内容正文:
第十章
计数原理、概率、随机变量及其分布
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第四节
第十章 计数原理、概率、随机变量及其分布
随机事件、古典概型
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课
程
标
准
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必备知识/梳理
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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5
教|材|回|顾
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微|点|延|伸
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小|题|快|练
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关键能力/落实
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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类型一
随机事件与样本空间 自练自悟
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类型二
事件的关系与运算
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类型三
概率的性质应用
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类型四
古典概型
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(八十三)
本部分内容讲解结束
1.了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,了解概率的意义及频率与概率的区别;2.理解样本点和有限样本空间的含义,理解随机事件与样本点的关系;3.了解随机事件的并、交与互斥的含义,会随机事件的并、交运算;4.掌握随机事件概率的运算法则,了解两个互斥事件的概率加法公式;5.理解古典概型及其概率计算公式.
1.有限样本空间与随机事件
(1)样本点:随机试验的每个可能的基本结果.
(2)样本空间:全体样本点的集合,一般用Ω表示.
(3)有限样本空间:样本空间Ω={w1,w2,…,wn}.
(4)随机事件(事件):样本空间Ω的子集.
(5)基本事件:只包含一个样本点的事件.
2.事件的关系和运算
事件的关系
或运算
含义
符号表示
包含关系
若事件A发生,则事件B一定发生
B⊇A或A⊆B
相等关系
B⊇A且A⊇B
A=B
并事件
(和事件)
事件A与事件B至少有一个发生
A∪B或A+B
交事件
(积事件)
事件A与事件B同时发生
A∩B或AB
互斥
(互不相容)
事件A与事件B不能同时发生
A∩B=∅
互为对立事件
事件A和事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生
A∪B=Ω且
A∩B=∅
3.概率与频率
(1)频率的稳定性:一般地,随着试验次数n的增大,频率偏离概率的幅度会缩小,即事件A发生的频率fn(A)会逐渐稳定于事件A发生的____________.我们称频率的这个性质为频率的稳定性.
(2)频率稳定性的作用:可以用频率fn(A)估计______________.
概率P(A)
概率P(A)
1-P(A)
1-P(B)
≤
P(A)+P(B)-P(A∩B)
4.概率的基本性质
性质1 对任意的事件A,都有0≤P(A)≤1.
性质2 必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,即P(Ω)=_____,P(∅)=________.
性质3 如果事件A与事件B互斥,那么P(A∪B)=____________.
性质4 如果事件A与事件B互为对立事件,那么P(B)=________,P(A)=________.
性质5 如果A⊆B,那么P(A)________P(B).
性质6 设A,B是一个随机试验中的两个事件,我们有P(A∪B)=___________________.
1
0
P(A)+P(B)
5.古典概型
(1)古典概型的特点
(2)古典概型的概率公式
P(A)=.
1.互斥事件与对立事件的关系
互斥与对立都是两个事件的关系,互斥事件是不可能同时发生的两个事件,而对立事件除要求这两个事件不同时发生外,还要求二者之中必有一个发生,因此,对立事件是互斥事件的特殊情况,而互斥事件未必是对立事件.
2.概率加法公式的推广
当一个事件包含多个结果且各个结果彼此互斥时,要用到概率加法公式的推广 ,即P(A1∪A2∪…∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
3.古典概型
一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的两个特征,即有限性和等可能性,只有同时具备这两个特征的试验才是古典概型.
1.把红、黄、蓝、白4张纸牌随机地分发给甲、乙、丙、丁四人,事件“甲分得红牌”与“乙分得红牌”( )
A.是对立事件 B.是不可能事件
C.是互斥但不对立事件 D.不是互斥事件
显然两个事件不可能同时发生,但两者可能同时不发生,因为红牌可以分给丙或丁.综上,这两个事件为互斥但不对立事件.故选C.
2.根据统计,某篮球运动员在1 000次投篮中,命中的次数为560,则该运动员( )
A.投篮命中的频率为0.56
B.投篮10次至少有5次命中
C.投篮命中的概率为0.56
D.投篮100次有56次命中
由题意可知,投篮命中的频率为=0.56,得到的频率可能大于概率,也可能小于概率,也可能等于概率,故A正确,C错误;投篮10次或100次,每一次的结果都是随机的,其结果可能是一次没中或者多次投中等,频率、概率只反映事件发生的可能性的大小,不能说明事件是否一定发生,故B、D错误.故选A.
3.从一箱产品中随机地抽取一件,设事件A=“抽到一等品”,事件B=“抽到二等品”,事件C=“抽到三等品”,且P(A)=0.65,P(B)=0.2,P(C)=0.1,则事件“抽到的不是一等品”的概率为________.
因为“抽到的不是一等品”的对立事件是“抽到的是一等品”,且P(A)=0.65,所以“抽到的不是一等品”的概率为1-0.65=0.35.
0.35
4.从2名医生、4名护士中选取1名医生、2名护士去进修,护士甲恰被选中的概率为________.
任选1名医生、2名护士共有CC=12种不同的取法,其中护士甲恰被选中共有CC=6种不同的取法,故护士甲恰被选中的概率P==.
5.在3张卡片上分别写上3位同学的学号后,再把卡片随机分给这3位同学,每人1张,则恰有1位学生分到写有自己学号卡片的概率为______.
设事件A=“恰有1位同学分到写有自己学号的卡片”,则P(A)==.
1.袋子中有4个大小和质地相同的球,标号为1,2,3,4,从中随机摸出一个球,记录球的编号,先后摸两次.
(1)若第一次摸出的球不放回,写出试验的样本空间;
用m表示第一次摸出球的编号,用n表示第二次摸出球的编号,则样本点可用(m,n)(m,n∈{1,2,3,4})表示.
(1)若第一次摸出的球不放回,则m≠n,此时的样本空间可表示为Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3)},共有12个样本点.
(2)若第一次摸出的球放回,写出试验的样本空间.
(2)若第一次摸出的球放回,则m,n可以相同.此时试验的样本空间可表示为Ω={(m,n)|m,n∈{1,2,3,4}},共有16个样本点.
2.同时掷两颗质地均匀的骰子一次.
(1)“点数之和是13”是什么事件?其概率是多少?
由题意知,样本空间中有36个样本点.
(1)由于点数最大是6,和最大是12,点数之和不可能是13,因此此事件不包含任何样本点,是不可能事件,其概率为0.
(2)“点数之和在2~13范围之内”是什么事件?其概率是多少?
(2)由于点数之和最小是2,最大是12,在2~13范围之内,此事件包含所有样本点,它是必然事件,其概率为1.
(3)“点数之和是7”是什么事件?其概率是多少?
(3)由(2)知,和是7是有可能的,此事件是随机事件,事件“点数之和是7”包含的样本点有(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1),共6个,因此其概率为P==.
确定样本空间的方法
1.必须明确事件发生的条件.
2.根据题意,按一定的次序列出问题的答案.特别要注意结果出现的机会是均等的,按规律去写,要做到既不重复也不遗漏.
3.(多选题)从1至9这9个自然数中任取两个,有如下随机事件:
A=“恰有一个偶数”,B=“恰有一个奇数”,
C=“至少有一个奇数”,D=“两个数都是偶数”,E=“至多有一个奇数”.
下列结论正确的有( )
A.A=B B.B⊆C
C.D∩E=∅ D.C∩D=∅,C∪D=Ω
事件A,B都指的是一奇一偶,故A正确;至少有一个奇数,指两个数是一奇一偶,或是两个数都是奇数,所以B⊆C,故B正确;至多有一个奇数指一奇一偶或两偶,此时事件D,E可能同时发生,故C错误;因为C,D是对立事件,所以C∩D=∅,C∪D=Ω,故D正确.故选ABD.
4.从6件正品与3件次品中任取3件,观察正品件数与次品件数,判断下列每对事件是不是互斥事件;如果是,再判断它们是不是对立事件.
(1)“恰好有1件次品”和“恰好有2件次品”;
从6件正品与3件次品中任取3件,共有4种情况:全是正品;2件正品1件次品;1件正品2件次品;全是次品.
(1)“恰好有1件次品”即“2件正品1件次品”;“恰好有2件次品”即“1件正品2件次品”,它们是互斥事件但不是对立事件.
(2)“至少有1件次品”和“全是次品”.
(2)“至少有1件次品”包括“2件正品1件次品”“1件正品2件次品”“全是次品”3种情况,它与“全是次品”既不是互斥事件也不是对立事件.
1.进行事件的运算时,一是要紧扣运算的定义,二是要全面考虑同一条件下的试验可能出现的全部结果,必要时可列出全部的试验结果进行分析.也可类比集合的关系和运算用Venn图分析事件.
2.准确把握互斥事件与对立事件的概念:①互斥事件是不可能同时发生的事件,但也可以同时不发生;②对立事件是特殊的互斥事件,特殊在对立的两个事件不可能都不发生,即有且仅有一个发生.
【例1】 (多选题)已知随机事件A,B满足P(A)=,P(B)=,则( )
A.若事件A,B互斥,则P(A+B)=
B.若B⊆A,则P(AB)=
C.若B⊆A,则P(A+B)=
D.若事件A,B互斥,则P(+)=
对于A选项,因为事件A,B互斥,所以P(A+B)=P(A)+P(B)=+=,故A正确;对于B选项,因为B⊆A,所以P(AB)=P(B)=,故B错误;对于C选项,因为B⊆A,所以P(A+B)=P(A)=,故C正确;对于D选项,事件A与事件B是互斥事件,则+为必然事件,所以P(+)=1,故D错误.综上,选AC.
注意以下几条性质的应用
1.若A⊆B,则P(AB)=P(A),P(A∪B)=P(B).
2.P(+)=P()=1-P(AB),本题D选项可用此法判断.
【训练1】 (1)如图所示,靶子由一个中心圆面Ⅰ和两个同心圆环Ⅱ,Ⅲ构成,射手命中圆面Ⅰ、圆环Ⅱ、圆环Ⅲ的概率分别为0.35,0.30,0.25,则射手命中圆环Ⅱ或圆环Ⅲ的概率为________,未命中靶的概率为________.
0.55
0.10
设射手命中圆面Ⅰ为事件A,命中圆环Ⅱ为事件B,命中圆环Ⅲ为事件C,未命中靶为事件D,则P(A)=0.35,P(B)=0.30,
P(C)=0.25,事件A,B,C两两互斥,故射手命中
圆环Ⅱ或圆环Ⅲ的概率为P(B∪C)=P(B)+P(C)=
0.30+0.25=0.55,射手命中靶的概率为P(A∪B∪C)
=P(A)+P(B)+P(C)=0.35+0.30+0.25=0.90.因为
命中靶和未命中靶是对立事件,所以未命中靶的概
率为P(D)=1-P(A∪B∪C)=1-0.90=0.10.
(2)一个电路板上装有甲、乙两根熔丝,某种情况下甲熔丝熔断的概率为0.85,乙熔丝熔断的概率为0.74,甲、乙两根熔丝同时熔断的概率为0.63,则该情况下至少有一根熔丝熔断的概率为________.
0.96
设事件A=“甲熔丝熔断”,事件B=“乙熔丝熔断”,则有P(A)=0.85,P(B)=0.74.“甲、乙两根熔丝同时熔断”为事件A∩B,则有P(A∩B)=0.63,“甲、乙两根熔丝至少有一根熔断”为事件A∪B,则有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)=0.85+0.74-0.63=0.96,所以至少有一根熔丝熔断的概率为0.96.
【例2】 (1)(2024·湖南联考)将编号为1,2,3,4的4个小球随机放入编号为1,2,3,4的4个凹槽中,每个凹槽放一个小球,则至少有2个凹槽与其被放入的小球编号相同的概率是( )
A. B.
C. D.
将编号为1,2,3,4的4个小球随机放入编号为1,2,3,4的4个凹槽中,共有A=24(种)放法,其中恰有2个凹槽与其被放入的小球编号相同的放法有C=6(种),4个凹槽均与其被放入的小球编号相同的放法有1种,所以至少有2个凹槽与其被放入的小球编号相同的概率P==,故选B.
(2)从正方体的8个顶点中任取3个连接构成三角形,则能构成正三角形的概率为( )
A. B.
C. D.
如图,从八个顶点中任选三个构成三角形的有C=56种结果;其中能构成正三角形的有8种结果:△ACD1,△BDC1,△ACB1,△BDA1,△A1C1B,△B1D1A,△B1D1C,△A1C1D,故所求的概率为
=,故选A.
利用公式法求解古典概型问题的步骤
【训练2】 (2022·新课标Ⅰ卷)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为( )
A. B. C. D.
从2,3,4,5,6,7,8中随机取2个不同的数有C=21种结果,其中这2个数互质的结果有(2,3),(2,5),(2,7),(3,4),(3,5),(3,7),(3,8),(4,5),(4,7),(5,6),(5,7),(5,8),(6,7),(7,8),共14种,所以所求概率为=.故选D.
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