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2026 年高考数学真题:一道投篮题,把 "无记忆性" 考明白了

2026 年高考数学真题:一道投篮题,把 "无记忆性" 考明白了

2026新高考Ⅰ卷第17题三问拆解:第一问送分,第二问送概念——第三问那条“k+m≤N-1”,才是命题组真正想说的话。

2026高考已过快3个月,大家应该都经过了开学考,有些学校月考也考了,正在一轮复习的你,多半已经刷到过这道题:2026年新高考Ⅰ卷的概率大题,把考场变成了篮球场。题干看着长,规则其实只有两句话——“至多投 N 次、投中即停、N 次都不中才停”。

但这道题真正的考点不在读题,而在第二问那个看似轻巧的等式:P(X>k+m | X>k) = P(X>m)。它有一个数学名字:几何分布的无记忆性。

这篇文章把三问拆开讲:第一问怎么不丢分,第二问两个小问分别考什么,以及命题组为什么偏偏在这里埋了一个“上限”条件——看懂这一层,下次遇到带条件的概率题,你就知道该往哪里看。

01 先把题目还原清楚

设整数 N≥2。某同学用一个球进行投篮练习,至多投篮 N 次,当且仅当投中 1 次时或 N 次均未投中时,停止练习。设该同学每次投中的概率为 p(0<p<1),各次投中与否相互独立。记 X 为停止练习时该同学的投篮次数。

(1)当 N=4,p=1/3 时,求 X 的分布列;

(2)设 k,m 均为自然数。

(i)当 k≤N-1 时,求 P(X>k);

(ii)当 k+m≤N-1 时,证明:P(X>k+m | X>k) = P(X>m)。

先记住三个细节:X 是“停止时的投篮次数”,不是命中次数;“至多 N 次”意味着第 N 次之后不再有下一次;而 (2)(ii) 特意给出的条件 k+m≤N-1不是摆设——它是这道题的命门,后文专门讲。

02 第(1)问:分布列,送分题里的一个坑

X 的可能取值为 1、2、3、4,逐项写清楚“为什么”这样算:

X
含义
概率
1
第一次就投中
1/3
2
第一次没中,第二次中
(2/3)(1/3) = 2/9
3
前两次没中,第三次中
(2/3)²(1/3) = 4/27
4
前三次都没中
(2/3)³ = 8/27
分布列一图看懂:前三项递减,X=4 靠的是前三次都不中

验算:1/3 + 2/9 + 4/27 + 8/27 = 27/27 = 1✓

最容易错的就是 X=4。有人会再乘上“第四次投中的概率”,算出 8/81。但规则是“N 次均未投中时停止”,X 数的是投了几次,不是进了几个球。前三次都不中,第四次无论中不中都照投、照停——所以概率只看前三次,即 (2/3)³。

这一问不考技巧,考的是读懂停止规则。

03 第(2)问(i):P(X>k) = (1-p)^k,两种走法

先把事件翻译成人话:{X>k} 表示前 k 次均未投中。

走法一(事件语言,快):前 k 次每次都不中,概率直接相乘,得

P(X>k) = (1-p)k

走法二(求和验证,稳):把“第 k+1 次中、第 k+2 次中……直到第 N 次都不中”的各项概率用等比数列求和,整理后同样得到 (1-p)k。两种走法殊途同归,说明事件语言没有骗你。

注意条件 k≤N-1:一旦 k 超过上限,“投超过 k 次”根本不可能发生,P(X>k) 直接为 0,公式不再适用。

04 第(2)问(ii):无记忆性,严格证明一次

要证的是 P(X>k+m | X>k) = P(X>m),分三步:

  1. 看事件关系:
    {X>k+m} 一旦发生,{X>k} 一定发生,即前者包含于后者。
  2. 用条件概率公式:P(X>k+m | X>k) = P(X>k+m) / P(X>k)
    。
  3. 代入 (i) 的结论:
    由 k+m≤N-1,两项都在“没顶到上限”的区域,得 (1-p)k+m/ (1-p)k= (1-p)m= P(X>m)。证毕。
n=4 处截断分布掉到 0,无记忆性在边界失效

为什么非要有 k+m≤N-1?

这就是这道题最“考思维”的地方。无记忆性说的是“前面投了几次,不影响未来”。但“至多 N 次”是硬上限:如果 k+m 已经顶到 N,那么“再投 m 次都不中”意味着要投超过 N 次——根本不可能,概率是 0;而 P(X>m) 还是正的。

换句话说,无记忆性只在“还没碰到上限”的范围内成立,一碰到上限就失效。命题组特意把 k+m≤N-1 写进题干,就是想让这个边界现出原形——看懂这一层,才算看懂这道题。

05 命题意图:这道题真正想考你什么

拆开看,三个层次:

  • 基本功:
    分布列、条件概率公式、等比数列求和,一个都不少,全是课本内容。
  • 事件语言:
    把 {X>k} 翻译成“前 k 次没中”,是整道题的钥匙;不会翻译,第二问就无从下手。
  • 抽象能力:
    从具体数字(N=4,p=1/3)到一般字母(N,p,k,m),字母一多就露馅——这正是高考想拉开差距的地方。

对 2027 届的启示:概率大题越来越喜欢“真实情境+一般参数+关键条件”。复习时别只刷数字题,要习惯把答案写成带字母的式子,并且每次都要问自己一句:这个等式在什么条件下才成立?

一道投篮题,前两问在“送分”,最后一问在“送概念”。无记忆性不是课本上的名词,而是“过去不影响未来”这句话的数学形态。读懂它,就读懂了命题组在这道题里真正想说的话。

这篇就讲到到这了,我在公众号「学路微光」持续更新,下一篇见

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