本题导读
本题考查频率估计概率。核心在于概率建模法、分类讨论法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2020年北京卷)某校为举办甲、乙两项不同活动,分别设计了相应的活动方案:方案一、方案二。为了解该校学生对活动方案是否支持,对学生进行简单随机抽样,获得数据如下表:
男生(支持/不支持) 女生(支持/不支持) 方案一 200人 / 400人 300人 / 100人 方案二 350人 / 250人 150人 / 250人 假设所有学生对活动方案是否支持相互独立。
(Ⅰ)分别估计该校男生支持方案一的概率、该校女生支持方案一的概率;
(Ⅱ)从该校全体男生中随机抽取 2 人,全体女生中随机抽取 1 人,估计这 3 人中恰有 2 人支持方案一的概率;
(Ⅲ)将该校学生支持方案二的概率估计值记为 。假设该校某年级有 500 名男生和 300 名女生,除该年级外其他年级学生支持方案二的概率估计值记为 ,试比较 与 的大小。(结论不要求证明)
🔍【思路分析】
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(Ⅰ)概率估计: 利用公式 即可。
(Ⅱ)独立性概率计算: “3人中恰有2人支持”属于互斥事件的并集,需分类讨论:
情况 1:2名男生支持,1名女生不支持。
情况 2:1名男生支持,1名男生不支持,1名女生支持。
(Ⅲ)均值与比例的比较: 这是一个关于加权平均数的直观判断。需要分析样本中男女比例与特定年级(或总体)中男女比例的关系。
- 样本中方案二支持概率:男生 ,女生 。
- 男生支持率明显高于女生。若某个群体中男生比例更高,则该群体的总支持率 就会更高。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
由表可知,抽样的男生总数为 人,女生总数为 人。
- 男生支持方案一的概率估计值 。
- 女生支持方案一的概率估计值 。
设 3 人中恰有 2 人支持方案一为事件 。 由(Ⅰ)知,男生支持概率为 ,女生支持概率为 。
- 情况 1(2男持,1女不持):。
- 情况 2(1男持,1男不持,1女持):。 由于情况 1 与情况 2 互斥,则:
结论:。 (解析参考:样本中男生占比为 。该年级男生占比为 。因为男生支持方案二的概率远高于女生,且该年级男生比例高于样本比例,故该年级支持概率高于 ,进而推导总体平均值 会被拉低,从而 。)
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 独立性: 题目强调“相互独立”,意味着我们可以直接使用概率乘法公式 。
- 组合数的运用: 在从多个人中抽取部分人满足条件时, 的系数非常关键,容易漏掉。
- 统计推断: 北京卷的第三问常考查对“加权平均”的敏感度,不需要复杂计算,重在逻辑理解。
📖【试题探源与推广】
Tip
本题的第三问其实触及了统计学中著名的辛普森悖论。
- 权重影响: 当我们将两个群体合并时,最终的平均支持率不仅取决于各自群体的支持率,还取决于各群体的人数占比。
- 决策参考: 如果校方要推行方案二,从统计数据看,应优先在男生较多的年级开展试点,因为男生的支持倾向明显高于女生。
- 数据偏差: 在实际调研中,如果样本的男女比例与全校真实比例不一致,直接使用样本总支持率作为全校估计值就会产生偏差。
🔗【关联脉络】
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