附:若随机变量Z服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ﹣3σ<Z<μ+3σ)=0.9974,0.997416≈0.9592,
≈0.09.
【分析】(1)通过P(X=0)可求出P(X≥1)=1﹣P(X=0)=0.0408,利用二项分布的期望公式计算可得结论;
(2)(ⅰ)由(1)及知落在(μ﹣3σ,μ+3σ)之外为小概率事件可知该监控生产过程方法合理;
(ⅱ)通过样本平均数、样本标准差s估计=(9.334,10.606),进而需剔除(公式计算即得结论.
【解答】解:(1)由题可知尺寸落在(μ﹣3σ,μ+3σ)之内的概率为0.9974, 则落在(μ﹣3σ,μ+3σ)之外的概率为1﹣0.9974=0.0026, 因为P(X=0)=
×(1﹣0.9974)0×0.997416≈0.9592,
﹣3
、+3
可知(
﹣3
+3
)
)之外的数据9.22,利用
所以P(X≥1)=1﹣P(X=0)=0.0408, 又因为X~B(16,0.0026), 所以E(X)=16×0.0026=0.0416;
(2)(ⅰ)如果生产状态正常,一个零件尺寸在(
﹣3
+3﹣3
)之外的+3
)
概率只有0.0026,一天内抽取的16个零件中,出现尺寸在(
之外的零件的概率只有0.0408,发生的概率很小.因此一旦发生这种状况,就有理由认为这条生产线在这一天的生产过程可能出现了异常情况,需对当天的生产过程进行检查,可见上述监控生产过程的方法是合理的. (ⅱ)由=9.97,s≈0.212,得μ的估计值为由样本数据可以看出一个 零件的尺寸在(剔除(
﹣3
﹣3+3
+3
)之外,因此需对当天的生产过程进行检查.
=9.97,σ的估计值为
=0.212,
)之外的数据9.22,剩下的数据的平均数为
(16×9.97﹣9.22)=10.02, 因此μ的估计值为10.02.
2
=16×0.212+16×9.97≈1591.134,
﹣3
+3
)之外的数据9.22,剩下的数据的样本方差为
22
剔除(
(1591.134﹣9.222﹣15×10.022)≈0.008, 因此σ的估计值为
≈0.09.
【点评】本题考查正态分布,考查二项分布,考查方差、标准差,考查概率的计算,考查运算求解能力,注意解题方法的积累,属于中档题.
20.(12分)已知椭圆C:P3(﹣1,
),P4(1,
+
=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),
)中恰有三点在椭圆C上.
(1)求C的方程;
(2)设直线l不经过P2点且与C相交于A,B两点.若直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1,证明:l过定点.
【分析】(1)根据椭圆的对称性,得到P2(0,1),P3(﹣1,三点在椭圆C上.把P2(0,1),P3(﹣1,由此能求出椭圆C的方程.
(2)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设l:y=kx+t,(t≠1),联立
,得(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣4=0,由此利用根的判别式、韦达定理、
直线方程,结合已知条件能证明直线l过定点(2,﹣1). 【解答】解:(1)根据椭圆的对称性,P3(﹣1,圆C上,
又P4的横坐标为1,∴椭圆必不过P1(1,1), ∴P2(0,1),P3(﹣1,把P2(0,1),P3(﹣1,
),P4(1,
)三点在椭圆C上.
),P4(1,
)两点必在椭),P4(1,
)
)代入椭圆C,求出a2=4,b2=1,
)代入椭圆C,得:
,解得a2=4,b2=1,
∴椭圆C的方程为=1.
证明:(2)①当斜率不存在时,设l:x=m,A(m,yA),B(m,﹣yA), ∵直线P2A与直线P2B的斜率的和为﹣1, ∴
=
=
=﹣1,
解得m=2,此时l过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足. ②当斜率存在时,设l:y=kx+t,(t≠1),A(x1,y1),B(x2,y2), 联立
,整理,得(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣4=0,
,x1x2=,
则==
===﹣1,又t≠1,
∴t=﹣2k﹣1,此时△=﹣64k,存在k,使得△>0成立, ∴直线l的方程为y=kx﹣2k﹣1, 当x=2时,y=﹣1, ∴l过定点(2,﹣1).
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查椭圆、直线方程、根的判别式、韦达定理、直线方程位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,是中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x. (1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
【分析】(1)求导,根据导数与函数单调性的关系,分类讨论,即可求得f(x)单调性;
(2)由(1)可知:当a>0时才有两个零点,根据函数的单调性求得f(x)最小值,由f(x)min<0,g(a)=alna+a﹣1,a>0,求导,由g(a)min=g(e﹣2)=e﹣2lne﹣2+e﹣2﹣1=﹣
﹣1,g(1)=0,即可求得a的取值范围.
(1)求导,根据导数与函数单调性的关系,分类讨论,即可求得f(x)单调性; (2)分类讨论,根据函数的单调性及函数零点的判断,分别求得函数的零点,即可求得a的取值范围.
【解答】解:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1,
当a=0时,f′(x)=﹣2ex﹣1<0, ∴当x∈R,f(x)单调递减,
当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+)(ex﹣), 令f′(x)=0,解得:x=ln, 当f′(x)>0,解得:x>ln, 当f′(x)<0,解得:x<ln,
∴x∈(﹣∞,ln)时,f(x)单调递减,x∈(ln,+∞)单调递增; 当a<0时,f′(x)=2a(ex+)(ex﹣)<0,恒成立, ∴当x∈R,f(x)单调递减,
综上可知:当a≤0时,f(x)在R单调减函数,
当a>0时,f(x)在(﹣∞,ln)是减函数,在(ln,+∞)是增函数; (2)①若a≤0时,由(1)可知:f(x)最多有一个零点, 当a>0时,f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x, 当x→﹣∞时,e2x→0,ex→0,