内容正文:
概 率
§1 随机现象与随机事件
§1.1 随机现象 §1.2 样本空间
学习目标
素养要求
1.结合具体实例,理解随机现象、样本空间、样本点等相关概念.
2.在实际问题中,能正确求出随机事件的样本空间.
1.通过学习随机现象、样本空间等概念,培养数学抽象的核心素养.
2.通过确定样本空间,提升数学建模的核心素养.
[自主梳理]
知识点一 随机现象
[问题] 自然界和人类社会里存在着确定性现象和随机现象,下列几个现象是确定性现象吗?为什么?
(1)把一石块抛向空中,它会掉到地面上来;
(2)我们生活的地球,每天都在绕太阳转动;
(3)一个人随着岁月的消逝,一定会衰老、死亡.
答:都是确定性现象.因为这些现象是在一定条件下必然要出现的现象.
►知识填空
定义
特点
确定性
现象
在一定条件下必然出现的现象,称为确定性现象
结果是必然的
续表
随机现象
在一定条件下,进行试验或观察会出现不同的结果,而且每次试验之前都无法预言会出现哪一种结果的现象,称为随机现象
(1)结果至少有2种
(2)事先并不知道会出现哪一种结果
知识点二 样本空间
[问题1] 观察随机现象时,所有可能出现的结果可以构成一个集合吗?若能构成集合,该集合中的元素是什么?
答:可以构成一个集合,该集合中的元素为每种可能出现的结果.
[问题2] 观察随机现象或进行试验时,其可能出现的结果的数量一定是有限的吗?
答:不一定,也可能是无限的.
►知识填空
1.试验与试验结果:在概率与统计中,把观察随机现象或为了某种目的而进行的实验统称为试验,一般用E来表示,把观察结果或实验结果称为试验结果.
2.样本空间、样本点、有限样本空间
定义
表示符号
样本空间
将试验E的所有可能结果组成的集合称为试验E的样本空间
Ω
样本点
样本空间Ω的元素,即试验E的每种可能结果,称为试验E的样本点
ω
有限样本空间
如果样本空间Ω的样本点的个数是有限的,那么称样本空间Ω为有限样本空间
Ω
[自主检验]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“当x是实数时,x-|x|=2”是随机现象.( )
(2)“某班一次数学测试,及格率低于75%”是随机现象.( )
(3)“从分别标有0,1,2,3,…,9这十个数字的纸团中任取一个,取出的纸团是偶数”是随机现象.( )
(4)“体育彩票某期的特等奖号码”是随机现象.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.下列现象中,是确定性现象的是________.
①长度为3,4,5的三条线段可以构成一个直角三角形;
②打开电视机,正好在播新闻;
③从装有3个黄球、5个红球的袋子中任意摸4个,全部都是黄球;
④下周六是晴天.
答案:①
3.先后抛掷均匀的一分、二分硬币各一枚,观察落地后硬币的正反面情况,则下列事件包含3个样本点的是( )
A.“至少一枚硬币正面向上”
B.“只有一枚硬币正面向上”
C.“两枚硬币都是正面向上”
D.“两枚硬币一枚正面向上,另一枚反面向上”
解析:选A “至少一枚硬币正面向上”包括“1分向上,2分向下”,“1分向下,2分向上”,“1分,2分都向上”三个样本点.
4.从a,b,c,d中任取三个字母,则该试验的样本点数为________.
答案:4
题型一 随机现象及判断
[例 1] 判断下列现象是确定性现象还是随机现象.
(1)小明在校学生会主席竞选中成功;
(2)掷一枚质地均匀的硬币出现的结果;
(3)某人购买的彩票号码恰好是中奖号码;
(4)标准大气压下,把水加热至100℃沸腾;
(5)骑车经过十字路口时,信号灯的颜色.
解:(1)随机现象.因为竞选能否成功是不可预知与确定的.
(2)随机现象.因为出现的结果可能是正面,也可能是反面,结果并不确定.
(3)随机现象.因为彩票号码是否为中奖号码,本身无法预测,是不可知的.
(4)确定性现象.因为标准大气压下,水加热至100℃时沸腾这个结果一定会发生,是确定的.
(5)随机现象.因为信号灯的颜色对每位过路口的人来说事先都是不可知的,是无法确定的.
判断某一现象是随机现象还是必然现象的关键是看在一定条件下,现象的结果是否可以预知、确定.若在一定条件下,出现的结果是可以预知的,这类现象为必然现象;若在一定条件下,出现哪种结果是无法预知、无法事先确定的,这类现象称为随机现象.
下列现象中,随机现象有哪些?
(1)某射手射击一次,射中10环;
(2)同时掷两颗骰子,都出现6点;
(3)某人购买福利彩票未中奖;
(4)若x为实数,则x2+1≥1.
解析:(4)是确定性现象.(1)(2)(3)是随机现象.
题型二 确定样本空间及有关事件
[例 2] 连续抛掷一枚均匀的骰子2次,观察每次出现的点数.
(1)写出对应的样本空间;
(2)用集合表示事件A:出现的点数之和大于8.
解:(1)法一:列举法
用(x,y)表示结果,其中x表示骰子第1次出现的点数,y表示骰子第2次出现的点数,则试验的所有结果为:
(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).
所以试验的样本空间为
Ω=
法二:列表法
用(i,j)表示抛掷的结果,其中i表示第一次掷出的点数,j表示第二次掷出的点数,则所有可能的结果如下表:
j
i
1
2
3
4
5
6
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
(1,6)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
(2,6)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
(3,6)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
(4,6)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
(5,6)
6
(6,1)
(6,2)
(6,3)
(6,4)
(6,5)
(6,6)
所以样本空间为
Ω=
(2)事件A表示“出现点数之和大于8”,所以满足要求的样本点共有10个.因此事件A={(3,6),(4,5),(4,6),(5,4),(5,5),(5,6),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}.
求样本空间的方法
(1)列举法:把试验的全部结果一一列举出来,列举法适合于较为简单的试验问题.
(2)列表法:将样本点用表格的方式表示出来,通过表格可以弄清样本点的总数,以及要求的事件所包含的样本点数.列表法适用于较简单的试验的题目.
(3)树状图法:使用树状的图形把基本事件列举出来.树状图法便于分析事件间的结构关系,适用于较复杂的试验的题目.
(变结论)本例条件不变,指出下列随机事件的含义.
(1)事件C={(1,1),(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),(6,1)};
(2)事件D={(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,6)};
(3)事件E={(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)}.
解:事件C的含义为连续抛一枚均匀的骰子两次,第二次出现的点数都为1.
事件D的含义为连续抛一枚均匀的骰子两次,第二次出现的点数比第一次大1.
事件E的含义为连续抛一枚均匀的骰子两次,两次出现的点数之和为5.
[课堂小结]
1.理解随机现象和确定性现象的概念.
2.掌握样本空间和样本点的概念.
3.在写样本空间时,要明确试验的条件,按一定次序列举,做到不重、不漏.
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