内容正文:
5.3.2 事件之间的关系与运算
学业标准
素养目标
1.理解事件之间的关系与运算,能进行事件的混合运算.(难点)
2.理解互斥、对立事件的概念,会用加法公式求事件的概率.(重点)
1.通过事件之间的关系与运算等相关概念的学习,培养学生数学抽象等核心素养.
2.通过区别互斥与对立事件,以及求互斥与对立事件的概率,主要提升学生逻辑推理等核心素养.
导学1
事件之间的关系与运算
一粒骰子掷一次,记事件C:出现的点数为偶数,事件D:出现的点数小于3,当事件C,D都发生时,掷出的点数是多少?事件C,D至少有一个发生时呢?
[提示] 事件C,D都发生,即掷出的点数为偶数且小于3,故此时掷出的点数为2,即C∩D={2}.事件C,D至少有一个发生,掷出的点数可以是1,2,4,6.即C+D={1,2,4,6}.
◎结论形成
名称
定义
表示法
图示
包含关系
一般地,如果事件A发生时,事件B一定发生,则称“A包含于B”(或“B包含A”)
A⊆B(或B⊇A)
相等关系
如果事件A发生时,事件B一定发生;而且事件B发生时,事件A也一定发生,则称“A与B相等”
A=B
事件的和
给定事件A,B,由所有A中的样本点与B中的样本点组成的事件称为A与B的和(或并)
A+B(或A∪B)
事件的积
给定事件A,B,由A与B中的公共样本点组成的事件称为A与B的积(或交)
AB(或A∩B)
导学2
事件的互斥与对立
一枚骰子掷一次,事件E:出现的点数为3,事件F:出现的点数大于3,事件G:出现的点数小于4,则事件E与F能够同时发生吗?事件G与F能够同时发生吗?事件G与F可能都不发生吗?
[提示] 事件E与F不能同时发生,事件G与F不能同时发生,但二者必有一个发生.
◎结论形成
1.事件的互斥与对立
名称
定义
图形表示
符号表示
互斥事件
给定事件A,B,若事件A与B不能同时发生,则称A与B互斥
AB=∅
对立事件
给定样本空间Ω与事件A,则由Ω中所有不属于A的样本点组成的事件称为A的对立事件,记作
A=∅且A+=Ω
2.互斥事件的概率加法公式
(1)在一次试验中,如果事件A和事件B是互斥事件,那么有P(A+B)=P(A)+P(B).
(2)如果事件A1,A2,…,An是两两互斥事件,那么有P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
3.对立事件的概率
事件A的对立事件记为,则P(A)+P()=1.
点睛
对立事件与互斥事件的比较
(1)对立事件是针对两个事件来说的.一般地,若两个事件对立,则这两个事件是互斥事件;若两个事件是互斥事件,则未必是对立事件,所以对立事件是特殊的互斥事件.
(2)若A,B为对立事件,则在一次试验中,事件A与B只能发生其中一个,并且必然发生其中一个.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)互斥事件一定对立.( )
(2)对立事件一定互斥.( )
(3)事件A与B的和事件的概率一定大于事件A的概率.( )
(4)事件A与B互斥,则有P(A)=1-P(B).( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.从1,2,…,9中任取两数,其中:①恰有一个偶数和恰有一个奇数;②至少有一个奇数和两个数都是奇数;③至少有一个奇数和两个数都是偶数;④至少有一个奇数和至少有一个偶数.
在上述各对事件中,是对立事件的是( )
A.① B.②④
C.③ D.①③
解析 从1,2,…,9中任取两数,包括一奇一偶、两奇、两偶,共三种互斥事件,所以只有③中的两个事件才是对立事件.
答案 C
3.抛掷一枚骰子,“向上的点数是1或2”为事件A,“向上的点数是2或3”为事件B,则( )
A.A⊆B
B.A=B
C.A+B表示向上的点数是1或2或3
D.AB表示向上的点数是1或2或3
解析 设A={1,2},B={2,3},A∩B={1},A+B={1,2,3},∴A+B表示向上的点数为1或2或3.
答案 C
4.一商店有奖促销活动中有一等奖与二等奖两个奖项,其中中一等奖的概率为0.1,中二等奖的概率是0.25,则不中奖的概率是 .
解析 中奖的概率为0.1+0.25=0.35,中奖与不中奖为对立事件,所以不中奖的概率为1-0.35=0.65.
答案 0.65
题型一 事件关系的判断(一题多变)
从40张扑克牌(红桃、黑桃、方块、梅花,点数从1~10各10张)中,任取一张.
(1)“抽出红桃”与“抽出黑桃”;
(2)“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”;
(3)“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”.
判断上面给出的每对事件是否为互斥事件,是否为对立事件,并说明理由.
[解析] (1)是互斥事件,不是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出红桃”和“抽出黑桃”是不可能同时发生的,所以是互斥事件.同时,不能保证其中必有一个发生,这是由于还可能抽出“方块”或者“梅花”,因此,二者不是对立事件.
(2)既是互斥事件,又是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中,任意抽取1张,“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”,两个事件不可能同时发生,但其中必有一个发生,所以它们既是互斥事件,又是对立事件.
(3)不是互斥事件,当然不可能是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”这两个事件可能同时发生,如抽得牌点数为10,因此,二者不是互斥事件,当然不可能是对立事件.
[母题变式]
1.(变结论)本例的条件不变,除本例中三个小题给出的事件,你还能给出互斥事件吗?
解析 互斥事件有:“抽出的牌点数大于7”与“抽出的牌点数小于5”,“抽出方块”与“抽出梅花”等.(答案不唯一)
2.(变结论)本例的条件不变,除本例中三个小题给出的事件,你还能给出对立事件吗?
解析 对立事件有:“抽出的牌点数大于或等于7”与“抽出的牌点数小于7”,“抽出的牌点数为偶数”与“抽出的牌点数为奇数”等.(答案不唯一)
[素养聚焦] 利用互斥事件、对立事件的概念进行事件类型的判断,体现了数学抽象的核心素养.
判断事件间的关系时,一是要考虑试验的前提条件无论是包含、相等,还是互斥、对立,其发生的前提条件都是一样的,二是考虑事件的交事件和并事件,可考虑用Venn图分析,对于较难判断的关系,也可列出全部结果,再进行分析.
[触类旁通]
1.在掷骰子试验中,可以得到以下事件:
A:{出现1点};B:{出现2点};C:{出现3点};D:{出现4点};E:{出现5点};F:{出现6点};G:{出现的点数不大于1};H:{出现的点数小于5};I:{出现奇数点};J:{出现偶数点}.
请判断下列两个事件的关系:
(1)B H;(2)D J;
(3)E I;(4)A G.
解析 因为出现的点数小于5包含出现1点,出现2点,出现3点,出现4点四种情况,
所以事件B发生时,事件H必然发生,故B⊆H;
同理D⊆J,E⊆I;
又易知事件A与事件G相等,即A=G.
答案 (1)⊆ (2)⊆ (3)⊆ (4)=
题型二 事件的运算
抛掷两枚骰子,一枚是红色的,一枚是蓝色的.设A=“红骰子的点数是2”,B=“蓝骰子的点数是3”.
(1)写出样本空间Ω,并用样本点表示事件A,B;
(2)计算A∩B;
(3)计算A∪B.
[解析] (1)用(i,j)表示红骰子的点数是i,蓝骰子的点数是j,则试验的样本空间是
Ω={(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)}.
依题意A={(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6)},B={(1,3),(2,3),(3,3),(4,3),(5,3),(6,3)}.
(2)A∩B={(2,3)}=“红骰子是2点,蓝骰子是3点”.
(3)A∪B={(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(1,3),(3,3),(4,3),(5,3),(6,3)}=“红骰子是2点或蓝骰子是3点”.
事件间运算方法
(1)利用事件间运算的定义.列出同一条件下的试验所有可能出现的结果,分析并利用这些结果进行事件间的运算.
(2)利用Venn图.借助集合间运算的思想,分析同一条件下的试验所有可能出现的结果,把这些结果在图中列出,进行运算.
[触类旁通]
2.盒子里有6个红球、4个白球,现从中任取3个球,设事件A={3个球中有1个红球2个白球},事件B={3个球中有2个红球1个白球},事件C={3个球中至少有1个红球},事件D={3个球中既有红球又有白球}.
问:(1)事件D与A,B是什么样的运算关系?
(2)事件C与A的积事件是什么事件?
(3)设事件E={3个红球},事件F={3个球中至少有1个白球},那么事件C与B,E是什么关系?C与F的积事件是什么?
解析 (1)对于事件D,可能的结果为1个红球2个白球或2个红球1个白球,故D=A+B.
(2)对于事件C,可能的结果为1个红球2个白球,2个红球1个白球或3个均为红球,故C∩A=A.
(3)由事件C包括的可能结果有1个红球2个白球,2个红球1个白球,3个红球三种情况,故B⊆C,E⊆C,而事件F包括的可能结果有1个白球2个红球,2个白球1个红球,3个白球,所以C∩F={1个红球2个白球,2个红球1个白球}=D.
题型三 互斥事件、对立事件的概率(一题多解)
某医院要派医生下乡义诊,派出医生的人数及其概率如下表所示:
人数
0
1
2
3
4
大于或等于5
概率
0.1
0.16
0.3
0.2
0.2
0.04
(1)求派出医生至多2人的概率;
(2)求派出医生至少2人的概率.
[解析] 设“不派出医生”为事件A,“派出1名医生”为事件B,“派出2名医生”为事件C,“派出3名医生”为事件D,“派出4名医生”为事件E,“派出5名及5名以上医生”为事件F,事件A,B,C,D,E,F彼此互斥,且P(A)=0.1,P(B)=0.16,P(C)=0.3,P(D)=0.2,P(E)=0.2,P(F)=0.04.
(1)“派出医生至多2人”的概率为P(A+B+C)=P(A)+P(B)+P(C)=0.1+0.16+0.3=0.56.
(2)解法一 “派出医生至少2人”的概率为P(C+D+E+F)=P(C)+P(D)+P(E)+P(F)=0.3+0.2+0.2+0.04=0.74.
解法二 “派出医生至少2人”的概率为1-P(A+B)=1-0.1-0.16=0.74.
求复杂事件的概率的两种方法
(1)将所求事件转化成几个彼此互斥的事件的和事件.一般情况下,当一个事件包含多个基本事件时,要用到概率加法公式的推广,即P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
(2)将一个较复杂的事件转化为几个互斥事件的和事件时,若需要分类太多,而其对立事件的分类较少,则可考虑利用对立事件的概率公式,即“正难则反”.
[触类旁通]
3.在第3,6,16路公共汽车的一个停靠站,假定这个停靠站只能停靠一辆汽车,有一位乘客需5分钟之内赶到厂里,他可乘3路或6路车到厂里.已知3路车、6路车在5分钟内至此停靠站的概率分别为0.2和0.6,则此乘客在5分钟内能乘到所需车的概率为( )
A.0.2 B.0.6
C.0.8 D.0.12
解析 乘客在这个停靠站乘3路车与其乘6路车是不可能同时发生的,是互斥事件,所以所求的概率是0.2+0.6=0.8.
答案 C
知识落实
技法强化
1.事件之间的关系与运算.
2.事件的互斥与对立.
1.若A⊆B,则P(A)≤P(B).
2.只有两事件A,B互斥时,才有P(A+B)=P(A)+P(B).
[必备知识·基础巩固]
1.某人在打靶中,连续射击2次,至多有一次中靶的对立事件是( )
A.至少有一次中靶 B.两次都中靶
C.两次都不中靶 D.恰有一次中靶
解析 某人在打靶中,连续射击2次的所有可能结果为:
①第一次中靶,第二次中靶;
②第一次中靶,第二次未中靶;
③第一次未中靶,第二次中靶;
④第一次未中靶,第二次未中靶.
至多有一次中靶包含了②③④三种可能,故其对立事件为①,即两次都中靶.
答案 B
2.在10件产品中有3件次品,从中选3件.下列各种情况是互斥事件的有( )
①A:“所取3件中至多2件次品”,B:“所取3件中至少2件为次品”;
②A:“所取3件中有1件为次品”,B:“所取3件中有2件为次品”;
③A:“所取3件中全是正品”,B:“所取3件中至少有1件为次品”;
④A:“所取3件中至多有2件次品”,B:“所取3件中至少有1件是正品”;
A.①③ B.②③
C.②④ D.③④
解析 在10件产品中有3件次品,从中选3件,∵所取3件中至多2件次品与所取3件中至少2件为次品,两个事件中都包含2件次品,∴①中的两个事件不是互斥事件.
∵所取3件中有1件为次品与所取3件中有2件为次品是互斥事件,∴②中的两个事件是互斥事件.
∵所取3件中全是正品与所取3件中至少有1件为次品是不能同时发生的,∴③中的两个事件是互斥事件.
∵所取3件中至多有2件次品与所取3件中至少有1件是正品都包含2件次品1件正品,以及1件次品2件正品,以及3件正品,所以④不是互斥事件,故选B.
答案 B
3.已知事件A,B,C满足A⊆B,B⊆C,则下列说法不正确的是( )
A.事件A发生一定导致事件C发生
B.事件B发生一定导致事件C发生
C.事件发生不一定导致事件发生
D.事件发生不一定导致事件发生
解析 由已知可得A⊆C,又因为A⊆B,B⊆C,如图,事件A,B,C用集合表示为
则选项A,B正确,事件⊆,则C正确,D错误,故选D.
答案 D
4.掷一枚骰子,设事件A=“出现的点数不大于3”,B=“出现的点数为偶数”,则( )
A.A∪B=Ω
B.事件A与B是互斥事件
C.A∩B={2}
D.事件A与B是对立事件
解析 掷骰子有点数为1,2,3,4,5,6六种结果,
即Ω={1,2,3,4,5,6},事件A={1,2,3},B={2,4,6},
故A∪B={1,2,3,4,6}≠Ω,A∩B={2},即事件A,B既不互斥也不对立.
显然C正确.
答案 C
5.已知事件A与事件B是互斥事件,P(A∪B)=0.8,P(B)=0.2,则P(A∩B)= ,P(A)= .
解析 由于A,B互斥,所以事件A,B不可能同
时发生,因此,P(A∩B)=0,P(A∪B)=P(A)+P(B),所以P(A)=P(A∪B)-P(B)=0.8-0.2=0.6.
答案 0 0.6
6.同时抛掷两枚骰子,5点,6点都没有的概率为,则至少出现一个5点或6点的概率为 .
解析 设“既没有5点,也没有6点”的事件为A,“至少出现一个5点或6点”的事件为B,则A与B是对立事件.所以P(B)=1-P(A)=1-=.
答案
7.同时掷两枚骰子,两枚骰子的点数和是2,3,4,…,11,12中的一个,事件A={2,5,7},事件B={2,4,6,8,10,12},那么A+B= ,A= .
解析 ∵事件A={2,5,7},
事件B={2,4,6,8,10,12},
∴A+B={2,4,5,6,7,8,10,12},
={3,5,7,9,11},∴A={5,7}.
答案 {2,4,5,6,7,8,10,12} {5,7}
8.某县城有甲、乙两种报纸供居民订阅,记事件A为“只订甲报”,事件B为“只订乙报”,事件C为“至少订一种报纸”,事件D为“至多订一种报纸”,事件E为“一种报纸也没订”,事件F为“两种报纸都订”.根据上述事件回答下列问题:
(1)请列举出包含关系的事件;
(2)用和事件的定义判断上述事件中哪些是和事件;
(3)从上述事件中找出几对互斥事件和对立事件.
解析 (1)由题意可知,A发生,C一定发生,即A⊆C.同理,B⊆C,F⊆C,A⊆D,B⊆D,E⊆D.
(2)由题意及事件的相互关系可知,C=A+B+F,D=A+B+E,全集Ω=A+F+B+E.
(3)由互斥事件及对立事件的定义知,互斥事件有A和B,A和E,A和F,B和E,B和F,E和F,D和F,C和E;对立事件有C和E,D和F.
[关键能力·综合提升]
9.(多选题)在一次随机试验中,事件A1,A2,A3发生的概率分别是0.2,0.3,0.5,则下列说法错误的是( )
A.A1∪A2与A3是互斥事件,也是对立事件
B.(A1∪A2)∪A3是必然事件
C.P(A2∪A3)=0.8
D.P(A1∪A2)≤0.5
解析 事件A1,A2,A3不一定两两互斥,所以P(A1∪A2)=P(A1)+P(A2)-P(A1A2)≤0.5,P(A2∪A3)=P(A2)+P(A3)-P(A2A3)≤0.8,P[(A1∪A2)∪A3]≤1,所以(A1∪A2)∪A3不一定是必然事件,无法判断A1∪A2与A3是不是互斥或对立事件,所以A、B、C说法错误.故选ABC.
答案 ABC
10.甲、乙两人下棋,和棋的概率为50%,甲不输的概率为90%,则乙不输的概率为( )
A.60% B.50%
C.40% D.30%
解析 设A={甲获胜},B={甲不输},C={甲、乙和棋},则A,C互斥,且B=A+C,则P=P=P+P,
所以P=P-P=40%,乙获胜的概率为10%,
则乙不输的概率为50%+10%=60%.
答案 A
11.若事件A和B是互斥事件,且P(A)=0.1,则P(B)的取值范围是 .
解析 由于事件A和B是互斥事件,则P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.1+P(B),又0≤P(A∪B)≤1,所以0≤0.1+P(B)≤1,所以0≤P(B)≤0.9.
答案 [0,0.9]
12.黄种人群中各种血型的人所占的比例见下表:
血型
A
B
AB
O
该血型的人所占比例
0.28
0.29
0.08
0.35
已知同种血型的人可以输血,O型血可以给任何一种血型的人输血,任何血型的人都可以给AB血型的人输血,其他不同血型的人不能互相输血.则:
(1)任找一个人,其血可以输给B型血的人的概率是 ;
(2)任找一个人,B型血的人能为其输血的概率是 .
解析 任找一个人,其血型为A,B,AB,O型血的事件分别记为A′,B′,C′,D′,它们两两互斥.由已知,有P(A′)=0.28,P(B′)=0.29,P(C′)=0.08,P(D′)=0.35.因为B,O型血可以输给B型血的人,①“可以输给B型血的人”为事件B′+D′,根据概率的加法公式,得P(B′+D′)=P(B′)+P(D′)=0.29+0.35=0.64;③B型血的人能为B型、AB型的人输血,其概率为0.29+0.08=0.37.
答案 (1)0.64 (2)0.37
13.某人出差,他乘火车、轮船、汽车、飞机去的概率分别是0.3,0.2,0.1,0.4.
(1)求他乘火车或乘飞机去的概率;
(2)求他不乘轮船去的概率;
(3)如果他去的概率为0.5,请问他有可能乘何种交通工具去?
解析 (1)记“他乘火车去”为事件A1,“他乘轮船去”为事件A2,“他乘汽车去”为事件A3,“他乘飞机去”为事件A4,这四个事件任意两个都不可能同时发生,故它们彼此互斥,故P(A1+A4)=P(A1)+P(A4)=0.3+0.4=0.7,即他乘火车或乘飞机去的概率为0.7.
(2)设他不乘轮船去的概率为P,
则P=1-P(A2)=1-0.2=0.8.
(3)由于0.3+0.2=0.5,0.1+0.4=0.5,1-(0.3+0.2)=0.5,1-(0.4+0.1)=0.5,故他有可能乘火车或乘轮船去,也有可能乘汽车或乘飞机去.
[核心价值·探索创新]
14.甲射击一次,中靶的概率是P1,乙射击一次,中靶的概率是P2,已知,是方程x2-5x+6=0的根,且P1满足方程x2-x+=0.则甲射击一次,不中靶的概率为 ;乙射击一次,不中靶的概率为 .
解析 由P1满足方程x2-x+=0知,P-P1+=0,解得P1=.因为,是方程x2-5x+6=0的根,所以·=6,所以P2=,因此甲射击一次,不中靶的概率为1-=,
乙射击一次,不中靶的概率为1-=.
答案
15.从某大学数学系图书室中任选一本书.设A表示事件“任选一本书,这本书为数学书”;B表示事件“任选一本书,这本书为中文版的书”;C表示事件“任选一本书,这本书为2020年后出版的书”.问:
(1)AB表示什么事件?
(2)在什么条件下有ABC=A?
(3)⊆B表示什么意思?
(4)如果=B,那么是否意味着图书室中的所有的数学书都不是中文版的?
解析 (1)AB表示事件“2020年或2020年前出版的中文版的数学书”.
(2)在“图书室中所有数学书都是2020年后出版的且为中文版”的条件下才有ABC=A.
(3)⊆B表示2020年或2020年前出版的书全是中文版的.
(4)是.=B意味着图书室中的非数学书都是中文版的,而且所有的中文版的书都不是数学书.同时=B又可等价成=A,因而也可解释为:图书室中所有的数学书都不是中文版的,而且所有外文版的书都是数学书.
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