1、2015-2016学年山西省运城市康杰中学高二(下)期末数学试卷(理科)一、选择题(每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为()A14B24C28D482通过随机询问110名性别不同的大学生是否爱好某项运动,得到如下的列联表:男女总计爱好402060不爱好203050总计6050110计算得K2的观测值k7.822:参照附表,得到的正确结论是()P(K2k)0.0500 0100.001k3.8416.63510.828A在犯错误的概率不超过0.1%的前
2、提下,认为“爱好该项运动与性别有关”B在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”C有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”D有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”3已知变量x,y的取值如表如果y与x线性相关,且=kx+1,则k的值为()x0134y0.91.93.24.4A0.6B0.7C0.8D0.94已知有15名美术特长生和35名舞蹈特长生,从这50人中任选2人,他们的特长不相同的概率是()ABCD5已知两个随机变量X,Y满足X+2Y=4,且XN(1,22),则E(Y),D(Y)依次是()A,2B,1C,1D,265本不同的书,全部分给四个学生,
3、每个学生至少1本,不同分法的种数为()A480B240C120D967(1+a+a2)(a)6的展开式中的常数项为()A2B3C4D58将7个人(其中包括甲、乙、丙、丁4人)排成一排,若甲不能在排头,乙不能在排尾,丙、丁两人必须相邻,则不同的排法共有()A1108种B1008种C960种D504种9将一个五棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两个端点异色,如果只有4种颜色可供使用,那么不同染色方法总数为()A120B125C130D13510设某地区历史上从某次特大洪水发生以后,在30年内发生特大洪水的概率是0.8,在40年内发生特大洪水的概率是0.85现该 地区已无特大洪水过去了30年
4、,在未来10年内该地区将发生特大洪水的概率是()A0.25B0.30C0.35D0.4011(1+ax+by)n展开式中不含x的项的系数绝对值的和为729,不含y的项的系数绝对值的和为64,则a,b,n的值可能为()Aa=1,b=2,n=6Ba=1,b=2,n=5Ca=2,b=1,n=6Da=1,b=2,n=512设有一决策系统,其中每个成员作出的决策互不影响,且每个成员作正确决策的概率均为p(0p1)当占半数以上的成员作出正确决策时,系统作出正确决策要使有5位成员的决策系统比有3位成员的决策系统更为可靠,p的取值范围是()A(,1)B(,1)C(,1)D(,1)二、填空题(本大题共4小题,每
5、小题5分)13随机变量X只能取1,2,3,且P(X=1)=P(x=3),则E(X)=14某办公室为保障财物安全,需要在春节放假的七天内每天安排一人值班,已知该办公室共有4人,每人需值班一天或两天,则不同的值班安排种数为(用数字作答)15已知(x2+1)(2x+1)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+a11(x+1)11,则a1+a2+a11=16将6个不同的小球放进4个不同的盒子,每个小球放入任何一个盒子都是等可能的,则4个盒子中小球的数量恰好是3,2,1,0的概率是(用数字作答)三、解答题(本大题共6小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17已知n为正整数,在二项式(+2x
6、)n的展开式中,若前三项的二项式系数的和等于79(1)求n的值;(2)判断展开式中第几项的系数最大?18心理学家分析发现视觉和空间能力与性别有关,某数学兴趣小组为了验证这个结论,从兴趣小组中按分层抽样的方法取50名同学(男30女20),给所有同学几何题和代数题各一题,让各位同学自由选择一道题进行解答选题情况如表:(单位/人)几何题代数题总计男同学22830女同学81220总计302050(1)能事据此判断有97.5%的把握认为视觉和空间能力与性别有关?(2)现从选择做几何题的8名女生(其中包括甲、乙两人)中任意抽取两人对她们的答题情况进行全程研究,记甲、乙两人被抽到的人数为X,求X的分布列及期
7、望E(X)19在一次考试中,5名同学的数学、物理成绩如表所示:学生A1A2A3A4A5数学x(分)8991939597物理y(分)8789899293(1)根据表中数据,求物理分数y对数学分数x的线性回归方程;(2)要从4名数学成绩在90分以上的同学中选2名参加一项活动,以X表示选中的同学的物理成绩高于90分的人数,求X的分布列及数学期望E(X)20学校游园活动有这样一个游戏项目:甲箱子里装有3个白球、2个黑球,乙箱子里装有1个白球、2个黑球,这些球除颜色外完全相同,每次游戏从这两个箱子里各随机摸出2个球,若摸出的白球不少于2个,则获奖(每次游戏结束后将球放回原箱)()求在1次游戏中,(i)摸
8、出3个白球的概率;(ii)获奖的概率;()求在2次游戏中获奖次数X的分布列及数学期望E(X)21某突发事件,在不采取任何预防措施的情况下发生的概率为0.4,一旦发生,将造成500万元的损失现有A,B两种相互独立的预防措施可以使用单独采用A预防措施所需的费用为80万元,采用A预防措施后此突发事件发生的概率降为0.1单独采用B预防措施所需的费用为30万元,采用B预防措施后此突发事件发生的概率降为0.2现有以下4种方案;方案1:不采取任何预防措施;方案2:单独采用A预防措施;方案3:单独采用B预防措施;方案4:同时采用A,B两种预防措施分别用Xi(i=1,2,3,4)(单位:万元)表示采用方案i时产
9、生的总费用(总费用=采取预防措施的费用+发生突发事件的损失)(1)求X2的分布列与数学期望E(X2);(2)请确定采用哪种方案使总费用最少22我国高铁技术发展迅速,铁道部门计划在A,B两城市之间开通高速列车,假设列车在试运行期间,每天在8:009:00,9:0010:00两个时间段内各发一趟由A城开往B城的列车(两车发车情况互不影响),A城发车时间及概率如下表所示:发车时间8:108:308:509:109:309:50概率若甲、乙两位旅客打算从A城到B城,他们到达A城火车站的时间分别是周六的8:00和周日的8:20(只考虑候车时间,不考虑其他因素)(1)求甲、乙两人候车时间相等的概率;(2)
10、设乙候车所需时间为随机变量X,求的分布列和数学期望E(X)2015-2016学年山西省运城市康杰中学高二(下)期末数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为()A14B24C28D48【考点】排列、组合的实际应用【分析】法一:用直接法,4人中至少有1名女生包括1女3男及2女2男两种情况,计算各种情况下的选派方案种数,由加法原理,计算可得答案;法二:用排除法,首先计算从4男2女中选4人的选派方案种数,再计算4名都
11、是男生的选派方案种数,由排除法,计算可得答案【解答】解:法一:4人中至少有1名女生包括1女3男及2女2男两种情况,故不同的选派方案种数为C12C34+C22C24=24+16=14;法二:从4男2女中选4人共有C46种选法,4名都是男生的选法有C44种,故至少有1名女生的选派方案种数为C46C44=151=14故选A2通过随机询问110名性别不同的大学生是否爱好某项运动,得到如下的列联表:男女总计爱好402060不爱好203050总计6050110计算得K2的观测值k7.822:参照附表,得到的正确结论是()P(K2k)0.0500 0100.001k3.8416.63510.828A在犯错误
12、的概率不超过0.1%的前提下,认为“爱好该项运动与性别有关”B在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”C有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”D有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”【考点】独立性检验的应用【分析】通过所给的观测值,同临界值表中的数据进行比较,发现7.8226.635,得到结论【解答】解:由一个22列联表中的数据计算得K2的观测值k7.822,则7.8226.635,有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”,故选:D3已知变量x,y的取值如表如果y与x线性相关,且=kx+1,则k的值为()x0134y0.91.93.24.
13、4A0.6B0.7C0.8D0.9【考点】线性回归方程【分析】求出样本中心代入回归方程即可解出k【解答】解: =2, =2.62.6=2k+1,解得k=0.8故选:C4已知有15名美术特长生和35名舞蹈特长生,从这50人中任选2人,他们的特长不相同的概率是()ABCD【考点】古典概型及其概率计算公式【分析】本题考查的知识点是古典型概率的求法,50名学生中,其中15名美术生,另外35人舞蹈生,易得从50名中任选两名学生对应基本事件总数为:C502,再计算出满足条件的基本事件个数,代入古典概型计算公式,即可得到答案【解答】解:共有15+35=50名特长生,则任选两名学生共有C502种不同的选法,又
14、有15名美术特长生和35名舞蹈特长生,共有C151C351选法,故他们的特长不相同的概率P=,故选:B5已知两个随机变量X,Y满足X+2Y=4,且XN(1,22),则E(Y),D(Y)依次是()A,2B,1C,1D,2【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义【分析】先由XN(1,22),得E(X)=1,D(X)=4,然后由X+2Y=4得Y=2X,再根据公式求解即可【解答】解:由题意XN(1,22),E(X)=1,D(X)=4,X+2Y=4,Y=2X,E(Y)=2E(X)=,D(Y)=D(X)=1故选:C65本不同的书,全部分给四个学生,每个学生至少1本,不同分法的种数为()A480B240
15、C120D96【考点】排列、组合及简单计数问题【分析】由题意知先把5本书中的两本捆起来看做一个元素,这一个元素和其他的三个元素在四个位置全排列,根据分步计数原理两个过程的结果数相乘得到结果【解答】解:由题意知先把5本书中的两本捆起来看做一个元素共有C52,这一个元素和其他的三个元素在四个位置全排列共有A44,分法种数为C52A44=240故选B7(1+a+a2)(a)6的展开式中的常数项为()A2B3C4D5【考点】二项式系数的性质【分析】利用展开式的通项公式即可得出【解答】解:(a)6展开式的通项公式:Tr+1=(1)ra62r分别令62r=0,1,2,解得:r=3,r=(舍去),r=4(1
16、+a+a2)(a)6的展开式中的常数项为(1)31+1=20+15=5故选:D8将7个人(其中包括甲、乙、丙、丁4人)排成一排,若甲不能在排头,乙不能在排尾,丙、丁两人必须相邻,则不同的排法共有()A1108种B1008种C960种D504种【考点】排列、组合及简单计数问题【分析】根据题意,利用间接法计算可得答案【解答】解:根据题意,丙、丁两人必须相邻,捆绑,有A66A22=1440种排法,甲在排头,有A55A22=240种排法,乙在排尾,有A55A22=240种排法,甲在排头,乙在排尾,有A45A22=48种排法,故甲不站排头,乙不站排尾,丙、丁两人必须相邻的排法有1440240240+48
17、=1008种故选:B9将一个五棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两个端点异色,如果只有4种颜色可供使用,那么不同染色方法总数为()A120B125C130D135【考点】排列、组合及简单计数问题【分析】根据分类计数原理,本题需要分两类,AC同色,和AC异色,问题得以解决【解答】解:如图,S有4种选择,当AC同色时,A有3种选择,B有2种选择,D有2种选择,E有一种选择,当AC异色时,A有3种选择,C有2种选择,B有1种选择,若A,D相同,则E有2种选择,若A,D不同,则E有1种选择,故有43221+321(2+1)=120,故选:A10设某地区历史上从某次特大洪水发生以后,在30年内发
18、生特大洪水的概率是0.8,在40年内发生特大洪水的概率是0.85现该 地区已无特大洪水过去了30年,在未来10年内该地区将发生特大洪水的概率是()A0.25B0.30C0.35D0.40【考点】互斥事件的概率加法公式【分析】分别设出各个事件,得到P(C)=,分别将P(A),P(B)代入求出P(C)即可【解答】解:设“在30年内发生特大洪水”为事件A,“在40年内发生特大洪水”为事件B,“在未来10年内该地区将发生特大洪水”为事件C,在未来10年内该地区将发生特大洪水的概率:P(C)=0.25,故选:A11(1+ax+by)n展开式中不含x的项的系数绝对值的和为729,不含y的项的系数绝对值的和
19、为64,则a,b,n的值可能为()Aa=1,b=2,n=6Ba=1,b=2,n=5Ca=2,b=1,n=6Da=1,b=2,n=5【考点】二项式定理的应用【分析】由题意得到(1+b)n=729,(1+a)n=64,结合所给的选项,可得结论【解答】解:(1+ax+by)n展开式中不含x的项的系数的绝对值的和为729,不含y的项的系数的绝对值的和为64,(1+b)n=729,(1+a)n=64再根据36=729,26=64,结合所给的选项,可得a=1,b=2,n=6,满足条件,故选:A12设有一决策系统,其中每个成员作出的决策互不影响,且每个成员作正确决策的概率均为p(0p1)当占半数以上的成员作
20、出正确决策时,系统作出正确决策要使有5位成员的决策系统比有3位成员的决策系统更为可靠,p的取值范围是()A(,1)B(,1)C(,1)D(,1)【考点】相互独立事件的概率乘法公式【分析】先考虑3人做决策的情形,此时系统作成正确决策,需要2人或以上做出正确决策,求出满足条件的概率,5人做决策时,系统作出正确决策,需要3人或以上做出正确决策,求出满足条件的概率,若5人成员决策系统更可靠,得到关于p的不等式,求出p的范围即可【解答】解:先考虑3人做决策的情形,此时系统作成正确决策,需要2人或以上做出正确决策,即此概率为3p2(1p)+p3=3p22p3,而5人做决策时,系统作出正确决策,需要3人或以
21、上做出正确决策,此概率为10p3(1p)2+5(1p)p4+p5=10p315p4+6p5,5人成员决策系统更可靠,则需要:10p315p4+6p53p22p34p5p2+2p310(p1)(2p23p+1)0(p1)2(2p1)02p10p0.5,当p超过0.5时,5人成员系统便更可靠,故选:B二、填空题(本大题共4小题,每小题5分)13随机变量X只能取1,2,3,且P(X=1)=P(x=3),则E(X)=2【考点】离散型随机变量的期望与方差【分析】设P(X=1)=P(x=3)=p,则P(X=2)=12p,由此能求出E(X)【解答】解:随机变量X只能取1,2,3,且P(X=1)=P(x=3)
22、,设P(X=1)=P(x=3)=p,则P(X=2)=12p,E(X)=1p+2(12p)+3p=2故答案为:214某办公室为保障财物安全,需要在春节放假的七天内每天安排一人值班,已知该办公室共有4人,每人需值班一天或两天,则不同的值班安排种数为2520(用数字作答)【考点】排列、组合及简单计数问题【分析】解答本题可以分为两步,第一步把7天分成四组,第二步对四人一个全排列,利用分步乘法原理列式计算即可【解答】解:第一步,每人需值班一天或两天,七天分成四组(1,2,2,2),故=105,第二步将这四组分给四个人,即105A44=2520,故不同的安排方法种数是2520种,故答案为:252015已知
23、(x2+1)(2x+1)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+a11(x+1)11,则a1+a2+a11=781【考点】二项式定理的应用【分析】利用换元法设x+1=t,转化为关于t的多项式,根据系数之间的关系进行求解即可【解答】解:令x+1=t,则x=t1,则方程等价为(t1)2+1(2t+1)9=a0+a1t+a2t2+a11t11,即(t22t+2)(2t+1)9=a0+a1t+a2t2+a11t11,则a11为展开式中t11的系数,则a11=29=512a1为一次项的系数,则a1=21+12=182=16a2为二次项的系数,则a2=1122+222=136+288=253则a1+a
24、2+a11=16+253+512=781,故答案为:78116将6个不同的小球放进4个不同的盒子,每个小球放入任何一个盒子都是等可能的,则4个盒子中小球的数量恰好是3,2,1,0的概率是(用数字作答)【考点】古典概型及其概率计算公式【分析】将6个不同的小球放进4个不同的盒子,每个小球放入任何一个盒子都是等可能的,先求出基本事件总数,再求出4个盒子中小球的数量恰好是3,2,1,0包含的基本事件个数,由此能求出4个盒子中小球的数量恰好是3,2,1,0的概率【解答】解:将6个不同的小球放进4个不同的盒子,每个小球放入任何一个盒子都是等可能的,基本事件总数为n=46=4096,4个盒子中小球的数量恰好
25、是3,2,1,0包含的基本事件个数为m=1440,4个盒子中小球的数量恰好是3,2,1,0的概率p=故答案为:三、解答题(本大题共6小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17已知n为正整数,在二项式(+2x)n的展开式中,若前三项的二项式系数的和等于79(1)求n的值;(2)判断展开式中第几项的系数最大?【考点】二项式系数的性质【分析】(1)根据题意列出方程+=79,解方程即可;(2)设该二项式的展开式中第k+1项的系数最大,由此列出不等式组,解不等式组即可求出k的值【解答】解:(1)根据题意, +=79,即1+n+=79,整理得n2+n156=0,解得n=12或n=13(不合题意,
26、舍去)所以n=12;(2)设二项式=(1+4x)12的展开式中第k+1项的系数最大,则有,解得9.4k10.4,所以k=10,所以展开式中第11项的系数最大18心理学家分析发现视觉和空间能力与性别有关,某数学兴趣小组为了验证这个结论,从兴趣小组中按分层抽样的方法取50名同学(男30女20),给所有同学几何题和代数题各一题,让各位同学自由选择一道题进行解答选题情况如表:(单位/人)几何题代数题总计男同学22830女同学81220总计302050(1)能事据此判断有97.5%的把握认为视觉和空间能力与性别有关?(2)现从选择做几何题的8名女生(其中包括甲、乙两人)中任意抽取两人对她们的答题情况进行
27、全程研究,记甲、乙两人被抽到的人数为X,求X的分布列及期望E(X)【考点】离散型随机变量的期望与方差;独立性检验的应用;离散型随机变量及其分布列【分析】(1)由表中数据得K25.5565.024,从而根据统计有97.5%的把握认为视觉和空间能力与性别有关(2)X的所有可能取值为0,1,2,分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列和数学期望【解答】解:(1)由表中数据得K2的观测值:所以根据统计有97.5%的把握认为视觉和空间能力与性别有关(2)X的所有可能取值为0,1,2,X的分布列为:X012P所以19在一次考试中,5名同学的数学、物理成绩如表所示:学生A1A2A3A4A5数学x(分)899
28、1939597物理y(分)8789899293(1)根据表中数据,求物理分数y对数学分数x的线性回归方程;(2)要从4名数学成绩在90分以上的同学中选2名参加一项活动,以X表示选中的同学的物理成绩高于90分的人数,求X的分布列及数学期望E(X)【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列【分析】(1)设所求的回归直线方程为,分别求出,由此能求出物理分数y对数学分数x的线性回归方程(2)X的所有可能取值为0,1,2分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列及数学期望E(X)【解答】解:(1)设所求的回归直线方程为,故所求回归直线方程为(2)X的所有可能取值为0,1,2,X的分布列为
29、:X012P所以20学校游园活动有这样一个游戏项目:甲箱子里装有3个白球、2个黑球,乙箱子里装有1个白球、2个黑球,这些球除颜色外完全相同,每次游戏从这两个箱子里各随机摸出2个球,若摸出的白球不少于2个,则获奖(每次游戏结束后将球放回原箱)()求在1次游戏中,(i)摸出3个白球的概率;(ii)获奖的概率;()求在2次游戏中获奖次数X的分布列及数学期望E(X)【考点】离散型随机变量的期望与方差;互斥事件与对立事件;古典概型及其概率计算公式;离散型随机变量及其分布列【分析】(I)(i)甲箱子里装有3个白球、2个黑球,乙箱子里装有1个白球、2个黑球,这些球除颜色外完全相同,每次游戏从这两个箱子里各随
30、机摸出2个球,事件数是C52C32,摸出3个白球事件数为C32C21C21;由古典概型公式,代入数据得到结果,(ii)获奖包含摸出2个白球和摸出3个白球,且它们互斥,根据(i)求出摸出2个白球的概率,再相加即可求得结果,注意运算要正确,因为第二问要用本问的结果(II)连在2次游戏中获奖次数X的取值是0、1、2,根据上面的结果,代入公式得到结果,写出分布列,求出数学期望【解答】解:()(i)设“在一次游戏中摸出i个白球”为事件Ai(i=,0,1,2,3),则P(A3)=,(ii)设“在一次游戏中获奖”为事件B,则B=A2A3,又P(A2)=,且A2、A3互斥,所以P(B)=P(A2)+P(A3)
31、=;()由题意可知X的所有可能取值为0,1,2P(X=0)=(1)2=,P(X=1)=C21(1)=,P(X=2)=()2=,所以X的分布列是X012pX的数学期望E(X)=021某突发事件,在不采取任何预防措施的情况下发生的概率为0.4,一旦发生,将造成500万元的损失现有A,B两种相互独立的预防措施可以使用单独采用A预防措施所需的费用为80万元,采用A预防措施后此突发事件发生的概率降为0.1单独采用B预防措施所需的费用为30万元,采用B预防措施后此突发事件发生的概率降为0.2现有以下4种方案;方案1:不采取任何预防措施;方案2:单独采用A预防措施;方案3:单独采用B预防措施;方案4:同时采
32、用A,B两种预防措施分别用Xi(i=1,2,3,4)(单位:万元)表示采用方案i时产生的总费用(总费用=采取预防措施的费用+发生突发事件的损失)(1)求X2的分布列与数学期望E(X2);(2)请确定采用哪种方案使总费用最少【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列【分析】(1)X2的所有可能的取值是80,580,分别求出相应的概率,由此能求出X2的分布列和E(X2)(2)分别求出X1,X2,X3,X4的分布列和数学期望,经比较在E(X1),E(X2),E(X3),E(X4)中E(X4)最小,故为使总费用最小采用方案4【解答】解:(1)X2的所有可能的取值是80,580,P(X
33、2=80)=0.9,P(X2=580)=0.1,X2的分布列如下X280580P0.90.1E(X2)=800.9+5800.1=130(万元)(2)X1的分布列如下X10500P0.60.4E(X1)=00.6+5000.4=200(万元)X3的分布列如下X330530P0.80.2E(X3)=300.8+5300.2=130(万元)X4的所有可能的取值是110,610,P(X4=610)=0.10.2=0.02,P(X4=110)=10.02=0.98,X4的分布列如下X4110610P0.980.02E(X4)=1100.98+6100.02=120(万元)经比较在E(X1),E(X2)
34、,E(X3),E(X4)中E(X4)最小,故为使总费用最小采用方案422我国高铁技术发展迅速,铁道部门计划在A,B两城市之间开通高速列车,假设列车在试运行期间,每天在8:009:00,9:0010:00两个时间段内各发一趟由A城开往B城的列车(两车发车情况互不影响),A城发车时间及概率如下表所示:发车时间8:108:308:509:109:309:50概率若甲、乙两位旅客打算从A城到B城,他们到达A城火车站的时间分别是周六的8:00和周日的8:20(只考虑候车时间,不考虑其他因素)(1)求甲、乙两人候车时间相等的概率;(2)设乙候车所需时间为随机变量X,求的分布列和数学期望E(X)【考点】离散
35、型随机变量的期望与方差;古典概型及其概率计算公式【分析】(1)甲的候车时间分别是10分钟、30分钟、50分钟的概率为,乙的候车时间分别是10分钟、30分钟、50分钟的概率为,由此能求出甲、乙两人候车时间相等的概率(2)X的所有可能取值为10,30,50,70,90分别求出相应的概率,由此能求出的分布列和数学期望【解答】解:(1)甲的候车时间分别是10分钟、30分钟、50分钟的概率为:,乙的候车时间分别是10分钟、30分钟、50分钟的概率为:,甲、乙两人候车时间相等的概率P=(2)X的所有可能取值为10,30,50,70,90(单位:分钟),X的分布列为:X1030507090PE(X)=2016年8月21日