某学生兴趣小组随机调查了某市100天中每天的空气质量等级和…——2020 高考数学第 18 题答案解析

2020_新课标III卷

2020 全国 第 18 题 解答题 区分题
2020_新课标III卷

18.某学生兴趣小组随机调查了某市100天中每天的空气质量等级和当天到某公园锻炼的人次,整理数据得到下表(单位:天):

<table><tr><td colspan="1" rowspan="1">锻炼人次空气质量等级</td><td colspan="1" rowspan="1">[0,200]</td><td colspan="1" rowspan="1">(200,400]</td><td colspan="1" rowspan="1">(400,600]</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">1(优)</td><td colspan="1" rowspan="1">2</td><td colspan="1" rowspan="1">16</td><td colspan="1" rowspan="1">25</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">2(良)</td><td colspan="1" rowspan="1">5</td><td colspan="1" rowspan="1">10</td><td colspan="1" rowspan="1">12</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">3(轻度污染)</td><td colspan="1" rowspan="1">6</td><td colspan="1" rowspan="1">7</td><td colspan="1" rowspan="1">8</td></tr><tr><td>4(中度污染)</td><td>7</td><td>2</td><td>0</td></tr></table>

(1)分别估计该市一天的空气质量等级为1,2,3,4的概率;

(2)求一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);

(3)若某天的空气质量等级为1或2,则称这天“空气质量好”;若某天的空气质量等级为3或4,则称这天“空气质量不好”.根据所给数据,完成下面的2×2列联表,并根据列联表,判断是否有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关?

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1>人次≤400</td><td rowspan=1 colspan=1>人次&gt;400</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>空气质量好</td><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1></td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>空气质量不好</td><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1></td></tr></table>

附: $K ^ { 2 } = \frac { n ( a d - b c ) ^ { 2 } } { ( a + b ) ( c + d ) ( a + c ) ( b + d ) }$

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>P(K2≥k)</td><td rowspan=1 colspan=1>0.050</td><td rowspan=1 colspan=1>0.010</td><td rowspan=1 colspan=1>0.001</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>k</td><td rowspan=1 colspan=1>3.841</td><td rowspan=1 colspan=1>6.635</td><td rowspan=1 colspan=1>10.828</td></tr></table>

参考答案

(1) 该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率分别为0.43、0.27、0.21、0.09; (2) 350; (3) 有,理由见解析

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【答案】(1)该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率分别为0.43、0.27、0.21、0.09 ;(2)350;③有,理由见解析.

【解析】

【分析】

(1)根据频数分布表可计算出该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率;

(2)利用每组的中点值乘以频数,相加后除以100可得结果;

(3)根据表格中的数据完善 $2 \times 2$ 列联表,计算出 $K ^ { 2 }$ 的观测值,再结合临界值表可得结论.

【详解】①由频数分布表可知,该市一天 空气质量等级为的 1的概率为

$\frac { 2 + 1 6 + 2 5 } { 1 0 0 } = 0 . 4 3$ ,等级为2的概率为 $\frac { 5 + 1 0 + 1 2 } { 1 0 0 } = 0 . 2 7$ ,等级为3的概率为$\frac { 6 + 7 + 8 } { 1 0 0 } = 0 . 2 1$ ,等级为4的概率为 $\frac { 7 + 2 + 0 } { 1 0 0 } = 0 . 0 9$ ;

> ②由频数分布表可知,一天中到该公园锻炼的人次的平均数为$\frac { 1 0 0 \times 2 0 + 3 0 0 \times 3 5 + 5 0 0 \times 4 5 } { 1 0 0 } = 3 5 0$

(3)2 2´ 列联表如下:

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1>人次≤400</td><td rowspan=1 colspan=1>人次&gt;400</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>空气质量不好</td><td rowspan=1 colspan=1>33</td><td rowspan=1 colspan=1>37</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>空气质量好</td><td rowspan=1 colspan=1>22</td><td rowspan=1 colspan=1>8</td></tr></table>

$$ K ^ { 2 } = \frac { 1 0 0 \times \left( 3 3 \times 8 - 3 7 \times 2 2 \right) ^ { 2 } } { 5 5 \times 4 5 \times 7 0 \times 3 0 } \approx 5 . 8 2 0 > 3 . 8 4 1 , $$

因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关.

【点睛】本题考查利用频数分布表计算频率和平均数,同时也考查了独立性检验的应用,考查数据处理能力,属于基础题.

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