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综观2011数学高考题,出现了很多充满时代气息的概率应用题,关注社会热点问题,拉近数学与现实生活的距离.这些应用题
体现出高考数学以问题为背景、以知识为载体、以方法为依托、以能力为主线,在平凡中见真奇,在朴实中考能力的命题意图.
例1(2011安徽理20)工作人员需进入核电站完成某项具有高辐射危险的任务,每次只派一个人进去,且每个人只需一次,工作时间不超过10分钟,如果有一个人10分钟内不能完成任务则撤出,再派下一个人.现在一共只有甲、乙、丙三个人可派,他们各自能完成任务的概率分别p1,p2,p3,假设p1,p2,p3互不相等,且假定各人能否完成任务的事件相互独立.
(Ⅰ)如果按甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人,求任务能被完成的概率.若改变三个人被派出的先后顺序,任务能被完成的概率是否发生变化?
(Ⅱ)若按某指定顺序派人,这三个人各自能完成任务的概率依次为q1,q2,q3,其中q1,q2,q3是p1,p2,p3的一个排列,求所需要派出人员数目X的分布列和均值(数学期望)EX;
(Ⅲ)假定1>p1>p2>p3,试分析以怎样的先后顺序派出人员,可使所需派出的人员数目的均值(数字期望)达到最小.
解析:(Ⅰ)无论以怎样的顺序派出人员,任务不能完成的概率都是(1-p1)(1-p2)(1-p3),所以任务能被完成的概率与三个人被派出的先后顺序无关,并等于1-(1-p1)(1-p2)(1-p3)=p1+p2+p3-p1p2-p2p3-p3p1+p1p2p3.
(Ⅱ)当依次派出的三个人各自完成任务的概率分别为q1,q2,q3,随机变量X的分布列为
X123
Pq1(1-q1)q2(1-q1)(1-q2)
所需派出人员数目的均值为EX=q1+2(1-q1)q2+3(1-q1)(1-q2)=3-2q1-q2+q1q2.
(Ⅲ)由(Ⅱ)结论知,当以甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人时,EX=3-2p1-p2+p1p2
根据常理,优先派出完成任务概率大的人,可减少所需派出的人员数目的均值.下面证明:对于p1,p2,p3的任一排列q1,q2,q3,都有3-2q1-q2+q1q2≥3-2p1-p2+p1p2(*).事实上,
(3-2q1-q2+q1q2)-(3-2p1-p2+p1p2)
=2(p1-q1)+(p2-q2)-p1p2+q1q2
=2(p1-q1)+(p2-q2)-(p1-q1)p2-q1(p2-q2)
=(2-p2)(p1-q1)+(1-q1)(p2-q2)
≥(1-q1)[(p1+p2)-(q1+q2)]≥0,
故(*)成立.即按甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人,可使所需派出的人员数目的均值(数字期望)达到最小.
评注:以全球关注的核安全问题为载体,通过分层设问使得试题既具开放性又具可控性,试题渗透了对解决问题方案的优化思想,引导运用研究性学习的理念,把现实问题“数学化”,构建恰当的数学模型,鼓励猜想、探究、论证、迁移,学会提出问题、分析问题并解决问题,而且探究的结果与常理相符,体现了“能者为先”的理念,完美地回归数学的科学价值和人文价值.
例2(2011重庆卷理17)某市公租房的房源位于A,B,C三个片区.设每位申请人只能申请其中一个片区的房源,且申请其中任一个片区的房源是等可能的.求该市的任4个申请人中:
(1)恰有2人申请A片区房源的概率;
(2)申请的房源所在片区的个数ξ的分布列与期望.
解析:(1)所有可能的申请方式有34种,恰有2人申请A片区房源的申请方式有C24·22种,从而恰有2人申请A片区房源的概率为C24·2234=827.
(2)ξ的所有可能值为1,2,3.又P(ξ=1)=334=127,
P(ξ=2)=C23(24-2)34=1427,
P(ξ=3)=C13C24C1234=49,则ξ的分布列为
ξ123
P127142749
故Eξ=1×127+2×1427+3×49=6527.
评注:本题以公租房热点问题为背景,从同学们的生活实际出发命制考查应用数学意识的题目,充分体现数学生活化和数学广泛应用性的理念.考查抽象概括能力,概率思想在生活中的应用意识和创新意识.
例3(2011四川理18)本着健康、低碳的生活理念,租自行车骑游的人越来越多.某自行车租车点的收费标准是每车每次租车时间不超过两小时免费,超过两小时的部分每小时收费2元(不足1小时的部分按1小时计算).有甲、乙两人相互独立来该租车点租车骑游(各租一车一次).设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为14,12;两小时以上且不超过三小时还车的概率分别是12,14;两人租车时间都不会超过四小时.
(Ⅰ)求甲乙两人所付的租车费用相同的概率.
(Ⅱ)设甲乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ, 求ξ的分布列及数学期望Eξ.
解析:(Ⅰ)由题意知,甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率分别是14,14,记甲、乙两人所付的租车费用相同为事件A,则P(A)=14×12+12×14+14×14=516.
(Ⅱ) ξ的可能取值为0,2,4,6,8.P(ξ=0)=14×12=18,
P(ξ=2)=14×14+12×12=516,
P(ξ=4)=12×14+14×12+14×14=516,
P(ξ=6)=12×14+14×14=316,
P(ξ=8)=14×14=116.
故甲乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ的分布列为:
Eξ=0×18+2×516+4×516+6×316+8×116=72.
评注:本题以低碳生活、运动健身的自行车骑游真实情境为背景,贴近生活实际,题目新颖别致,模型明确,难度适当,充分考查阅读理解能力和运用数学模型解决实际问题的意识和能力.
(作者:徐勇,江苏省板浦高级中学)
耶鲁大学“态度”,送给正在为高考奋斗的学子们
耶鲁大学(Yale University),始创于1701年,是美国历史上建立的第三所大学,第一所是哈佛大学,第二所是威廉玛丽学院。它和哈佛大学、普林斯顿大学齐名,历年来共同角逐美国大学和研究生院前三名的位置。耶鲁大学历史上曾出过5位美国总统,培养出一大批杰出的中国留学生,包括容闳、詹天佑、马寅初等等。其中,容闳是第一位取得美国大学学士学位的中国人。下面即将这世界一流大学严格信奉的“态度”送给正在奋斗的高考学子们。
一:心态
1.要自信,绝对自信,无条件自信,时刻自信,即使在做错的时候。
2.寂寞空虚无聊的时候看点杂志,听听音乐,没事给自己找事干,可以无益,但不能有害。
3.不要想太多,尤其是负面的想法,定时清除消极思想。
4.学会忘记一些东西,那些痛苦的、尴尬的、懊悔的记忆,为阳光的记忆腾出空间。
5.敢于尝试新事物,敢于丢脸,热爱丢脸,勇于挑战。年轻时多犯几次错误,有好处。但能一步到位的,一次就对的,就别出岔子。
6.每天都是新的一天,烦恼痛苦不过夜。每天早晨以乐观热情的心情迎接新的一天,即使昨天被人扇了一个大嘴巴。
7.承认自己的不聪明,不勇敢,这样在面对别人的优秀时,可以坦然,并给予发自内心的赞美;做人的最高境界不是一味低调,也不是一味张扬,而是始终如一的不卑不亢。
耶鲁大学“态度”,送给正在为高考奋斗的学子们
二:学习
1.学习永远是第一位的,不能舍本逐末。
2.重视预习和复习,学会自学。不错,考前突击可以使你取得高分,但速成的知识也是脆弱的。我认为你们也不想毕业后发现自己什么都没记住,大脑空空如也。
3.上课跟上老师的思维,能坐第一排就坐第一排。
4.懂得配合,课堂上活跃一些,不是做给别人看,是做给自己看。
5.一定要即时完成老师的作业。
6.永远不要忘记合作学习、相互学习,在大学没有高考的压力,这种单纯的向学精神更是难能可贵的。
7.对自己要有高层次的要求,不要认为不挂就呼万岁。
三:交往
1.在没了解之前,假定一切人都是善的,真心地对待身边的每个人;
挖掘每个人身上的优点,真诚的赞美别人。
2.朋友要全面撒网,重点培养(谈恋爱,男女朋友例外)。
3.知己可遇不可求,有些人习惯把别人锁定在一定距离之外,亲近容易,要想更亲近就难了,对于这样的人,你投入再多热情也没用,只会让自己郁闷。不如保持距离,适可而止。
4.真诚地主动帮助别人,不求回报。做每件事都想要别人感激,那是注定要失望的。
5.学会说不,不要让友情成为一种负担。
6.尝试让别人去读懂你,好过挖空心思去读懂别人。因为你读懂别人,你感到那人很熟悉,而那人却感到你很陌生。好比暖手碰尖刀,找伤。
7.对于真正的朋友,不要吝啬关心的话语。一条短信,一个问候,主动一点,不要太斤斤计较谁对谁更好一点。友情的双方一定有一个付出多一点。那个人是谁不重要,重要的是你们的感情在继续。
8.无论什么情况下都要保持自己的独立性,不要丧失自我。
四:工作
1.永远都不要抱怨什么。抱怨只会暴露你的无能。
2.公私要分明;随时保持积极主动。
3.在公共的场合不要过多流露自己的情绪和情感。有情绪了找朋友说,别找同事说。
4.做事讲效率;少说话,多做事。
5.跟同事领导搞好关系,但不要妄想和他们成为知心朋友;
该知道的知道,不该知道的甭打听。
6.有些事情,看破但不要说破。
五:生活
1.把自己的东西收拾整洁,物归其位。
2.赚钱不如省钱。适度节省比赚钱更能省钱。
3.穿衣服不必名牌,但一定要注意搭配。(努力喽)
4.少吃零食,多吃水果。
5.注意保暖,别满不在乎,得了老寒腿、风湿没人管。
6.女生应会的技能是一定要会做秀外慧中的自己。
体现出高考数学以问题为背景、以知识为载体、以方法为依托、以能力为主线,在平凡中见真奇,在朴实中考能力的命题意图.
例1(2011安徽理20)工作人员需进入核电站完成某项具有高辐射危险的任务,每次只派一个人进去,且每个人只需一次,工作时间不超过10分钟,如果有一个人10分钟内不能完成任务则撤出,再派下一个人.现在一共只有甲、乙、丙三个人可派,他们各自能完成任务的概率分别p1,p2,p3,假设p1,p2,p3互不相等,且假定各人能否完成任务的事件相互独立.
(Ⅰ)如果按甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人,求任务能被完成的概率.若改变三个人被派出的先后顺序,任务能被完成的概率是否发生变化?
(Ⅱ)若按某指定顺序派人,这三个人各自能完成任务的概率依次为q1,q2,q3,其中q1,q2,q3是p1,p2,p3的一个排列,求所需要派出人员数目X的分布列和均值(数学期望)EX;
(Ⅲ)假定1>p1>p2>p3,试分析以怎样的先后顺序派出人员,可使所需派出的人员数目的均值(数字期望)达到最小.
解析:(Ⅰ)无论以怎样的顺序派出人员,任务不能完成的概率都是(1-p1)(1-p2)(1-p3),所以任务能被完成的概率与三个人被派出的先后顺序无关,并等于1-(1-p1)(1-p2)(1-p3)=p1+p2+p3-p1p2-p2p3-p3p1+p1p2p3.
(Ⅱ)当依次派出的三个人各自完成任务的概率分别为q1,q2,q3,随机变量X的分布列为
X123
Pq1(1-q1)q2(1-q1)(1-q2)
所需派出人员数目的均值为EX=q1+2(1-q1)q2+3(1-q1)(1-q2)=3-2q1-q2+q1q2.
(Ⅲ)由(Ⅱ)结论知,当以甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人时,EX=3-2p1-p2+p1p2
根据常理,优先派出完成任务概率大的人,可减少所需派出的人员数目的均值.下面证明:对于p1,p2,p3的任一排列q1,q2,q3,都有3-2q1-q2+q1q2≥3-2p1-p2+p1p2(*).事实上,
(3-2q1-q2+q1q2)-(3-2p1-p2+p1p2)
=2(p1-q1)+(p2-q2)-p1p2+q1q2
=2(p1-q1)+(p2-q2)-(p1-q1)p2-q1(p2-q2)
=(2-p2)(p1-q1)+(1-q1)(p2-q2)
≥(1-q1)[(p1+p2)-(q1+q2)]≥0,
故(*)成立.即按甲在先、乙次之,丙最后的顺序派人,可使所需派出的人员数目的均值(数字期望)达到最小.
评注:以全球关注的核安全问题为载体,通过分层设问使得试题既具开放性又具可控性,试题渗透了对解决问题方案的优化思想,引导运用研究性学习的理念,把现实问题“数学化”,构建恰当的数学模型,鼓励猜想、探究、论证、迁移,学会提出问题、分析问题并解决问题,而且探究的结果与常理相符,体现了“能者为先”的理念,完美地回归数学的科学价值和人文价值.
例2(2011重庆卷理17)某市公租房的房源位于A,B,C三个片区.设每位申请人只能申请其中一个片区的房源,且申请其中任一个片区的房源是等可能的.求该市的任4个申请人中:
(1)恰有2人申请A片区房源的概率;
(2)申请的房源所在片区的个数ξ的分布列与期望.
解析:(1)所有可能的申请方式有34种,恰有2人申请A片区房源的申请方式有C24·22种,从而恰有2人申请A片区房源的概率为C24·2234=827.
(2)ξ的所有可能值为1,2,3.又P(ξ=1)=334=127,
P(ξ=2)=C23(24-2)34=1427,
P(ξ=3)=C13C24C1234=49,则ξ的分布列为
ξ123
P127142749
故Eξ=1×127+2×1427+3×49=6527.
评注:本题以公租房热点问题为背景,从同学们的生活实际出发命制考查应用数学意识的题目,充分体现数学生活化和数学广泛应用性的理念.考查抽象概括能力,概率思想在生活中的应用意识和创新意识.
例3(2011四川理18)本着健康、低碳的生活理念,租自行车骑游的人越来越多.某自行车租车点的收费标准是每车每次租车时间不超过两小时免费,超过两小时的部分每小时收费2元(不足1小时的部分按1小时计算).有甲、乙两人相互独立来该租车点租车骑游(各租一车一次).设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为14,12;两小时以上且不超过三小时还车的概率分别是12,14;两人租车时间都不会超过四小时.
(Ⅰ)求甲乙两人所付的租车费用相同的概率.
(Ⅱ)设甲乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ, 求ξ的分布列及数学期望Eξ.
解析:(Ⅰ)由题意知,甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率分别是14,14,记甲、乙两人所付的租车费用相同为事件A,则P(A)=14×12+12×14+14×14=516.
(Ⅱ) ξ的可能取值为0,2,4,6,8.P(ξ=0)=14×12=18,
P(ξ=2)=14×14+12×12=516,
P(ξ=4)=12×14+14×12+14×14=516,
P(ξ=6)=12×14+14×14=316,
P(ξ=8)=14×14=116.
故甲乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ的分布列为:
Eξ=0×18+2×516+4×516+6×316+8×116=72.
评注:本题以低碳生活、运动健身的自行车骑游真实情境为背景,贴近生活实际,题目新颖别致,模型明确,难度适当,充分考查阅读理解能力和运用数学模型解决实际问题的意识和能力.
(作者:徐勇,江苏省板浦高级中学)
耶鲁大学“态度”,送给正在为高考奋斗的学子们
耶鲁大学(Yale University),始创于1701年,是美国历史上建立的第三所大学,第一所是哈佛大学,第二所是威廉玛丽学院。它和哈佛大学、普林斯顿大学齐名,历年来共同角逐美国大学和研究生院前三名的位置。耶鲁大学历史上曾出过5位美国总统,培养出一大批杰出的中国留学生,包括容闳、詹天佑、马寅初等等。其中,容闳是第一位取得美国大学学士学位的中国人。下面即将这世界一流大学严格信奉的“态度”送给正在奋斗的高考学子们。
一:心态
1.要自信,绝对自信,无条件自信,时刻自信,即使在做错的时候。
2.寂寞空虚无聊的时候看点杂志,听听音乐,没事给自己找事干,可以无益,但不能有害。
3.不要想太多,尤其是负面的想法,定时清除消极思想。
4.学会忘记一些东西,那些痛苦的、尴尬的、懊悔的记忆,为阳光的记忆腾出空间。
5.敢于尝试新事物,敢于丢脸,热爱丢脸,勇于挑战。年轻时多犯几次错误,有好处。但能一步到位的,一次就对的,就别出岔子。
6.每天都是新的一天,烦恼痛苦不过夜。每天早晨以乐观热情的心情迎接新的一天,即使昨天被人扇了一个大嘴巴。
7.承认自己的不聪明,不勇敢,这样在面对别人的优秀时,可以坦然,并给予发自内心的赞美;做人的最高境界不是一味低调,也不是一味张扬,而是始终如一的不卑不亢。
耶鲁大学“态度”,送给正在为高考奋斗的学子们
二:学习
1.学习永远是第一位的,不能舍本逐末。
2.重视预习和复习,学会自学。不错,考前突击可以使你取得高分,但速成的知识也是脆弱的。我认为你们也不想毕业后发现自己什么都没记住,大脑空空如也。
3.上课跟上老师的思维,能坐第一排就坐第一排。
4.懂得配合,课堂上活跃一些,不是做给别人看,是做给自己看。
5.一定要即时完成老师的作业。
6.永远不要忘记合作学习、相互学习,在大学没有高考的压力,这种单纯的向学精神更是难能可贵的。
7.对自己要有高层次的要求,不要认为不挂就呼万岁。
三:交往
1.在没了解之前,假定一切人都是善的,真心地对待身边的每个人;
挖掘每个人身上的优点,真诚的赞美别人。
2.朋友要全面撒网,重点培养(谈恋爱,男女朋友例外)。
3.知己可遇不可求,有些人习惯把别人锁定在一定距离之外,亲近容易,要想更亲近就难了,对于这样的人,你投入再多热情也没用,只会让自己郁闷。不如保持距离,适可而止。
4.真诚地主动帮助别人,不求回报。做每件事都想要别人感激,那是注定要失望的。
5.学会说不,不要让友情成为一种负担。
6.尝试让别人去读懂你,好过挖空心思去读懂别人。因为你读懂别人,你感到那人很熟悉,而那人却感到你很陌生。好比暖手碰尖刀,找伤。
7.对于真正的朋友,不要吝啬关心的话语。一条短信,一个问候,主动一点,不要太斤斤计较谁对谁更好一点。友情的双方一定有一个付出多一点。那个人是谁不重要,重要的是你们的感情在继续。
8.无论什么情况下都要保持自己的独立性,不要丧失自我。
四:工作
1.永远都不要抱怨什么。抱怨只会暴露你的无能。
2.公私要分明;随时保持积极主动。
3.在公共的场合不要过多流露自己的情绪和情感。有情绪了找朋友说,别找同事说。
4.做事讲效率;少说话,多做事。
5.跟同事领导搞好关系,但不要妄想和他们成为知心朋友;
该知道的知道,不该知道的甭打听。
6.有些事情,看破但不要说破。
五:生活
1.把自己的东西收拾整洁,物归其位。
2.赚钱不如省钱。适度节省比赚钱更能省钱。
3.穿衣服不必名牌,但一定要注意搭配。(努力喽)
4.少吃零食,多吃水果。
5.注意保暖,别满不在乎,得了老寒腿、风湿没人管。
6.女生应会的技能是一定要会做秀外慧中的自己。