本题导读

本题结合医学统计背景,综合考查古典概型的计算、频率分布直方图的绘制与中位数估算,以及独立性检验( 检验)的实际应用。

📌【题干】

Question

(2010年辽宁卷(理)) 为了比较注射 A, B 两种药物后产生的皮肤疱疹的面积,选 200 只家兔做试验,将这 200 只家兔随机地分成两组,每组 100 只,其中一组注射药物 A,另一组注射药物 B.

(1)甲、乙是 200 只家兔中的 2 只,求甲、乙分在不同组的概率;

(2)下表 1 和表 2 分别是注射药物 A 和 B 后的试验结果.(疱疹面积单位:)

表 1:注射药物 A 后皮肤疱疹面积的频数分布表

疱疹面积[60, 65)[65, 70)[70, 75)[75, 80)
频数30402010

表 2:注射药物 B 后皮肤疱疹面积的频数分布表

疱疹面积[60, 65)[65, 70)[70, 75)[75, 80)[80, 85)
频数1025203015

① 完成频率分布直方图,并比较注射两种药物后疱疹面积的中位数大小;

② 完成下面 列联表,并回答是否有 99.9% 的把握认为“注射药物 A 后的疱疹面积与注射药物 B 后的疱疹面积有差异”.

疱疹面积小于 疱疹面积不小于 合计
注射药物 A
注射药物 B
合计

附:

0.1000.0500.0250.0100.001
2.7063.8415.0246.63510.828

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第(1)问:可先固定家兔甲在其中一组,剩下 199 个位置中,另一组包含 100 个位置,直接利用条件概率求得乙在另一组的概率。
  2. 第(2)①问:计算每个小矩形的“高 = ”(组距均为 5,总频数均为 100)。根据频率分布判断各自中位数所在区间并比较大小。
  3. 第(2)②问:按频数统计填入 列联表,代入 公式求出统计量,与临界值 进行比较判定。

✅【答案】

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(1)将甲所在的组分为第1组或第2组分别计算,得甲、乙分在不同组的概率为2×100200×100

✍【详细解析】

Abstract

解: (1)甲、乙分在不同组的概率: 设家兔甲已被分在某一组,此时剩下 199 只家兔(其中与甲同组的有 99 个名额,另一组有 100 个名额)。 家兔乙被分在另一组的概率为:


(2)① 计算频率/组距并作图: 组距均为 ,样本量均为 。

注射药物 A 组:

  • :频率
  • :频率
  • :频率
  • :频率

注射药物 B 组:

  • :频率
  • :频率
  • :频率
  • :频率
  • :频率

中位数大小比较:

  • 药物 A 组:疱疹面积在 的频率为 ,在 的累计频率为 ,故中位数在区间 内(具体估算值为 );
  • 药物 B 组:疱疹面积在 的累计频率为 ,在 的累计频率为 ,故中位数在区间 内(具体估算值为 )。

结论: 注射药物 A 后疱疹面积的中位数小于注射药物 B 后疱疹面积的中位数。


② 完成 列联表:

疱疹面积小于 疱疹面积不小于 合计
注射药物 A100
注射药物 B100
合计10595

计算 :

因为 , 所以有 99.9% 的把握认为“注射药物 A 后的疱疹面积与注射药物 B 后的疱疹面积有差异”。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:等可能事件概率求解、频率分布直方图纵轴含义(频率/组距)、 列联表卡方独立性检验。
  2. 核心方法:直方图中中位数的寻找即累积面积达到 0.5 的位置。
  3. 避坑指南:频率分布直方图纵坐标为“”而非“频率”;计算 时先化简再代入计算,避免高位乘法出错。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题源自 2010 年辽宁高考理科第 18 题,为概率统计解答题标准命题范式(描述统计 + 概率 + 推断统计)。
  2. 结论推广:独立性检验主要用于判断两分类变量之间是否相关,当 时即可在 的置信水平下拒绝原假设(即判定两者有显著差异)。

🔗【关联脉络】

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