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第 2 课时 古典概型的综合问题(深化课—题型研究式教学)
题型(一) “放回”与“不放回”问题
[典例1] 班级新年晚会设置抽奖环节.不透明纸箱中有大小、质地相同的红球3个(编号为1,2,3),黄球2个(编号为4,5),有如下两种方案可供选择:
方案一:一次性抽取2个球,若颜色相同,则获得奖品;
方案二:依次无放回地抽取2个球,若颜色相同,则获得奖品;
方案三:依次有放回地抽取2个球,若编号的数字之和大于5,则获得奖品.
(1)分别写出按方案一和方案二抽奖的所有样本点;
(2)哪种方案获得奖品的可能性更大?并说明理由.
[解] (1)记1,2,3号红球分别为A1,A2,A3,4,5号黄球分别为B1,B2,
按方案一一次性抽取2个球的所有样本点为(A1,A2),(A1,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A2,A3),(A2,B1),(A2,B2),(A3,B1),(A3,B2),(B1,B2),共10个;
按方案二依次无放回地抽取2个球的所有样本点为(A1,A2),(A1,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A2,A1),(A2,A3),(A2,B1),(A2,B2),(A3,A1),(A3,A2),(A3,B1),(A3,B2),(B1,A1),(B1,A2),(B1,A3),(B1,B2),(B2,A1),(B2,A2),(B2,A3),(B2,B1),共20个.
(2)方案一中,设事件A表示“一次性抽取的2个球颜色相同”,则事件A包含(A1,A2),(A1,A3),(A2,A3),(B1,B2),共4个样本点,故P(A)==;
方案二中,设事件B表示“依次无放回抽取的2个球颜色相同”,则事件B包含(A1,A2),(A1,A3),(A2,A1),(A2,A3),(A3,A1),(A3,A2),(B1,B2),(B2,B1),共8个样本点,故P(B)==;
方案三中,设两次抽查取的球所标的数字分别为x,y,则所有可能发生的事件对应的二元有序数组(x,y)表示如下表,共25个样本点,
(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)
在方案三中,设事件C表示“抽取的2个球编号的数字之和大于5”,则事件C包含(1,5),(2,4),(2,5),(3,3),(3,4),(3,5),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),共15个样本点,故P(C)==;
因为P(A)=P(B)<P(C),所以选择方案三获得奖品的可能性更大.
[方法技巧]
解决有序和无序问题应注意两点
(1)关于不放回抽样,计算样本点个数时,既可以看做是有顺序的,也可以看做是无顺序的,其最后结果是一致的,但不论选择哪一种方式,观察的角度必须一致,否则会产生错误.
(2)关于有放回抽样,应注意在连续取出两次的过程中,因为先后顺序不同,所以(a1,b1),(b1,a1)不是同一个样本点.解题的关键是要清楚无论是“不放回抽取”还是“有放回抽取”,每一件产品被取出的机会都是均等的.
[针对训练]
1.从两个白球(记为B1和B2)和两个黑球(记为G1和G2)这四个球中依次选取两个小球.
(1)分别写出“有放回、不放回”方式选取的样本空间;
(2)求“有放回”方式选取一个白球和一个黑球的概率.
解:(1)有放回选取的样本空间:
{(B1,B1),(B1,B2),(B1,G1),(B1,G2),(B2,B1),(B2,B2),(B2,G1),(B2,G2),(G1,B1),(G1,B2),(G1,G1),(G1,G2),(G2,B1),(G2,B2),(G2,G1),(G2,G2)}.
不放回选取的样本空间:{(B1,B2),(B1,G1),(B1,G2),(B2,B1),(B2,G1),(B2,G2),(G1,B1),(G1,B2),(G1,G2),(G2,B1),(G2,B2),(G2,G1)}.
(2)根据(1)中所求,有放回选取的可能性有16种,
其中满足要求的可能性有如下8种(B1,G1),(B1,G2),(B2,G1),(B2,G2),(G1,B1),(G1,B2),(G2,B1),(G2,B2).
又有放回的选取的每种情况都是等概率的,故根据古典概率的概率计算公式可得,满足题意的概率为=.
题型(二) 古典概型的实际应用问题
[典例2] 某超市计划购进1 000 kg苹果,采购员从供应