内容正文:
10.1.3 古典概型
第十章 概 率
问题引入
通过前面的学习,
我们讨论过一些随机试验,
如抛掷一枚均匀的硬币、
抛掷一枚均匀的骰子、彩票摇号等,
请思考这些实验的共同特征是什么?
再举出一些满足这种特征的随机试验.
新知探索
古典概型的定义
试验具有如下共同特征:
(1)有限性:样本空间的样本点只有有限个;
(2)等可能性:每个样本点发生的可能性相等.
将具有以上两个特征的试验
称为古典概型试验,
其数学模型称为古典概率模型,
简称古典概型.
新知探索
古典概型的概率计算公式
一般地,设试验E是古典概型,
样本空间Ω包含n个样本点,
事件A包含其中k个样本点,
则定义事件A的概率P(A)=,
其中n(A)和n(Ω)分别表示事件A和
样本空间Ω包含的样本点个数.
把一次试验中等可能出现的n个结果
组成一个集合I,其中每一个结果
就是I中的一个元素,
把含k个结果的事件A看作
含有k个元素的集合,
则集合A是集合I的一个子集,
故有P(A)=.
典例精析
题型一:古典概型的判断
例1 (1)向一个圆面内随机地投一个点,如果该点落在圆内任意一点都是等可能的,你认为这是古典概型吗?为什么?
(2)如图所示,射击运动员向一靶心进行射击,这一试验的结果只有有限个:
命中10环,命中9环,…,命中1环和命中0环(即不命中).你认为这是古典概型吗?为什么?
解 (1)试验的所有可能结果是圆面内的所有点.
试验的所有可能结果数是无限的.
因此,尽管每一个试验结果出现的可能性相同,
这个试验不是古典概型.
(2)试验的所有可能结果只有11个,但是命中10环,命中9环,…,
命中1环和命中0环(即不命中)的出现不是等可能的,
这个试验不是古典概型.
典例精析
题型二:样本点的计数方法
例2 (1)4张卡片上分别写有数字1,2,3,4,从这4张卡片中随机抽取2张,
则取出的2张卡片上的数字之和为奇数的所有样本点数为
A.2 B.3 C.4 D.6
(2)连续掷3枚硬币,观察这3枚硬币落在地面上时是正面朝上还是反面朝上.
①写出这个试验的所有样本点;
②求这个试验的样本点的总数;
③“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含哪些样本点?
解 (1)用列举法列举出“数字之和为奇数”的可能结果为
(1,2),(1,4),(2,3),(3,4),共4种可能.
(2)①这个试验包含的样本点有:(正,正,正),(正,正,反),
(正,反,正),(反,正,正),(正,反,反),(反,正,反),
(反,反,正),(反,反,反).
②这个试验包含的样本点的总数是8.
③“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含以下3个样本点:
(正,正,反),(正,反,正),(反,正,正).
典例精析
题型三:利用古典概型公式求概率
例3 现有6道题,其中4道甲类题,2道乙类题,张同学从中任取2道题解答.
试求:
(1)所取的2道题都是甲类题的概率.
(2)所取的2道题不是同一类题的概率.
解 (1)将4道甲类题依次编号为1,2,3,4;2道乙类题依次编号为5,6.
任取2道题,这个试验的样本空间为Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),
(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),
(4,6),(5,6)},共15个样本点,且每个样本点出现的可能性是等可能的,
可用古典概型来计算概率.
用A表示“所取的2道题都是甲类题”这一事件,
则A={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)},
共含有6个样本点,所以P(A)=.
(2)由(1)知试验的样本空间共有15个样本点,
用B表示“所取的2道题不是同一类题”这一事件,
则B={(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6)},
共包含8个样本点,所以P(B)=.
例4 甲、乙两人玩一种游戏,每次由甲、乙各出1到5根手指头,
若和为偶数则甲赢,否则乙赢.
(1)若以A表示事件“和为6”,求P(A);
(2)若以B表示事件“和大于4且小于9”,求P(B);
(3)这个游戏公平吗?请说明理由.
解 将所有的样本点列表如下:
由上表可知,该试验共有25个等可能发生的样本点,属于古典概型.
(1)事件A包含了(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),共5个样本点,
故P(A)==.
(2)事件B包含了(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),
(4,2),