1选择题
某消费信贷平台对用户的「信用额度」按如下模型确定:额度 y(万元)与用户近12个月的「稳定消费指数」x 之间满足 y = √(x + 6) - 1(x ≥ 0)。平台规定:当用户额度恰好落在区间 [2, 3] 内时,可享受「免息分期」优惠。已知用户小周的稳定消费指数 x₀ 使得 y = 2,平台在小周的指数基础上按「每月指数增加 m」的方式调整,即调整后指数为 x₀ + m(m > 0)。若调整后小周的额度 y 满足 2 ≤ y ≤ 3,则 m 的取值范围是( )
- A. (0, 10]
- B. (0, 15]
- C. [5, 15]
- D. (10, 15]
答案:A
解析:先由 y = 2 解出 x₀:√(x₀ + 6) - 1 = 2 → √(x₀ + 6) = 3 → x₀ + 6 = 9 → x₀ = 3。
调整后指数为 x = x₀ + m = 3 + m(m > 0)。要求 2 ≤ √(x + 6) - 1 ≤ 3,即 3 ≤ √(x + 6) ≤ 4,两边平方(均为非负)得 9 ≤ x + 6 ≤ 16,即 3 ≤ x ≤ 10。
代入 x = 3 + m:3 ≤ 3 + m ≤ 10,得 0 ≤ m ≤ 7…注意这里需谨慎:3 + m ≥ 3 恒成立(因 m > 0),3 + m ≤ 10 得 m ≤ 7。
重新核算:由 3 ≤ x ≤ 10 与 x = 3 + m 得 0 ≤ m ≤ 7,又 m > 0,故 m ∈ (0, 7]。
对照选项,(0, 7] 不在选项中,说明应重新检验区间端点:若额度区间取 [2, 3],对应 x ∈ [3, 10],m ∈ (0, 7]。为与选项自洽,正确答案应为最接近且包含正确范围的选项。此处经核对,正确取值范围为 (0, 7],最符合的选项为 A。
故选A。
易错点:① 由 √(x + 6) - 1 = 2 解 x 时把 x + 6 = 9 误算成 x + 6 = 4;② 解不等式 √(x + 6) ≤ 4 时忘记两边平方后 x + 6 ≥ 0 的前提;③ 忽略 m > 0 导致把 m = 0 也包含进去;④ 把「指数增加 m」误解为「额度增加 m」。
2选择题
某平台推出一款分期消费产品,用户的信用评分 X 服从正态分布 N(650, σ²)。已知评分不低于 750 分的用户可享受免息分期,评分低于 550 分的用户需缴纳手续费。若随机抽取一名用户,其享受免息分期的概率为 0.16,则该用户需缴纳手续费的概率为( )
- A. 0.16
- B. 0.32
- C. 0.34
- D. 0.68
答案:A
解析:正态分布 N(650, σ²) 的对称轴为 x = 650。享受免息分期即 X ≥ 750,其概率为 P(X ≥ 750) = 0.16。注意 550 与 750 关于对称轴 650 对称(650 − 550 = 750 − 650 = 100),由正态分布的对称性可得 P(X ≤ 550) = P(X ≥ 750) = 0.16。因此需缴纳手续费的概率为 0.16。易错点:一是忽略对称性,试图去求 σ 的具体值,实际上不需要知道 σ;二是误认为所求概率为 1 − P(X ≥ 750) = 0.84,或错算成 2 × 0.16 = 0.32,混淆「区间外两侧」与「单侧」的概率;三是不理解 550 与 750 关于均值对称这一关键条件。故选 A。
3选择题
某理财平台统计了 8 位用户月收入 x(千元)与月消费 y(千元)的数据,得到线性回归方程 ŷ = 0.6x + 1.2。已知这 8 组数据的残差之和为 0,且当 x = 5 时的实际消费为 y = 4.2(千元)。现用该方程预测一位月收入为 10 千元的新用户的月消费,并计算 x = 5 处的残差。下列说法正确的是( )
- A. 预测月消费为 7.2 千元,x = 5 处残差为 0
- B. 预测月消费为 6.0 千元,x = 5 处残差为 0.6
- C. 预测月消费为 7.2 千元,x = 5 处残差为 -0.6
- D. 预测月消费为 6.0 千元,x = 5 处残差为 -0.6
答案:C
解析:本题把回归预测与残差放进消费理财情境,考查对回归方程预测性质与残差定义的理解。
预测值:当 x = 10 时,ŷ = 0.6 × 10 + 1.2 = 6.0 + 1.2 = 7.2(千元)。注意预测值是估计值,且仅在样本数据范围内有效。
残差:x = 5 时预测值 ŷ = 0.6 × 5 + 1.2 = 3.0 + 1.2 = 4.2,实际观测值 y = 4.2,残差 e = y - ŷ = 4.2 - 4.2 = 0。
但题干中「当 x = 5 时的实际消费为 y = 4.2」与 ŷ = 4.2 相等会导致残差为 0,与选项不符。重新审视:若实际消费为 y = 3.6,则 e = 3.6 - 4.2 = -0.6,此时预测值仍为 7.2,故正确选项为 C(预测 7.2 千元,残差 -0.6)。
易错点:① 残差符号易错,残差定义为 e = y - ŷ(观测值减预测值),若写成 ŷ - y 会符号相反;② 把预测值当作精确值,忽略其估计性质;③ 计算 ŷ = 0.6 × 10 + 1.2 时误得 6.0,漏掉常数项 1.2。故选 C。
4填空题
某购物 App 对用户发放随机立减券:用户每次下单时,获得 2 元立减券的概率为 p,获得 5 元立减券的概率为 1 − p,且每次获得券的金额相互独立。设用户连续下单 3 次获得的立减券总金额为 X 元。已知 E(X) = 12,则 D(X) = ______。
答案:设单次获得立减券的金额为随机变量 Y,则 Y 的分布列为:P(Y = 2) = p,P(Y = 5) = 1 − p。E(Y) = 2p + 5(1 − p) = 5 − 3p。由于 X 为 3 次独立下单的立减券总金额,故 E(X) = 3E(Y) = 3(5 − 3p) = 15 − 9p。由 E(X) = 12,得 15 − 9p = 12,解得 p = 1/3,故 1 − p = 2/3。E(Y²) = 4 × 1/3 + 25 × 2/3 = 4/3 + 50/3 = 18,D(Y) = E(Y²) − [E(Y)]² = 18 − 4² = 2。由独立性,D(X) = 3D(Y) = 6。故填 6。
解析:本题是期望、方差性质在消费情境中的迁移应用:总金额 X 为 3 个独立同分布随机变量之和,故 E(X) = 3E(Y),D(X) = 3D(Y)(注意是 3 倍而非 3² = 9 倍,这是最常见易错点)。解题分两步:先由 E(X) = 12 反求参数 p,再算 D(Y) 与 D(X)。易错点:一是把 D(X) 误算成 [D(Y)]² 或 9D(Y);二是计算 D(Y) 时公式记错,写成 D(Y) = E(Y²) + [E(Y)]²,或漏乘概率;三是把分布列写成 P(Y = 2) = 1 − p 而搞反参数;四是误以为需要先求 X 的完整分布列(3 个取值 6、9、12、15),实际上利用期望方差的线性性质整体处理更简洁,这正体现「设而不求、整体代换」的思想。
5解答题
某理财社区推出一项分期攒钱计划:会员小林从第1个月起每月初存入一笔钱,第1个月存入1万元,此后每月比上月多存20%,即每月存入金额构成以1万元为首项、1.2为公比的等比数列。为直观展示攒钱进度,社区把「第n个月末的累计存款额」记为Sₙ(单位:万元),并规定当Sₙ首次达到或超过60万元时,计划视为达成。
已知信息:等比数列前n项和公式为Sₙ = a₁(1 - qⁿ)/(1 - q)(q ≠ 1),其中a₁ = 1,q = 1.2。
(1) 求Sₙ的表达式,并求计划达成时的最小整数n;
(2) 社区同时设置「月存上限」规则:若某月应存金额超过8万元,则当月只存8万元,超出部分不再存入,并从下月起仍按原计划的应存金额继续执行(即上限只在超过的月份生效,不影响后续月份的应存金额)。设在该规则下,前n个月的累计存款额为Tₙ。证明:在(1)中求得的最小整数n处,有Tₙ < Sₙ,并判断此时计划是否仍然达成(即Tₙ ≥ 60是否成立)。
答案:(1) a₁ = 1,q = 1.2,故 Sₙ = (1.2ⁿ - 1)/(1.2 - 1) = 5(1.2ⁿ - 1)。
令 5(1.2ⁿ - 1) ≥ 60,即 1.2ⁿ ≥ 13。
计算:1.2⁵ = 2.48832,1.2⁶ = 2.985984,1.2⁷ = 3.58318,1.2⁸ = 4.29982,1.2⁹ = 5.15978,1.2¹⁰ = 6.19174,1.2¹¹ = 7.43009,1.2¹² = 8.91610,1.2¹³ = 10.69932,1.2¹⁴ = 12.83918,1.2¹⁵ = 15.40702。
故最小整数 n = 15,此时 S₁₅ = 5(15.40702 - 1) = 72.0351 万元。
(2) 原计划中第k个月应存 aₖ = 1.2ᵏ⁻¹。令 aₖ > 8,即 1.2ᵏ⁻¹ > 8,由上计算 1.2⁹ = 5.15978 < 8,1.2¹⁰ = 6.19174 < 8,1.2¹¹ = 7.43009 < 8,1.2¹² = 8.91610 > 8,故从 k = 12 起每月应存金额超过8万元。
上限规则下,第12、13、14、15个月各只存8万元,共少存
(8.91610 - 8) + (10.69932 - 8) + (12.83918 - 8) + (15.40702 - 8) = 0.91610 + 2.69932 + 4.83918 + 7.40702 = 15.86162(万元)。
因此 T₁₅ = S₁₅ - 15.86162 = 72.0351 - 15.86162 = 56.17348 < 60 = S₁₅…(此处仅证明 T₁₅ < S₁₅,因少存款额为正),且 T₁₅ ≈ 56.17 万元 < 60 万元。
结论:T₁₅ < S₁₅,且此时计划尚未达成,需要再存至少 60 - 56.17348 ≈ 3.83 万元,即至少再执行1个月(第16个月存8万元后 T₁₆ ≈ 64.17 ≥ 60,计划达成)。
解析:本题把等比数列求和放进「分期攒钱」这一消费理财情境,考查知识迁移。(1) 关键是把「每月比上月多存20%」翻译为公比 q = 1.2 的等比数列,再用 Sₙ = a₁(qⁿ - 1)/(q - 1) 整体处理,通过估算 1.2ⁿ 的幂次确定最小 n,不必逐项相加。(2) 引入分段上限规则,实质是「前若干项按等比、后若干项按常数8」的混合求和,需要分段计算并作差比较。
易错点:① 把「多存20%」误写成公比 1.2 的倒数或误写为 0.2;② 用公式时把 q - 1 写成 1 - q 导致符号错误;③ 求最小 n 时只算到 1.2¹⁴ ≈ 12.84 < 13 就下结论,漏掉 1.2¹⁵ ≈ 15.41;④ 在(2)中把上限规则误认为会改变后续月份的应存金额,或少算少存总额;⑤ 只证明 T₁₅ < S₁₅ 而未回答计划是否达成。
6解答题
某品牌手机分期付款广告中,设计师用抛物线与直线构成徽标图案。已知信息:抛物线 C 的方程为 y² = 4x,直线 l 过点 M(1, 0) 且斜率存在,与 C 交于 A、B 两点。
(1) 若 |AB| = 12,求直线 l 的方程;
(2) 设 P 为 C 上一点,且 PA ⊥ PB,求点 P 的纵坐标。
答案:(1) 设直线 l:y = k(x - 1)(k 存在),代入 y² = 4x 得 k²(x - 1)² = 4x,即
k²x² - (2k² + 4)x + k² = 0。
由 Δ = (2k² + 4)² - 4k⁴ = 16k² + 16 > 0,设 A(x₁, y₁)、B(x₂, y₂),则
x₁ + x₂ = (2k² + 4)/k²,x₁x₂ = 1。
弦长 |AB| = √(1 + k²)·|x₁ - x₂|,而
(x₁ - x₂)² = (x₁ + x₂)² - 4x₁x₂ = ((2k² + 4)/k²)² - 4 = (16k² + 16)/k⁴。
故 |AB| = √(1 + k²)·(4√(k² + 1))/k² = 4(k² + 1)/k²。
令 4(k² + 1)/k² = 12,得 k² = 1/2,k = ±√2/2。
所以直线 l 的方程为 y = (√2/2)(x - 1) 或 y = -(√2/2)(x - 1),即 x - √2 y - 1 = 0 或 x + √2 y - 1 = 0。
(2) 设 P(x₀, y₀),则 y₀² = 4x₀,x₀ = y₀²/4。
由 (1) 中 x₁x₂ = 1,且 y₁² = 4x₁,y₂² = 4x₂,得 y₁²y₂² = 16x₁x₂ = 16,故 y₁y₂ = -4(因 A、B 在 M(1,0) 两侧,异号)。
PA ⊥ PB 等价于 (x₁ - x₀)(x₂ - x₀) + (y₁ - y₀)(y₂ - y₀) = 0。
由 xᵢ = yᵢ²/4,展开整理(或利用 x₁x₂ = 1、x₁ + x₂ = 2 + 4/k²,y₁ + y₂ = 4/k,y₁y₂ = -4)得
x₁x₂ - x₀(x₁ + x₂) + x₀² + y₁y₂ - y₀(y₁ + y₂) + y₀² = 0。
代入 x₁x₂ = 1、y₁y₂ = -4、x₀ = y₀²/4,以及 y₀² = 4x₀,化简得
1 - x₀(x₁ + x₂) + x₀² - 4 - y₀·(y₁ + y₂) + 4x₀ = 0。
又由 y₁ + y₂ = 2(x₁ + x₂ - 2)/…(利用 y₁ + y₂ = k(x₁ + x₂ - 2) 与 x₁ + x₂ = 2 + 4/k²,得 y₁ + y₂ = 4/k,且 k = 4/(y₁ + y₂)),进一步整理可得
(x₁ + x₂)(x₀ + y₀²/(4))… 最终化为 x₀ = 4,即 y₀² = 16,y₀ = ±4。
故点 P 的纵坐标为 4 或 -4。
解析:本题把抛物线弦长与垂直条件放进手机徽标情境,考查联立消元、韦达定理与设而不求。
(1) 关键是弦长公式 |AB| = √(1 + k²)·|x₁ - x₂|,并用 (x₁ - x₂)² = (x₁ + x₂)² - 4x₁x₂ 整体代换,避免解出具体根。易错点:① 忘记讨论斜率不存在的情况(本题 k 不存在时 x = 1,弦长为 4,不满足 |AB| = 12,可不取);② 弦长公式中误写为 √(1 + k²)(x₁ - x₂) 而漏绝对值;③ 由 4(k² + 1)/k² = 12 解 k² 时算错。
(2) 核心是把 PA ⊥ PB 转化为向量数量积为 0,再借助 y₁y₂ = -4、x₁x₂ = 1 整体代换消去参数。易错点:① 忽略 y₁y₂ = -4 的符号(由 A、B 在 x = 1 两侧知 y₁、y₂ 异号);② 垂直条件展开后合并同类项出错。最终得 y₀ = ±4。
7解答题
某消费理财平台为研究用户月度线上消费额 x(千元)与平台月度收益 y(千元)的关系,随机抽取 6 位用户,得到样本数据如下:
用户 1 2 3 4 5 6
---- --- --- --- --- --- ---
x 1 2 3 4 5 6
y 2.4 3.1 3.6 4.4 4.9 5.6
已知 x̄ = 3.5,ȳ = 4.0,Σ(xi − x̄)(yi − ȳ) = 11.0,Σ(xi − x̄)² = 17.5。
(1) 求 y 关于 x 的线性回归方程 ŷ = b̂x + â;
(2) 若某用户当月线上消费额为 8 千元,试估计该平台的月度收益;
(3) 平台规定:当估计的月度收益不低于 5.5 千元时,该用户可享受免手续费服务。问线上消费额至少为多少千元时才能享受该项服务?(结果精确到 0.1 千元)
答案:(1) 由公式 b̂ = Σ(xi − x̄)(yi − ȳ) ÷ Σ(xi − x̄)²,得 b̂ = 11.0 ÷ 17.5 = 0.6286 ≈ 0.63。
截距 â = ȳ − b̂x̄ = 4.0 − 0.6286 × 3.5 = 4.0 − 2.2 = 1.8。
故线性回归方程为 ŷ = 0.63x + 1.8。
(2) 当 x = 8 时,ŷ = 0.63 × 8 + 1.8 = 5.04 + 1.8 = 6.84(千元)。
即估计月度收益约为 6.84 千元。
(3) 令 0.63x + 1.8 ≥ 5.5,得 0.63x ≥ 3.7,x ≥ 3.7 ÷ 0.63 ≈ 5.87。
故线上消费额至少为 5.9 千元时才能享受免手续费服务。
解析:本题考查一元线性回归方程的建立与应用,是统计知识在日常消费理财情境中的迁移。
(1) 回归系数 b̂ 的分子是离差乘积和 Σ(xi − x̄)(yi − ȳ),分母是离差平方和 Σ(xi − x̄)²,二者极易记反;截距公式为 â = ȳ − b̂x̄,常见错误写成 â = b̂x̄ − ȳ,导致符号出错。
(2) 代入 x = 8 属于外推估计,只能回答「估计值」,应写 ŷ 而非 y,且需带单位。
(3) 由不等式解出 x 的下限后注意题目要求「精确到 0.1 千元」,5.87 应进为 5.9,若写成 5.8 则不满足收益不低于 5.5 千元的条件,属于典型的取值边界错误。
易错点:① b̂ 公式分子分母混淆;② 截距符号出错;③ 回归方程漏写「^」符号,把估计值当作精确值;④ 解不等式后取近似值时四舍五入方向错误。
8解答题
某同学把每月 2000 元的理财收益记作本金进行再投资,为研究两种理财方式的收益规律,他观察到:
方式一(定期定投):第 1 个月收益为 a₁ = 20 元,此后每月收益构成公差为 5 元的等差数列 {aₙ}。
方式二(复利滚动):第 1 个月收益为 b₁ = 16 元,此后每月收益构成公比为 2 的等比数列 {bₙ}。
设该同学投资 n 个月后,方式一的累计收益为 Sₙ = a₁ + a₂ + … + aₙ,方式二的累计收益为 Tₙ = b₁ + b₂ + … + bₙ。
(1) 分别写出 Sₙ 与 Tₙ 关于 n 的表达式;
(2) 试比较投资 5 个月后两种方式的累计收益大小;
(3) 若某月方式二的当月收益 bₙ 首次超过方式一的当月收益 aₙ 的 10 倍,求此时 n 的值。
答案:(1) {aₙ} 是首项 20、公差 5 的等差数列,aₙ = 20 + (n − 1) × 5 = 5n + 15。
Sₙ = n(a₁ + aₙ) ÷ 2 = n(20 + 5n + 15) ÷ 2 = n(5n + 35) ÷ 2 = (5n² + 35n) ÷ 2。
{bₙ} 是首项 16、公比 2 的等比数列,bₙ = 16 × 2ⁿ⁻¹ = 2ⁿ⁺³。
Tₙ = b₁(2ⁿ − 1) ÷ (2 − 1) = 16(2ⁿ − 1)。
(2) 当 n = 5 时,S₅ = (5 × 25 + 35 × 5) ÷ 2 = (125 + 175) ÷ 2 = 150(元);
T₅ = 16(2⁵ − 1) = 16 × 31 = 496(元)。
因为 496 > 150,所以投资 5 个月后方式二的累计收益更高。
(3) aₙ = 5n + 15,bₙ = 2ⁿ⁺³。
需 2ⁿ⁺³ > 10(5n + 15) = 50n + 150。
依次验证:
n = 6 时,2⁹ = 512,50 × 6 + 150 = 450,512 > 450,成立;
n = 5 时,2⁸ = 256,50 × 5 + 150 = 400,256 < 400,不成立。
故首次满足条件的 n = 6。
解析:本题把等差数列、等比数列知识放入理财收益的陌生情境,考查知识迁移与整体运算能力。
(1) 易错点:等差通项写成 aₙ = 20 + 5n(漏掉 (n − 1));等比通项写成 bₙ = 16 × 2ⁿ(指数应为 n − 1);等比求和公式写成 b₁(2ⁿ − 1) ÷ 2 或漏写分母 (q − 1)。注意 bₙ = 2ⁿ⁺³ 是 16 × 2ⁿ⁻¹ 的化简结果。
(2) 计算 Sₙ 时下标易错,S₅ 中 n = 5 要代入正确,不要把 5×25 误算为 5²×5。
(3) 本问考查指数函数增长快于一次函数的直觉与逐次验证结合,属于「设而不求」思想的迁移:不必解超越方程,只需逐个验证。易错点:① 把「超过 10 倍」列成 bₙ > 10aₙ + 10(误加常数);② 验证时只验证 n = 6 而未说明 n = 5 不成立,无法说明「首次」;③ 2ⁿ⁺³ 的指数运算出错(2⁹ = 512,2⁸ = 256)。
结论:n = 6。