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章末复习课
一、互斥事件与对立事件
互斥事件是不可能同时发生的两个事件;对立事件除要求这两个事件不同时发生外,还要求二者必须有一个发生.因此对立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是对立事件,对立事件是互斥事件的特殊情况.若A1,A2,…,An互斥,则P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).对立事件概率由公式可得P(A) =1-P()(这里是A的对立事件).
[例 1] 某商场有奖销售中,购满100元商品得1张奖券,多购多得.1000张奖券为一个开奖单位,设特等奖1个,一等奖10个,二等奖50个.设1张奖券中特等奖、一等奖、二等奖的事件分别为A,B,C,求:
(1)P(A),P(B),P(C);
(2)1张奖券的中奖概率;
(3)1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率.
[解] (1)P(A)=,
P(B)==,
P(C)==.
故事件A,B,C的概率分别为,,.
(2)1张奖券中奖包含中特等奖、一等奖、二等奖.设“1张奖券中奖”这个事件为M,
则M=A∪B∪C.
∵A,B,C两两互斥,∴P(M) =P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)==.
故1张奖券的中奖概率为.
(3)设“1张奖券不中特等奖且不中一等奖”为事件N,则事件N与“1张奖券中特等奖或中一等奖”为对立事件.
∴P(N)=1-P(A∪B)
=1-=.
故1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率为.
1.有4张面值相同的债券,其中有2张中奖债券.
(1)有放回地从债券中任取2张,每次取出1张,计算取出的2张中至少有1张是中奖债券的概率;
(2)无放回地从债券中任取2张,每次取出1张,计算取出的2张中至少有1张是中奖债券的概率.
解:(1)把四张债券分别编号1,2,3,4,其中3,4是中奖债券,用(2,3)表示“第一次取出2号债券,第二次取出3号债券”,则试验的样本空间为Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4)}.
用C表示“有放回地从债券中任取2次,取出的2张都不是中奖债券”,则表示“有放回地从债券中任取2次,取出的2张中至少有1张是中奖债券”,
则C={(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)},
所以P() =1-P(C)=1-=.
(2)无放回地从债券中任取2张,则试验的样本空间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)}.
用D表示“无放回地从债券中任取2张,取出的2张都不是中奖债券”,则表示“无放回地从债券中任取2次,取出的2张至少有1张是中奖债券”,
则P() =1-P(D)=1-=.
二、古典概型
古典概型是一种最基本的概率模型,也是学习其他概率模型的基础,在高考题中,经常出现此种概率模型的题目.解题时要紧紧抓住古典概型的两个基本特征,即有限性和等可能性.在应用公式P(A)=时,关键是正确理解试验的发生过程,求出试验的样本空间的样本点总数n和事件A的样本点个数m.
角度1 古典概型概率的计算
[例 2] 甲、乙两校各有3名教师报名支教,其中甲校2男1女,乙校1男2女.
(1)若从甲校和乙校报名的教师中各任选1名,求选出的2名教师性别相同的概率;
(2)若从报名的6名教师中任选2名,求选出的2名教师来自同一学校的概率.
解:(1)从甲校和乙校报名的教师中各任选1名,所有样本点为(甲男1,乙男)、(甲男2,乙男)、(甲男1,乙女1)、(甲男1,乙女2)、(甲男2,乙女1)、(甲男2,乙女2)、(甲女,乙女1)、(甲女,乙女2)、(甲女,乙男),共9个;选出的2名教师性别相同的样本点有(甲男1,乙男)、(甲男2,乙男)、(甲女,乙女1)、(甲女,乙女2),共4个,所以选出的2名教师性别相同的概率为.
(2)从报名的6名教师中任选2名,所有样本点为(甲男1,乙男)、(甲男2,乙男)、(甲男1,乙女1)、(甲男1,乙女2)、(甲男2,乙女1)、(甲男2,乙女2)、(甲女,乙女1)、(甲女,乙女2)、(甲女,乙男)、(甲男1,甲男2)、(甲男1,甲女)、(甲男2,甲女)、(乙男,乙女1)、(乙男,乙女2)、(乙女1,乙女2),共15个;选出的2名教师来自同一学校的所有样本点为(甲男1,甲男2)、(甲男1,甲女)、(甲男2,甲女)、(乙男,乙女1)、(乙男,乙女2)、(乙女1,乙女2),共6个,所以选出的2名教师来自同一学校的概率为=.
角度2 古典概型与统计的综合应用
[例 3] 有7位歌手(1至7号)参加一场歌唱比赛,由500名大众评委现场投票决定歌手名次,根据年龄将大众评委分为五组,各组的人数如下:
组别
A
B
C
D
E
人数
50
100
150
150
50
(1)为了调查大众评委对7位歌手的支持情况,现用分层随机抽样方法从各组中抽取若干名大众评委,其中从B组中抽取了6人.请将其余各组抽取的人数填入下表.
组别
A
B
C
D
E
人数
50
100
150
150
50
抽取人数
6
(2)在(1)中,若A,B两组被抽到的大众评委中各有2人支持1号歌手,现从这两组被抽到的大众评委中分别任选1人,求这2人都支持1号歌手的概率.
[解] (1)由题设知,分层随机抽样的抽取比例为6%,所以各组抽取的人数如下表:
组别
A
B
C
D
E
人数
50
100
150
150
50
抽取人数
3
6
9
9
3
(2)记从A组抽到的3个评委为a1,a2,a3,其中a1,a2,支持1号歌手;从B组抽到的6个评委为b1,b2,b3,b4,b5,b6,其中b1,b2支持1号歌手.从{a1,a2,a3}和{b1,b2,b3,b4,b5,b6}中各抽取1人的所有结果为
由以上树状图知所有结果共18种,其中2人都支持1号歌手的有a1b1,a1b2,a2b1,a2b2共4种,故所求概率P==.
2.某校高三学生体检后,为了解高三学生的视力情况,该校从高三六个班的300名学生中以班为单位(每班学生50人),每班按随机抽样方法抽取了8名学生的视力数据.其中高三(1)班抽取的8名学生的视力数据与人数见下表:
视力
数据
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5.0
5.1
5.2
5.3
人数
2
2
2
1
1
(1)用上述样本数据估计高三(1)班学生视力的平均值;
(2)已知其余五个班学生视力的平均值分别为4.3,4.4,4.5,4.6,4.8.若从这六个班中任意抽取两个班学生视力的平均值作比较,求抽取的两个班学生视力的平均值之差的绝对值不小于0.2的概率.
解:(1)高三(1)班学生视力的平均值为
=4.7,
故用上述样本数据估计高三(1)班学生视力的平均值为4.7.
(2)从这六个班中任意抽取两个班学生视力的平均值作比较,所有的取法共有15种,而满足抽取的两个班学生视力的平均值之差的绝对值不小于0.2的取法有:(4.3,4.5),(4.3,4.6),(4.3,4.7),(4.3,4.8),(4.4,4.6),(4.4,4.7),(4.4,4.8),(4.5,4.7),(4.5,4.8),(4.6,4.8),共有10种,故抽取的两个班学生视力的平均值之差的绝对值不小于0.2的概率为P==.
三、频率与概率
对于概率的定义应注意以下几点
(1)求一个事件的概率的基本方法是通过大量的重复试验.
(2)只有当频率在某个常数附近摆动时,这个常数才叫作事件A的概率.
(3)概率是频率的稳定值,而频率是概率的近似值.
(4)概率反映了随机事件发生的可能性的大小.
(5)必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,故0≤P(A)≤1.
[例 4] 某险种的基本保费为a(单位:元),继续购买该险种的投保人称为续保人,续保人本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下:
上年度
出险次数
0
1
2
3
4
≥5
保费
0.85a
a
1.25a
1.5a
1.75a
2a
随机调查了该险种的200名续保人在一年内的出险情况,得到如下统计表:
出险次数
0
1
2
3
4
≥5
频数
60
50
30
30
20
10
(1)记A为事件“一续保人本年度的保费不高于基本保费”.求P(A)的估计值;
(2)记B为事件“一续保人本年度的保费高于基本保费但不高于基本保费的160%”.求P(B)的估计值;
(3)求续保人本年度平均保费的估计值.
[解] (1)事件A发生当且仅当一年内出险次数小于2.
由所给数据知,一年内出险次数小于2的频率为
=0.55,故P(A)的估计值为0.55.
(2)事件B发生当且仅当一年内出险次数大于1且小于4.由所给数据知,一年内出险次数大于1且小于4的频率为=0.3,故P(B)的估计值为0.3.
(3)由所给数据得
保费
0.85a
a
1.25a
1.5a
1.75a
2a
频率
0.30
0.25
0.15
0.15
0.10
0.05
调查的200名续保人的平均保费为
0.85a×0.30+a×0.25+1.25a×0.15+1.5a×0.15+1.75a×0.10+2a×0.05=1.192 5a.
因此,续保人本年度平均保费的估计值为1.192 5a.
3.近年来,某市为了促进生活垃圾的分类处理,将生活垃圾分为厨余垃圾、可回收物和其他垃圾三类,并分别设置了相应的垃圾箱.为调查居民生活垃圾分类投放情况,现随机抽取了该市三类垃圾箱中总计1000吨生活垃圾,数据统计如下(单位:吨):
“厨余垃
圾”箱
“可回收
物”箱
“其他垃
圾”箱
厨余垃圾
400
100
100
续表
可回收物
30
240
30
其他垃圾
20
20
60
(1)试估计厨余垃圾投放正确的概率;
(2)试估计生活垃圾投放错误的概率.
解:(1)设“厨余垃圾”箱里厨余垃圾量为m吨,厨余垃圾总量为n吨,则m=400,n=400+100+100=600.
以频率估计概率,得厨余垃圾投放正确的概率约为==.
(2)设“生活垃圾投放错误”为事件A,则事件表示“生活垃圾投放正确”.
以频率估计概率,得P()==0.7,
所以P(A) =1-P() =1-0.7-0.3.
四、事件的独立性
相互独立事件的概率通常和互斥事件的概率综合在一起考查,这类问题具有一个明显的特征,那就是在题目的条件中已经出现一些概率值,解题时先要判断事件的性质(是互斥还是相互独立),再选择相应的公式计算求解.
[例 5] 某车间共有八名工人,为了保障安全生产,每月1号要从中选取四名工人参加同样的技能测试,每名工人通过每次测试的概率都是.甲从事的岗位比较特殊,每次他都必须参加技能测试.工厂规定:工人连续两次没通过测试,则被撤销上岗资格.求甲恰好参加四次技能测试后被撤销上岗资格的概率.
[解] 设事件A为“甲恰好参加四次技能测试后被撤销上岗资格”,记事件A1为“甲第一、二次通过,第三、四次未通过测试”,则P(A1)=×××=.
记A2为“甲第一次未通过,第二次通过,第三、四次未通过测试”,则P(A2)=×××=.
因为A1,A2互斥,所以P(A)=P(A1)+P(A2)=+=.
所以甲恰好参加四次技能测试后被撤销上岗资格的概率是.
4.设每个工作日甲、乙、丙、丁4人需使用某种设备的概率分别为0.6,0.5,0.5,0.4,各人是否需使用设备相互独立,则同一工作日至少3人需使用设备的概率为( )
A.0.25 B.0.30
C.0.31 D.0.35
解析:选C 设甲、乙、丙、丁需使用设备分别为事件A,B,C,D,则P(A)=0.6,P(B)=0.5,P(C)=0.5,P(D)=0.4,所以同一工作日至少3人需使用设备的概率为P(ABC+ABD+ACD+BCD+ABCD)=0.6×0.5×0.5×0.6+0.6×0.5×0.5×0.4+0.6×0.5×0.5×0.4+0.4×0.5×0.5×0.4+0.6×0.5×0.5×0.4=0.31.
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