2025高考數(shù)學一輪復(fù)習-9.4-列聯(lián)表與獨立性檢驗-專項訓練【含解析】

9.4-列聯(lián)表與獨立性檢驗-專項訓練【原卷版】1．想要檢驗是否喜歡參加體育活動與性別有關(guān)，應(yīng)該檢驗()A．零假設(shè)H0：男性喜歡參加體育活動B．零假設(shè)H0：女性不喜歡參加體育活動C．零假設(shè)H0：喜歡參加體育活動與性別有關(guān)D．零假設(shè)H0：喜歡參加體育活動與性別無關(guān)2．為了研究高中學生對鄉(xiāng)村音樂的態(tài)度(喜歡和不喜歡兩種態(tài)度)與性別的關(guān)系，運用2×2列聯(lián)表進行獨立性檢驗，經(jīng)計算得χ2＝7．01，則認為“喜歡鄉(xiāng)村音樂與性別有關(guān)系”的把握約為()A．0．1% B．1%C．99% D．99．9%3．兩個分類變量X和Y，值域分別為{x1，x2}和{y1，y2}，其樣本頻數(shù)分別是a＝10，b＝21，c＋d＝35．若X與Y有關(guān)系的可信程度不小于97．5%，則c等于()A．3 B．4C．5 D．6附：α0．050．025xα3．8415．0244．針對“中學生追星問題”，某校團委對“學生性別和中學生追星是否有關(guān)”作了一次調(diào)查，調(diào)查樣本中女生人數(shù)是男生人數(shù)的eq\f(1,2)，男生追星的人數(shù)占男生人數(shù)的eq\f(1,6)，女生追星的人數(shù)占女生人數(shù)的eq\f(2,3)，若在犯錯誤的概率不超過5%的前提下認為是否追星和性別有關(guān)，則調(diào)查樣本中男生至少有()參考數(shù)據(jù)及公式如下：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，α0．0500．0100．001xα3．8416．63510．828A．12人 B．11人C．10人 D．18人5．(多選)有兩個分類變量X，Y，其列聯(lián)表如下所示，Y1Y2X1a20－aX215－a30＋a其中a,15－a均為大于5的整數(shù)，根據(jù)小概率值α＝0．05的χ2獨立性檢驗，認為X，Y有關(guān)，則a的值可能為()A．8 B．9C．7 D．66．(多選)下列關(guān)于χ2的說法正確的是()A．根據(jù)2×2列聯(lián)表中的數(shù)據(jù)計算得出χ2＝6．735＞6．635＝x0．01，則有99%的把握認為兩個分類變量有關(guān)系B．χ2越大，認為兩個分類變量有關(guān)系的把握性就越大C．χ2是用來判斷兩個分類變量有關(guān)系的可信程度的隨機變量D．χ2＝eq\f(nad－bc,a＋bc＋da＋cb＋d)，其中n＝a＋b＋c＋d為樣本容量7．世界杯期間，某一電視臺對年齡高于40歲和不高于40歲的人是否喜歡西班牙隊進行調(diào)查，對高于40歲的調(diào)查了50人，不高于40歲的調(diào)查了50人，所得數(shù)據(jù)制成如下列聯(lián)表：單位：人年齡是否喜歡西班牙隊合計不喜歡西班牙隊喜歡西班牙隊高于40歲pq50不高于40歲153550合計ab100若工作人員從所有統(tǒng)計結(jié)果中任取一個，取到喜歡西班牙隊的人的概率為eq\f(3,5)，則在犯錯誤的概率不超過________下認為年齡與西班牙隊的被喜歡程度有關(guān)．附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)．α0．150．100．050．0250．0100．0050．001xα2．0722．7063．8415．0246．6357．87910．8288．研究人員選取170名青年男女大學生的樣本，對他們進行一種心理測驗，發(fā)現(xiàn)有60名女生對該心理測驗中的最后一個題目的反應(yīng)是：作肯定的有22名，否定的有38名；男生110名在相同的項目上作肯定的有22名，否定的有88名．問：性別與態(tài)度之間是否存在某種關(guān)系？分別用下面兩種方法進行檢驗：(1)用等高堆積條形圖；(2)根據(jù)小概率值α＝0．025的獨立性檢驗．9．某校對學生進行心理障礙測試，得到的數(shù)據(jù)如下表：焦慮說謊懶惰總計女生5101530男生20105080總計252065110根據(jù)以上數(shù)據(jù)可判斷在這三種心理障礙中，與性別關(guān)系最大的是()A．焦慮 B．說謊C．懶惰 D．以上都不對10．某旅行社為調(diào)查市民喜歡“人文景觀”景點是否與年齡有關(guān)，隨機抽取了55名市民，得到數(shù)據(jù)如下表所示：喜歡不喜歡合計大于40歲2052520歲至40歲102030合計302555根據(jù)小概率值α＝0．005的獨立性檢驗，________推斷出在犯錯誤的概率不大于0．005的情況下認為喜歡“人文景觀”景點與年齡有關(guān)(填“能”或“不能”)．11．為調(diào)查某社區(qū)居民的業(yè)余生活狀況，研究這一社區(qū)居民在20：00～22：00時間段的休閑方式與性別的關(guān)系，隨機調(diào)查了該社區(qū)80人，得到下面的數(shù)據(jù)表：單位：人性別休閑方式合計看電視看書男105060女101020合計206080(1)根據(jù)小概率值α＝0．01的獨立性檢驗，能否認為“在20：00～22：00時間段居民的休閑方式與性別有關(guān)系”？(2)將此樣本的頻率估計為總體的概率，在該社區(qū)的所有男性中隨機調(diào)查3人，設(shè)調(diào)查的3人在這一時間段以看書為休閑方式的人數(shù)為隨機變量X，求X的數(shù)學期望和方差．12．國家創(chuàng)新指數(shù)是反映一個國家科學技術(shù)和創(chuàng)新競爭力的綜合指數(shù)．對國家創(chuàng)新指數(shù)得分排名前40的國家的有關(guān)數(shù)據(jù)進行收集、整理、描述和分析．下面給出了部分信息：①國家創(chuàng)新指數(shù)得分的頻率分布直方圖(數(shù)據(jù)分成7組：30≤x<40,40≤x<50,50≤x<60,60≤x<70，70≤x<80,80≤x<90,90≤x≤100)．②國家創(chuàng)新指數(shù)得分在60≤x<70這一組的是：61．7,62．4,63．6,65．9,66．4,68．5,69．1,69．3,69．5．③40個國家的人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(萬美元)和國家創(chuàng)新指數(shù)得分情況統(tǒng)計圖：④中國的國家創(chuàng)新指數(shù)得分為69．5，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值9960美元．(以上數(shù)據(jù)來源于《國家創(chuàng)新指數(shù)報告(2018)》)根據(jù)以上信息，解答下列問題：(1)中國的國家創(chuàng)新指數(shù)得分排名世界第幾？(2)是否有99．9%的把握認為“人均國內(nèi)生產(chǎn)總值影響國家創(chuàng)新指數(shù)得分”？(3)用(1)(2)得到的結(jié)論，結(jié)合所學知識，合理解釋④中客觀存在的數(shù)據(jù)．附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)．α0．0500．0100．001xα3．8416．63510．8289.4-列聯(lián)表與獨立性檢驗-專項訓練【解析版】1．想要檢驗是否喜歡參加體育活動與性別有關(guān)，應(yīng)該檢驗()A．零假設(shè)H0：男性喜歡參加體育活動B．零假設(shè)H0：女性不喜歡參加體育活動C．零假設(shè)H0：喜歡參加體育活動與性別有關(guān)D．零假設(shè)H0：喜歡參加體育活動與性別無關(guān)解析：D獨立性檢驗假設(shè)有反證法的意味，應(yīng)假設(shè)兩類變量(而非變量的屬性)無關(guān)，這時的χ2應(yīng)該很小，如果χ2很大，則可以否定假設(shè)，如果χ2很小，則不能夠肯定或者否定假設(shè)．2．為了研究高中學生對鄉(xiāng)村音樂的態(tài)度(喜歡和不喜歡兩種態(tài)度)與性別的關(guān)系，運用2×2列聯(lián)表進行獨立性檢驗，經(jīng)計算得χ2＝7．01，則認為“喜歡鄉(xiāng)村音樂與性別有關(guān)系”的把握約為()A．0．1% B．1%C．99% D．99．9%解析：C易知χ2＝7．01>6．635＝x0．01，對照臨界值表知，有99%的把握認為喜歡鄉(xiāng)村音樂與性別有關(guān)系．3．兩個分類變量X和Y，值域分別為{x1，x2}和{y1，y2}，其樣本頻數(shù)分別是a＝10，b＝21，c＋d＝35．若X與Y有關(guān)系的可信程度不小于97．5%，則c等于()A．3 B．4C．5 D．6附：α0．050．025xα3．8415．024解析：A列2×2列聯(lián)表如下：XY合計y1y2x1102131x2cd35合計10＋c21＋d66故χ2＝eq\f(66×[1035－c－21c]2,31×35×10＋c56－c)≥5．024．把選項A、B、C、D代入驗證可知選A．4．針對“中學生追星問題”，某校團委對“學生性別和中學生追星是否有關(guān)”作了一次調(diào)查，調(diào)查樣本中女生人數(shù)是男生人數(shù)的eq\f(1,2)，男生追星的人數(shù)占男生人數(shù)的eq\f(1,6)，女生追星的人數(shù)占女生人數(shù)的eq\f(2,3)，若在犯錯誤的概率不超過5%的前提下認為是否追星和性別有關(guān)，則調(diào)查樣本中男生至少有()參考數(shù)據(jù)及公式如下：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，α0．0500．0100．001xα3．8416．63510．828A．12人 B．11人C．10人 D．18人解析：A設(shè)男生人數(shù)為x，依題意可得列聯(lián)表如下：單位：人性別追星合計喜歡追星不喜歡追星男生eq\f(x,6)eq\f(5x,6)x女生eq\f(x,3)eq\f(x,6)eq\f(x,2)合計eq\f(x,2)xeq\f(3x,2)若在犯錯誤的概率不超過5%的前提下認為是否喜歡追星和性別有關(guān)，則χ2>3．841，由χ2＝eq\f(\f(3x,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x2,36)－\f(5x2,18)))2,\f(x,2)·x·x·\f(x,2))＝eq\f(3,8)x>3．841，解得x>10．24，因為eq\f(x,2)，eq\f(x,6)為整數(shù)，所以若在犯錯誤的概率不超過5%的前提下認為是否喜歡追星和性別有關(guān)，則男生至少有12人．故選A．5．(多選)有兩個分類變量X，Y，其列聯(lián)表如下所示，Y1Y2X1a20－aX215－a30＋a其中a,15－a均為大于5的整數(shù)，根據(jù)小概率值α＝0．05的χ2獨立性檢驗，認為X，Y有關(guān)，則a的值可能為()A．8 B．9C．7 D．6解析：AB根據(jù)公式，得χ2＝eq\f(65×[a30＋a－15－a20－a]2,20×45×15×50)＝eq\f(13×13a－602,20×45×3×2)>3．841＝x0．05，根據(jù)a>5且15－a>5，a∈Z，求得當a＝8或9時滿足題意．6．(多選)下列關(guān)于χ2的說法正確的是()A．根據(jù)2×2列聯(lián)表中的數(shù)據(jù)計算得出χ2＝6．735＞6．635＝x0．01，則有99%的把握認為兩個分類變量有關(guān)系B．χ2越大，認為兩個分類變量有關(guān)系的把握性就越大C．χ2是用來判斷兩個分類變量有關(guān)系的可信程度的隨機變量D．χ2＝eq\f(nad－bc,a＋bc＋da＋cb＋d)，其中n＝a＋b＋c＋d為樣本容量解析：ABCD選項的公式中分子應(yīng)該是n(ad－bc)2．故選A、B、C．7．世界杯期間，某一電視臺對年齡高于40歲和不高于40歲的人是否喜歡西班牙隊進行調(diào)查，對高于40歲的調(diào)查了50人，不高于40歲的調(diào)查了50人，所得數(shù)據(jù)制成如下列聯(lián)表：單位：人年齡是否喜歡西班牙隊合計不喜歡西班牙隊喜歡西班牙隊高于40歲pq50不高于40歲153550合計ab100若工作人員從所有統(tǒng)計結(jié)果中任取一個，取到喜歡西班牙隊的人的概率為eq\f(3,5)，則在犯錯誤的概率不超過________下認為年齡與西班牙隊的被喜歡程度有關(guān)．附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)．α0．150．100．050．0250．0100．0050．001xα2．0722．7063．8415．0246．6357．87910．828解析：設(shè)“從所有人中任意抽取一個，取到喜歡西班牙隊的人”為事件A，由已知得P(A)＝eq\f(q＋35,100)＝eq\f(3,5)，所以q＝25，p＝25，a＝40，b＝60．χ2＝eq\f(100×25×35－25×152,40×60×50×50)＝eq\f(25,6)≈4．167>3．841＝x0．05．根據(jù)小概率值α＝0．05的χ2獨立性檢驗，在犯錯的概率不超過5%下認為年齡與西班牙隊的被喜歡程度有關(guān)．答案：5%8．研究人員選取170名青年男女大學生的樣本，對他們進行一種心理測驗，發(fā)現(xiàn)有60名女生對該心理測驗中的最后一個題目的反應(yīng)是：作肯定的有22名，否定的有38名；男生110名在相同的項目上作肯定的有22名，否定的有88名．問：性別與態(tài)度之間是否存在某種關(guān)系？分別用下面兩種方法進行檢驗：(1)用等高堆積條形圖；(2)根據(jù)小概率值α＝0．025的獨立性檢驗．解：建立性別與態(tài)度的2×2列聯(lián)表如下：單位：人性別態(tài)度合計肯定否定男生2288110女生223860合計44126170根據(jù)列聯(lián)表中所給的數(shù)據(jù)，可求出男生中作肯定態(tài)度的頻率為eq\f(22,110)＝0．2，女生中作肯定態(tài)度的頻率為eq\f(22,60)≈0．37．作等高條形圖如圖，其中兩個深色條形的高分別表示男生和女生中作肯定態(tài)度的頻率，比較圖中深色條形的高可以發(fā)現(xiàn)，女生中作肯定態(tài)度的頻率明顯高于男生中作肯定態(tài)度的頻率，因此可以認為性別與態(tài)度有關(guān)系．零假設(shè)為H0：性別和態(tài)度沒有關(guān)系．根據(jù)列聯(lián)表中的數(shù)據(jù)得到χ2＝eq\f(170×22×38－22×882,110×60×44×126)≈5．622>5．024＝x0．025．根據(jù)小概率值α＝0．025的χ2獨立性檢驗，我們推斷H0不成立，即認為性別和態(tài)度有關(guān)系，此推斷認為犯錯誤的概率不大于0．025．9．某校對學生進行心理障礙測試，得到的數(shù)據(jù)如下表：焦慮說謊懶惰總計女生5101530男生20105080總計252065110根據(jù)以上數(shù)據(jù)可判斷在這三種心理障礙中，與性別關(guān)系最大的是()A．焦慮 B．說謊C．懶惰 D．以上都不對解析：B對于焦慮，說謊，懶惰三種心理障礙，設(shè)它們觀測值分別為χeq\o\al(2,1)，χeq\o\al(2,2)，χeq\o\al(2,3)，由表中數(shù)據(jù)可得：χeq\o\al(2,1)＝eq\f(110×5×60－25×202,30×80×25×85)≈0．863，χeq\o\al(2,2)＝eq\f(110×10×70－20×102,30×80×20×90)≈6．366，χeq\o\al(2,3)＝eq\f(110×15×30－15×502,30×80×65×45)≈1．410，因為χeq\o\al(2,2)的值最大，所以說謊與性別關(guān)系最大．故選B．10．某旅行社為調(diào)查市民喜歡“人文景觀”景點是否與年齡有關(guān)，隨機抽取了55名市民，得到數(shù)據(jù)如下表所示：喜歡不喜歡合計大于40歲2052520歲至40歲102030合計302555根據(jù)小概率值α＝0．005的獨立性檢驗，________推斷出在犯錯誤的概率不大于0．005的情況下認為喜歡“人文景觀”景點與年齡有關(guān)(填“能”或“不能”)．解析：零假設(shè)為H0：喜歡“人文景觀”景點與年齡無關(guān)．由公式χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)得，χ2≈11．978>7．879＝x0．005，根據(jù)小概率值α＝0．005的χ2獨立性檢驗，我們推斷H0不成立，即認為喜歡“人文景觀”景點與年齡有關(guān)，此推斷認為犯錯誤的概率不大于0．005．答案：能11．為調(diào)查某社區(qū)居民的業(yè)余生活狀況，研究這一社區(qū)居民在20：00～22：00時間段的休閑方式與性別的關(guān)系，隨機調(diào)查了該社區(qū)80人，得到下面的數(shù)據(jù)表：單位：人性別休閑方式合計看電視看書男105060女101020合計206080(1)根據(jù)小概率值α＝0．01的獨立性檢驗，能否認為“在20：00～22：00時間段居民的休閑方式與性別有關(guān)系”？(2)將此樣本的頻率估計為總體的概率，在該社區(qū)的所有男性中隨機調(diào)查3人，設(shè)調(diào)查的3人在這一時間段以看書為休閑方式的人數(shù)為隨機變量X，求X的數(shù)學期望和方差．解：(1)零假設(shè)為H0：在20：00～22：00時間段居民的休閑方式與性別無關(guān)系，根據(jù)2×2列聯(lián)表得，χ2＝eq\f(80×10×10－10×502,60×20×20×60)＝eq\f(80,9)≈8．889>6．635＝x0．01，根據(jù)小概率值α＝0．01的χ2獨立性檢驗，我們推斷H0不成立，即認為“在20：00～22：00時間段居民的休閑方式與性別有關(guān)系”，此推斷認為犯錯誤的概率不超過0．01．(2)由題意得，X～Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3，\f(5,6)))，且P(X＝k)＝Ceq\o\al(k,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)))keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,6)))3－k，k＝0,1,2,3，故E(X)＝np＝3×eq\f(5,6)＝eq\f(5,2)，D(X)＝np(1－p)＝3×eq\f(5,6)×eq\f(1,6)＝eq\f(5,12)．12．國家創(chuàng)新指數(shù)是反映一個國家科學技術(shù)和創(chuàng)新競爭力的綜合指數(shù)．對國家創(chuàng)新指數(shù)得分排名前40的國家的有關(guān)數(shù)據(jù)進行收集、整理、描述和分析．下面給出了部分信息：①國家創(chuàng)新指數(shù)得分的頻率分布直方圖(數(shù)據(jù)分成7組：30≤x<40,40≤x<50,50≤x<60,60≤x<70，70≤x<80,80≤x<90,90≤x≤100)．②國家創(chuàng)新指