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专题 02 超几何分布(典型题型归类训练)
一、必备秘籍
1、超几何分布
一般地，假设一批产品共有 件，其中有 件次品．从 件产品中随机抽取 件(不放回），用
表示抽取的 件产品中的次品数，则 的分布列为
，
其中 ， ， ， ， ， ， ，则称随机
变量 服从超几何分布．
2、公式 中个字母的含义
—总体中的个体总数
—总体中的特殊个体总数(如次品总数)
—样本容量
—样本中的特殊个体数(如次品数)
注意：
(1)“由较明显的两部分组成”:如“男生、女生”，“正品、次品”；
(2) 不放回抽样；
(3) 注意分布列的表达式中，各个字母的含义及随机变量的取值范围.
二、典型题型
题型一：超几何分布的概率问题
1．（2024上·浙江湖州·高三统考期末）杭州第 届亚运会，是继 年北京亚运会、 年广州亚运会
之后，中国第三次举办亚洲最高规格的国际综合性体育赛事. 年 月 日，杭州亚运会开幕式隆重举
行.某电商平台亚运周边文创产品直播间，主播为当晚 点前登录该直播间的前 名观众设置了两轮“庆亚
运、送吉祥物”的抽奖活动.每轮抽奖都是由系统独立、随机地从这 名观众中抽取 名幸运观众，抽中
者平台会有亚运吉祥物玩偶赠送.而直播时这 名观众始终在线，记两次抽奖中被抽中的幸运观众总人数为
（幸运观众总人数不重复计数，例如若某幸运观众两次都被抽中，但只记为 人）.
(1)已知小杭是这前 名观众中的一人，若小杭被抽中的概率为 ，求 的值；
(2)当 取到最大值时，求 的值.
2．（2023·上海普陀·统考一模）我国随着人口老龄化程度的加剧，劳动力人口在不断减少，“延迟退休”已成为公众关注的热点话题之一，为了了解公众对“延迟退休”的态度，某研究机构对属地所在的一社区
进行了调查，并将随机抽取的50名被调查者的年龄制成如图所示的茎叶图.
(1)经统计发现，投赞成票的人均年龄恰好是这50人年龄的第60百分位数，求此百分位数；
(2)经统计年龄在 的被调查者中，投赞成票的男性有3人，女性有2人，现从该组被调查者中随机选
取男女各2人进行跟踪调查，求被选中的4人中至少有3人投赞成票的概率（结果用最简分数表示）
3．（2023·全国·高二课堂例题）某商场为促销组织了一次幸运抽奖活动．袋中装有18个除颜色外其余均
相同的小球，其中8个是红球，10个是白球．抽奖者从中一次抽出3个小球，抽到3个红球得一等奖，抽
到2个红球得二等奖，抽到1个红球得三等奖，抽到0个红球不得奖．求得一等奖、二等奖和三等奖的概
率．
4．（2022上·上海虹口·高二华东师范大学第一附属中学校考期末）某批 件产品的次品率为2%，现从中
任意地依次抽出3件进行检验.
(1)当 ， ， ，若以取后放回的方式抽取，恰好抽到1件次品的概率是多少？
(2)当 ， ， ，若以取后不放回的方式抽取，恰好抽到1件次品的概率是多少？
(3)（1）、（2）分别对应哪种分布，并结合（1）（2）探究两种分布之间的联系.题型二：利用超几何分布求分布列、期望和方差
1．（2024上·山东德州·高二统考期末）为落实“双减”政策，提升课后服务水平，某小学计划实行课后看
护工作．现随机抽取该小学三年级的 个班级并调查需要课后看护的学生人数，分布如下：
班级代号 1 2 3 4 5 6 7 8
需看护学生人数 20 22 27 30 25 23 32 21
(1)若将上述表格中人数低于 人的班级两两组合进行看护，求班级代号为 、 的两个班合班看护的概率；
(2)从已抽取的 个班级中随机抽取 个班，记 个班中需要课后看护的学生人数低于 人的班级数为 ，
求 的分布列及数学期望．
2．（2024上·广东潮州·高三统考期末）2023年9月26日晚，位于潮州市南春路的南门古夜市正式开业了，
首期共有70个摊位，集聚了潮州各式美食!南门古夜市的开业，推动潮州菜产业发展，是潮州美食产业的
又一里程碑．为了解游客对潮州美食的满意度，随机对100名游客进行问卷调查（满分100分），这100
名游客的评分分别落在区间 ， ， ， ， 内，统计结果如频率分布直方
图所示．
(1)根据频率分布直方图，求这100名游客评分的平均值（同一区间的数据用该区间数据的中点值为代表）；
(2)为了进一步了解游客对潮州美食的评价，采用分层抽样的方法从满意度评分位于分组 ， ，
的游客中抽取10人，再从中任选3人进行调查，求抽到满意度评分位于 的人数 的分布列
和数学期望．
3．（2024上·广东揭阳·高三统考期末）为增强学生体质，某校高一（1）班组织全班同学参加限时投篮活动，记录他们在规定时间内的进球个数，将所得数据分成 ， ， ， ， 这
5组，并得到如下频率分布直方图：
(1)估计全班同学的平均进球个数．（同一组中的数据用该组区间的中点值作代表）
(2)现按比例分配的分层随机抽样方法，从进球个数在 ， ， 内的同学中抽取8人进行
培训，再从中抽取3人做进一步培训．
（ⅰ）记这3人中进球个数在 的人数为X，求X的分布列与数学期望；
（ⅱ）已知抽取的这3人的进球个数不全在同一区间，求这3人的进球个数在不同区间的概率．
4．（2023上·河南南阳·高三南阳中学校考阶段练习）假设某市大约有800万网络购物者，某电子商务公司
对该地区n名网络购物者某年度上半年前6个月内的消费情况进行统计，发现消费金额（单位：万元）都
在区间 内，其频率分布直方图如图所示，若频率分布直方图中的a，b，c，d满足
，且从左到右6个小矩形依次对应第一至六小组，第五小组的频数为2400．
(1)求a，b，c，d的值；
(2)现用分层抽样方法从前4组中选出18人进行网络购物爱好调查，
①求在各组应该抽取的人数；
②在前2组所抽取的人中，再随机抽取3人，记这3人来自第一组的人数为X，求随机变量X的分布列与
数学期望．
5．（2023上·甘肃白银·高三甘肃省靖远县第一中学校联考阶段练习）某商家2023年1月至7月 商品的月销售量的数据如下图所示，若月份 与 商品的月销售量 存在线性关系.
(1)求月份 与 商品的月销售量 的回归直线方程；
(2)若规定月销售量大于35的月份为合格月，在合格月中月销售量低于50的视为良好，记5分，月销售量
不低于50的视为优秀，记10分，从合格月中任取3个月，用 表示赋分之和，求 的分布列和数学期望.
参考公式：回归直线方程 ，其中 .
三、专项训练
1．（2024上·湖南常德·高三常德市一中校考阶段练习）火车晚点是人们在旅行过程中最常见的问题之一，
针对这个问题，许多人都会打电话进行投诉.某市火车站为了解每年火车的正点率 对每年顾客投诉次数
（单位：次）的影响，对近8年（2015年~2022年）每年火车正点率 和每年顾客投诉次数 的数据作
了初步处理，得到下面的一些统计量的值.
600 592 43837.2 93.8
(1)求 关于 的经验回归方程；若预计2024年火车的正点率为 ，试估算2024年顾客对火车站投诉的
次数；
(2)根据顾客对火车站投诉的次数等标准，该火车站这8年中有6年被评为“优秀”，2年为“良好”，若
从这8年中随机抽取3年，记其中评价“良好”的年数为 ，求 的分布列和数学期望.
附：经验回归直线 的斜率和截距的最小二乘法估计公式分别为：
，
2．（2023·陕西西安·统考一模）为探究某药物对小鼠的生长抑制作用，将40只小鼠均分为两组，分别为
对照组（不加药物）和实验组（加药物）.(1)设其中两只小鼠中在对照组中小鼠数目为 ，求 的分布列和数学期望；
(2)测得40只小鼠体重如下（单位： ）：（已按从小到大排好）
对照组：17.3 18.4 20.1 20.4 21.5 23.2 24.6 24.8 25.0 25.4
26.1 26.3 26.4 26.5 26.8 27.0 27.4 27.5 27.6 28.3
实验组：5.4 6.6 6.8 6.9 7.8 8.2 9.4 10.0 10.4 11.2
14.4 17.3 19.2 20.2 23.6 23.8 24.5 25.1 25.2 26.0
（i）求40只小鼠体重的中位数 ，并完成下面 列联表：
合计
对照组
实验组
合计
（ii）根据 列联表，能否有 的把握认为药物对小鼠生长有抑制作用.
附： ，其中 .
0.10 0.05 0.010
2.706 3.841 6.635
3．（2023上·内蒙古呼伦贝尔·高二海拉尔第二中学校考期末）已知盒子内有大小相同的10个球，其中红
球有 个，已知从盒子中任取2个球都是红球的概率为 .
(1)求 的值；
(2)现从盒子中任取3个球，记取出的球中红球的个数为 ，求 的分布列和数学期望.
4．（2023·全国·模拟预测）为落实节能减排的国家政策，某职能部门对市场上两种设备的使用寿命进行调
查统计，随机抽取 型和 型设备各 台，得到如下频率分布直方图．(1)将使用寿命
超过 小时和不超过 小时的台数填入下面的列联表，并根据小概率值 的独立性检验，判
断使用寿命是否超过 小时与型号有没有关联，说明理由．
使用寿命
型号 合计
超过 小 不超过 小
时 时
型
型
合计
(2)用分层抽样的方法从使用寿命不超过 小时的 型和 型设备中共抽取 台，再从这 台设备中随
机抽取 台，设其中 型设备有 台，求 的分布列和 ．
(3)现有一项工作需要 台同型号设备同时工作 小时才能完成，工作期间若设备损坏，则立即更换同
型号设备（更换设备的时间忽略不计）． 型和 型设备每台的价格分别为 万元和 万元， 型和 型
设备每台每小时分别耗电 度（ 度 千瓦时）和 度，电价为 元/度．用频率估计概率，只考虑设备
的成本和电费，你认为应选择哪种型号的设备？说明理由．
附： ，其中 ．
5．（2023·全国·高二课堂例题）一个袋子中有100个大小相同的球，其中有40个黄球、60个白球，从中随机地摸出20个球作为样本．用X表示样本中黄球的个数．
(1)分别就有放回摸球和不放回摸球，求X的分布列；
(2)分别就有放回摸球和不放回摸球，用样本中黄球的比例估计总体中黄球的比例，求误差不超过0.1的概
率：
6．（2022上·上海嘉定·高二校考期中）已知共15张卡牌由5张红卡、10张其它颜色卡组成，混合后分3
轮发出，每轮随机发出5张卡．
(1)求事件“第1轮无红色卡牌”的概率 ；
(2)求事件“第1轮有至少3张红色卡牌”的概率 ；
(3)求事件“每轮均有红色卡牌”的概率 ．
7．（2022·北京·景山学校校考模拟预测）4月23日是联合国教科文组织确定的“世界读书日”．为了解某
地区高一学生阅读时间的分配情况，从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查，得到了这500名
学生的日平均阅读时间（单位：小时），并将样本数据分成 ， ， ， ， ， ，
， ， 九组，绘制成如图所示的频率分布直方图．
(1)从这500名学生中随机抽取一人，日平均阅读时间在 内的概率；
(2)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况，从日平均阅读时间在， ， 三组内的学生中，采用分层抽样的方法抽取了10人，现从这10人中随机抽取3
人，记日平均阅读时间在 内的学生人数为X，求X的分布列和数学期望；
(3)以样本的频率估计概率，从该地区所有高一学生中随机抽取10名学生，用 表示这10名学生中恰有
k名学生日平均阅读时间在 内的概率，其中 ，1，2，…，10．当 最大时，写出k的值．
（只需写出结论）
8．（2020·福建福州·统考模拟预测）某省 年开始将全面实施新高考方案．在 门选择性考试科目中，
物理、历史这两门科目采用原始分计分；思想政治、地理、化学、生物这4门科目采用等级转换赋分，将
每科考生的原始分从高到低划分为 ， ， ， ， 共 个等级，各等级人数所占比例分别为 、
、 、 和 ，并按给定的公式进行转换赋分．该省组织了一次高一年级统一考试，并对思想
政治、地理、化学、生物这4门科目的原始分进行了等级转换赋分．
（1）某校生物学科获得 等级的共有10名学生，其原始分及转换分如下表：
原始分 91 90 89 88 87 85 83 82
转换分 100 99 97 95 94 91 88 86
人数 1 1 2 1 2 1 1 1
现从这10名学生中随机抽取3人，设这3人中生物转换分不低于 分的人数为 ，求 的分布列和数学
期望；
（2）假设该省此次高一学生生物学科原始分 服从正态分布 ．若 ，令 ，则
，请解决下列问题：
①若以此次高一学生生物学科原始分 等级的最低分为实施分层教学的划线分，试估计该划线分大约为多
少分？（结果保留为整数）
②现随机抽取了该省 名高一学生的此次生物学科的原始分，若这些学生的原始分相互独立，记 为被
抽到的原始分不低于 分的学生人数，求 取得最大值时 的值．
附：若 ，则 ， ．9．（2020·安徽安庆·统考二模）某小区为了加强对“新型冠状病毒”的防控，确保居民在小区封闭期间生
活不受影响，小区超市采取有力措施保障居民正常生活物资供应.为做好甲类生活物资的供应，超市对社区
居民户每天对甲类生活物资的购买量进行了调查，得到了以下频率分布直方图.
（1）从小区超市某天购买甲类生活物资的居民户中任意选取5户.
①若将频率视为概率，求至少有两户购买量在 （单位： ）的概率是多少？
②若抽取的5户中购买量在 （单位： ）的户数为2户，从5户中选出3户进行生活情况调查，记3
户中需求量在 （单位： ）的户数为 ，求 的分布列和期望；
（2）将某户某天购买甲类生活物资的量与平均购买量比较，当超出平均购买量不少于 时，则称该居
民户称为“迫切需求户”，若从小区随机抽取10户，且抽到k户为“迫切需求户”的可能性最大，试求k
的值.
10．（2020上·重庆·高三重庆南开中学校考阶段练习）某省从2021年开始将全面推行新高考制度，新高考
“ ”中的“2”要求考生从政治、化学、生物、地理四门中选两科，按照等级赋分计入高考成绩，等
级赋分规则如下：从2021年夏季高考开始，高考政治、化学、生物、地理四门等级考试科目的考生原始
成绩从高到低划分为 五个等级，确定各等级人数所占比例分别为 ， ， ， ，
，等级考试科目成绩计入考生总成绩时，将 至 等级内的考生原始成绩，依照等比例转换法分别转
换到 、 、 、 、 五个分数区间，得到考生的等级分，等级转换分满分
为100分.具体转换分数区间如下表：
等级
比例赋分区
间
而等比例转换法是通过公式计算：
其中 ， 分别表示原始分区间的最低分和最高分， 、 分别表示等级分区间的最低分和最高分， 表
示原始分， 表示转换分，当原始分为 ， 时，等级分分别为 、
假设小南的化学考试成绩信息如下表：
考试成
考生科目 成绩等级 原始分区间 等级分区间
绩
化学 75分 等级
设小南转换后的等级成绩为 ，根据公式得： ，
所以 （四舍五入取整），小南最终化学成绩为77分.
已知某年级学生有100人选了化学，以半期考试成绩为原始成绩转换本年级的化学等级成绩，其中化学成
绩获得 等级的学生原始成绩统计如下表：
成绩 95 93 91 90 88 87 85
人数 1 2 3 2 3 2 2
（1）从化学成绩获得 等级的学生中任取2名，求恰好有1名同学的等级成绩不小于96分的概率；
（2）从化学成绩获得 等级的学生中任取5名，设5名学生中等级成绩不小于96分人数为 ，求 的分
布列和期望.
