本题导读
本题考查古典概型概率计算。核心在于频数汇总法、独立性检验公式法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2020年新高考II卷)为加强环境保护,治理空气污染,环境监测部门对某市空气质量进行调研,随机抽查了 100 天空气中的 和 浓度(单位:),数据如下表:
\ 32 18 4 6 8 12 3 7 10 (1)估计事件“该市一天空气中 浓度不超过 75,且 浓度不超过 150”的概率;
(2)根据所给数据,完成下面的 列联表:
\ (3)根据(2)中的列联表,判断是否有 99% 的把握认为该市一天空气中 浓度与 浓度有关?
🔍【思路分析】
破题导航
1. 概率估计(第一问): 利用样本频率估计总体概率。在原始 3×3 表格中,找到符合条件的 4 个格子( 且 ),将频数相加后除以总数 100。
2. 完善列联表(第二问): 这涉及对数据的“二次归类”。
行分类: 是前两行的和; 是第三行。
列分类: 是前两列的和; 是第三列。
3. 独立性检验(第三问):
- 计算 : 严格按照公式代入表格中的 值。
- 查表对比: 将计算出的 值与 6.635(99% 对应的临界值)进行比较。若 ,则认为有关。
✅【答案】
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有 99% 的把握认为该市一天空气中 PM2.5 浓度与 SO2 浓度有关
✍【详细解析】
Abstract
(1)概率估计 由表格可知,该市 100 天中,空气中 浓度不超过 75 且 浓度不超过 150 的天数为: (天)。 则所求概率的估计值为:。
(2)完善 列联表 汇总数据如下:
\ 合计 64 16 80 10 10 20 合计 74 26 100 (3)独立性检验 根据(2)中列联表,代入 计算公式:
因为 , 根据临界值表,有 99% 的把握认为该市一天空气中 浓度与 浓度有关。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 数据的“颗粒度”转换: 解题难点在于第二问,必须细心合并原始表格的 9 个单元格。如果这里算错一个数,第三问的 会全盘皆错。
- 计算技巧: 计算 时,建议先化简分子分母中的 或公约数。例如本题中 与 的部分可以直接约去,减少大数乘法。
- 结论表述: 独立性检验结论必须包含“把握”或“置信度”等字眼,不能绝对地说“一定有关”。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 与相关性强度: 的大小只代表我们有多大的把握认为“有关”,并不直接等同于“相关性有多强”。
- 适用范围: 独立性检验主要用于分类变量。如果变量是连续的(如具体的浓度值),通常会先进行分组(如本题)。
- 计算器的依赖: 高考中这类题目计算量较大,平时练习时应加强对手算约分和长除法的速度训练。
解题要点: 第一问找准四个格子;第二问像填数独一样求和;第三问计算时,注意 通常能提取公因数(如本题的 10),平方后会非常好算。
🔗【关联脉络】
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