浙江 2024 · 数学 q09

题解图(原卷截图 · 含答案与官方解析)

浙江 2024 · 数学 q09 原卷截图(含答案)

文字转写(题面 + 答案)

题面

  1. 为了解推动出口后的亩收入(单位:万元)情况,从该种植区抽取样本,得到推动出口后亩收入的样本均值 xˉ=2.1\bar{x}=2.1 ,样本方差 s2=0.01s^{2}=0.01 ,已知该种植区以往的亩收入 X 服从正态分布 N(1.8,0.12)N(1.8,0.1^{2}) ,假设推动出口后的亩收入 Y 服从正态分布 N(xˉ,s2)N(\bar{x},s^{2}) ,则()(若随机变量 Z 服从正态分布 N(u,σ2)N(u,\sigma^{2}) , P(Z<u+σ)≈0.8413P(Z<u+\sigma)\approx0.8413 )
    A. P(X>2)>0.2P(X>2)>0.2
    B. P(X>2)<0.5P(X>2)<0.5
    C. P(Y>2)>0.5P(Y>2)>0.5
    D. P(Y>2)<0.8P(Y>2)<0.8

答案

BC

本题的知识树

1 概念 · 1 题型 · 1 易错点 · 最深 2 层。长链是构建期派生的,源文件里只有最小一步。

攻略(零基础 → 会做)

正态分布估概率 · 把边界翻译成「μ ± kσ」,再搬三件套 · 最终答案:BC

冷启动:三件套 + 一个开方

假设你刚学正态分布。X∼N(μ,σ2)X\sim N(\mu,\sigma^2) 的图象是一条钟形曲线,本题要用的全部工具:

① 对称性。 曲线关于 x=μx=\mu 对称,所以左右镜像的两条尾巴一样粗:

P(X>μ+t)=P(X<μ−t)P(X>\mu+t)=P(X<\mu-t)

② 总面积为 1。 P(X>t)=1−P(X≤t)P(X>t)=1-P(X\le t)。

③ 区间嵌套。 边界离 μ\mu 越远,尾巴越细:P(X>μ+2σ)<P(X>μ+σ)P(X>\mu+2\sigma)<P(X>\mu+\sigma)。

先开方。 N(μ,σ2)N(\mu,\sigma^2) 的第二参数是方差。题给 s2=0.01s^2=0.01,所以 σ=0.01=0.1\sigma=\sqrt{0.01}=0.1——易错点「正态第二参数当标准差」守的就是这一步,先开对再谈别的。

题目给的基准。 P(Z<μ+σ)≈0.8413P(Z<\mu+\sigma)\approx0.8413——由 ①②,它等价于单尾 P(Z>μ+σ)≈1−0.8413=0.1587P(Z>\mu+\sigma)\approx1-0.8413=0.1587。整道题就是把四个概率往这两个数上靠。

解法一:边界翻译成 μ±kσ

怎么想到的。 四个选项问的都是「P(⋅>2)P(\cdot>2) 与某数的大小」。22 这个边界本身没意思,有意思的问法是:22 离 μ\mu 有几个 σ\sigma? 翻译过去,基准概率直接能用。

先判 Y(μ=2.1\mu=2.1,σ=0.1\sigma=0.1)。边界 2=2.1−0.1=μ−σ2=2.1-0.1=\mu-\sigma,于是用①:

P(Y>2)=P(Y>μ−σ)=P(Y<μ+σ)≈0.8413P(Y>2)=P(Y>\mu-\sigma)=P(Y<\mu+\sigma)\approx0.8413
  • C:0.8413>0.50.8413>0.5。对。
  • D:0.8413<0.80.8413<0.8?错(它比 0.80.8 大)。

再判 X(μ=1.8\mu=1.8,σ=0.1\sigma=0.1)。边界 2=1.8+0.2=μ+2σ2=1.8+0.2=\mu+2\sigma,于是用③再套基准:

P(X>2)=P(X>μ+2σ)<P(X>μ+σ)≈0.1587P(X>2)=P(X>\mu+2\sigma)<P(X>\mu+\sigma)\approx0.1587
  • A:0.1587>0.20.1587>0.2?错。
  • B:0.1587<0.50.1587<0.5。对。

综上,B、C 对,故选 BC。

教学图:上是 Y∼N(2.1, 0.1²) 的曲线,边界 2 落在 μ−σ 上,其右侧整片绿色阴影占 0.8413(由对称性等于 P(Y<μ+σ));下是 X∼N(1.8, 0.1²) 的曲线,边界 2 落在 μ+2σ 上,深红尾嵌在浅灰的 μ+σ 尾(0.1587)里,面积小一个数量级——两条曲线的 μ、μ±σ、μ+2σ 都用竖虚线标出

为什么这道题只有一条路

四个选项的判定经过的是同一个动作:把边界 22 翻译成「μ±kσ\mu\pm k\sigma」,然后搬三件套。你也可以先标准化(减 μ\mu 除 σ\sigma)再比——那只是把同一个动作搬进另一个坐标系,边界 22 变成 zz 值,基准 0.84130.8413 变成 Φ(1)\Phi(1),知识与推进一步没多、一步没少。所以它俩是一条路的两种记账,不是两条路。

真正值得带走的是那句翻译口诀:正态题,先把边界写成「μ\mu 加减几个 σ\sigma」。

🕳️ 避坑

  • σ\sigma 先开方:s2=0.01⇒σ=0.1s^2=0.01\Rightarrow\sigma=0.1。当成 0.010.01 的话,22 会被翻译成「μ+20σ\mu+20\sigma」,A 就被误判成「概率几乎为 0」之外的各种离谱结论。
  • 对称轴是 x=μx=\mu、不是 x=0x=0:P(Y>2)=P(Y<2.2)P(Y>2)=P(Y<2.2) 是因为 22 与 2.22.2 关于 2.12.1 对称。
  • D 埋的是「0.84130.8413 与 0.80.8 谁大」的眼花——基准概率背成整数位再比,别只记得「八成多」。
  • 多选题每个选项独立判:C 对了不影响 D 错,别按单选思维「选一个就走」。

本题涉及的教材页

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