4.1.3 独立性与条件概率的关系(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)

2025-03-15
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版选择性必修第二册
年级 高二
章节 4.1.3 独立性与条件概率的关系
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.06 MB
发布时间 2025-03-15
更新时间 2025-03-15
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

# # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 件的2倍,现任取一零件,则它是合格品的概率 为 (D ) A. 0. 21 B. 0. 06 C. 0. 94 D. 0. 95 5.袋中有10个黑球,5个白球.现掷一枚均匀的骰 子,掷出几点就从袋中取出几个球.若已知取出 的球全是白球,则掷出3点的概率为        . 请同学们认真完成练案[9         ] 4. 1. 3  独立性与条件概率的关系 !"#$%&'( 课程标准 1.了解独立性与条件概率的关系. 2.会求相互独立事件同时发生的概率. 3.综合应用互斥事件的概率加法公式及相互独立事件同时发生的概率公式解题. 学法解读 1.通过辨析独立性与条件概率的关系,培养数学抽象素养. 2.借助相互独立事件同时发生的概率公式解题,提升数学运算素养. )*+,%-.+ 事件的独立性     (1)事件A与B相互独立的充要条件是 P(AB)=           . (2)当P(B)>0时,A与B独立的充要条件是 P(A |B)=P(A). 思考:如果P(A)>0,A与B独立,则P(B |A) = P(B)成立吗          ? /012%345 题型探究 题型一 相互独立事件的判断                                    1.判断下列各对事件是否相互独立事件. (1)甲组3名男生,2名女生;乙组2名男生, 3名女生.现从甲、乙两组中各选1名同学参加演 讲比赛,“从甲组中选出1名男生”与“从乙组中 选出1名女生”;     (2)容器内盛有5个白乒乓球和3个黄乒乓 球,“从8个球中任意取出1个,取出的是白球”与 “从剩下的7个球中任意取出1个,取出的还是白 球”; (3)掷一颗骰子一次,“出现偶数点”与“出现 3点或6点”. [分析]  常用定义法、公式法判断两个事件 是否相互独立                . !$% ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # #     [尝试作答       ]     [规律方法]  判断事件是否相互独立的方法 1.定义法:事件A,B相互独立P(A∩B)= P(A)·P(B). 2.由事件本身的性质直接判定两个事件发生 是否相互影响. 3.条件概率法:当P(A)>0时,可用P(B | A) = P(B)判断. 对点训练? 从一副不含大小王的扑克 牌(52张)中任抽一张,记事件A为“抽得K”,记 事件B为“抽得红牌”,则事件A与B是不是相互 独立事件? 题型二 相互独立事件发生的概率 2.面对某种流感病毒,各国医疗科研机构都 在研究疫苗,现有A,B,C三个独立的研究机构在 一定的时期内能研制出疫苗的概率分别是15, 1 4, 1 3 .求: (1)他们都研制出疫苗的概率; (2)他们都失败的概率; (3)他们能够研制出疫苗的概率. [分析]  明确已知事件的概率及其关系,再 把待求事件的概率表示成已知事件的概率,最后 选择公式计算求值.     [尝试作答       ]     [规律方法]  1.求相互独立事件同时发生 的概率的步骤 (1)首先确定各事件之间是相互独立的. (2)确定这些事件可以同时发生. (3)求出每个事件的概率,再求积. 2.使用相互独立事件同时发生的概率计算公 式时,要掌握公式的适用条件,即各个事件是相互 独立的,而且它们能同时发生. 对点训练? 甲、乙两人各射击一次,击 中目标的概率分别为23和 3 4 .假设两人射击是否 击中目标相互之间没有影响,每人每次射击是否 击中目标相互之间也没有影响. (1)求甲、乙各射击一次均击中目标概率; (2)求甲射击4次,恰有3次连续击中目标的 概率; (3)若乙在射击中出现连续2次击中目标则 会被终止射击,求乙恰好射击4次后被终止射击 的概率                                                                        . !$& # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 题型三 相互独立事件概率的综合应用 3.三支球队中,甲队胜乙队的概率为0. 4,乙 队胜丙队的概率为0. 5,丙队胜甲队的概率为0. 6, 比赛顺序是:第一局是甲队对乙队,第二局是第一 局的胜者对丙队,第三局是第二局的胜者对第一 局的败者,第四局是第三局的胜者对第二局的败 者,求乙队连胜四局的概率. [分析]  乙队每局胜利的事件是相互独立 的,可由其公式计算概率.     [尝试作答         ]     [规律方法]  (1)求复杂事件的概率一般可 分三步进行:①列出题中涉及的各个事件,并用适 当的符号表示它们;②理清各事件之间的关系,列 出关系式;③根据事件之间的关系准确地运用概 率公式进行计算. (2)直接计算符合条件的事件个数较复杂, 可间接地先计算对立事件的个数,求得对立事件 的概率,再求出符合条件的事件的概率. 对点训练? 在一段线路中并联着3个自 动控制的常开开关,只要其中1个开关能够闭合, 线路就能正常工作.假定在某段时间内每个开关 能够闭合的概率都是0. 7,计算在这段时间内线 路正常工作的概率. 易错警示     因混淆独立事件和互斥事件而致错 4.设事件A与B相互独立,两个事件中只有 A发生的概率和只有B发生的概率都是14,求事 件A和事件B同时发生的概率. [错解]  ∵ A与B相互独立,且只有A发生 的概率和只有B发生的概率都是14, ∴ P(A)= P(B)= 14,∴ P(AB)= P(A)· P(B)= 14 × 1 4 = 1 16. [辨析]  在A与B中只有A发生是指A发 生和B不发生这两个事件同时发生,即事件A B 发生. [正解]                                                            6789%:;<                                    1.已知事件A、B相互独立,且P(A)= 0. 4,P(B) =0. 5,则P(A |B)= (C ) A. 0. 6 B. 0. 5 C. 0. 4 D. 0. 1 2.如图所示,在两个圆盘中,指针落在本圆盘每个 数所在区域的机会均等,那么两个指针同时落 在奇数所在区域的概率是 (A ) A. 49 B. 2 9 C. 2 3 D. 1          3 !$' ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 3.甲、乙两班各有36名同学,甲班有9名三好学 生,乙班有6名三好学生,两班各派1名同学参 加演讲比赛,派出的恰好都是三好学生的概率 是 (C ) A. 524 B. 5 12 C. 1 24 D. 3 8 4.有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6, 从中有放回地随机取两次,每次取1个球.甲表 示事件“第一次取出的球的数字是1”,乙表示 事件“第二次取出的球的数字是2”,丙表示事 件“两次取出的球的数字之和是8”,丁表示事 件“两次取出的球的数字之和是7”,则(   ) A.甲与丙相互独立 B.甲与丁相互独立 C.乙与丙相互独立 D.丙与丁相互独立 5.加工某零件需经过三道工序,每道工序均为正 品时该零件才为正品.设第一、二、三道工序的 次品率分别为170, 1 69, 1 68,且各道工序互不影响, 则加工出来的零件的正品率为        . 请同学们认真完成练案[10                   ] 4. 2  随机变量 4. 2. 1  随机变量及其与事件的联系 !"#$%&'( 课程标准 1.理解随机变量的含义. 2.能写出离散型随机变量的可能取值,并能解释其意义. 3.会借助随机变量间的关系解题. 学法解读 1.通过学习随机变量,培养数学抽象的素养. 2.借助随机变量间的关系解题,提升数学运算的素养. )*+,%-.+ 随机变量     (1)定义:一般地,如果随机试验的样本空间 为Ω,而且对于Ω中的每一个样本点,变量X都对 应有        的实数值,就称X为一个随机变量. (2)表示:用大写英文字母X,Y,Z,…或小写 希腊字每ξ,η,ζ,…表示. (3)取值范围:随机变量所有可能  的取值 组成的集合,称为这个随机变量的取值范围. 思考:随机变量与随机试验的结果的关系是 怎样的                ? !$( (2)P(A |B)= P(A)P(B |A)P(B) = 0. 5 × 0. 05 0. 475 = 1 19 .     对点训练3:设B1,B2,B3 分别表示事件任取的零件为甲、 乙、丙机器生产的,A:抽取的零件是不合格品,由条件知, P(B1)= 0. 40,P(B2)= 0. 25,P(B3)= 0. 35, P(A |B1)= 0. 10,P(A |B2)= 0. 05,P(A |B3)= 0. 01, (1)所求概率为P(B1 | A),P(B1 | A)= P(B1)P(A |B1)  3 j = 1 P(Bj)P(A |Bj) ≈ 0. 714. (2)类似(1)的计算可得P(B2 | A)≈0. 223,P(B3 | A)≈ 0. 063,比较可知是机器甲生产出来的可能性大.     例4:BCD  由条件概率的计算公式知A错误;B,C显然正 确;D选项中,因为P(A)P(B |A)= P(B)P(A |B),故D正确. 课堂检测·固双基 1. A  2. C    3. C    4. D  5. 0. 048 35  设B ={取出的球全是白球}, Ai ={掷出i点}(i = 1,2,…,6), 由贝叶斯公式,得: P(A3 |B)= P(A3)P(B |A3)  6 i = 1 P(Ai)P(B |Ai) = 1 6 × C35 C315  6 i = 1 1 6 × Ci5 Ci15 = 0. 048 35. 4. 1. 3  独立性与条件概率的关系 必备知识·探新知     知识点  (1)P(A)P(B) 思考:成立. P(B |A)= P(AB)P(A)= P(A)P(B) P(A) = P(B). 关键能力·攻重难     例1:(1)“从甲组中选出1名男生”这一事件星否发生,对 “从乙组中选出1名女生”这一事件发生的概率没有影响,所以 它们是相互独立事件. (2)“从8个球中任意取出1个,取出的是白球”的概率为 5 8 ,若这一事件发生了,则“从剩下的7个球中任意取出1个,取 出的仍是白球”的概率为47 ;若前一事件没有发生,则后一事件 发生的概率为57 ,可见,前一事件是否发生,对后一事件发生的 概率有影响,所以二者不是相互独立事件. (3)法一:记A:出现偶数点,B:出现3点或6点,则A ={2, 4,6},B ={3,6},AB ={6}, ∴ P(A)= 36 = 1 2 ,P(B)= 2 6 = 1 3 ,P(A∩B)= 1 6 . ∴ P(A∩B)= P(A)·P(B), ∴事件A与B相互独立. 法二:由法一可知P(B |A)= 13 , 又P(B)= 26 = 1 3 , ∴ P(B |A)= P(B), ∴事件A与B相互独立.     对点训练1:因为52张牌中有4张K, 所以P(A)= 452 = 1 13,红牌有26张,红K有2张,所以在抽 得红牌的条件下抽得K的概率P(A |B)= 226 = 1 13 = P(A),因此 事件A与B相互独立.     例2:令事件A,B,C分别表示A,B,C三个独立的研究机构 在一定时期内成功研制出该疫苗,依题意可知,事件A,B,C相 互独立,且P(A)= 15 ,P(B)= 1 4 ,P(C)= 1 3 . (1)他们都研制出疫苗,即事件A,B,C同时发生,故 P(A∩B∩C)=P(A)P(B)P(C)= 15 × 1 4 × 1 3 = 1 60 . (2)他们都失败即事件A,B,C同时发生,故 P(A∩B∩C)= P(A)P(B)P(C) =(1 - P(A))(1 - P(B))(1 - P(C)) = 1 -( )15 1 -( )14 1 -( )13 = 45 × 3 4 × 2 3 = 2 5 . (3)“他们能研制出疫苗”的对立事件为“他们都失败”,结 合对立事件间的概率关系可得所求事件的概率 P = 1 - P(A∩B∩C)= 1 - 25 = 3 5 .     对点训练2:(1)记事件A表示“甲击中目标”,事件B表示 “乙击中目标”. 依题意知,事件A和事件B相互独立, 因此甲、乙各射击一次均击中目标的概率为P(AB)= P(A)· P(B)= 23 × 3 4 = 1 2 . (2)记事件Ai表示“甲第i次射击击中目标”(其中i = 1,2, 3,4),并记“甲4次射击恰有3次连续击中目标”为事件C, 则C = A1A2A3 A4∪A1A2A3A4,且A1A2A3 A4与A1A2A3A4 是互 斥事件. 由于A1,A2,A3,A4之间相互独立, 所以Ai与Aj(i,j =1,2,3,4,且i≠j)之间也相互独立. 由于P(A1)= P(A2)= P(A3)= P(A4)= 23 , 故P(C)= P(A1A2A3 A4∪A1A2A3A4) =P(A1)P(A2)P(A3)P(A4)+P(A1)P(A2)P(A3)P(A4) = ( )23 3 × 13 + 1 3 × ( )23 3 = 1681 . (3)记事件Bi表示“乙第i次射击击中目标”(其中i = 1,2, 3,4),并记事件D表示“乙在第4次射击后终止射击”, 则D = B1B2 B3 B4∪B1B2 B3 B4, 且B1B2 B3 B4与B1B2 B3 B4是互斥事件. 由于B1,B2,B3,B4之间相互独立, 所以Bi与Bj(i,j =1,2,3,4,且i≠j)之间也相互独立. 由于P(Bi)= 34 (i = 1,2,3,4), 故P(D)= P(B1B2 B3 B4∪B1B2 B3 B4) = P(B1)P(B2)P(B3)P(B4)+ P(B1)P(B2)P(B3)P(B4) = ( )34 2 × ( )14 2 + 34 × ( )14 3 = 364 .     例3:设乙队连胜四局为事件A,有下列情况: 第一局中乙胜甲(A1),其概率为1 - 0. 4 = 0. 6, 第二局中乙胜丙(A2),其概率为0. 5, 第三局中乙胜甲(A3),其概率为1 - 0. 4 = 0. 6, 第四局中乙胜丙(A4),其概率为0. 5, 因各局比赛中的事件相互独立,故乙队连胜四局的概率为 P(A)= P(A1A2A3A4)=(0. 6)2·(0. 5)2 = 0. 09.     对点训练3:如图所示,分别记这段 时间内开关JA,JB,JC 能够闭合为事件 A,B,C.由题意,这段时间内3个开关是 否能够闭合相互之间没有影响,                                                                      根据相 —136— 互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合 的概率是P(ABC)= P(A)P(B)P(C) =[1 - P(A)][1 - P(B)][1 - P(C)] =(1 - 0. 7)(1 - 0. 7)(1 - 0. 7)= 0. 027, 于是这段时间内至少有1个开关能够闭合,从而使线路能 正常工作的概率是1 - P(ABC)= 1 - 0. 027 = 0. 973.     例4:在相互独立事件A和B中,只有A发生即事件A B发 生,只有B发生即事件AB发生. ∵ A和B相互独立,∴ A与B,A和B也相互独立. ∴ P(A B)= P(A)·P(B)= P(A)·[1 - P(B)]= 14 ,① P(AB)= P(A)·P(B)=[1 - P(A)]·P(B)= 14 .② ① -②得P(A)= P(B).③ 联立①③可解得P(A)= P(B)= 12 . ∴ P(AB)= P(A)·P(B)= 12 × 1 2 = 1 4 . 课堂检测·固双基 1. C  因为事件A、B相互独立,所以P(A |B)= P(A)= 0. 4. 2.A  设A表示“第一个圆盘的指针落在奇数所在的区域”,则P(A) = 23 ,B表示“第二个圆盘的指针落在奇数据在的区域”,则P(B) = 23 .故P(AB)=P(A)·P(B)= 2 3 × 2 3 = 4 9 . 3. C  两班各自派出代表是相互独立事件,设事件A,B分别为 甲班、乙班派出的三好学生,则事件AB为两班派出的都是三 好学生,则P(AB)= P(A)·P(B)= 936 × 6 36 = 1 24 . 4. B  事件甲发生的概率P(甲)= 16 ,事件乙发生的概率P(乙) = 16 ,事件丙发生的概率P(丙)= 5 6 × 6 = 5 36,事件丁发生的 概率P(丁)= 66 × 6 = 1 6 .事件甲与事件丙同时发生的概率为 0,P(甲丙)≠P(甲)P(丙),故A错误;事件甲与事件丁同时 发生的概率为16 × 6 = 1 36,P(甲丁)= P(甲)P(丁),故B正确; 事件乙与事件丙同时发生的概率为16 × 6 = 1 36,P(乙丙)≠ P(乙)P(丙),故C错误;事件丙与事件丁是互斥事件,不是相 互独立事件,故D错误.选B. 5. 6770   [解析]  加工出来的零件的正品率为1 - 1( )70 × 1 - 1( )69 × 1 - 1( )68 = 6770 . 4. 2  随机变量 4. 2. 1  随机变量及其与事件的联系 必备知识·探新知     知识点1  (1)唯一确定  (3)所有可能 思考:随机变量每取一个确定的值对应着试验的不同结果, 试验的结果对应着随机变量的值,即随机变量的取值实质上是 试验结果所对应的数.     知识点2  (1)互斥  (2)对立  1     知识点3  (2)离散型  区间     知识点4  随机变量  P(Y = at + b) 关键能力·攻重难     例1:C  随机试验的结果可以一一列出的,就是离散型随 机变量.一天内的温度的取值不能一一列出,是连续型随机变 量.故选C.     对点训练1:(1)在标准大气压下,水沸腾的温度是100 ℃, 是常量,故不是随机变量. (2)王老师在某天内接电话的次数是不确定的,因此是随 机变量. (3)作品获奖奖次的可能性不确定,可能是一,二或三,因 此是随机变量. (4)体积是64 cm3的正方体的棱长是4 cm,因此不是随机 定量.     例2:(1)C  击中目标或子弹打完就停止射击,射击次数为 X = 5,则说明前4次均未击中目标. (2)这名同学可能回答全对,两对一错,两错一对,全错四 种结果,相应得分为300分,200分,100分,0分. ①所以X的取值范围是{300,200,100,0}. ②因为事件X > 0为“不得0分”,X < 300为“不得满分”, 所以X = 0与X > 0是对立事件,X = 300与X < 300是对立事件, 又P(X = 0)= 0. 06,P(X = 300)= 0. 43,所以P(X > 0)= 1 - P(X = 0)= 1 - 0. 06 = 0. 94; P(X < 300)= 1 - P(X = 300)= 1 - 0. 43 = 0. 57.     对点训练2:设所需的取球次数为X,则X = 1,2,3,4,…, 10,11, X = i表示前i - 1次取到红球,第i次取到白球,这里i = 1, 2,…,11.     例3:(1)当X = 25时,Y = 25 × 100 + 1 500 = 4 000. (2)由题意可知Y = 100X + 1 500. (3)由Y > 3 500可知100X + 1 500 > 3 500,即X > 20. ∴ P(X > 20)= P(Y > 3 500)= 0. 7, ∴ P(X≤20)= 1 - 0. 7 = 0. 3.     对点训练3:{- 2,- 1,0}  因为随机变量X的取值范围是 {- 1,0,1},且Y = X - 1, 所以- 1 - 1 = - 2,0 - 1 = - 1,1 - 1 = 0,所以Y的取值范围 是{- 2,- 1,0}. 课堂检测·固双基 1. D  2. A  因为随机变量Y = 2X,当X = 1时,Y = 2,所以P(Y = 2)= P(X = 1)= 0. 1. 3. D  ξ = 4可能出现的结果是一枚是3点,一枚是1点或两枚 都是2点. 4. D  ξ的所有可能取值为- 5,- 4,- 3,- 2,- 1,0,1,2,3,4,5, 即- 5≤ξ≤5,ξ∈Z. 5.(1,6),(2,6),(3,6),(4,6),(5,6) 4. 2. 2  离散型随机变量的分布列 必备知识·探新知     知识点1  (2)pk   pk   (3)①0  ②1 思考1:(1)随机变量的所有可能取值;(2)取每一个值的概 率的大小.     知识点2  (1)p  (2)两种  两点  p 思考2:是的. 关键能力·攻重难     例1:(1)∵ 4 i = 1 pi = 1 a + 2 a + 3 a + 4 a = 1,∴ a = 10, 则P(X = 1或X = 2)= P(X = 1)+ P(X = 2) = 110 + 2 10 = 3 10 . (2)由a = 10,可得P 12 < X <( )                                                                       7 2 —137—

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4.1.3 独立性与条件概率的关系(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)
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4.1.3 独立性与条件概率的关系(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)
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