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新教材適用2023_2024學(xué)年高中數(shù)學(xué)第10章概率學(xué)案(打包8份)(含解析)

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  1. 二一教育資源

新教材適用2023_2024學(xué)年高中數(shù)學(xué)第10章概率學(xué)案(打包8份)(含解析)

資源簡(jiǎn)介

10.1.1 有限樣本空間與隨機(jī)事件
課標(biāo)要求
結(jié)合具體實(shí)例,理解樣本點(diǎn)和有限樣本空間的含義,理解隨機(jī)事件與樣本點(diǎn)的關(guān)系.
素養(yǎng)要求
能夠在實(shí)際問(wèn)題中抽象出隨機(jī)現(xiàn)象與隨機(jī)事件的概念,能夠用樣本空間去解釋相關(guān)問(wèn)題,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及邏輯推理素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 隨機(jī)試驗(yàn)及樣本空間
1.隨機(jī)試驗(yàn)的概念和特點(diǎn)
(1)隨機(jī)試驗(yàn):我們把對(duì)_隨機(jī)現(xiàn)象__的實(shí)現(xiàn)和對(duì)它的觀察稱為隨機(jī)試驗(yàn),簡(jiǎn)稱試驗(yàn),常用字母E來(lái)表示.
(2)隨機(jī)試驗(yàn)的特點(diǎn):
①試驗(yàn)可以在相同條件下_重復(fù)__進(jìn)行;
②試驗(yàn)的所有可能結(jié)果是_明確可知__的,并且不止一個(gè);
③每次試驗(yàn)總是恰好出現(xiàn)這些可能結(jié)果中的一個(gè),但事先不能確定出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果.
2.樣本點(diǎn)和樣本空間
定義 字母表示
樣本點(diǎn) 我們把隨機(jī)試驗(yàn)E的_每個(gè)可能的基本結(jié)果__稱為樣本點(diǎn) 用_w__表示樣本點(diǎn)
樣本空間 全體_樣本點(diǎn)__的集合稱為試驗(yàn)E的樣本空間 用_Ω__表示樣本空間
有限樣本空間 如果一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)有n個(gè)可能結(jié)果w1,w2,…,wn,則稱樣本空間Ω={w1,w2,…,wn}為有限樣本空間 Ω={w1,w2,…,wn}
[拓展] 關(guān)于樣本點(diǎn)和樣本空間
(1)樣本點(diǎn)是指隨機(jī)試驗(yàn)的每個(gè)可能的基本結(jié)果,全體樣本點(diǎn)的集合稱為試驗(yàn)的樣本空間;
(2)只討論樣本空間為有限集的情況,即有限樣本空間.
練一練:
從標(biāo)有1,2,3,4,5的5張卡片中任取兩張,觀察取出的卡片上的數(shù)字.
(1)寫出這個(gè)試驗(yàn)的樣本空間;
(2)求這個(gè)試驗(yàn)的樣本點(diǎn)的總數(shù);
(3)“數(shù)字之和為5”這一事件包含哪幾個(gè)樣本點(diǎn)?
[解析] (1)這個(gè)試驗(yàn)的樣本空間Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5)}((1,2)表示抽出標(biāo)有1,2的兩張卡片).
(2)樣本點(diǎn)的總數(shù)是10.
(3)“數(shù)字之和為5”這一事件包含以下兩個(gè)樣本點(diǎn):(1,4),(2,3).
知識(shí)點(diǎn) 2 三種事件的定義
隨機(jī)事件 我們將樣本空間Ω的_子集__稱為隨機(jī)事件,簡(jiǎn)稱事件,并把只包含_一個(gè)__樣本點(diǎn)的事件稱為基本事件,隨機(jī)事件一般用大寫字母A,B,C,…表示.在每次試驗(yàn)中,當(dāng)且僅當(dāng)A中某個(gè)樣本點(diǎn)出現(xiàn)時(shí),稱為事件A發(fā)生
必然事件 Ω作為自身的子集,包含了_所有的__樣本點(diǎn),在每次試驗(yàn)中總有一個(gè)樣本點(diǎn)發(fā)生,所以Ω總會(huì)發(fā)生,我們稱Ω為必然事件
不可能事件 空集 不包含任何樣本點(diǎn),在每次試驗(yàn)中都不會(huì)發(fā)生,我們稱 為不可能事件
[提醒] (1)隨機(jī)事件是樣本空間的子集.隨機(jī)事件是由若干個(gè)基本事件構(gòu)成的,當(dāng)然,基本事件也是隨機(jī)事件.
(2)必然事件與不可能事件不具有隨機(jī)性,是隨機(jī)事件的兩個(gè)極端情形.
練一練:
(多選題)下列事件中是隨機(jī)事件的是( AD )
A.連續(xù)擲一枚硬幣兩次、兩次都出現(xiàn)正面朝上
B.異性電荷相互吸引
C.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水在1 ℃結(jié)冰
D.買一注彩票中了特等獎(jiǎng)
[解析] A、D是隨機(jī)事件,B為必然事件,C為不可能事件.
題型探究
題型一 事件類型的判斷
典例1 在下列事件中,哪些是必然事件?哪些是不可能事件?哪些是隨機(jī)事件?
(1)如果a、b都是實(shí)數(shù),那么a+b=b+a;
(2)從分別標(biāo)有1,2,3,4,5,6的6張?zhí)柡炛腥稳∫粡垼玫?號(hào)簽;
(3)沒(méi)有水分,種子發(fā)芽;
(4)某電話總機(jī)在60秒內(nèi)接到至少15個(gè)電話;
(5)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的溫度達(dá)到50 ℃時(shí)會(huì)沸騰;
(6)同性電荷相互排斥.
[分析] 依據(jù)事件的分類及其定義,在給出的條件下,判斷事件是否發(fā)生.
[解析] 結(jié)合必然事件、不可能事件、隨機(jī)事件的定義可知.
(1)對(duì)任意實(shí)數(shù),都滿足加法的交換律,故此事件是必然事件.
(2)從6張?zhí)柡炛腥稳∫粡垼玫?號(hào)簽,此事件可能發(fā)生,也可能不發(fā)生,故此事件是隨機(jī)事件.
(3)適宜的溫度和充足的水分,是種子萌發(fā)不可缺少的兩個(gè)條件,沒(méi)有水分,種子就不可能發(fā)芽,故此事件是不可能事件.
(4)電話總機(jī)在60秒內(nèi)接到至少15個(gè)電話,此事件可能發(fā)生,也可能不發(fā)生,故此事件是隨機(jī)事件.
(5)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的溫度達(dá)到100 ℃時(shí),開(kāi)始沸騰,水溫達(dá)到50 ℃,水不會(huì)沸騰,故此事件是不可能事件.
(6)根據(jù)“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”的原理判斷,該事件是必然事件.
[歸納提升] 判斷一個(gè)事件是隨機(jī)事件、必然事件還是不可能事件,首先一定要看條件,其次是看在該條件下所研究的事件是一定發(fā)生(必然事件)、不一定發(fā)生(隨機(jī)事件),還是一定不發(fā)生(不可能事件).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (1)(多選題)下列現(xiàn)象中,是隨機(jī)現(xiàn)象的有( ACD )
A.在一條公路上,交警記錄某一小時(shí)通過(guò)的汽車超過(guò)300輛
B.若a為整數(shù),則a+1為整數(shù)
C.發(fā)射一顆炮彈,命中目標(biāo)
D.檢查流水線上一件產(chǎn)品是合格品
(2)從100個(gè)同類產(chǎn)品(其中有2個(gè)次品)中任取3個(gè).
①三個(gè)正品;②兩個(gè)正品,一個(gè)次品;③一個(gè)正品,兩個(gè)次品;④三個(gè)次品;⑤至少一個(gè)次品;⑥至少一個(gè)正品.其中必然事件是_⑥__,不可能事件是_④__,隨機(jī)事件是_①②③⑤__.(填序號(hào))
(3)下列事件中,不可能事件為( C )
A.鈍角三角形兩個(gè)小角之和小于90°
B.三角形中大邊對(duì)大角,大角對(duì)大邊
C.銳角三角形中兩個(gè)內(nèi)角和小于90°
D.三角形中任意兩邊的和大于第三邊
[解析] (1)當(dāng)a為整數(shù)時(shí),a+1一定為整數(shù),是必然現(xiàn)象,其余3個(gè)均為隨機(jī)現(xiàn)象.故選ACD.
(2)從100個(gè)同類產(chǎn)品(其中有2個(gè)次品)中任取3個(gè),可能結(jié)果是“三個(gè)全是正品”“兩個(gè)正品一個(gè)次品”“一個(gè)正品兩個(gè)次品”.
(3)若兩內(nèi)角的和小于90°,則第三個(gè)內(nèi)角必大于90°,故不是銳角三角形,所以C為不可能事件,而A,B,D均為必然事件.
題型二 確定試驗(yàn)的樣本空間
典例2 下列隨機(jī)事件中,一次試驗(yàn)各指什么?試寫出試驗(yàn)的樣本空間.
(1)先后拋擲兩枚質(zhì)地均勻的硬幣多次;
(2)從集合A={a,b,c,d}中任取3個(gè)元素;
(3)從集合A={a,b,c,d}中任取2個(gè)元素.
[解析] (1)一次試驗(yàn)是指“先后拋擲兩枚質(zhì)地均勻的硬幣一次”,試驗(yàn)的樣本空間為:{(正,反),(正,正),(反,反),(反,正)}.
(2)一次試驗(yàn)是指“從集合A中一次選取3個(gè)元素組成集合”,試驗(yàn)的樣本空間為:{(a,b,c),(a,b,d),(a,c,d),(b,c,d)}.
(3)一次試驗(yàn)是指“從集合A中一次選取2個(gè)元素”,試驗(yàn)的樣本空間為:{(a,b),(a,c),(a,d),(b,c),(b,d),(c,d)}.
[歸納提升] 不重不漏地列舉試驗(yàn)的所有樣本點(diǎn)的方法
(1)結(jié)果是相對(duì)于條件而言的,要弄清試驗(yàn)的結(jié)果,必須首先明確試驗(yàn)中的條件.
(2)根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn),按照一定的順序列舉出所有可能的結(jié)果,可應(yīng)用畫樹狀圖、列表等方法解決.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 從含有6件次品的200件產(chǎn)品中任取7件,觀察其中次品數(shù),寫出對(duì)應(yīng)的樣本空間,并說(shuō)出事件A={1,2},B={0}的實(shí)際意義.
[解析] 樣本空間為Ω={0,1,2,3,4,5,6},事件A={1,2}表示抽取的7件產(chǎn)品中,恰有一件次品或恰有兩件次品,事件B={0}表示抽取的7件產(chǎn)品中,沒(méi)有次品.
題型三 隨機(jī)事件的表示
典例3 一個(gè)口袋內(nèi)裝有除顏色外完全相同的5個(gè)球,其中3個(gè)白球,2個(gè)黑球,從中一次摸出2個(gè)球.
(1)一共有多少個(gè)樣本點(diǎn)?
(2)寫出“2個(gè)球都是白球”這一事件的集合表示.
[解析] (1)分別記白球?yàn)?,2,3號(hào),黑球?yàn)?,5號(hào),則這個(gè)試驗(yàn)的樣本點(diǎn)為(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10個(gè)[其中(1,2)表示摸到1號(hào)球和2號(hào)球].
(2)記A表示“2個(gè)球都是白球”這一事件,則A={(1,2),(1,3),(2,3)}.
[歸納提升] 1.判斷隨機(jī)事件的結(jié)果是相對(duì)于條件而言的,要確定樣本空間,(1)必須明確事件發(fā)生的條件;(2)根據(jù)題意,按一定的次序列出所有樣本點(diǎn).特別要注意結(jié)果出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是均等的,按規(guī)律去寫,要做到既不重復(fù)也不遺漏.
2.試驗(yàn)中當(dāng)試驗(yàn)的結(jié)果不唯一時(shí),一定要將各種可能都要考慮到,尤其是有順序和無(wú)順序的情況最易出錯(cuò).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 做拋擲紅、藍(lán)兩枚骰子的試驗(yàn),用(x,y)表示結(jié)果,其中x表示紅色骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù),y表示藍(lán)色骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù).寫出:
(1)這個(gè)試驗(yàn)的樣本空間;
(2)指出事件A={(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)}的含義;
(3)寫出“點(diǎn)數(shù)之和大于8”這一事件的集合表示.
[解析] (1)這個(gè)試驗(yàn)的樣本空間Ω為{(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}.
(2)事件A的含義為拋擲紅、藍(lán)兩枚骰子,擲出的點(diǎn)數(shù)之和為7.
(3)記B=“點(diǎn)數(shù)之和大于8”,則B={(3,6),(4,5),(4,6),(5,4),(5,5),(5,6),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}.
易錯(cuò)警示
忽視試驗(yàn)結(jié)果與順序的關(guān)系而致誤
典例4 已知集合M={-2,3},N={-4,5,6},從這兩個(gè)集合中各取一個(gè)元素分別作為點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo).
(1)寫出這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間;
(2)求這個(gè)試驗(yàn)的基本事件的總數(shù).
[錯(cuò)解] (1)這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間Ω={(-2,-4),(-2,5),(-2,6),(3,-4),(3,5),(3,6)}.
(2)這個(gè)試驗(yàn)的基本事件的總數(shù)是6.
[錯(cuò)因分析] 題中要求從兩個(gè)集合中各取一個(gè)元素分別作為點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo),所以集合N中的元素也可以作為橫坐標(biāo),錯(cuò)解中少了以下基本事件:(-4,-2),(-4,3),(5,-2),(5,3),(6,-2),(6,3).
[正解] (1)這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間Ω={(-2,-4),(-2,5),(-2,6),(3,-4),(3,5),(3,6),(-4,-2),(-4,3),(5,-2),(5,3),(6,-2),(6,3)}.
(2)這個(gè)試驗(yàn)的基本事件的總數(shù)是12.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 同時(shí)拋擲兩枚大小相同的骰子,用(x,y)表示結(jié)果,記A為“所得點(diǎn)數(shù)之和小于5”,則事件A包含的樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)是( D )
A.3 B.4
C.5 D.6
[解析] (1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),共6個(gè)樣本點(diǎn).
1.給出下列事件:①任取一個(gè)整數(shù),能被2整除;②小明同學(xué)在某次數(shù)學(xué)測(cè)試中成績(jī)一定不低于120分;③甲、乙兩人進(jìn)行競(jìng)技比賽,甲的實(shí)力遠(yuǎn)勝于乙,在一次比賽中甲獲勝;④當(dāng)圓的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí),圓的面積是原來(lái)的4倍,其中隨機(jī)事件的個(gè)數(shù)是( B )
A.1 B.3
C.0 D.4
[解析] ①②③為隨機(jī)事件,④為必然事件.
2.一個(gè)家庭有兩個(gè)小孩兒,則可能的結(jié)果為( C )
A.{(男,女),(男,男),(女,女)}
B.{(男,女),(女,男)}
C.{(男,男),(男,女),(女,男),(女,女)}
D.{(男,男),(女,女)}
[解析] 隨機(jī)試驗(yàn)的所有結(jié)果要保證等可能性.兩個(gè)小孩兒有大小之分,所以(男,女)與(女,男)是不同的樣本點(diǎn).
3.一個(gè)不透明的袋子中裝有5個(gè)黑球和3個(gè)白球,這些球的大小、質(zhì)地完全相同,隨機(jī)從袋子中摸出4個(gè)球,則下列事件是必然事件的是( B )
A.摸出的4個(gè)球中至少有一個(gè)是白球
B.摸出的4個(gè)球中至少有一個(gè)是黑球
C.摸出的4個(gè)球中至少有兩個(gè)是黑球
D.摸出的4個(gè)球中至少有兩個(gè)是白球
[解析] 因?yàn)榇杏写笮 ①|(zhì)地完全相同的5個(gè)黑球和3個(gè)白球,
所以從中任取4個(gè)球共有:3白1黑,2白2黑,1白3黑,4黑四種情況.故事件“摸出的4個(gè)球中至少有一個(gè)是白球”是隨機(jī)事件,故A錯(cuò)誤;事件“摸出的4個(gè)球中至少有一個(gè)是黑球”是必然事件,故B正確;事件“摸出的4個(gè)球中至少有兩個(gè)是黑球”是隨機(jī)事件,故C錯(cuò)誤;事件“摸出的4個(gè)球中至少有兩個(gè)是白球”是隨機(jī)事件,故D錯(cuò)誤.
故選B.
4.已知集合A={-9,-7,-5,-3,-1,0,2,4,6,8},從集合A中選取不相同的兩個(gè)數(shù),構(gòu)成平面直角坐標(biāo)系上的點(diǎn),觀察點(diǎn)的位置,則事件“點(diǎn)落在x軸上”包含的樣本點(diǎn)共有( C )
A.7個(gè) B.8個(gè)
C.9個(gè) D.10個(gè)
[解析] 點(diǎn)落在x軸上所包含的樣本點(diǎn)為(-9,0),(-7,0),(-5,0),(-3,0),(-1,0),(2,0),(4,0),(6,0),(8,0),共9個(gè).
5.(1)“某人投籃3次,其中投中4次”是_不可能__事件;
(2)“拋擲一枚硬幣,落地時(shí)正面朝上”是_隨機(jī)__事件;
(3)“拋起一枚正方形骰子,得到點(diǎn)數(shù)不會(huì)小于1”是_必然__事件.
[解析] (1)共投籃3次,不可能投中4次,投中4次是一個(gè)不可能事件.(2)硬幣落地時(shí)正面和反面朝上都有可能,是一個(gè)隨機(jī)事件.(3)拋一枚骰子,得到點(diǎn)數(shù)不會(huì)小于1,是一個(gè)必然事件.10.1.2 事件的關(guān)系和運(yùn)算
課標(biāo)要求
了解隨機(jī)事件的并、交與互斥的含義,會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的隨機(jī)事件的運(yùn)算.
素養(yǎng)要求
通過(guò)相關(guān)概念的學(xué)習(xí)及對(duì)簡(jiǎn)單隨機(jī)事件的運(yùn)算,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象與數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 事件的運(yùn)算
定義 表示法 圖示
并事件 _事件A與事件B至少有一個(gè)發(fā)生__,稱這個(gè)事件為事件A與事件B的并事件(或和事件) _A∪B__(或 _A+B__)
交事件 _事件A與事件B同時(shí)發(fā)生__,稱這樣一個(gè)事件為事件A與事件B的交事件(或積事件) _A∩B__(或_AB__)
知識(shí)點(diǎn) 2 事件的關(guān)系
定義 表示法 圖示
包含關(guān)系 若事件A發(fā)生,事件B_一定發(fā)生__,稱事件B包含事件A(或事件A包含于事件B) _B A__(或 _A B__)
互斥事件 如果事件A與事件B_不能同時(shí)發(fā)生__,稱事件A與事件B互斥(且互不相容) 若_A∩B= __,則A與B互斥
對(duì)立事件 如果事件A和事件B在任何一次試驗(yàn)中 _有且僅有一個(gè)發(fā)生__,稱事件A與事件B互為對(duì)立,事件A的對(duì)立事件記為 若_A∩B= __,且A∪B=Ω,則A與B對(duì)立
[拓展] 1.互斥事件與對(duì)立事件的區(qū)別與聯(lián)系
(1)區(qū)別:兩個(gè)事件A與B是互斥事件,包括如下三種情況:①若事件A發(fā)生,則事件B就不發(fā)生;②若事件B發(fā)生,則事件A就不發(fā)生;③事件A,B都不發(fā)生.
而兩個(gè)事件A,B是對(duì)立事件,僅有前兩種情況,因此事件A與B是對(duì)立事件,則A∪B是必然事件,但若A與B是互斥事件,則A∪B不一定是必然事件,即事件A的對(duì)立事件只有一個(gè),而事件A的互斥事件可以有多個(gè).
(2)聯(lián)系:互斥事件和對(duì)立事件在一次試驗(yàn)中都不可能同時(shí)發(fā)生,而事件對(duì)立是互斥的特殊情況,即對(duì)立必互斥,但互斥不一定對(duì)立.
2.從集合的角度理解互斥事件與對(duì)立事件
(1)幾個(gè)事件彼此互斥,是指由各個(gè)事件所含的結(jié)果組成的集合的交集為空集.
(2)事件A的對(duì)立事件所含的結(jié)果組成的集合,是全集中由事件A所含的結(jié)果組成的集合的補(bǔ)集.
練一練:
1.?dāng)S一枚質(zhì)地均勻的骰子,設(shè)事件A={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)不大于3},B={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)},則事件A與事件B的關(guān)系是( B )
A.A B
B.A∩B={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為2}
C.事件A與B互斥
D.事件A與B是對(duì)立事件
[解析] 由題意事件A表示出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)是1或2或3;事件B表示出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)是2或4或6.故A∩B={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為2}.
2.一個(gè)人打靶時(shí)連續(xù)射擊兩次,事件“至少有一次中靶”的互斥事件是( D )
A.至多有一次中靶 B.兩次都中靶
C.只有一次中靶 D.兩次都不中靶
[解析] 事件“至少有一次中靶”包括“中靶一次”和“中靶兩次”兩種情況.由互斥事件的定義,可知“兩次都不中靶”與之互斥.
題型探究
題型一 互斥事件、對(duì)立事件的判定
典例1 從40張撲克牌(紅桃、黑桃、方塊、梅花,點(diǎn)數(shù)從1~10各10張)中,任取一張.
(1)“抽出紅桃”與“抽出黑桃”;
(2)“抽出紅色牌”與“抽出黑色牌”;
(3)“抽出的牌點(diǎn)數(shù)為5的倍數(shù)”與“抽出的牌點(diǎn)數(shù)大于9”.
判斷上面給出的每對(duì)事件是否為互斥事件,是否為對(duì)立事件,并說(shuō)明理由.
[解析] (1)是互斥事件,不是對(duì)立事件.
理由是:從40張撲克牌中任意抽取1張,“抽出紅桃”和“抽出黑桃”是不可能同時(shí)發(fā)生的,所以是互斥事件.同時(shí),不能保證其中必有一個(gè)發(fā)生,這是由于還可能抽出“方塊”或者“梅花”,因此,二者不是對(duì)立事件.
(2)既是互斥事件,又是對(duì)立事件.
理由是:從40張撲克牌中,任意抽取1張,“抽出紅色牌”與“抽出黑色牌”,兩個(gè)事件不可能同時(shí)發(fā)生,但其中必有一個(gè)發(fā)生,所以它們既是互斥事件,又是對(duì)立事件.
(3)不是互斥事件,當(dāng)然不可能是對(duì)立事件.
理由是:從40張撲克牌中任意抽取1張,“抽出的牌點(diǎn)數(shù)為5的倍數(shù)”與“抽出的牌點(diǎn)數(shù)大于9”這兩個(gè)事件可能同時(shí)發(fā)生,如抽得牌點(diǎn)數(shù)為10,因此,二者不是互斥事件,當(dāng)然不可能是對(duì)立事件.
[歸納提升] 辨析互斥事件與對(duì)立事件的思路
辨析互斥事件與對(duì)立事件,可以從以下幾個(gè)方面入手:
(1)從發(fā)生的角度看
①在一次試驗(yàn)中,兩個(gè)互斥事件有可能都不發(fā)生,也可能有一個(gè)發(fā)生,但不可能同時(shí)發(fā)生;
②兩個(gè)對(duì)立事件必有一個(gè)發(fā)生,但不可能同時(shí)發(fā)生.即兩事件對(duì)立,必定互斥,但兩事件互斥,未必對(duì)立.對(duì)立事件是互斥事件的一個(gè)特例.
(2)從事件個(gè)數(shù)的角度看
互斥的概念適用于兩個(gè)或多個(gè)事件,但對(duì)立的概念只適用于兩個(gè)事件.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (1)一個(gè)人打靶時(shí)連續(xù)射擊兩次,事件“至多有一次中靶”的互斥事件是( A )
A.兩次都中靶 B.至少有一次中靶
C.兩次都不中靶 D.只有一次中靶
(2)一個(gè)人連續(xù)射擊三次,則事件“至少擊中兩次”的對(duì)立事件是( D )
A.恰有一次擊中 B.三次都沒(méi)擊中
C.三次都擊中 D.至多擊中一次
[解析] (1)事件“至多有一次中靶”包含“只有一次中靶”和“兩次都不中靶”,因此不會(huì)與其同時(shí)發(fā)生的事件是“兩次都中靶”.
(2)根據(jù)題意,一個(gè)人連續(xù)射擊三次,事件“至少擊中兩次”包括“擊中兩次”和“擊中三次”兩個(gè)事件,其對(duì)立事件為“一次都沒(méi)有擊中和擊中一次”,即“至多擊中一次”.
題型二 事件的運(yùn)算
典例2 在擲骰子的試驗(yàn)中,可以定義許多事件.例如,事件C1={出現(xiàn)1點(diǎn)},事件C2={出現(xiàn)2點(diǎn)},事件C3={出現(xiàn)3點(diǎn)},事件C4={出現(xiàn)4點(diǎn)},事件C5={出現(xiàn)5點(diǎn)},事件C6={出現(xiàn)6點(diǎn)},事件D1={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)不大于1},事件D2={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)大于3},事件D3={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)小于5},事件E={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)小于7},事件F={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)},事件G={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)},請(qǐng)根據(jù)上述定義的事件,回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)舉出符合包含關(guān)系、相等關(guān)系的事件;
(2)利用和事件的定義,判斷上述哪些事件是和事件.
[解析] (1)因?yàn)槭录﨏1,C2,C3,C4發(fā)生,則事件D3必發(fā)生,所以C1 D3,C2 D3,C3 D3,C4 D3.
同理可得,事件E包含事件C1,C2,C3,C4,C5,C6;事件D2包含事件C4,C5,C6;事件F包含事件C2,C4,C6;事件G包含事件C1,C3,C5.
且易知事件C1與事件D1相等,
即C1=D1.
(2)因?yàn)槭录﨑2={出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)大于3}={出現(xiàn)4點(diǎn)或出現(xiàn)5點(diǎn)或出現(xiàn)6點(diǎn)},
所以D2=C4∪C5∪C6(或D2=C4+C5+C6).
同理可得,D3=C1+C2+C3+C4,E=C1+C2+C3+C4+C5+C6,F(xiàn)=C2+C4+C6,G=C1+C3+C5.
[歸納提升] 事件運(yùn)算應(yīng)注意的2個(gè)問(wèn)題
(1)進(jìn)行事件的運(yùn)算時(shí),一是要緊扣運(yùn)算的定義,二是要全面考查同一條件下的試驗(yàn)可能出現(xiàn)的全部結(jié)果,必要時(shí)可利用Venn圖或列出全部的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析.
(2)在一些比較簡(jiǎn)單的題目中,需要判斷事件之間的關(guān)系時(shí),可以根據(jù)常識(shí)來(lái)判斷.但如果遇到比較復(fù)雜的題目,就得嚴(yán)格按照事件之間關(guān)系的定義來(lái)推理.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 在試驗(yàn)“連續(xù)拋擲一枚均勻的骰子2次,觀察每次出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)”中,事件A表示隨機(jī)事件“第一次擲出1點(diǎn)”;事件Aj表示隨機(jī)事件“第一次擲出1點(diǎn),第二次擲出j點(diǎn)”;事件B表示隨機(jī)事件“2次擲出的點(diǎn)數(shù)之和為6”;事件C表示隨機(jī)事件“第二次擲出的點(diǎn)數(shù)比第一次的大3”.
(1)試用樣本點(diǎn)表示事件A∩B與A∪B;
(2)試判斷事件A與B,A與C,B與C是否為互斥事件;
(3)試用事件Aj表示隨機(jī)事件A.
[解析] 依題意可知樣本空間為
Ω=
(1)因?yàn)槭录嗀表示隨機(jī)事件“第一次擲出1點(diǎn)”,所以A={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)}.因?yàn)槭录﨎表示隨機(jī)事件“2次擲出的點(diǎn)數(shù)之和為6”,所以B={(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)}.
所以A∩B={(1,5)},A∪B={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)} .
(2)因?yàn)槭录﨏表示隨機(jī)事件“第二次擲出的點(diǎn)數(shù)比第一次的大3”,所以C={(1,4),(2,5),(3,6)}.
因?yàn)锳∩B={(1,5)}≠ ,A∩C={(1,4)}≠ ,B∩C= ,所以事件A與事件B,事件A與事件C不是互斥事件,事件B與事件C是互斥事件.
(3)因?yàn)槭录嗀j表示隨機(jī)事件“第一次擲出1點(diǎn),第二次擲出j點(diǎn)”,所以A1={(1,1)},A2={(1,2)},A3={(1,3)},A4={(1,4)},A5={(1,5)},A6={(1,6)},所以A=A1∪A2∪A3∪A4∪A5∪A6.
題型三 用集合運(yùn)算表示隨機(jī)事件
典例3 設(shè)A,B,C表示三個(gè)隨機(jī)事件,試將下列事件用A,B,C表示出來(lái).
(1)三個(gè)事件都發(fā)生;
(2)三個(gè)事件至少有一個(gè)發(fā)生;
(3)A發(fā)生,B,C不發(fā)生;
(4)A,B都發(fā)生,C不發(fā)生;
(5)A,B至少有一個(gè)發(fā)生,C不發(fā)生;
(6)A,B,C中恰好有兩個(gè)發(fā)生.
[解析] (1)ABC (2)A∪B∪C
(3)A (4)AB (5)(A∪B)
(6)AB∪AC∪BC
[歸納提升] 利用隨機(jī)事件的運(yùn)算與集合運(yùn)算的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以有效地解決此類問(wèn)題.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 從某大學(xué)數(shù)學(xué)系圖書室中任選一本書.設(shè)A表示事件“任選一本書,這本書為數(shù)學(xué)書”;B表示事件“任選一本書,這本書為中文版的書”;C表示事件“任選一本書,這本書為2000年后出版的書”.問(wèn):
(1)AB表示什么事件?
(2)在什么條件下有ABC=A
(3) B表示什么意思?
[解析] (1)AB表示事件“任選一本書,這本書為2000年或2000年前出版的中文版的數(shù)學(xué)書”.
(2)在“圖書室中所有數(shù)學(xué)書都是2000年后出版的且為中文版”的條件下才有ABC=A.
(3) B表示2000年或2000年前出版的書全是中文版的.
易錯(cuò)警示
不能正確區(qū)分對(duì)立事件和互斥事件致錯(cuò)
典例4 進(jìn)行拋擲一枚骰子的試驗(yàn),有下列各組事件:
(1)“出現(xiàn)1點(diǎn)”與“出現(xiàn)2點(diǎn)”;
(2)“出現(xiàn)奇數(shù)點(diǎn)”與“出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)”;
(3)“出現(xiàn)大于3的點(diǎn)”與“出現(xiàn)大于4的點(diǎn)”.
其中是對(duì)立事件的組數(shù)是( B )
A.0 B.1
C.2 D.3
[錯(cuò)解] C
[錯(cuò)因分析] 錯(cuò)解混淆了互斥事件與對(duì)立事件,誤將互斥事件當(dāng)作了對(duì)立事件.只有(2)“出現(xiàn)奇數(shù)點(diǎn)”與“出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)”是對(duì)立事件,而(1)中“出現(xiàn)1點(diǎn)”與“出現(xiàn)2點(diǎn)”是互斥事件,但不是對(duì)立事件,(3)中“出現(xiàn)大于3的點(diǎn)”與“出現(xiàn)大于4的點(diǎn)”不是互斥事件,所以也不是對(duì)立事件.
[正解] B
[誤區(qū)警示] 對(duì)立事件一定是互斥事件,而互斥事件卻不一定是對(duì)立事件.忽略互斥事件與對(duì)立事件之間的區(qū)別與聯(lián)系,對(duì)“恰”“至少”“都”等詞語(yǔ)理解不透徹.判斷兩個(gè)事件是否互斥,就要看它們是否能同時(shí)發(fā)生;判斷兩個(gè)互斥事件是否對(duì)立,就要看它們是否有一個(gè)必然發(fā)生.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (2023·廣東省茂名市期末)若干人站成一排,其中為互斥事件的是( A )
A.“甲站排頭”與“乙站排頭”
B.“甲站排頭”與“乙站排尾”
C.“甲站排頭”與“乙不站排頭”
D.“甲不站排頭”與“乙不站排頭”
[解析] 根據(jù)互斥事件不能同時(shí)發(fā)生,判斷A是互斥事件;B,C,D中兩事件能同時(shí)發(fā)生,故不是互斥事件.
1.?dāng)S一枚質(zhì)地均勻的骰子,下列事件具有包含關(guān)系的是( C )
A.“出現(xiàn)小于2點(diǎn)”與“出現(xiàn)大于2點(diǎn)”
B.“出現(xiàn)奇數(shù)點(diǎn)”與“出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)”
C.“出現(xiàn)2點(diǎn)”與“出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)”
D.“出現(xiàn)小于4點(diǎn)”與“出現(xiàn)大于2點(diǎn)”
[解析] 出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn),即出現(xiàn)2點(diǎn)、4點(diǎn)或6點(diǎn),與出現(xiàn)2點(diǎn)是包含關(guān)系.
2.給出事件A與B的關(guān)系示意圖,如圖所示,則( C )
A.A B B.A B
C.A與B互斥 D.A與B互為對(duì)立事件
3.已知A、B為兩個(gè)隨機(jī)事件,則“A、B為互斥事件”是“A、B為對(duì)立事件”的( B )
A.充分非必要條件
B.必要非充分條件
C.充要條件
D.非充分非必要條件
[解析] 根據(jù)互斥事件和對(duì)立事件的概念可知,互斥不一定對(duì)立,對(duì)立一定互斥,所以“ A、B為互斥事件”是“ A、B 為對(duì)立事件”的必要非充分條件.故選B.
4.設(shè)M,N,P是三個(gè)事件,則M,N至少有一個(gè)不發(fā)生且P發(fā)生可表示為( A )
A.(∪)P B.()P
C.(∪)∪P D.(N)∪(M)
5.盒子里有6個(gè)紅球,4個(gè)白球,現(xiàn)從中任取3個(gè)球,設(shè)事件A={3個(gè)球中有1個(gè)紅球2個(gè)白球},事件B={3個(gè)球中有2個(gè)紅球1個(gè)白球},事件C={3個(gè)球中至少有1個(gè)紅球},事件D={3個(gè)球中既有紅球又有白球},事件E={3個(gè)球都是紅球},事件F={3個(gè)球中至少有一個(gè)白球}.
(1)事件D與A,B是什么樣的運(yùn)算關(guān)系?
(2)事件C與A的交事件是什么事件?
(3)事件C與A、B、E是什么運(yùn)算關(guān)系?C與F的交事件是什么?
[解析] (1)對(duì)于事件D,可能的結(jié)果為1個(gè)紅球2個(gè)白球或2個(gè)紅球1個(gè)白球,故D=A∪B.
(2)對(duì)于事件C,可能的結(jié)果為1個(gè)紅球2個(gè)白球或2個(gè)紅球1個(gè)白球或3個(gè)均為紅球,故C∩A=A.
(3)由事件C包括的可能結(jié)果有1個(gè)紅球2個(gè)白球,2個(gè)紅球1個(gè)白球,3個(gè)紅球三種情況,故A C,B C,E C,而事件F包括的可能結(jié)果有1個(gè)白球2個(gè)紅球,2個(gè)白球1個(gè)紅球,3個(gè)白球,所以C∩F={1個(gè)紅球2個(gè)白球,2個(gè)紅球1個(gè)白球}=D.10.1.3 古典概型
課標(biāo)要求
理解古典概型,能運(yùn)用古典概型計(jì)算概率.能在實(shí)際問(wèn)題中建立古典概型模型.
素養(yǎng)要求
通過(guò)具體實(shí)例的探究理解古典概型,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 事件的概率
對(duì)隨機(jī)事件發(fā)生_可能性大小__的度量(數(shù)值)稱為事件的概率,事件A的概率用_P(A)__表示.
知識(shí)點(diǎn) 2 古典概型
一般地,若試驗(yàn)E具有以下特征:
(1)有限性:樣本空間的樣本點(diǎn)只有_有限個(gè)__;
(2)等可能性:每個(gè)樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性_相等__.
稱試驗(yàn)E為古典概型試驗(yàn),其數(shù)學(xué)模型稱為_(kāi)古典概率__模型,簡(jiǎn)稱_古典概型__.
知識(shí)點(diǎn) 3 古典概型的概率公式
一般地,設(shè)試驗(yàn)E是古典概型,樣本空間Ω包含n個(gè)樣本點(diǎn),事件A包含其中的k個(gè)樣本點(diǎn),則定義事件A的概率P(A)=  =  .
[拓展] (1)隨機(jī)試驗(yàn)E中的樣本點(diǎn)
①任何兩個(gè)樣本點(diǎn)都是互斥的;
②任何事件(除不可能事件)都可以表示成某些樣本點(diǎn)的和.
(2)求解古典概型問(wèn)題的一般思路
①明確試驗(yàn)的條件及要觀察的結(jié)果,用適當(dāng)?shù)姆?hào)(字母、數(shù)字、數(shù)組等)表示試驗(yàn)的樣本點(diǎn)(借助圖表可以幫助我們不重不漏地列出所有樣本點(diǎn));
②根據(jù)實(shí)際問(wèn)題情景判斷樣本點(diǎn)的等可能性;
③計(jì)算樣本點(diǎn)總個(gè)數(shù)及事件A包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù),求出事件A的概率.
練一練:
1.袋中裝有紅白球各一個(gè),每次任取一個(gè),有放回地抽取三次,所有的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)是_8__.
[解析] 從裝有紅白兩球的袋中有放回的取出,所有取法有:
共8個(gè)樣本點(diǎn).
2.從1,2,3中任取兩個(gè)數(shù)字,設(shè)取出的數(shù)字含有2為事件A,則P(A)=  .
[解析] 從1,2,3中任取兩個(gè)數(shù)字,所有可能的結(jié)果有:(1,2),(1,3),(2,3),共3個(gè),其中含有2的結(jié)果有2個(gè),故P(A)=.
題型探究
題型一 古典概型的判斷
典例1 下列試驗(yàn)是古典概型的是_①②④__.
①?gòu)?名同學(xué)中選出4人參加數(shù)學(xué)競(jìng)賽,每人被選中的可能性大小;
②同時(shí)擲兩顆骰子,點(diǎn)數(shù)和為6的概率;
③近三天中有一天降雨的概率;
④10人站成一排,其中甲、乙相鄰的概率.
[分析] 緊扣古典概型的兩大特征——有限性與等可能性進(jìn)行判斷.
[解析] ①②④是古典概型,因?yàn)榉瞎诺涓判偷奶卣鳎鄄皇枪诺涓判停驗(yàn)椴环系瓤赡苄裕涤晔芏喾矫嬉蛩赜绊懀?br/>[歸納提升] 判斷試驗(yàn)是不是古典概型,關(guān)鍵看是否符合兩大特征——有限性和等可能性.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 下列是古典概型的是( C )
A.任意擲兩枚骰子,所得點(diǎn)數(shù)之和作為基本事件時(shí)
B.求任意的一個(gè)正整數(shù)平方的個(gè)位數(shù)字是1的概率,將取出的正整數(shù)作為基本事件時(shí)
C.從甲地到乙地共n條路線,求某人正好選中最短路線的概率
D.拋擲一枚均勻硬幣首次出現(xiàn)正面為止
[解析] A項(xiàng)中由于點(diǎn)數(shù)的和出現(xiàn)的可能性不相等,故A不是;B項(xiàng)中的基本事件是無(wú)限的,故B不是;C項(xiàng)滿足古典概型的有限性和等可能性,故C是;D項(xiàng)中基本事件可能會(huì)無(wú)限個(gè),故D不是.
題型二 古典概型的概率計(jì)算
典例2 (2023·福建省泉州市期末)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),事件A:“兩數(shù)之和為8”,事件B:“兩數(shù)之和是奇數(shù)”,事件C:“兩個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”.
(1)寫出該試驗(yàn)的樣本空間Ω,并求事件A發(fā)生的概率;
(2)求事件B發(fā)生的概率;
(3)事件A 與事件C至少有一個(gè)發(fā)生的概率.
[解析] (1)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),
Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)},共包含36個(gè)樣本點(diǎn),
事件A:“兩數(shù)之和為8”,如圖1所示,A={(2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2)},A包含5個(gè)樣本點(diǎn),
圖1
∴事件A發(fā)生的概率為P(A)=.
(2)事件B:“兩數(shù)之和是奇數(shù)”,如圖2所示,B={(1,2),(1,4),(1,6),(2,1),(2,3),(2,5),(3,2),(3,4),(3,6),(4,1),(4,3)(4,5),(5,2),(5,4),(5,6),(6,1),(6,3),(6,5),}
圖2
∴事件B發(fā)生的概率P(B)==.
(3)事件C:“兩個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”,C={(2,2),(2,4),(2,6),(4,2),(4,4),(4,6),(6,2),(6,4),(6,6)},事件A與事件C至少有一個(gè)發(fā)生包含的樣本點(diǎn)有11個(gè),如圖3所示,即A+C={(2,2),(2,4),(2,6),(3,5),(4,2),(4,4),(4,6),(5,3),(6,2),(6,4),(6,6)},
圖3
∴事件A與事件C至少有一個(gè)發(fā)生的概率為P(A+C)=.
[歸納提升] 1.將所有的樣本點(diǎn)用有序?qū)崝?shù)組一一列舉出來(lái),此時(shí)有幾粒骰子每個(gè)實(shí)數(shù)組中就包含幾個(gè)數(shù).
2.對(duì)于拋擲兩粒均勻的骰子的試驗(yàn),樣本點(diǎn)(共36個(gè))可以用列表法或坐標(biāo)系法(x軸、y軸分別表示拋擲兩粒骰子的結(jié)果)表示出來(lái).這兩種方法在求向上的點(diǎn)數(shù)之和(或差)的概率時(shí)很方便.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 某旅游愛(ài)好者計(jì)劃從3個(gè)亞洲國(guó)家A1,A2,A3和3個(gè)歐洲國(guó)家B1,B2,B3中選擇2個(gè)國(guó)家去旅游.
(1)若從這6個(gè)國(guó)家中任選2個(gè),求這2個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的概率;
(2)若從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選1個(gè),求這2個(gè)國(guó)家包括A1但不包括B1的概率.
[解析] (1)由題意知,從6個(gè)國(guó)家中任選兩個(gè)國(guó)家,其一切可能的結(jié)果組成的樣本點(diǎn)有:
{(A1,A2),(A1,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A2,A3),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3),(B1,B2),(B1,B3),(B2,B3)},共15個(gè).
所選兩個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的事件所包含的樣本點(diǎn)有:
{(A1,A2),(A1,A3),(A2,A3)},共3個(gè),
則所求事件的概率為P==.
(2)從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選一個(gè),其一切可能的結(jié)果組成的樣本點(diǎn)有:
{(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3)},共9個(gè).
包括A1但不包括B1的事件所包含的樣本點(diǎn)有:
{(A1,B2),(A1,B3)},共2個(gè),則所求事件的概率為P=.
題型三 古典概型中的無(wú)放回抽取、有放回抽取和同時(shí)抽取的概率
典例3 口袋內(nèi)有紅、白、黃大小完全相同的三個(gè)小球,求:
(1)從中任意摸出兩個(gè)小球,摸出的是紅球和白球的概率;
(2)從袋中摸出一個(gè)后放回,再摸出一個(gè),兩次摸出的球是一紅一白的概率.
[解析] (1)任意摸出兩個(gè)小球的樣本空間為{(紅,白),(紅,黃),(白,黃)},所以摸出的是紅球和白球的概率為.
(2)樣本空間為{(紅,紅),(紅,白),(紅,黃),(白,白),(白,紅),(白,黃),(黃,紅),(黃,白),(黃,黃)},而事件“摸出一紅一白” 包括(紅,白),(白,紅)2個(gè)樣本點(diǎn),所以兩次摸出的球是一紅一白的概率是.
[歸納提升] 無(wú)放回抽取、有放回抽取和同時(shí)抽取的概率
1.“有放回抽取”和“無(wú)放回抽取”的概率求解問(wèn)題是初學(xué)者特別容易出錯(cuò)的,而且也是特別經(jīng)典的題型,學(xué)習(xí)時(shí)要注意區(qū)分是“有放回抽取”還是“無(wú)放回抽取”.“有放回”是指抽取物體時(shí),每次抽取之后,都把抽取的物體放回原處,這樣前后兩次抽取時(shí),被抽取的物體的總數(shù)是一樣的.“無(wú)放回”是指抽取物體時(shí),在每一次抽取后,把抽取的物體放到一邊,并不放回原處,這樣,前后兩次抽取時(shí),后一次被抽取的物體總數(shù)較前一次被抽取的物體總數(shù)少.
2.有放回抽取和無(wú)放回抽取的區(qū)別在于,同一件物品“有放回抽取”可能被抽到兩次,而“無(wú)放回抽取”最多被抽到一次.這正是“有放回抽取”的樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量比“無(wú)放回抽取”樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量多的原因.
3.同時(shí)抽取的實(shí)質(zhì)是把不同性質(zhì)的兩(多)組元素混合在一起抽取,沒(méi)有先后順序,只考慮配對(duì),所以對(duì)應(yīng)樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量一般要比“逐個(gè)不放回抽取”對(duì)應(yīng)的樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量要少.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 一個(gè)袋中裝有四個(gè)形狀、大小完全相同的球,球的編號(hào)分別為1,2,3,4.
(1)從袋中隨機(jī)取兩個(gè)球,求取出的球的編號(hào)之和不大于4的概率;
(2)先從袋中隨機(jī)取一個(gè)球,該球的編號(hào)為m,將球放回袋中,然后再?gòu)拇须S機(jī)取一個(gè)球,該球的編號(hào)為n,求n[解析] (1)從袋中隨機(jī)取兩個(gè)球,其一切可能的結(jié)果組成的基本事件有:1和2,1和3,1和4,2和3,2和4,3和4,共6個(gè),從袋中取出的兩個(gè)球的編號(hào)之和不大于4的事件有:1和2,1和3,共2個(gè),因此所求事件的概率為P==.
(2)先從袋中隨機(jī)取一個(gè)球,記下編號(hào)為m,放回后,再?gòu)拇须S機(jī)取一個(gè)球,記下編號(hào)為n,其一切可能的結(jié)果(m,n)有:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16個(gè).
又滿足條件n易錯(cuò)警示
對(duì)“有序”與“無(wú)序”判斷不準(zhǔn)而致錯(cuò)
典例4 甲、乙兩人參加普法知識(shí)競(jìng)賽,共有5道不同的題目,其中3道選擇題,2道填空題,甲、乙兩人依次抽取1道題.求甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率.
[錯(cuò)解] 因?yàn)橥ㄟ^(guò)列舉法可得甲抽到選擇題、乙抽到填空題的可能結(jié)果有6個(gè),且甲、乙兩人依次抽取1道題的可能結(jié)果有10個(gè),所以甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率為=.
[錯(cuò)因分析] 錯(cuò)解中忽略了甲、乙兩人依次抽取1道題與順序有關(guān),甲從5道題中任抽1道題有5種方法,乙從剩下的4道題中任抽1道題有4種方法,所以基本事件總數(shù)應(yīng)為20.
[正解] 因?yàn)橥ㄟ^(guò)列舉法可得甲抽到選擇題、乙抽到填空題的可能結(jié)果有6個(gè),而甲、乙兩人依次抽取1道題的可能結(jié)果有20個(gè),所以甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率為=.
[誤區(qū)警示] 在計(jì)算基本事件的總數(shù)時(shí),若分不清“有序”和“無(wú)序”,將會(huì)出現(xiàn)“重算”或“漏算”的錯(cuò)誤.突破這一思維障礙的方法是交換次序,看是否對(duì)結(jié)果造成影響,有影響是“有序”,無(wú)影響是“無(wú)序”.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 小李在做一份調(diào)查問(wèn)卷,共有5道題,其中有兩種題型,一種是選擇題,共3道,另一種是填空題,共2道.
(1)小李從中任選2道題解答,每一次選1題(不放回),求所選的題不是同一種題型的概率;
(2)小李從中任選2道題解答,每一次選1題(有放回),求所選的題不是同一種題型的概率.
[解析] 將3道選擇題依次編號(hào)為1,2,3;2道填空題依次編號(hào)為4,5.
(1)從5道題中任選2道題解答,每一次選1題(不放回),則樣本空間Ω1={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)},共20個(gè)樣本點(diǎn),而且這些樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性是相等的.
設(shè)事件A=“所選的題不是同一種題型”,則事件A={(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3)},共12個(gè)樣本點(diǎn),所以P(A)==0.6.
(2)從5道題中任選2道題解答,每一次選1題(有放回),則樣本空間Ω2={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5)},共25個(gè)樣本點(diǎn),而且這些樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性是相等的.
設(shè)事件B=“所選的題不是同一種題型”,由(1)知所選題不是同一種題型的樣本點(diǎn)共12個(gè),所以P(B)==0.48.
1.下列試驗(yàn)中是古典概型的是( B )
A.在適宜的條件下,種下一粒大豆,觀察它是否發(fā)芽
B.口袋里有2個(gè)白球和2個(gè)黑球,這4個(gè)球除顏色外完全相同,從中任取一球
C.向一個(gè)圓面內(nèi)隨機(jī)地投一個(gè)點(diǎn),該點(diǎn)落在圓內(nèi)任意一點(diǎn)都是等可能的
D.射擊運(yùn)動(dòng)員向一靶心進(jìn)行射擊,試驗(yàn)結(jié)果為命中10環(huán),命中9環(huán),…,命中0環(huán)
[解析] 根據(jù)古典概型的特點(diǎn),A項(xiàng)中,種子發(fā)芽與否的概率不相等;B項(xiàng)中,摸到每個(gè)球的概率相等,且只有4球;C項(xiàng)中,點(diǎn)落在圓內(nèi)的結(jié)果數(shù)量是無(wú)限的;D項(xiàng)中,射擊命中環(huán)數(shù)的概率也不一定相等.故只有B項(xiàng)是古典概型.
2.某小組有三名男生和兩名女生,從中任選兩名去參加比賽,則參加比賽的都是女生的概率為( A )
A. B.
C. D.
[解析] 依題意記三名男生分別為a、b、c,兩名女生分別為A、B,
從中任意選兩名同學(xué)有ab、ac、aA、aB、bc、bA、bB、cA、cB、AB,共10種情況,
其中都是女生的只有AB這1種情況,
故參加比賽的都是女生的概率P=.故選A.
3.某小說(shuō)有三冊(cè),任意排放在書架的同一層上,則各冊(cè)從左到右或從右到左恰好為第1,2,3冊(cè)的樣本點(diǎn)有( B )
A.1個(gè) B.2個(gè)
C.3個(gè) D.4個(gè)
[解析] 所有基本事件是123,132,213,231,312,321共6個(gè),其中恰好為1,2,3的為123,321共2個(gè).
4.某學(xué)校食堂推出兩款優(yōu)惠套餐,若甲、乙、丙三位同學(xué)選擇每款套餐的可能性相同,則三位同學(xué)選擇同一款套餐的概率為  .
[解析] 設(shè)兩款優(yōu)惠套餐分別為A,B,列舉所有可能結(jié)果如圖所示.
由圖可知,共有8種等可能的結(jié)果,其中甲、乙、丙三位同學(xué)選擇同一款套餐包含2種結(jié)果,故所求概率為=.
5.拋擲兩枚骰子,求:
(1)點(diǎn)數(shù)之和為4的倍數(shù)的概率;
(2)點(diǎn)數(shù)之和大于5而小于10的概率;
(3)同時(shí)拋兩枚骰子,求至少有一個(gè)5點(diǎn)或者6點(diǎn)的概率.
[解析] 將點(diǎn)數(shù)之和列表如下:
從表中易看出基本事件總數(shù)為36種
(1)記“點(diǎn)數(shù)之和是4的倍數(shù)”為事件A,從圖中看出事件A包含的基本事件共9個(gè),故P(A)==.
(2)記“點(diǎn)數(shù)之和大于5小于10”為事件B,從圖中看出事件B包含的基本事件共20個(gè),故P(B)==.
(3)同時(shí)拋出兩個(gè)骰子,按(第一個(gè)的點(diǎn)數(shù),第二個(gè)的點(diǎn)數(shù)),列出所有基本事件(仿(1))可得基本事件有36個(gè),其中至少有一個(gè)5點(diǎn)或6點(diǎn)的事件為事件C,C含有20個(gè)基本事件,所以概率為P(C)==.10.1.3 古典概型
課標(biāo)要求
理解古典概型,能運(yùn)用古典概型計(jì)算概率.能在實(shí)際問(wèn)題中建立古典概型模型.
素養(yǎng)要求
通過(guò)具體實(shí)例的探究理解古典概型,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 事件的概率
對(duì)隨機(jī)事件發(fā)生_可能性大小__的度量(數(shù)值)稱為事件的概率,事件A的概率用_P(A)__表示.
知識(shí)點(diǎn) 2 古典概型
一般地,若試驗(yàn)E具有以下特征:
(1)有限性:樣本空間的樣本點(diǎn)只有_有限個(gè)__;
(2)等可能性:每個(gè)樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性_相等__.
稱試驗(yàn)E為古典概型試驗(yàn),其數(shù)學(xué)模型稱為_(kāi)古典概率__模型,簡(jiǎn)稱_古典概型__.
知識(shí)點(diǎn) 3 古典概型的概率公式
一般地,設(shè)試驗(yàn)E是古典概型,樣本空間Ω包含n個(gè)樣本點(diǎn),事件A包含其中的k個(gè)樣本點(diǎn),則定義事件A的概率P(A)=  =  .
[拓展] (1)隨機(jī)試驗(yàn)E中的樣本點(diǎn)
①任何兩個(gè)樣本點(diǎn)都是互斥的;
②任何事件(除不可能事件)都可以表示成某些樣本點(diǎn)的和.
(2)求解古典概型問(wèn)題的一般思路
①明確試驗(yàn)的條件及要觀察的結(jié)果,用適當(dāng)?shù)姆?hào)(字母、數(shù)字、數(shù)組等)表示試驗(yàn)的樣本點(diǎn)(借助圖表可以幫助我們不重不漏地列出所有樣本點(diǎn));
②根據(jù)實(shí)際問(wèn)題情景判斷樣本點(diǎn)的等可能性;
③計(jì)算樣本點(diǎn)總個(gè)數(shù)及事件A包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù),求出事件A的概率.
練一練:
1.袋中裝有紅白球各一個(gè),每次任取一個(gè),有放回地抽取三次,所有的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)是_8__.
[解析] 從裝有紅白兩球的袋中有放回的取出,所有取法有:
共8個(gè)樣本點(diǎn).
2.從1,2,3中任取兩個(gè)數(shù)字,設(shè)取出的數(shù)字含有2為事件A,則P(A)=  .
[解析] 從1,2,3中任取兩個(gè)數(shù)字,所有可能的結(jié)果有:(1,2),(1,3),(2,3),共3個(gè),其中含有2的結(jié)果有2個(gè),故P(A)=.
題型探究
題型一 古典概型的判斷
典例1 下列試驗(yàn)是古典概型的是_①②④__.
①?gòu)?名同學(xué)中選出4人參加數(shù)學(xué)競(jìng)賽,每人被選中的可能性大小;
②同時(shí)擲兩顆骰子,點(diǎn)數(shù)和為6的概率;
③近三天中有一天降雨的概率;
④10人站成一排,其中甲、乙相鄰的概率.
[分析] 緊扣古典概型的兩大特征——有限性與等可能性進(jìn)行判斷.
[解析] ①②④是古典概型,因?yàn)榉瞎诺涓判偷奶卣鳎鄄皇枪诺涓判停驗(yàn)椴环系瓤赡苄裕涤晔芏喾矫嬉蛩赜绊懀?br/>[歸納提升] 判斷試驗(yàn)是不是古典概型,關(guān)鍵看是否符合兩大特征——有限性和等可能性.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 下列是古典概型的是( C )
A.任意擲兩枚骰子,所得點(diǎn)數(shù)之和作為基本事件時(shí)
B.求任意的一個(gè)正整數(shù)平方的個(gè)位數(shù)字是1的概率,將取出的正整數(shù)作為基本事件時(shí)
C.從甲地到乙地共n條路線,求某人正好選中最短路線的概率
D.拋擲一枚均勻硬幣首次出現(xiàn)正面為止
[解析] A項(xiàng)中由于點(diǎn)數(shù)的和出現(xiàn)的可能性不相等,故A不是;B項(xiàng)中的基本事件是無(wú)限的,故B不是;C項(xiàng)滿足古典概型的有限性和等可能性,故C是;D項(xiàng)中基本事件可能會(huì)無(wú)限個(gè),故D不是.
題型二 古典概型的概率計(jì)算
典例2 (2023·福建省泉州市期末)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),事件A:“兩數(shù)之和為8”,事件B:“兩數(shù)之和是奇數(shù)”,事件C:“兩個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”.
(1)寫出該試驗(yàn)的樣本空間Ω,并求事件A發(fā)生的概率;
(2)求事件B發(fā)生的概率;
(3)事件A 與事件C至少有一個(gè)發(fā)生的概率.
[解析] (1)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),
Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)},共包含36個(gè)樣本點(diǎn),
事件A:“兩數(shù)之和為8”,如圖1所示,A={(2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2)},A包含5個(gè)樣本點(diǎn),
圖1
∴事件A發(fā)生的概率為P(A)=.
(2)事件B:“兩數(shù)之和是奇數(shù)”,如圖2所示,B={(1,2),(1,4),(1,6),(2,1),(2,3),(2,5),(3,2),(3,4),(3,6),(4,1),(4,3)(4,5),(5,2),(5,4),(5,6),(6,1),(6,3),(6,5),}
圖2
∴事件B發(fā)生的概率P(B)==.
(3)事件C:“兩個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”,C={(2,2),(2,4),(2,6),(4,2),(4,4),(4,6),(6,2),(6,4),(6,6)},事件A與事件C至少有一個(gè)發(fā)生包含的樣本點(diǎn)有11個(gè),如圖3所示,即A+C={(2,2),(2,4),(2,6),(3,5),(4,2),(4,4),(4,6),(5,3),(6,2),(6,4),(6,6)},
圖3
∴事件A與事件C至少有一個(gè)發(fā)生的概率為P(A+C)=.
[歸納提升] 1.將所有的樣本點(diǎn)用有序?qū)崝?shù)組一一列舉出來(lái),此時(shí)有幾粒骰子每個(gè)實(shí)數(shù)組中就包含幾個(gè)數(shù).
2.對(duì)于拋擲兩粒均勻的骰子的試驗(yàn),樣本點(diǎn)(共36個(gè))可以用列表法或坐標(biāo)系法(x軸、y軸分別表示拋擲兩粒骰子的結(jié)果)表示出來(lái).這兩種方法在求向上的點(diǎn)數(shù)之和(或差)的概率時(shí)很方便.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 某旅游愛(ài)好者計(jì)劃從3個(gè)亞洲國(guó)家A1,A2,A3和3個(gè)歐洲國(guó)家B1,B2,B3中選擇2個(gè)國(guó)家去旅游.
(1)若從這6個(gè)國(guó)家中任選2個(gè),求這2個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的概率;
(2)若從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選1個(gè),求這2個(gè)國(guó)家包括A1但不包括B1的概率.
[解析] (1)由題意知,從6個(gè)國(guó)家中任選兩個(gè)國(guó)家,其一切可能的結(jié)果組成的樣本點(diǎn)有:
{(A1,A2),(A1,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A2,A3),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3),(B1,B2),(B1,B3),(B2,B3)},共15個(gè).
所選兩個(gè)國(guó)家都是亞洲國(guó)家的事件所包含的樣本點(diǎn)有:
{(A1,A2),(A1,A3),(A2,A3)},共3個(gè),
則所求事件的概率為P==.
(2)從亞洲國(guó)家和歐洲國(guó)家中各任選一個(gè),其一切可能的結(jié)果組成的樣本點(diǎn)有:
{(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A3,B1),(A3,B2),(A3,B3)},共9個(gè).
包括A1但不包括B1的事件所包含的樣本點(diǎn)有:
{(A1,B2),(A1,B3)},共2個(gè),則所求事件的概率為P=.
題型三 古典概型中的無(wú)放回抽取、有放回抽取和同時(shí)抽取的概率
典例3 口袋內(nèi)有紅、白、黃大小完全相同的三個(gè)小球,求:
(1)從中任意摸出兩個(gè)小球,摸出的是紅球和白球的概率;
(2)從袋中摸出一個(gè)后放回,再摸出一個(gè),兩次摸出的球是一紅一白的概率.
[解析] (1)任意摸出兩個(gè)小球的樣本空間為{(紅,白),(紅,黃),(白,黃)},所以摸出的是紅球和白球的概率為.
(2)樣本空間為{(紅,紅),(紅,白),(紅,黃),(白,白),(白,紅),(白,黃),(黃,紅),(黃,白),(黃,黃)},而事件“摸出一紅一白” 包括(紅,白),(白,紅)2個(gè)樣本點(diǎn),所以兩次摸出的球是一紅一白的概率是.
[歸納提升] 無(wú)放回抽取、有放回抽取和同時(shí)抽取的概率
1.“有放回抽取”和“無(wú)放回抽取”的概率求解問(wèn)題是初學(xué)者特別容易出錯(cuò)的,而且也是特別經(jīng)典的題型,學(xué)習(xí)時(shí)要注意區(qū)分是“有放回抽取”還是“無(wú)放回抽取”.“有放回”是指抽取物體時(shí),每次抽取之后,都把抽取的物體放回原處,這樣前后兩次抽取時(shí),被抽取的物體的總數(shù)是一樣的.“無(wú)放回”是指抽取物體時(shí),在每一次抽取后,把抽取的物體放到一邊,并不放回原處,這樣,前后兩次抽取時(shí),后一次被抽取的物體總數(shù)較前一次被抽取的物體總數(shù)少.
2.有放回抽取和無(wú)放回抽取的區(qū)別在于,同一件物品“有放回抽取”可能被抽到兩次,而“無(wú)放回抽取”最多被抽到一次.這正是“有放回抽取”的樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量比“無(wú)放回抽取”樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量多的原因.
3.同時(shí)抽取的實(shí)質(zhì)是把不同性質(zhì)的兩(多)組元素混合在一起抽取,沒(méi)有先后順序,只考慮配對(duì),所以對(duì)應(yīng)樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量一般要比“逐個(gè)不放回抽取”對(duì)應(yīng)的樣本空間包含的樣本點(diǎn)數(shù)量要少.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 一個(gè)袋中裝有四個(gè)形狀、大小完全相同的球,球的編號(hào)分別為1,2,3,4.
(1)從袋中隨機(jī)取兩個(gè)球,求取出的球的編號(hào)之和不大于4的概率;
(2)先從袋中隨機(jī)取一個(gè)球,該球的編號(hào)為m,將球放回袋中,然后再?gòu)拇须S機(jī)取一個(gè)球,該球的編號(hào)為n,求n[解析] (1)從袋中隨機(jī)取兩個(gè)球,其一切可能的結(jié)果組成的基本事件有:1和2,1和3,1和4,2和3,2和4,3和4,共6個(gè),從袋中取出的兩個(gè)球的編號(hào)之和不大于4的事件有:1和2,1和3,共2個(gè),因此所求事件的概率為P==.
(2)先從袋中隨機(jī)取一個(gè)球,記下編號(hào)為m,放回后,再?gòu)拇须S機(jī)取一個(gè)球,記下編號(hào)為n,其一切可能的結(jié)果(m,n)有:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16個(gè).
又滿足條件n易錯(cuò)警示
對(duì)“有序”與“無(wú)序”判斷不準(zhǔn)而致錯(cuò)
典例4 甲、乙兩人參加普法知識(shí)競(jìng)賽,共有5道不同的題目,其中3道選擇題,2道填空題,甲、乙兩人依次抽取1道題.求甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率.
[錯(cuò)解] 因?yàn)橥ㄟ^(guò)列舉法可得甲抽到選擇題、乙抽到填空題的可能結(jié)果有6個(gè),且甲、乙兩人依次抽取1道題的可能結(jié)果有10個(gè),所以甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率為=.
[錯(cuò)因分析] 錯(cuò)解中忽略了甲、乙兩人依次抽取1道題與順序有關(guān),甲從5道題中任抽1道題有5種方法,乙從剩下的4道題中任抽1道題有4種方法,所以基本事件總數(shù)應(yīng)為20.
[正解] 因?yàn)橥ㄟ^(guò)列舉法可得甲抽到選擇題、乙抽到填空題的可能結(jié)果有6個(gè),而甲、乙兩人依次抽取1道題的可能結(jié)果有20個(gè),所以甲抽到選擇題、乙抽到填空題的概率為=.
[誤區(qū)警示] 在計(jì)算基本事件的總數(shù)時(shí),若分不清“有序”和“無(wú)序”,將會(huì)出現(xiàn)“重算”或“漏算”的錯(cuò)誤.突破這一思維障礙的方法是交換次序,看是否對(duì)結(jié)果造成影響,有影響是“有序”,無(wú)影響是“無(wú)序”.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 小李在做一份調(diào)查問(wèn)卷,共有5道題,其中有兩種題型,一種是選擇題,共3道,另一種是填空題,共2道.
(1)小李從中任選2道題解答,每一次選1題(不放回),求所選的題不是同一種題型的概率;
(2)小李從中任選2道題解答,每一次選1題(有放回),求所選的題不是同一種題型的概率.
[解析] 將3道選擇題依次編號(hào)為1,2,3;2道填空題依次編號(hào)為4,5.
(1)從5道題中任選2道題解答,每一次選1題(不放回),則樣本空間Ω1={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)},共20個(gè)樣本點(diǎn),而且這些樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性是相等的.
設(shè)事件A=“所選的題不是同一種題型”,則事件A={(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3)},共12個(gè)樣本點(diǎn),所以P(A)==0.6.
(2)從5道題中任選2道題解答,每一次選1題(有放回),則樣本空間Ω2={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5)},共25個(gè)樣本點(diǎn),而且這些樣本點(diǎn)發(fā)生的可能性是相等的.
設(shè)事件B=“所選的題不是同一種題型”,由(1)知所選題不是同一種題型的樣本點(diǎn)共12個(gè),所以P(B)==0.48.
1.下列試驗(yàn)中是古典概型的是( B )
A.在適宜的條件下,種下一粒大豆,觀察它是否發(fā)芽
B.口袋里有2個(gè)白球和2個(gè)黑球,這4個(gè)球除顏色外完全相同,從中任取一球
C.向一個(gè)圓面內(nèi)隨機(jī)地投一個(gè)點(diǎn),該點(diǎn)落在圓內(nèi)任意一點(diǎn)都是等可能的
D.射擊運(yùn)動(dòng)員向一靶心進(jìn)行射擊,試驗(yàn)結(jié)果為命中10環(huán),命中9環(huán),…,命中0環(huán)
[解析] 根據(jù)古典概型的特點(diǎn),A項(xiàng)中,種子發(fā)芽與否的概率不相等;B項(xiàng)中,摸到每個(gè)球的概率相等,且只有4球;C項(xiàng)中,點(diǎn)落在圓內(nèi)的結(jié)果數(shù)量是無(wú)限的;D項(xiàng)中,射擊命中環(huán)數(shù)的概率也不一定相等.故只有B項(xiàng)是古典概型.
2.某小組有三名男生和兩名女生,從中任選兩名去參加比賽,則參加比賽的都是女生的概率為( A )
A. B.
C. D.
[解析] 依題意記三名男生分別為a、b、c,兩名女生分別為A、B,
從中任意選兩名同學(xué)有ab、ac、aA、aB、bc、bA、bB、cA、cB、AB,共10種情況,
其中都是女生的只有AB這1種情況,
故參加比賽的都是女生的概率P=.故選A.
3.某小說(shuō)有三冊(cè),任意排放在書架的同一層上,則各冊(cè)從左到右或從右到左恰好為第1,2,3冊(cè)的樣本點(diǎn)有( B )
A.1個(gè) B.2個(gè)
C.3個(gè) D.4個(gè)
[解析] 所有基本事件是123,132,213,231,312,321共6個(gè),其中恰好為1,2,3的為123,321共2個(gè).
4.某學(xué)校食堂推出兩款優(yōu)惠套餐,若甲、乙、丙三位同學(xué)選擇每款套餐的可能性相同,則三位同學(xué)選擇同一款套餐的概率為  .
[解析] 設(shè)兩款優(yōu)惠套餐分別為A,B,列舉所有可能結(jié)果如圖所示.
由圖可知,共有8種等可能的結(jié)果,其中甲、乙、丙三位同學(xué)選擇同一款套餐包含2種結(jié)果,故所求概率為=.
5.拋擲兩枚骰子,求:
(1)點(diǎn)數(shù)之和為4的倍數(shù)的概率;
(2)點(diǎn)數(shù)之和大于5而小于10的概率;
(3)同時(shí)拋兩枚骰子,求至少有一個(gè)5點(diǎn)或者6點(diǎn)的概率.
[解析] 將點(diǎn)數(shù)之和列表如下:
從表中易看出基本事件總數(shù)為36種
(1)記“點(diǎn)數(shù)之和是4的倍數(shù)”為事件A,從圖中看出事件A包含的基本事件共9個(gè),故P(A)==.
(2)記“點(diǎn)數(shù)之和大于5小于10”為事件B,從圖中看出事件B包含的基本事件共20個(gè),故P(B)==.
(3)同時(shí)拋出兩個(gè)骰子,按(第一個(gè)的點(diǎn)數(shù),第二個(gè)的點(diǎn)數(shù)),列出所有基本事件(仿(1))可得基本事件有36個(gè),其中至少有一個(gè)5點(diǎn)或6點(diǎn)的事件為事件C,C含有20個(gè)基本事件,所以概率為P(C)==.10.1.4 概率的基本性質(zhì)
課標(biāo)要求
通過(guò)實(shí)例,理解概率的性質(zhì),掌握隨機(jī)事件概率的運(yùn)算法則.
素養(yǎng)要求
通過(guò)具體實(shí)例,抽象出概率的性質(zhì),掌握概率的運(yùn)算方法,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 概率的基本性質(zhì)
任何事件的概率都是非負(fù)的;
在每次試驗(yàn)中,必然事件一定發(fā)生,不可能事件一定不會(huì)發(fā)生.
一般地,概率有如下性質(zhì):
性質(zhì)1 對(duì)任意的事件A,都有P(A)≥0.
性質(zhì)2 必然事件的概率為1,不可能事件的概率為0.即 P(Ω)=1,P( )=0.
性質(zhì)3 如果事件A與事件B互斥,那么P(A∪B) = P(A)+P(B) .
因?yàn)槭录嗀和事件B互斥,即A與B不含有相同的樣本點(diǎn),所以n(A∪B)=n(A)+n(B),這等價(jià)于P(A∪B)=P(A)+P(B),即兩個(gè)互斥事件的和事件的概率等于這兩個(gè)事件概率之和.
推廣:如果事件A1,A2,…,Am兩兩互斥,那么P(A1∪A2∪…∪Am)=P(A1)+P(A2)+…+P(Am).
[提醒] 對(duì)于一個(gè)較復(fù)雜的事件,一般將其分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的事件,當(dāng)這些事件彼此互斥時(shí),原事件的概率等于這些事件概率的和.并且互斥事件的概率加法公式可以推廣為:P(A1∪A2∪…∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).其使用的前提仍然是A1,A2,…,An彼此互斥.故解決此類題目的關(guān)鍵在于分解事件及確立事件是否互斥.
性質(zhì)4 如果事件A與事件B互為對(duì)立事件,那么P(B)=1- P(A),P(A)=1- P(B).
因?yàn)槭录嗀和事件B互為對(duì)立事件,所以和事件A∪B為必然事件,即P(A∪B)=1.由性質(zhì)3,得1=P(A∪B)=P(A)+P(B).
性質(zhì)5 如果A B,那么P(A)≤P(B).
(1)對(duì)于事件A與事件B,如果A B,即事件A發(fā)生,則事件B一定發(fā)生,那么事件A的概率不超過(guò)事件B的概率.
(2)由性質(zhì)5可得,對(duì)于任意事件A,因?yàn)? A Ω,所以0≤P(A)≤1.
性質(zhì)6 設(shè)A,B是一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)中的兩個(gè)事件,我們有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
想一想:
在同一試驗(yàn)中,對(duì)任意兩個(gè)事件A,B,P(A∪B)=P(A)+P(B)一定成立嗎?
提示:只有A、B互斥才成立.
練一練:
1.在擲骰子的游戲中,向上的數(shù)字是5或6的概率是( B )
A. B.
C. D.1
[解析] 事件“向上的數(shù)字是5”與事件“向上的數(shù)字是6”為互斥事件,且二者發(fā)生的概率都是,所以“向上的數(shù)字是5或6”的概率是+=.
2.事件A與B是對(duì)立事件,且P(A)=0.2,則P(B)=_0.8__.
[解析] 因?yàn)锳與B是對(duì)立事件,所以P(A)+P(B)=1,即P(B)=1-P(A)=0.8.
3.事件A與B是互斥事件,P(A)=0.2,P(B)=0.5,則P(A∪B)=_0.7__.
[解析] 因?yàn)锳與B互斥,故P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.2+0.5=0.7.
題型探究
題型一 互斥事件概率公式的應(yīng)用
典例1 (1)盒子里裝有6只紅球,4只白球,從中任取3只球.設(shè)事件A表示“3只球中有1只紅球,2只白球”,事件B表示“3只球中有2只紅球,1只白球”.已知P(A)=,P(B)=,求這3只球中既有紅球又有白球的概率.
(2)某商場(chǎng)在元旦舉行購(gòu)物抽獎(jiǎng)促銷活動(dòng),規(guī)定顧客從裝有編號(hào)為0,1,2,3,4的五個(gè)相同小球的抽獎(jiǎng)箱中一次任意摸出兩個(gè)小球,若取出的兩個(gè)小球的編號(hào)之和等于7,則中一等獎(jiǎng);等于6或5,則中二等獎(jiǎng);等于4,則中三等獎(jiǎng),其余結(jié)果不中獎(jiǎng).
①求中二等獎(jiǎng)的概率;
②求不中獎(jiǎng)的概率.
[解析] (1)因?yàn)锳,B是互斥事件,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=+=,所以這3只球中既有紅球又有白球的概率是.
(2)①?gòu)奈鍌€(gè)球中任意摸出兩個(gè)小球,共有10種取法,中二等獎(jiǎng)包含(2,4),(2,3),(1,4)三種情況,
∴P(中二等獎(jiǎng))=.
②不中獎(jiǎng)的對(duì)立事件為中獎(jiǎng),中獎(jiǎng)的兩小球編號(hào)之和包括4,5,6,7,共有(1,3),(0,4),(2,3),(1,4),(2,4),(3,4)六個(gè)結(jié)果.
∴P (中獎(jiǎng))=.
∴P(不中獎(jiǎng))=1-==.
[歸納提升] (1)公式P(A∪B)=P(A)+P(B),只有當(dāng)A、B兩事件互斥時(shí)才能使用,如果A、B不互斥,就不能應(yīng)用這一公式;(2)解決本題的關(guān)鍵是正確理解“A∪B”的意義.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (1)若A,B是互斥事件,P(A)=0.2,P(A∪B)=0.5,則P(B)等于( A )
A.0.3 B.0.7
C.0.1 D.1
(2)在一次隨機(jī)試驗(yàn)中,彼此互斥的事件A,B,C,D的概率分別是0.2,0.2,0.3,0.3,則下列說(shuō)法正確的( D )
A.A+B與C是互斥事件,也是對(duì)立事件
B.B+C與D是互斥事件,也是對(duì)立事件
C.A+C與B+D是互斥事件,但不是對(duì)立事件
D.A與B+C+D是互斥事件,也是對(duì)立事件
[解析] (1)∵A,B是互斥事件,
∴P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.5,
∵P(A)=0.2,∴P(B)=0.5-0.2=0.3.故選A.
(2)由于A,B,C,D彼此互斥,且由P(A+B+C+D)=P(A)+P(B)+P(C)+P(D)=1,知A+B+C+D是一個(gè)必然事件,故某事件的關(guān)系如圖所示.由圖可知,任何一個(gè)事件與其余3個(gè)事件的和事件必然是對(duì)立事件,任何兩個(gè)事件的和事件與其余兩個(gè)事件的和事件也是對(duì)立事件,故只有D中的說(shuō)法正確.
題型二 概率一般加法公式(性質(zhì)6)的應(yīng)用
典例2 甲、乙、丙、丁四人參加4×100米接力賽,求甲跑第一棒或乙跑第四棒的概率.
[解析] 設(shè)事件A為“甲跑第一棒”,事件B為“乙跑第四棒”,
則P(A)=,P(B)=.
記甲跑第x棒,乙跑第y棒,則結(jié)果可記為(x,y),共有12種等可能結(jié)果:(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3).
而甲跑第一棒且乙跑第四棒只有一種可能.即(1,4).
故P(A∩B)=.
所以“甲跑第一棒或乙跑第四棒”的概率
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)=+-=.
[歸納提升] (1)概率的一般加法公式及互斥事件的概率加法公式在限制條件上的區(qū)別:在公式P(A∪B)=P(A)+P(B)中,事件A,B是互斥事件;在公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)中,事件A,B可以是互斥事件,也可以不是互斥事件.可借助圖形理解.
(2)利用概率的一般加法公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)求解的關(guān)鍵在于理解兩個(gè)事件A,B的交事件A∩B的含義,準(zhǔn)確求出其概率.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 在對(duì)200家公司的最新調(diào)查中發(fā)現(xiàn),40%的公司在大力研究廣告效果,50%的公司在進(jìn)行短期銷售預(yù)測(cè),而30%的公司在從事這兩項(xiàng)研究.假設(shè)從這200家公司中任選一家,記事件A為“該公司在研究廣告效果”,記事件B為“該公司在進(jìn)行短期銷售預(yù)測(cè)”,求P(A),P(B),P(A∪B).
[解析] P(A)=40%=0.4,P(B)=50%=0.5,又已知P(A∩B)=30%=0.3,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)=0.4+0.5-0.3=0.6.
題型三 利用互斥與對(duì)立的概率公式多角度求解
典例3 如果從不包括大小王的52張撲克牌中隨機(jī)抽取一張,那么抽取到紅心(事件A)的概率是,取到方塊(事件B)的概率是,求取到黑色牌(事件D)的概率.
[分析] 先確定事件D的對(duì)立事件C(取到紅色牌),也就是事件C就是所求事件D的對(duì)立事件,而事件C包含A和B兩個(gè)彼此互斥的事件,故可直接利用互斥事件加法公式求解;然后根據(jù)對(duì)立事件概率公式求解.
[解析] 記“取出的是紅色牌”為事件C,則C=A∪B,且A與B不會(huì)同時(shí)發(fā)生,所以事件A與事件B互斥.
根據(jù)概率的加法公式得P(C)=P(A)+P(B)=.
又因?yàn)槭录﨏與事件D互斥,且C∪D為必然事件,
因此事件C與事件D是對(duì)立事件,
所以P(D)=1-P(C)=.
[歸納提升] 對(duì)于較復(fù)雜事件的概率在求解時(shí)通常有兩種方法:一是將所求事件轉(zhuǎn)化成彼此互斥的事件的和;二是先求對(duì)立事件的概率,進(jìn)而再求所求事件的概率.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 某射擊運(yùn)動(dòng)員在一次射擊比賽中,每次射擊比賽成績(jī)均計(jì)整數(shù)環(huán)且不超過(guò)10環(huán),其中射擊一次命中各環(huán)數(shù)概率如表:
命中環(huán)數(shù) 6及以下 7 8 9 10
概率 0.10 0.12 0.18 0.28 0.32
求該射擊運(yùn)動(dòng)員射擊一次.
(1)命中9環(huán)及10環(huán)的概率;
(2)命中不足7環(huán)的概率.
[解析] 記“射擊一次命中k環(huán)”的事件為Ak(k∈N,k≤10),則事件Ak彼此互斥.
(1)記“射擊一次命中9環(huán)或10環(huán)”為事件A,則當(dāng)A9或A10之一發(fā)生時(shí),事件A發(fā)生,由互斥事件的概率公式,得P(A)=P(A9)+P(A10).因此命中9環(huán)或10環(huán)的概率為0.60.
(2)解法一:由于事件“射擊一次命中不足7環(huán)”是“射擊一次至少命中7環(huán)”的對(duì)立事件,故所求的概率為P=1-(0.12+0.18+0.28+0.32)=0.10,因此命中不足7環(huán)的概率為0.10.
解法二:由題意可知“命中環(huán)數(shù)不足7環(huán)”即“命中環(huán)數(shù)為6環(huán)及以下”,故P=0.10.
易錯(cuò)警示
忽略概率加法公式的應(yīng)用前提
典例4 投擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,向上的一面出現(xiàn)1點(diǎn),2點(diǎn),3點(diǎn),4點(diǎn),5點(diǎn),6點(diǎn)的概率都是,記事件A為“出現(xiàn)奇數(shù)點(diǎn)”,事件B“向上的點(diǎn)數(shù)不超過(guò)3”,則P(A∪B)=   .
[錯(cuò)解] 因?yàn)镻(A)==,P(B)==,
所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=+=1.
[錯(cuò)因分析] 造成錯(cuò)解的原因在于忽略了“事件和”概率公式P(A+B)=P(A)+P(B)的使用前提:事件A,B彼此互斥.此題的兩個(gè)事件A,B不是互斥事件,如出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為1或3時(shí),事件A,B同時(shí)發(fā)生,故此題應(yīng)用性質(zhì)6.
[正解] 因?yàn)镻(A)==,P(B)==,P(AB)==,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)=+-=.
[誤區(qū)警示] 在使用公式P(A∪B)=P(A)+P(B)時(shí),一定要注意公式成立的前提,即事件A與事件B互斥.若事件A,B不互斥,則應(yīng)用公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 甲、乙兩人各射擊一次,命中率分別為0.8和0.5,兩人都命中的概率為0.4,求甲、乙兩人至少有一人命中的概率.
[解析] 至少有一人命中,可看成“甲命中”和“乙命中”這兩個(gè)事件的并事件.設(shè)事件A為“甲命中”,事件B為“乙命中”,則“甲、乙兩人至少有一人命中”為事件A∪B,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)=0.8+0.5-0.4=0.9.
1.若事件A和B是互斥事件,且P(A)=0.1,則P(B)的取值范圍是( A )
A.[0,0.9] B.[0.1,0.9]
C.(0,0.9] D.[0,1]
[解析] 由于事件A和B是互斥事件,則P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.1+P(B),又0≤P(A∪B)≤1,所以0≤0.1+P(B)≤1,所以0≤P(B)≤0.9.故選A.
2.某產(chǎn)品分甲、乙、丙三級(jí),其中乙、丙均屬于次品,生產(chǎn)中出現(xiàn)乙級(jí)品的概率為0.03,丙級(jí)品的概率為0.01.若從中抽查一件,則恰好得正品的概率為( B )
A.0.09 B.0.96
C.0.97 D.0.98
[解析] 記事件A={甲級(jí)品},B={乙級(jí)品},C={丙級(jí)品},則A與B+C是對(duì)立事件,所以P(A)=1-P(B+C)=1-0.03-0.01=0.96.
故選B.
3.若A與B為互斥事件,則( D )
A.P(A)+P(B)<1 B.P(A)+P(B)>1
C.P(A)+P(B)=1 D.P(A)+P(B)≤1
[解析] 若A與B為互斥事件,則P(A)+P(B)≤1.故選D.
4.如圖所示,靶子由一個(gè)中心圓面Ⅰ和兩個(gè)同心圓環(huán)Ⅱ,Ⅲ構(gòu)成,射手命中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的概率分別為0.35,0.3,0.25,則未命中靶的概率是_0.1__.
[解析] 令事件A=“命中Ⅰ”,事件B=“命中Ⅱ”,事件C=“命中Ⅲ”,事件D=“未命中靶”,則A,B,C彼此互斥,故射手中靶的概率為P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)=0.35+0.3+0.25=0.9.
因?yàn)橹邪泻筒恢邪惺菍?duì)立事件,所以未命中靶的概率為P(D)=1-P(A∪B∪C)=1-0.9=0.1.
5.某商店月收入(單位:元)在下列范圍內(nèi)的概率如下表所示:
月收入 [1 000,1 500) [1 500,2 000) [2 000,2 500) [2 500,3 000)
概率 0.12 a b 0.14
已知月收入在[1 000,3 000)內(nèi)的概率為0.67,則月收入在[1 500,3 000)內(nèi)的概率為_(kāi)0.55__.
[解析] P =0.67-0.12=0.55.10.2 事件的相互獨(dú)立性
課標(biāo)要求
結(jié)合有限樣本空間,了解兩個(gè)事件獨(dú)立性的含義,結(jié)合古典概型,利用獨(dú)立性計(jì)算概率.
素養(yǎng)要求
結(jié)合具體實(shí)例了解事件獨(dú)立性的含義及利用獨(dú)立性計(jì)算概率,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 相互獨(dú)立事件的定義
對(duì)任意兩個(gè)事件A與B,如果P(AB)=_P(A)P(B)__成立,則稱事件A與事件B相互獨(dú)立,簡(jiǎn)稱為獨(dú)立.
知識(shí)點(diǎn) 2 相互獨(dú)立事件的性質(zhì)
當(dāng)事件A,B相互獨(dú)立時(shí),則事件_A__與事件  相互獨(dú)立,事件  與事件_B__相互獨(dú)立,事件  與事件  相互獨(dú)立.
想一想:
兩個(gè)事件獨(dú)立與互斥的區(qū)別是什么?
提示:兩個(gè)事件互斥是指兩個(gè)事件不可能同時(shí)發(fā)生;兩個(gè)事件相互獨(dú)立是指一個(gè)事件的發(fā)生與否對(duì)另一事件發(fā)生的概率沒(méi)有影響.
一般地,兩個(gè)事件不可能既互斥又相互獨(dú)立,因?yàn)榛コ馐录豢赡芡瑫r(shí)發(fā)生,而相互獨(dú)立事件是以它們能夠同時(shí)發(fā)生為前提.
知識(shí)點(diǎn) 3 判定相互獨(dú)立事件的方法
(1)由定義,若P(AB)=P(A)·P(B),則A,B獨(dú)立.
(2)有些事件不必通過(guò)概率的計(jì)算就能判定其獨(dú)立性,如有放回的兩次抽獎(jiǎng),由事件本身的性質(zhì)就能直接判定出是否相互影響,從而得出它們是否相互獨(dú)立.
[拓展] 1.公式的推廣
如果事件A1,A2,…,An相互獨(dú)立,那么這n個(gè)事件同時(shí)發(fā)生的概率等于每個(gè)事件發(fā)生的概率的積,即P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An).
2.相互獨(dú)立事件與互斥事件的概率計(jì)算
概率 A,B互斥 A,B相互獨(dú)立
P(A∪B) P(A)+P(B) 1-P()P()
P(AB) 0 P(A)P(B)
P() 1-[P(A)+P(B)] P()P()
P(A∪B) P(A)+P(B) P(A)P()+P()P(B)
說(shuō)明:①(A)∪(B),表示的是A與B的和,實(shí)際意義是:A發(fā)生且B不發(fā)生,或者A不發(fā)生且B發(fā)生,換句話說(shuō)就是A與B中恰有一個(gè)發(fā)生.
②同數(shù)的加、減、乘、除混合運(yùn)算一樣,事件的混合運(yùn)算也有優(yōu)先級(jí),我們規(guī)定:求積運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)高于求和運(yùn)算,因此(A)∪(B)可簡(jiǎn)寫為A∪B.
練一練:
1.甲、乙兩人參加“社會(huì)主義核心價(jià)值觀”知識(shí)競(jìng)賽,甲、乙兩人能榮獲一等獎(jiǎng)的概率分別為和,甲、乙兩人是否獲得一等獎(jiǎng)相互獨(dú)立,則這兩個(gè)人中恰有一人獲得一等獎(jiǎng)的概率為( D )
A. B.
C. D.
[解析] 根據(jù)題意,恰有一人獲得一等獎(jiǎng)即甲獲得乙沒(méi)有獲得或甲沒(méi)有獲得乙獲得,則所求概率是×+×=,故選D.
2.甲、乙兩水文站同時(shí)作水文預(yù)報(bào),如果甲站、乙站各自預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率為0.8和0.7.那么,在一次預(yù)報(bào)中,甲、乙兩站預(yù)報(bào)都準(zhǔn)確的概率為_(kāi)0.56__.
[解析] 由題意知,兩水文站水文預(yù)報(bào)相互獨(dú)立,故在一次預(yù)報(bào)中甲、乙兩站預(yù)報(bào)都準(zhǔn)確的概率為0.8×0.7=0.56.
題型探究
題型一 相互獨(dú)立事件的判斷
典例1 下列每對(duì)事件中,哪些是互斥事件,哪些是相互獨(dú)立事件?
(1)1 000張有獎(jiǎng)銷售的獎(jiǎng)券中某張獎(jiǎng)券是一等獎(jiǎng)與該張獎(jiǎng)券是二等獎(jiǎng);
(2)甲,乙兩人同時(shí)購(gòu)買同一期的雙色球彩票各一張,甲中獎(jiǎng)與乙中獎(jiǎng);
(3)甲組3名男生、2名女生,乙組2名男生、3名女生,現(xiàn)從甲,乙兩組中各選1名同學(xué)參加演講比賽,“從甲組中選出1名男生”與“從乙組中選出1名女生”;
(4)容器內(nèi)盛有5個(gè)白球和3個(gè)黃球,“從8個(gè)球中任意取出1個(gè),取出的是白球”與“從剩下的7個(gè)球中任意取出1個(gè),取出的還是白球”.
[解析] (1)一張獎(jiǎng)券不可能既是一等獎(jiǎng)又是二等獎(jiǎng),即這兩個(gè)事件不可能同時(shí)發(fā)生,故它們是互斥事件.
(2)由雙色球的中獎(jiǎng)規(guī)則可知,甲是否中獎(jiǎng)對(duì)乙是否中獎(jiǎng)沒(méi)有影響,反之亦然,故它們是相互獨(dú)立事件.
(3)“從甲組中選出1名男生”這一事件是否發(fā)生對(duì)“從乙組中選出1名女生”這一事件發(fā)生的概率沒(méi)有影響,反之亦然,所以它們是相互獨(dú)立事件.
(4)“從8個(gè)球中任意取出1個(gè),取出的是白球”的概率為,若前一事件發(fā)生了,則“從剩下的7個(gè)球中任意取出1個(gè),取出的仍是白球”的概率為;若前一事件沒(méi)有發(fā)生,則后一事件發(fā)生的概率為.可見(jiàn),前一事件是否發(fā)生,對(duì)后一事件發(fā)生的概率有影響,所以二者不是相互獨(dú)立事件,也不是互斥事件.
[歸納提升] 兩種方法判斷兩事件是否具有獨(dú)立性
(1)定義法:直接判定兩個(gè)事件發(fā)生是否相互影響.
(2)公式法:檢驗(yàn)P(AB)=P(A)P(B)是否成立.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (1)甲、乙兩名射手同時(shí)向一目標(biāo)射擊,設(shè)事件A:“甲擊中目標(biāo)”,事件B:“乙擊中目標(biāo)”,則事件A與事件B( A )
A.相互獨(dú)立但不互斥
B.互斥但不相互獨(dú)立
C.相互獨(dú)立且互斥
D.既不相互獨(dú)立也不互斥
(2)擲一枚正方體骰子一次,設(shè)事件A:“出現(xiàn)偶數(shù)點(diǎn)”,事件B:“出現(xiàn)3點(diǎn)或6點(diǎn)”,則事件A,B的關(guān)系是( B )
A.互斥但不相互獨(dú)立
B.相互獨(dú)立但不互斥
C.互斥且相互獨(dú)立
D.既不相互獨(dú)立也不互斥
[解析] (1)對(duì)同一目標(biāo)射擊,甲、乙兩射手是否擊中目標(biāo)是互不影響的,所以事件A與事件B相互獨(dú)立;對(duì)同一目標(biāo)射擊,甲、乙兩射手可能同時(shí)擊中目標(biāo),也就是說(shuō)事件A與事件B可能同時(shí)發(fā)生,所以事件A與事件B不是互斥事件.
(2)事件A={2,4,6},事件B={3,6},事件AB={6},樣本點(diǎn)空間Ω={1,2,3,4,5,6}.
所以P(A)==,P(B)==,P(AB)==×,
即P(AB)=P(A)P(B),因此,事件A與B相互獨(dú)立.當(dāng)“出現(xiàn)6點(diǎn)”時(shí),事件A,B同時(shí)發(fā)生,所以A,B不是互斥事件.
題型二 相互獨(dú)立事件的概率計(jì)算
典例2 甲、乙、丙3位大學(xué)生同時(shí)應(yīng)聘某個(gè)用人單位的職位,3人能被選中的概率分別為,,,且各自能否被選中互不影響.
(1)求3人同時(shí)被選中的概率;
(2)求3人中至少有1人被選中的概率;
(3)求3人均未被選中的概率.
[解析] 設(shè)甲、乙、丙能被選中的事件分別為A,B,C,則P(A)=,P(B)=,P(C)=.
(1)3人同時(shí)被選中的概率
P1=P(ABC)=P(A)P(B)P(C)=××=.
(2)3人中有2人被選中的概率
P2=P(AB∪AC∪BC)
=××+××+××=.
3人中只有1人被選中的概率
P3=P(A∪B∪C)=××+××+××=.
故3人中至少有1人被選中的概率為
P1+P2+P3=++=.
(3)解法一:三人均未被選中的概率
P=P()=××=.
解法二:由(2)知,
三人至少有1人被選中的概率為,
∴P=1-=.
[歸納提升] 1.求相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率的步驟:
(1)首先確定各事件之間是相互獨(dú)立的;
(2)確定這些事件可以同時(shí)發(fā)生;
(3)求出每個(gè)事件的概率,再求積.
2.使用相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率計(jì)算公式時(shí),要掌握公式的適用條件,即各個(gè)事件是相互獨(dú)立的,而且它們同時(shí)發(fā)生.
3.明確事件中的“至少有一個(gè)發(fā)生”“至多有一個(gè)發(fā)生”“恰好有一個(gè)發(fā)生”“都發(fā)生”“都不發(fā)生”“不都發(fā)生”等詞語(yǔ)的意義.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 已知甲、乙、丙參加某項(xiàng)測(cè)試時(shí),通過(guò)的概率分別為0.6,0.8,0.9,而且這3人之間的測(cè)試互不影響.
(1)求甲、乙、丙都通過(guò)測(cè)試的概率;
(2)求甲未通過(guò)且乙、丙通過(guò)測(cè)試的概率;
(3)求甲、乙、丙至少有一人通過(guò)測(cè)試的概率.
[解析] (1)甲、乙、丙都通過(guò)測(cè)試的概率為0.6×0.8×0.9=0.432.
(2)甲未通過(guò)且乙、丙通過(guò)測(cè)試的概率為(1-0.6)×0.8×0.9=0.288.
(3)甲、乙、丙至少有一人通過(guò)測(cè)試的概率為1-(1-0.6)×(1-0.8)×(1-0.9)=0.992.
題型三 相互獨(dú)立事件概率的綜合應(yīng)用
典例3 甲、乙兩人進(jìn)行圍棋比賽,比賽要求雙方下滿五盤棋,開(kāi)始時(shí)甲每盤棋贏的概率為,由于心態(tài)不穩(wěn),甲一旦輸一盤棋,他隨后每盤棋贏的概率就變?yōu)?假設(shè)比賽沒(méi)有和棋,且已知前兩盤棋都是甲贏.
(1)求第四盤棋甲贏的概率;
(2)求比賽結(jié)束時(shí),甲恰好贏三盤棋的概率.
[解析] (1)第四盤棋甲贏分兩種情況.
①第三盤棋和第四盤棋都是甲贏,此時(shí)的概率P1=×=;
②第三盤棋乙贏,第四盤棋甲贏,此時(shí)的概率P2=×=.
設(shè)事件A為“第四盤棋甲贏”,
則P(A)=P1+P2=+=.
(2)若甲恰好贏三盤棋,則他在后三盤棋中只贏一盤,分三種情況.
①甲第三盤贏,此時(shí)的概率P3=××=;
②甲第四盤贏,此時(shí)的概率P4=××=;
③甲第五盤贏,此時(shí)的概率P5=××=.
設(shè)事件B為“比賽結(jié)束時(shí),甲恰好贏三盤棋”,則P(B)=P3+P4+P5=++=.
[歸納提升] 求相互獨(dú)立事件的概率的思路
計(jì)算相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率,先用字母表示出事件,再分析題中涉及的事件.
(1)簡(jiǎn)單計(jì)算問(wèn)題:將題中所求事件轉(zhuǎn)化為若干個(gè)獨(dú)立事件的交事件,利用獨(dú)立事件的性質(zhì)和推廣求解.
(2)復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題:一般將問(wèn)題劃分為若干個(gè)彼此互斥的事件,然后運(yùn)用互斥事件的概率加法公式和相互獨(dú)立事件的概率計(jì)算公式求解.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 某學(xué)生語(yǔ)、數(shù)、英三科考試成績(jī),在一次考試中排名全班第一的概率:語(yǔ)文為0.9,數(shù)學(xué)為0.8,英語(yǔ)為0.85,問(wèn)一次考試中
(1)三科成績(jī)均未獲得第一名的概率是多少?
(2)恰有一科成績(jī)未獲得第一名的概率是多少?
[解析] 分別記該生語(yǔ)、數(shù)、英考試成績(jī)排名全班第一的事件為A,B,C,則A,B,C兩兩相互獨(dú)立且P(A)=0.9,P(B)=0.8,P(C)=0.85.
(1)“三科成績(jī)均未獲得第一名”可以用  表示,
P()=P()P()P()
=[1-P(A)][1-P(B)][1-P(C)]
=(1-0.9)(1-0.8)(1-0.85)=0.003.
所以三科成績(jī)均未獲得第一名的概率是0.003.
(2)“恰好一科成績(jī)未獲得第一名”可以用(BC)+(AC)+(AB)表示.
由于事件BC,AC和AB兩兩互斥,
根據(jù)概率加法公式和相互獨(dú)立事件的意義,所求的概率為P(BC)+P(AC)+P(AB)=P()P(B)P(C)+P(A)P()·P(C)+P(A)P(B)P()=[1-P(A)]·P(B)P(C)+P(A)[1-P(B)]P(C)+P(A)P(B)[1-P(C)]=(1-0.9)×0.8×0.85+0.9×(1-0.8)×0.85+0.9×0.8×(1-0.85)=0.329,
所以恰有一科成績(jī)未獲得第一名的概率是0.329.
易錯(cuò)警示
混淆互斥事件和獨(dú)立事件的概念
典例4 甲投籃的命中率為0.8,乙投籃的命中率為0.7,每人投3次,兩人恰好都命中2次的概率是多少?
[錯(cuò)解] 記A=“甲恰好命中2次”,B=“乙恰好命中2次”,則P(兩人恰好都命中2次)=P(A)+P(B)=3×0.82×0.2+3×0.72×0.3=0.825.
[錯(cuò)因分析] 錯(cuò)誤地把相互獨(dú)立事件當(dāng)成互斥事件來(lái)考慮,將“兩人恰好都命中2次的概率”理解成A=“甲恰好命中2次”與B=“乙恰好命中2次”的概率之和.
[正解] 記A=“甲恰好命中2次”,B=“乙恰好命中2次”,A,B為相互獨(dú)立事件,兩人恰好都命中2次的概率為P(AB),則P(AB)=P(A)P(B)=3×0.82×0.2×3×0.72×0.3≈0.169.
[誤區(qū)警示] 首先理解清楚互斥事件與相互獨(dú)立事件的概念,并且區(qū)分計(jì)算概率的公式.A,B為互斥事件時(shí),有概率公式為P(A∪B)=P(A)+P(B),A,B為獨(dú)立事件時(shí),有概率公式為P(AB)=P(A)P(B).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 打靶時(shí)甲每打10次,可中靶8次;乙每打10次,可中靶7次.若兩人同時(shí)射擊一個(gè)目標(biāo),則它們都中靶的概率是( D )
A. B.
C. D.
[解析] 由題意知甲中靶的概率為,乙中靶的概率為,兩人打靶相互獨(dú)立,同時(shí)中靶的概率P=×=.故選D.
1.袋中有黑、白兩種顏色的球,從中進(jìn)行有放回地摸球,用A1表示第一次摸得黑球,A2表示第二次摸得黑球,則A1與2是( A )
A.相互獨(dú)立事件    B.不相互獨(dú)立事件
C.互斥事件 D.對(duì)立事件
[解析] 由題意可得2表示第二次摸到的不是黑球,即2表示第二次摸到的是白球,由于采用有放回地摸球,故每次是否摸到白球互不影響,故事件A1與2是相互獨(dú)立事件,由于A1與2可能同時(shí)發(fā)生,故不是互斥事件也不是對(duì)立事件.故選A.
2.從應(yīng)屆高中生中選拔飛行員,已知這批學(xué)生體型合格的概率為,視力合格的概率為,其他幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)合格的概率為,從中任選一名學(xué)生,則該生三項(xiàng)均合格的概率為(假設(shè)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互不影響)( C )
A. B.
C. D.
[解析] P=××=.
3.(多選題)分別拋擲兩枚質(zhì)地均勻的骰子,設(shè)事件A=“第一枚出現(xiàn)點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)”,事件B=“第二枚出現(xiàn)點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)”,則下列結(jié)論正確的是( AD )
A.P(A)= B.P(AB)=
C.事件A與B互斥 D.事件A與B相互獨(dú)立
[解析] 分別拋擲兩枚質(zhì)地均勻的骰子,其中基本事件的總數(shù)為36種,事件A=“第一枚出現(xiàn)點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)”,共有3×6=18種,所以P(A)=,所以A正確;由事件B=“第二枚出現(xiàn)點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)”,所以P(AB)==,所以B不正確;當(dāng)?shù)谝幻稈伋?點(diǎn),第二枚拋出2點(diǎn)時(shí),此時(shí)事件A與事件B同時(shí)發(fā)生,所以A與B不互斥,所以C不正確;由P(B)==,可得P(AB)=P(A)P(B),所以事件A與事件B相互獨(dú)立,所以D正確.故選AD.
4.端午節(jié)放假,甲、乙、丙回老家過(guò)節(jié)的概率分別為,,.假定三人的行動(dòng)相互之間沒(méi)有影響,那么這段時(shí)間內(nèi)至少有1人回老家過(guò)節(jié)的概率為( B )
A. B.
C. D.
[解析] 因?yàn)榧住⒁摇⒈乩霞疫^(guò)節(jié)的概率分別為,,,所以他們不回老家過(guò)節(jié)的概率分別為,,.“至少有1人回老家過(guò)節(jié)”的對(duì)立事件是“沒(méi)有人回老家過(guò)節(jié)”,所以至少有1人回老家過(guò)節(jié)的概率為1-××=.
5.事件A,B,C相互獨(dú)立,若P(AB)=,P(C)=,P(AB)=,則P(B)=  ,P(B)=  ,P(B+C)=  .
[解析] 由A,B,C相互獨(dú)立,P(AB)=,得
P(AB)=P(AB)·P()=.
∴P()=,P(C)=.
又P(C)=,∴P()=,則P(B)=.
又P(AB)=,∴P(A)=.
∴P(B)=P()·P(B)=×=,
P(B+C)=1-P( )=1-P()·P()=1-×=.10.3 頻率與概率
課標(biāo)要求
1.了解隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性和頻率的穩(wěn)定性.
2.理解概率的意義,利用概率知識(shí)正確求解現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題.
3.理解概率的意義及頻率與概率的區(qū)別.
4.能夠利用古典概型或蒙特卡洛法進(jìn)行求解.
素養(yǎng)要求
通過(guò)運(yùn)用恰當(dāng)?shù)睦映橄蟪鲱l率的穩(wěn)定性,理解頻率與概率之間的聯(lián)系與區(qū)別,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象與邏輯推理素養(yǎng).通過(guò)了解隨機(jī)數(shù)的意義及用模擬的方法估計(jì)概率,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)據(jù)分析素養(yǎng).
知識(shí)點(diǎn) 1 頻率的穩(wěn)定性
大量的試驗(yàn)證明,在任何確定次數(shù)的隨機(jī)試驗(yàn)中,一個(gè)隨機(jī)事件A發(fā)生的頻率具有_隨機(jī)性__.一般地,隨著試驗(yàn)次數(shù)n的增大,頻率偏離概率的幅度會(huì)_縮小__,即事件A發(fā)生的頻率fn(A)會(huì)逐漸穩(wěn)定于事件A發(fā)生的概率P(A),我們稱頻率的這個(gè)性質(zhì)為頻率的_穩(wěn)定性__.因此我們可以用頻率fn(A)估計(jì)_概率P(A)__.
[拓展] 頻率與概率的關(guān)系
概率可以通過(guò)頻率來(lái)“測(cè)量”或者說(shuō)頻率是概率的一個(gè)近似,概率從數(shù)量上反映了一個(gè)事件發(fā)生的可能性的大小.
說(shuō)明:(1)頻率本身是隨機(jī)的,在試驗(yàn)前不能確定,做同樣次數(shù)的重復(fù)試驗(yàn)得到事件的頻率會(huì)不同.而概率是一個(gè)確定的常數(shù),是客觀存在的,與每次試驗(yàn)無(wú)關(guān).
(2)頻率是概率的近似值,隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,頻率會(huì)越來(lái)越接近概率.
練一練:
氣象臺(tái)預(yù)測(cè)“本市明天降雨的概率是90%”,對(duì)預(yù)測(cè)的正確理解是( D )
A.本市明天將有90%的地區(qū)降雨
B.本市明天將有90%的時(shí)間降雨
C.明天出行不帶雨具肯定會(huì)淋雨
D.明天出行不帶雨具可能會(huì)淋雨
[解析] “本市明天降雨的概率是90%”也即為“本市明天降雨的可能性為90%”.故選D.
知識(shí)點(diǎn) 2 隨機(jī)模擬
1.隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
(1)標(biāo)號(hào):把n個(gè)_大小、形狀__相同的小球分別標(biāo)上1,2,3,…,n.
(2)攪拌:放入一個(gè)袋中,把它們_充分?jǐn)嚢鑏_.
(3)摸取:從中摸出_一個(gè)__.
這個(gè)球上的數(shù)就稱為從1~n之間的隨機(jī)整數(shù),簡(jiǎn)稱隨機(jī)數(shù).
2.偽隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
(1)規(guī)則:依照確定的算法.
(2)特點(diǎn):具有周期性(周期很長(zhǎng)).
(3)性質(zhì):它們具有類似_隨機(jī)數(shù)__的性質(zhì).
計(jì)算機(jī)或計(jì)算器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)并不是真正的隨機(jī)數(shù),我們稱為_(kāi)偽隨機(jī)數(shù)__.
3.產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的常用方法
①_用計(jì)算器產(chǎn)生__;②_用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生__;③_抽簽法__.
4.隨機(jī)模擬方法(蒙特卡洛方法)
利用計(jì)算機(jī)或計(jì)算器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)來(lái)做模擬試驗(yàn),通過(guò)模擬試驗(yàn)得到的_頻率__來(lái)估計(jì)_概率__,這種用計(jì)算機(jī)或計(jì)算器模擬試驗(yàn)的方法稱為隨機(jī)模擬方法或蒙特卡洛方法.
[拓展] 用隨機(jī)模擬法估計(jì)概率
(1)隨機(jī)模擬法估計(jì)概率的思想
隨機(jī)模擬法是通過(guò)將一次試驗(yàn)所有可能發(fā)生的結(jié)果數(shù)字化,用計(jì)算機(jī)或計(jì)算器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)來(lái)替代每次試驗(yàn)的結(jié)果.其基本思想是,用產(chǎn)生整數(shù)值的隨機(jī)數(shù)的頻率估計(jì)事件發(fā)生的概率.
(2)隨機(jī)模擬法的優(yōu)點(diǎn)
不需要對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行具體操作,是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的科研方法,可以廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域中去.
(3)隨機(jī)模擬法的步驟
①建立概率模型;
②進(jìn)行模擬試驗(yàn)(可用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行);
③統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果.
練一練:
在用隨機(jī)模擬方法解決“盒中僅有4個(gè)白球和5個(gè)黑球,從中取4個(gè),求取出2個(gè)白球2個(gè)黑球的概率”問(wèn)題時(shí),可讓計(jì)算機(jī)產(chǎn)生1~9的隨機(jī)整數(shù),并用1~4代表白球,用5~9代表黑球.因?yàn)槭敲?個(gè)球,所以每4個(gè)隨機(jī)數(shù)作為一組.若得到的一組隨機(jī)數(shù)為“4678”,則它代表的含義是_摸出的4個(gè)球中,只有1個(gè)白球__.
[解析] 分析題意,易知數(shù)字4代表白球,數(shù)字6,7,8代表黑球,因此這組隨機(jī)數(shù)的含義為摸出的4個(gè)球中,只有1個(gè)白球.
題型探究
題型一 頻率與概率的關(guān)系
典例1 下列說(shuō)法正確的是( A )
①頻率反映事件發(fā)生的頻繁程度,概率反映事件發(fā)生的可能性的大小;
②做n次隨機(jī)試驗(yàn),事件A發(fā)生了m次,則事件A發(fā)生的概率P(A)=;
③含百分比的數(shù)是頻率,但不是概率;
④頻率是不能脫離n次隨機(jī)試驗(yàn)的試驗(yàn)值,而概率是脫離隨機(jī)試驗(yàn)的客觀值;
⑤概率是頻率的穩(wěn)定值.
A.①④⑤ B.①②
C.②③ D.②③⑤
[解析] 根據(jù)頻率與概率的定義,可知①正確;概率不是頻率,而②中所給的是事件A發(fā)生的頻率,因此②錯(cuò)誤;概率是一個(gè)數(shù)值,可以是百分?jǐn)?shù)也可以是小數(shù),因此③錯(cuò)誤;根據(jù)概率的定義可知,概率是一個(gè)客觀值,頻率是一個(gè)試驗(yàn)值,因此④正確,⑤正確.故選A.
[歸納提升] (1)頻率是概率的近似值,隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,頻率會(huì)越來(lái)越接近概率.
(2)頻率本身是隨機(jī)的,在試驗(yàn)前不能確定.
(3)概率是一個(gè)確定的常數(shù),是客觀存在的,在試驗(yàn)前已經(jīng)確定,與試驗(yàn)次數(shù)無(wú)關(guān).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 在n次重復(fù)進(jìn)行的試驗(yàn)中,事件A發(fā)生的頻率為,當(dāng)n很大時(shí),那么P(A)與的大小關(guān)系是( A )
A.P(A)≈ B.P(A)<
C.P(A)> D.P(A)=
[解析] 在n次重復(fù)進(jìn)行的試驗(yàn)中,事件A發(fā)生的頻率為,當(dāng)n很大時(shí),越來(lái)越接近P(A),因此我們可以用近似地代替P(A).故選A.
題型二 用隨機(jī)事件的頻率估計(jì)其概率
典例2 為了了解一個(gè)小水庫(kù)中養(yǎng)殖的魚的有關(guān)情況,從這個(gè)水庫(kù)中多個(gè)不同位置捕撈出100條魚,稱得每條魚的質(zhì)量(單位:kg),并將所得數(shù)據(jù)分組,畫出頻率分布直方圖(如圖).
(1)在下面的表格中填寫相應(yīng)的頻率;
分組 頻率
[1.00,1.05)
[1.05,1.10)
[1.10,1.15)
[1.15,1.20)
[1.20,1.25)
[1.25,1.30]
(2)估計(jì)數(shù)據(jù)落在[1.15,1.30]中的概率為多少;
(3)將上面捕撈的100條魚分別做一記號(hào)后再放回水庫(kù),幾天后再?gòu)乃畮?kù)的多處不同位置捕撈出120條魚,其中帶有記號(hào)的魚有6條,請(qǐng)根據(jù)這一情況來(lái)估計(jì)該水庫(kù)中魚的總條數(shù).
[解析] (1)由頻率分布直方圖可知,頻率=組距×,故可得下表:
分組 頻率
[1.00,1.05) 0.05
[1.05,1.10) 0.20
[1.10,1.15) 0.28
[1.15,1.20) 0.30
[1.20,1.25) 0.15
[1.25,1.30] 0.02
(2)0.30+0.15+0.02=0.47,故估計(jì)數(shù)據(jù)落在[1.15,1.30]中的概率為 0.47.
(3)=2 000,即估計(jì)該水庫(kù)中魚的總條數(shù)為2 000.
[歸納提升] 將容量為n的樣本放回總體后,要等這個(gè)樣本在總體中分布均勻后才能再次抽取,這樣,才能保證在下次抽取時(shí),每個(gè)個(gè)體被抽到的機(jī)會(huì)均等.高考對(duì)該部分內(nèi)容的考查以概率在實(shí)際生活中的綜合應(yīng)用為主,涉及面廣,包括古典概型的求解及其應(yīng)用等,多與其他知識(shí)相結(jié)合,以解答題的形式進(jìn)行考查,但難度不大.
對(duì)點(diǎn)練來(lái),我國(guó)肥胖人群的規(guī)模急速增長(zhǎng),常用身體質(zhì)量指數(shù)BMI來(lái)衡量人體胖瘦程度.其計(jì)算公式是:BMI=,成年人的BMI數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)是:BMI<18.5為偏瘦;18.5≤BMI<24為正常;24≤BMI<28為偏胖;BMI≥28為肥胖.某公司隨機(jī)抽取了100個(gè)員工的體檢數(shù)據(jù),將其BMI值分成以下五組:[12,16),[16,20),[20,24),[24,28),[28,32],得到相應(yīng)的頻率分布直方圖.
(1)求a的值,并估計(jì)該公司員工BMI的樣本數(shù)據(jù)的眾數(shù)與中位數(shù)(精確到0.1);
(2)該公司共有1 200名員工,用頻率估計(jì)概率,估計(jì)該公司員工BMI數(shù)值正常的人數(shù).
[解析] (1)根據(jù)頻率分布直方圖可知組距為4,
所以4×(0.01+0.04+0.09+a+0.03)=1,解得a=0.08.
該公司員工BMI的樣本數(shù)據(jù)的眾數(shù)為22 .
設(shè)該公司員工BMI的樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)為x,
則4×0.01+4×0.04+(x-20)×0.09=0.5,解得x≈23.3.
故該公司員工BMI的樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)約為23.3.
(2)因?yàn)槌赡耆说腂MI數(shù)值18.5≤BMI<24為正常,
所以該公司員工BMI數(shù)值正常的概率為
0.04×(20-18.5)+0.09×(24-20)=0.42,
所以該公司員工BMI數(shù)值正常的人數(shù)為1 200×0.42=504.
題型三 簡(jiǎn)單的隨機(jī)模擬試驗(yàn)的應(yīng)用
典例3 一份測(cè)試題包括6道選擇題,每題4個(gè)選項(xiàng)且只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,如果一個(gè)學(xué)生對(duì)每一道題都隨機(jī)猜一個(gè)答案,用隨機(jī)模擬方法估計(jì)該學(xué)生至少答對(duì)3道題的概率.(已知計(jì)算機(jī)或計(jì)算器做模擬試驗(yàn)可以模擬每次猜對(duì)的概率是25%)
[解析] 我們通過(guò)設(shè)計(jì)模擬試驗(yàn)的方法來(lái)解決問(wèn)題,利用計(jì)算機(jī)或計(jì)算器可以產(chǎn)生0到3之間取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù),我們用0表示猜的選項(xiàng)正確,1,2,3表示猜的選項(xiàng)錯(cuò)誤,這樣可以體現(xiàn)猜對(duì)的概率是25%,因?yàn)楣膊?道題,所以每6個(gè)隨機(jī)數(shù)作為一組,例如,產(chǎn)生25組隨機(jī)數(shù):
330130 302220 133020 022011 313121
222330 231022 001003 213322 030032
100211 022210 231330 321202 031210
232111 210010 212020 230331 112000
102330 200313 303321 012033 321230
就相當(dāng)于做了25次試驗(yàn),在每組數(shù)中,如果恰有3個(gè)或3個(gè)以上的數(shù)是0,則表示至少答對(duì)3道題,它們分別是001003,030032,210010,112000,即共有4組數(shù),我們得到該同學(xué)6道選擇題至少答對(duì)3道題的概率近似為=0.16.
[歸納提升] 用隨機(jī)數(shù)模擬法求事件概率的方法
在使用整數(shù)隨機(jī)數(shù)模擬試驗(yàn)時(shí),首先要確定隨機(jī)數(shù)的范圍和用哪個(gè)代表試驗(yàn)結(jié)果.
(1)試驗(yàn)的基本結(jié)果是等可能時(shí),樣本點(diǎn)的總數(shù)即為產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的范圍,每個(gè)隨機(jī)數(shù)代表一個(gè)樣本點(diǎn).
(2)研究等可能事件的概率時(shí),用按比例分配的方法確定表示各個(gè)結(jié)果的數(shù)字個(gè)數(shù)及總個(gè)數(shù).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 袋子中有四個(gè)小球,分別寫有“春、夏、秋、冬”四個(gè)字,從中任取一個(gè)小球,取到“冬”就停止,用隨機(jī)模擬的方法估計(jì)直到第二次停止的概率:先由計(jì)算器產(chǎn)生1到4之間取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù),且用1,2,3,4表示取出的小球上分別寫有“春、夏、秋、冬”四個(gè)字,每?jī)蓚€(gè)隨機(jī)數(shù)為一組,代表兩次的結(jié)果,經(jīng)隨機(jī)模擬產(chǎn)生了20組隨機(jī)數(shù):
13 24 12 32 43 14 24 32 31 21
23 13 32 21 24 42 13 32 21 34
據(jù)此估計(jì),直到第二次就停止的概率為( B )
A. B.
C. D.
[解析] 在這20組數(shù)據(jù)中,第一個(gè)數(shù)不是2,第二個(gè)數(shù)是2的就表示第一次沒(méi)取到“冬”,第二次取到“冬”,它們分別是12,32,32,32,42,32,共有5組,因此直到第二次就停止的概率為=.
易錯(cuò)警示
對(duì)頻率與概率的關(guān)系理解不清
典例4 某同學(xué)擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣10次,共有8次反面向上,于是他指出:“擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣,出現(xiàn)反面向上的概率應(yīng)為0.8”.你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎?為什么?
[錯(cuò)解] 正確.?dāng)S硬幣10次,有8次反面向上,則出現(xiàn)反面向上的概率P==0.8.
[錯(cuò)因分析] 得出概率為0.8,顯然是對(duì)概率的統(tǒng)計(jì)性定義的曲解.事實(shí)上,概率定義中用頻率的近似值刻畫概率,要求試驗(yàn)次數(shù)足夠多.
[正解] 不正確.因?yàn)楦怕适鞘挛锏谋举|(zhì)屬性,不隨試驗(yàn)次數(shù)的改變而改變,用頻率的近似值刻畫概率時(shí),要求試驗(yàn)次數(shù)足夠多.
[誤區(qū)警示] 隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,隨機(jī)事件發(fā)生的頻率會(huì)在某個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng)并趨于穩(wěn)定,用這個(gè)常數(shù)來(lái)刻畫該隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小,即稱為這一事件發(fā)生的概率的近似值,而概率是一個(gè)確定的常數(shù),與試驗(yàn)的次數(shù)無(wú)關(guān).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) “某彩票的中獎(jiǎng)概率為”意味著( D )
A.買100張彩票就一定能中獎(jiǎng)
B.買100張彩票能中一次獎(jiǎng)
C.買100張彩票一次獎(jiǎng)也不中
D.購(gòu)買彩票中獎(jiǎng)的可能性為
[解析] 某彩票的中獎(jiǎng)率為,意味著中獎(jiǎng)的可能性為,可能中獎(jiǎng),也可能不中獎(jiǎng).
1.某同學(xué)做立定投籃訓(xùn)練,共做3組,每組投籃次數(shù)和命中的次數(shù)如下表:
第一組 第二組 第三組 合計(jì)
投籃次數(shù) 100 200 300 600
命中的次數(shù) 68 124 174 366
命中的頻率 0.68 0.62 0.58 0.61
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)信息,用頻率估計(jì)一次投籃命中的概率,則使誤差較小、可能性大的估計(jì)值是( B )
A.0.58 B.0.61
C.0.62 D.0.68
[解析] 由題可知,試驗(yàn)次數(shù)越多,頻率越接近概率,對(duì)可能性的估計(jì)誤差越小,可能性越大,所以合計(jì)列對(duì)應(yīng)的頻率最為合適.故選B.
2.若在同等條件下進(jìn)行n次重復(fù)試驗(yàn)得到某個(gè)事件A發(fā)生的頻率f(n),則隨著n的逐漸增加,有( D )
A.f(n)與某個(gè)常數(shù)相等
B.f(n)與某個(gè)常數(shù)的差逐漸減小
C.f(n)與某個(gè)常數(shù)差的絕對(duì)值逐漸減小
D.f(n)在某個(gè)常數(shù)的附近擺動(dòng)并趨于穩(wěn)定
[解析] 隨著n的增大,頻率f(n)會(huì)在概率附近擺動(dòng)并趨于穩(wěn)定,這也是頻率與概率的關(guān)系.
3.在利用整數(shù)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行隨機(jī)模擬試驗(yàn)中,整數(shù)a到整數(shù)b之間的每個(gè)整數(shù)出現(xiàn)的可能性是  .
[解析] [a,b]中共有b-a+1個(gè)整數(shù),每個(gè)整數(shù)出現(xiàn)的可能性相等,所以每個(gè)整數(shù)出現(xiàn)的可能性是.
4.某商品的合格率為99.9%,某單位購(gòu)買此商品1 000件,他們認(rèn)為其中一定有一件是不合格的,你認(rèn)為這種判斷_不合理__(填“合理”或“不合理”).
5.某射手在同一條件下進(jìn)行射擊,結(jié)果如下表所示:
射擊次數(shù)n 10 20 50 100 200 500
擊中靶心次數(shù)m 8 19 44 92 178 455
擊中靶心的頻率
(1)填寫表中擊中靶心的頻率;
(2)這個(gè)射手射擊一次,擊中靶心的概率約是多少?
(3)這個(gè)射手連續(xù)射擊兩次(第一次是否擊中靶心對(duì)第二次沒(méi)有影響),恰有一次擊中靶心的概率約為多少?
[解析] (1)表中依次填入的數(shù)據(jù)為:0.80,0.95,0.88,0.92,0.89,0.91.
(2)由于頻率穩(wěn)定在常數(shù)0.9附近,所以這個(gè)射手射擊一次,擊中靶心的概率約是0.9.
(3)由(2)可知連續(xù)射擊兩次,恰有一次擊中靶心的概率約為0.9×(1-0.9)+(1-0.9)×0.9=0.18.章末知識(shí)梳理
1.隨機(jī)試驗(yàn)的特點(diǎn)
(1)試驗(yàn)可以在相同條件下重復(fù)進(jìn)行.
(2)試驗(yàn)的所有可能結(jié)果是明確可知的,并且不止一個(gè).
(3)每次試驗(yàn)總是恰好出現(xiàn)這些可能結(jié)果中的一個(gè),但事先不能確定出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果.
2.有限樣本空間與隨機(jī)事件
(1)有限樣本空間:隨機(jī)試驗(yàn)E的每個(gè)可能的基本結(jié)果稱為樣本點(diǎn),用ω表示,全體樣本點(diǎn)的集合稱為試驗(yàn)E的樣本空間,用Ω表示,稱樣本空間Ω={ω1,ω2,ω3,…,ωn}為有限樣本空間.
(2)樣本空間Ω的子集稱為隨機(jī)事件,稱Ω為必然事件,稱 為不可能事件.
3.事件的關(guān)系與運(yùn)算
事件關(guān)系或運(yùn)算 含義 符號(hào)表示
包含 A發(fā)生導(dǎo)致B發(fā)生 A B
并事件(和事件) A與B至少一個(gè)發(fā)生 A∪B或A+B
交事件(積事件) A與B同時(shí)發(fā)生 A∩B或AB
互斥(互不相容) A與B不能同時(shí)發(fā)生 A∩B=
互為對(duì)立 A與B有且僅有一個(gè)發(fā)生 A∩B= ,且A∪B=Ω
4.古典概型計(jì)算公式
P(A)==,其中n(A)和n(Ω)分別表示事件A和樣本空間Ω包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù).
5.概率的基本性質(zhì)
性質(zhì)1 對(duì)任意事件A,都有P(A)≥0;
性質(zhì)2 必然事件的概率為1,不可能事件的概率為0,即P(Ω)=1;P( )=0;
性質(zhì)3 如果事件A與事件B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B);
性質(zhì)4 如果事件A與事件B互為對(duì)立事件,那么P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B);
性質(zhì)5 如果A B,那么P(A)≤P(B);
性質(zhì)6 設(shè)A,B是一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)中的兩個(gè)事件,我們有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
6.事件的相互獨(dú)立性
對(duì)任意兩個(gè)事件A與B,如果P(AB)=P(A)P(B)成立,則稱事件A與事件B相互獨(dú)立,簡(jiǎn)稱為獨(dú)立.
7.頻率與概率
一般地,隨著試驗(yàn)次數(shù)n的增大,頻率偏離概率的
幅度會(huì)縮小,即事件A發(fā)生的頻率fn(A)會(huì)逐漸穩(wěn)定于事件A發(fā)生的概率P(A).我們稱頻率的這個(gè)性質(zhì)為頻率的穩(wěn)定性.因此,可以用頻率fn(A)估計(jì)概率P(A).
要點(diǎn)一 互斥事件、對(duì)立事件與相互獨(dú)立事件
典例1 從1,2,3,…,7這7個(gè)數(shù)中任取兩個(gè)數(shù),其中:
①恰有一個(gè)是偶數(shù)和恰有一個(gè)是奇數(shù);
②至少有一個(gè)是奇數(shù)和兩個(gè)都是奇數(shù);
③至少有一個(gè)是奇數(shù)和兩個(gè)都是偶數(shù);
④至少有一個(gè)是奇數(shù)和至少有一個(gè)是偶數(shù).
上述事件中,是對(duì)立事件的是( C )
A.① B.②④
C.③ D.①③
[解析] ③中“至少有一個(gè)是奇數(shù)”,即“兩個(gè)奇數(shù)或一奇一偶”,而從1~7中任取兩個(gè)數(shù),根據(jù)取到數(shù)的奇偶性可認(rèn)為共有三個(gè)事件:“兩個(gè)都是奇數(shù)”“一奇一偶”“兩個(gè)都是偶數(shù)”,故“至少有一個(gè)是奇數(shù)”與“兩個(gè)都是偶數(shù)”是對(duì)立事件,易知其余都不是對(duì)立事件.
[歸納提升] 1.互斥事件是不可能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件;對(duì)立事件除要求這兩個(gè)事件不同時(shí)發(fā)生外,還要求二者必須有一個(gè)發(fā)生.因此對(duì)立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是對(duì)立事件,對(duì)立事件是互斥事件的特殊情況.
2.掌握互斥事件和對(duì)立事件的概率公式及應(yīng)用,提升邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) (1)在5張電話卡中,有3張移動(dòng)卡和2張聯(lián)通卡,從中任取2張,若事件“2張全是移動(dòng)卡”的概率是,那么概率是的事件是( A )
A.至多有一張移動(dòng)卡
B.恰有一張移動(dòng)卡
C.都不是移動(dòng)卡
D.至少有一張移動(dòng)卡
(2)(2021·全國(guó)新高考Ⅰ)有6個(gè)相同的球,分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6,從中有放回的隨機(jī)取兩次,每次取1個(gè)球、甲表示事件“第一次取出的球的數(shù)字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的數(shù)字是2”,丙表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是8”,丁表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是7”,則( B )
A.甲與丙相互獨(dú)立
B.甲與丁相互獨(dú)立
C.乙與丙相互獨(dú)立
D.丙與丁相互獨(dú)立
[解析] 由獨(dú)立事件的定義知B正確.
要點(diǎn)二 古典概型
典例2 我國(guó)數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界領(lǐng)先的成果,哥德巴赫猜想的內(nèi)容是:每個(gè)大于2的偶數(shù)都可以表示為兩個(gè)素?cái)?shù)的和,例如:4=2+2,6=3+3,8=3+5,那么在不超過(guò)12的素?cái)?shù)中隨機(jī)選取兩個(gè)不同的數(shù),其和為奇數(shù)的概率為( B )
A. B.
C. D.
[解析] 不超過(guò)12 的素?cái)?shù)為2,3,5,7,11,隨機(jī)選取兩個(gè)不同的數(shù),共有(2,3),(2,5),(2,7),(2,11),(3,5),(3,7),(3,11),(5,7),(5,11),(7,11),共10種方法,其和為奇數(shù)的共有4種方法,故其和為奇數(shù)的概率為=.
[歸納提升] 1.古典概型是一種最基本的概率模型,是學(xué)習(xí)其他概率模型的基礎(chǔ),解題時(shí)要緊緊抓住古典概型的兩個(gè)基本特征,即有限性和等可能性.在應(yīng)用公式P(A)=時(shí),關(guān)鍵在于正確理解試驗(yàn)的發(fā)生過(guò)程,求出試驗(yàn)的樣本空間的樣本點(diǎn)總數(shù)n和事件A的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)m.
2.掌握古典概型的概率公式及其應(yīng)用,提升數(shù)學(xué)抽象、數(shù)據(jù)分析的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 為全面貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記“把周總理的家鄉(xiāng)建設(shè)好,很有象征意義”的殷切囑托,近年來(lái),淮安加快建設(shè)稻米、小龍蝦、規(guī)模畜禽、螃蟹、特色蔬菜五大產(chǎn)業(yè)集群,小龍蝦產(chǎn)業(yè)獲批國(guó)家優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)集群,創(chuàng)成以小龍蝦為主導(dǎo)的國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園、特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)區(qū).為了進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模,某村農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心決定對(duì)20戶養(yǎng)殖戶進(jìn)行技術(shù)幫扶,每戶配發(fā)同樣重量的龍蝦苗,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)殖后,根據(jù)這20戶未存活的龍蝦苗重量(單位:公斤)繪制如下頻率直方圖,未存活重量超過(guò)30公斤的養(yǎng)殖戶,列為“重點(diǎn)幫扶養(yǎng)殖戶”.
(1)根據(jù)頻率直方圖估計(jì)這20戶的未存活龍蝦苗的平均數(shù)和中位數(shù);
(2)現(xiàn)從“重點(diǎn)幫扶養(yǎng)殖戶”中隨機(jī)抽取兩戶調(diào)查其養(yǎng)殖情況,求抽出來(lái)的養(yǎng)殖戶中恰有一戶未存活龍蝦苗重量在(40,50]的概率.
[解析] (1)根據(jù)頻率直方圖可得:每組的頻率依次為0.2,0.2,0.3,0.2,0.1,
估計(jì)平均數(shù)為:=5×0.2+15×0.2+25×0.3+35×0.2+45×0.1=23.
因?yàn)?.2+0.2=0.4<0.5,0.2+0.2+0.3=0.7>0.5,
可知中位數(shù)位于[20,30)內(nèi),設(shè)為m,
則0.4+0.03(m-20)=0.5,解得m=,
所以可估計(jì)中位數(shù)為.
(2)由(1)可知:未存活龍蝦苗重量在(30,40]的養(yǎng)殖戶有20×0.2=4個(gè),記為A,B,C,D;
未存活龍蝦苗重量在(40,50]的養(yǎng)殖戶有20×0.1=2個(gè),記為a,b;
從“重點(diǎn)幫扶養(yǎng)殖戶”中隨機(jī)抽取兩個(gè),則有AB,AC,AD,Aa,Ab,BC,BD,Ba,Bb,CD,Ca,Cb,Da,Db,ab,共15種情況,
其中有且僅有一個(gè)“重點(diǎn)幫扶養(yǎng)殖戶”在(40,50]的情況有Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,Da,Db,共8種情況,
所以恰有一戶未存活龍蝦苗重量在(40,50]的概率P=.
要點(diǎn)三 相互獨(dú)立事件概率的求法
典例3 甲、乙兩人進(jìn)行跳繩比賽,規(guī)定:若甲贏一局,比賽結(jié)束,甲勝出;若乙贏兩局,比賽結(jié)束,乙勝出.已知在一局比賽中甲、乙兩人獲勝的概率分別為,,則甲勝出的概率為  .
[解析] (解法一)甲勝的情況:①舉行一局比賽,甲勝出,比賽結(jié)束;②舉行兩局比賽,第一局乙勝、第二局甲勝.①②的概率分別為,×,且這兩個(gè)事件是互斥的,所以甲勝出的概率為+×=.
(解法二)因?yàn)楸荣愔挥屑讋俪龊鸵覄俪龅膬煞N結(jié)果,而乙勝出的情況只有一種,舉行兩局比賽都是乙勝出,其概率為×=,所以甲勝出的概率為1-=.
[歸納提升] 計(jì)算相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率,一般分為以下幾步:
(1)先用字母表示出事件,再分析題中涉及的事件,把這些事件分為若干個(gè)彼此互斥的事件的和;(2)根據(jù)相互獨(dú)立事件的概率公式計(jì)算出這些彼此互斥的事件的概率;(3)根據(jù)互斥事件的概率加法公式求出結(jié)果.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 為研究某種農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格變化的規(guī)律,收集得到了該農(nóng)產(chǎn)品連續(xù)40天的價(jià)格變化數(shù)據(jù),如下表所示.在描述價(jià)格變化時(shí),用“+”表示“上漲”,即當(dāng)天價(jià)格比前一天價(jià)格高;用“-”表示“下跌”,即當(dāng)天價(jià)格比前一天價(jià)格低;用“0”表示“不變”,即當(dāng)天價(jià)格與前一天價(jià)格相同.
時(shí)段 價(jià)格變化
第1天到第20天 - + + 0 - - - + + 0 + 0 - - + - + 0 0 +
第21天到第40天 0 + + 0 - - - + + 0 + 0 + - - - + 0 - +
用頻率估計(jì)概率.
(1)試估計(jì)該農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格“上漲”的概率;
(2)假設(shè)該農(nóng)產(chǎn)品每天的價(jià)格變化是相互獨(dú)立的.在未來(lái)的日子里任取4天,試估計(jì)該農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格在這4天中2天“上漲”、1天“下跌”、1天“不變”的概率;
(3)假設(shè)該農(nóng)產(chǎn)品每天的價(jià)格變化只受前一天價(jià)格變化的影響.判斷第41天該農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格“上漲”“下跌”和“不變”的概率估計(jì)值哪個(gè)最大.(結(jié)論不要求證明)
[解析] (1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以看出,40天里,有16個(gè)+,也就是有16天是上漲的,
根據(jù)古典概型的計(jì)算公式,農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格上漲的概率為:=0.4
(2)在這40天里,有16天上漲,14天下跌,10天不變,也就是上漲,下跌,不變的概率分別是0.4,0.35,0.25,
于是未來(lái)任取4天,2天上漲,1天下跌,1天不變的概率是C×0.42×C×0.35×0.25=0.168
(3)由于第40天處于上漲狀態(tài),從前39次的15次上漲進(jìn)行分析,上漲后下一次仍上漲的有4次,不變的有9次,下跌的有2次,
因此估計(jì)第41次不變的概率最大.
要點(diǎn)四 頻率與概率
典例4 某學(xué)校為了解高一新生的體質(zhì)健康狀況,對(duì)學(xué)生的體質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試.現(xiàn)從男、女生中各隨機(jī)抽取20人,把他們的測(cè)試數(shù)據(jù),按照《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》整理如下表.規(guī)定:數(shù)據(jù)≥60,體質(zhì)健康為合格.
等級(jí) 數(shù)據(jù)范圍 男生人數(shù) 男生平均分 女生人數(shù) 女生平均分
優(yōu)秀 [90,100] 5 91.3 2 91
良好 [80,89] 4 83.9 4 84.1
及格 [60,79] 8 70 11 70.2
不及格 60以下 3 49.6 3 49.1
合計(jì) -- 20 75.0 20 71.9
(1)從樣本中隨機(jī)選取一名學(xué)生,求這名學(xué)生體質(zhì)健康為合格的概率;
(2)從男生樣本和女生樣本中各隨機(jī)選取一人,求恰有一人的體質(zhì)健康等級(jí)是優(yōu)秀的概率.
[解析] (1)樣本中合格的學(xué)生人數(shù)為5+2+4+4+8+11=34,樣本總數(shù)為20+20=40,則這名學(xué)生體質(zhì)健康為合格的概率是=.
(2)設(shè)事件A為“從男生樣本中隨機(jī)選出一人的體質(zhì)健康等級(jí)是優(yōu)秀”,則P(A)==.事件B為“從女生樣本中隨機(jī)選出一人的體質(zhì)健康等級(jí)是優(yōu)秀”,則P(B)==.
因?yàn)锳,B為獨(dú)立事件,故所求概率為P(A+B)=P(A)+P(B)=×+×=.
對(duì)點(diǎn)練習(xí) 某學(xué)生興趣小組隨機(jī)調(diào)查了某市100天中每天的空氣質(zhì)量等級(jí)和當(dāng)天到某公園鍛煉的人次,整理數(shù)據(jù)得到下表(單位:天):
空氣質(zhì)量等級(jí) 鍛煉人次
[0,200] (200,400] (400,600]
1(優(yōu)) 2 16 25
2(良) 5 10 12
3(輕度污染) 6 7 8
4(中度污染) 7 2 0
(1)分別估計(jì)該市一天的空氣質(zhì)量等級(jí)為1,2,3,4的概率;
(2)求一天中到該公園鍛煉的平均人次的估計(jì)值(同一組中的數(shù)據(jù)用該組區(qū)間的中點(diǎn)值為代表).
[解析] (1)由所給數(shù)據(jù),得該市一天的空氣質(zhì)量等級(jí)為1,2,3,4的頻數(shù)依次為43,27,21,9,
則頻率依次為0.43,0.27,0.21,0.09,
用頻率估計(jì)概率,可得概率的估計(jì)值如下表:
空氣質(zhì)量等級(jí) 1 2 3 4
概率的估計(jì)值 0.43 0.27 0.21 0.09
(2)由題意可得:在[0,200],(200,400],(400,600]內(nèi)的人次依次為20,35,45,
所以一天中到該公園鍛煉的平均人次的估計(jì)值為×(100×20+300×35+500×45)=350.

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