。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):辅助角公式、三次函数切线条数、定比分点、含参二次函数区间最值、正弦型参数反解、二项与超几何分布相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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