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2022年高考数学新高考Ⅰ-20

  2022-12-15 15:52:31  

(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组),同时在未患该疾病的人群中随机调查了100人(称为对照组),得到如下数据:
  不够良好 良好
病例组 40 60
对照组 10 90
(1)能否有$99%$的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?
(2)从该地的人群中任选一人,$A$表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”, $B$表示事件“选到的人患有该疾病”, $\dfrac{P(B\vert A)}{P(\overline{B}\vert A)}$与$\dfrac{P(B\vert \overline{A})}{P(\overline{B}\vert \overline{A})}$的比值是卫生习惯不够良好对患该疾病风险程度的一项度量指标,记该指标为$R$.
(ⅰ)证明:$R=\dfrac{P(A\vert B)}{P(\overline{A}\vert B)}\cdot \dfrac{P(\overline{A}\vert \overline{B})}{P(A\vert \overline{B})}$;
(ⅱ)利用该调查数据,给出$P(A\vert B)$,$P(A\vert \overline{B})$的估计值,并利用(ⅰ)的结果给出$R$的估计值.
附:$K^{2}=\dfrac{n(ad-bc)^{2}}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}$. 
$P(K^{2}\geqslant k)$ 0.050 0.010 0.001
$k$ 3.841 6.635 10.828
分析:(1)补充列联表,根据表中数据计算$K^{2}$,对照附表得出结论.
(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;
(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.
解:(1)补充列联表为:
  不够良好 良好 合计
病例组 40 60 100
对照组 10 90 100
合计 50 150 200
计算$K^{2}=\dfrac{200{\times (40\times 90-10\times 60)}^{2}}{100\times 100\times 50\times 150}=24 > 6.635$,
所以有$99%$的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.
(2)(i)证明:
$R=\dfrac{P(B\vert A)}{P(\overline{B}\vert A)}:\dfrac{P(B\vert \overline{A})}{P(\overline{B}\vert \overline{A})}$
$=\dfrac{P(B\vert A)}{P(\overline{B}\vert A)}\cdot \dfrac{P(\overline{B}\vert \overline{A})}{P(B\vert \overline{A})}$
$=\dfrac{\dfrac{P(AB)}{P(A)}}{\dfrac{P(A\overline{B})}{P(A)}}\cdot \dfrac{\dfrac{P(\overline{A}\overline{B})}{P(\overline{A})}}{\dfrac{P(\overline{A}B)}{P(\overline{A})}}$
$=\dfrac{P(AB)\cdot P(\overline{A}\overline{B})}{P(A\overline{B})\cdot P(\overline{A}B)}$
$=\dfrac{\dfrac{P(AB)}{P(B)}}{\dfrac{P(\overline{A}B)}{P(B)}}\cdot \dfrac{\dfrac{P(\overline{A}\overline{B})}{P(\overline{B})}}{\dfrac{P(A\overline{B})}{P(\overline{B})}}$
$=\dfrac{P(A\vert B)}{P(\overline{A}\vert B)}\cdot \dfrac{P(\overline{A}\vert \overline{B})}{P(A\vert \overline{B})}$;
(ⅱ)利用调查数据,$P(A\vert B)=\dfrac{40}{100}=\dfrac{2}{5}$,
$P(A\vert \overline{B})=\dfrac{10}{100}=\dfrac{1}{10}$,
$P(\overline{A}\vert B)=1-P(A\vert B)=\dfrac{3}{5}$,
$P(\overline{A}\vert \overline{B})=1-P(A\vert \overline{B})=\dfrac{9}{10}$,
所以$R=\dfrac{\dfrac{2}{5}}{\dfrac{3}{5}}\times \dfrac{\dfrac{9}{10}}{\dfrac{1}{10}}=6$.
点评:本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.

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