本题导读

本题考查正态分布 的定义与参数意,以及正态分布曲线的几何特征。

📌【题干】

Question

(2021年新高考II卷)某物理量的测量结果服从正态分布 ,下列结论中不正确的是( )

A. 越小,该物理量在一次测量中在 的概率越大

B. 越小,该物理量在一次测量中大于 10 的概率为 0.5

C. 越小,该物理量在一次测量中小于 9.99 与大于 10.01 的概率相等

D. 越小,该物理量在一次测量中落在 与落在 的概率相等

🔍【思路分析】

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  1. 参数定位:由 知,均值 ,标准差为 。曲线关于直线 对称。

  2. 标准差的几何意义(A项): 越小,曲线越“瘦高”,数据越集中在均值 附近。

  3. 对称性法则(B、C项):正态分布在均值两侧的概率各占 0.5;且关于 对称的区间概率相等,即 。

  4. 区间面积比对(D项):概率的大小对应曲线下方相应区间的面积。在正态分布中,相同长度的区间,离均值越近,其覆盖的面积(概率)越大。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

第一步:分析 A 选项(离散程度) 标准差 反映数据的波动大小。 越小,曲线在均值 处越尖锐,说明测量值落在均值附近的概率越高。 区间 是以 为中心、半径为 的对称区间,因此 越小,该区间概率越大。故 A 正确。

第二步:分析 B 选项(对称轴概率) 正态分布曲线关于 对称。对于连续型随机变量,落在对称轴右侧的概率恒为 ,即 。 这一结论由 决定,与 的大小无关。故 B 正确。

第三步:分析 C 选项(对称性应用) 考察两个位置:,。 由于曲线关于 对称,根据对称性性质: 即小于 与大于 的概率相等。故 C 正确。

第四步:分析 D 选项(区间概率对比) 两个区间长度均为 ,但相对于均值 的位置不同:

  • 区间 包含了均值 ,即包含了概率密度最高(曲线最高点)的区域。
  • 区间 位于均值的一侧。 我们可以拆分区间: 由对称性 。 由于在 上曲线单调递减,故 。 因此 ,两者不相等。故 D 错误。

综上所述,不正确的是 D。

故选:D。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心口诀:正态分布看 ,“瘦高尖,胖矮扁”。 越小,数据越集中; 越大,数据越分散。

  2. 对称性是灵魂:正态分布的几乎所有概率判定题都离不开关于 的对称性。解题时可画出草图辅助思考。

  3. 区间概率判定:若区间长度相等,则中点离均值 越近的区间,其概率越大。

  4. 避坑指南:注意 B 选项中的“ 越小”虽是干扰条件,但结论 本身是普适真理,不能选。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 变式思考:如果题目给定 ,那么 等于多少? (提示:由对称性 知 ,则中间部分概率为 。)
  • 能力提升:熟记“ 原则”:落在 内的概率约为 ;落在 内的概率约为 。

🔗【关联脉络】

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