本题导读
本题考查概率计算,以及排列数。
📌【题干】
Question
(2024年甲卷理)有 个相同的球,分别标有数字 , , , , , ,从中无放回地随机取 次,每次取 个球. 设 为前两次取出的球上数字的平均值, 为取出的三个球上数字的平均值,则 与 之差的绝对值不大于 的概率为 _______________.
🔍【思路分析】
破题导航
- 量化目标事件:设前两次取出的数字为 、 ,第三次取出的数字为 ,则 , ,先化简 。
- 转化约束: 等价于 ,即 ,枚举范围大幅收窄。
- 分类枚举:按 的取值分类,统计满足条件的有序对 数目,除以总排列数 。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
🛠 第一步:样本空间与目标事件
从 6 个球中无放回地依次取 3 个,样本点总数 设前两次取出的数字为 、 ,第三次为 (三者互不相同),则
🛠 第二步:化简事件条件
于是
🛠 第三步:按 分类枚举有序对
固定 后, 从其余 5 个数字中有序选取,满足条件的排列数如下:
范围 满足条件的有序对 个数 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 满足条件的样本点数为
🛠 第四步:计算概率
故答案为 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:绝对值不等式的化简简化、排列组合的分类枚举、古典概型概率公式。
- 核心方法:分类讨论法(基准元枚举)、对称性分析法。
- 避坑指南:
- 忘减互斥元素:在枚举 时,必须时刻检查是否误用了已被 占用的号码(例如 时,和为 6 的组合只能是 ,不能包含 )。
- 排列与组合混淆:本题是无放回依次抽取,样本空间 为排列数。若枚举时只找组合集合(如 ),必须乘以 转化为排列数,否则分子分母统计口径不一致。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题具有高等数学中“数理统计样本均值的波动性与鞅差序列雏形”的背景。它抽象地考查了在有限离散状态空间下,随着样本容量的增加,相邻阶段样本均值之差( )收敛于指定概率测度邻域的分布规律。
- 结论推广: 设前 次样本均值为 ,前 次样本均值为 ,第 次新抽样值为 。根据均值递推代数关系,相邻均值偏差恒满足简化公式: 。若波动阈值为 ,等价于单次新抽样值与历史均值的离差受限: 。掌握该均值极差递推通式,可直接越过繁琐的分式通分步骤。
🔗【关联脉络】
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