15.3 第2课时 独立事件-【优学精讲】2024-2025学年高中数学必修第二册教用Word(苏教版)
2026-01-23
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教辅
摘要:
该教案聚焦高中数学“独立事件”核心知识点,涵盖概念、性质及概率计算。通过“3张奖券有放回抽取”情境导入,以“事件A是否影响B”等问题链衔接随机事件概率知识,搭建从具体到抽象的学习支架。
资料特色在于情境化与分层训练结合,以奖券抽取情境抽象概念培养数学抽象,例题分判断、计算、综合应用,如用定义法判断事件独立性(逻辑推理),计算三科成绩概率(数学运算)。题型多样,助力学生深化理解,教师可直接用于教学,提升课堂效率。
内容正文:
第2课时 独立事件
新课程标准解读
核心素养
1.在具体情境中,了解两个事件相互独立的概念
数学抽象、逻辑推理
2.能利用相互独立事件同时发生的概率公式解决一些简单的实际问题
数学运算
3张奖券只有1张能中奖,3名同学有放回地抽取.事件A为“第一名同学没有抽到中奖奖券”,事件B为“第三名同学抽到中奖奖券”.
【问题】 (1)上述问题中事件A的发生是否会影响B发生的概率?
(2)上述问题中事件A和事件B相互独立吗?
知识点 相互独立事件
1.定义:一般地,对于两个随机事件A,B,如果P(AB)=P(A)P(B),那么称A,B为相互独立事件.
2.相互独立事件的性质
当事件A,B相互独立时,事件A与事件 相互独立 ,事件与事件B 相互独立 ,事件与事件 相互独立 .
3.相互独立事件的概率公式
(1)若事件A,B相互独立,则P(AB)=P(A)P(B);
(2)如果事件A1,A2,…,An相互独立,那么P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An).
提醒 当三个事件A,B,C两两独立时,等式P(ABC)=P(A)P(B)P(C)一般不成立,事件相互独立与事件两两独立是不等同的.
4.相互独立事件与互斥事件的区别与联系
相互独立事件
互斥事件
条件
事件A(或B)是否发生对事件B(或A)发生的概率没有影响
不可能同时发生的两个事件
符号
相互独立事件A,B同时发生,记作:AB
互斥事件A,B中有一个发生,记作:A+B
计算公式
P(AB)=
P(A)P(B)
P(A+B)=P(A)+P(B)
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)不可能事件与任何一个事件相互独立.( √ )
(2)必然事件与任何一个事件相互独立.( √ )
(3)“P(AB)=P(A)P(B)”是“事件A,B相互独立”的充要条件.( √ )
(4)如果两个事件相互独立,则它们的对立事件也是相互独立的.( √ )
2.一个电路上装有甲、乙两根保险丝,甲熔断的概率为0.85,乙熔断的概率为0.74,甲、乙两根保险丝熔断与否相互独立,则两根保险丝都熔断的概率为( )
A.1 B.0.629
C.0 D.0.74或0.85
答案:B
3.某班准备到郊外野营,为此向商店订了帐篷,如果下雨与不下雨是等可能的,能否准时收到帐篷也是等可能的,只要帐篷如期运到,他们就不会淋雨.则他们淋雨的概率是 .
解析:由题意,设事件A表示下雨,B表示准时收到帐篷,且P(A)=P(B)=,易知A,B相互独立,所以A与相互独立.所以淋雨的可能性为P(A)=P(A)P()=×=.
题型一
相互独立事件的判断
【例1】 (链接教科书第295页例1)判断下列每组事件A,B是否是相互独立事件:
(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”记为事件A,“从乙组中选出1名女生”记为事件B;
(2)一个袋子中有标号分别为1, 2, 3, 4的4个球,除标号外没有其他差异.采用不放回方式从中任意摸球两次.“第一次摸出球的标号小于3”记为事件A,“第二次摸出球的标号小于3”记为事件B;
(3)掷一颗骰子一次,“出现偶数点”记为事件A,“出现3点或6点”记为事件B.
解:(1)“从甲组中选出1名男生”这一事件是否发生,对“从乙组中选出1名女生”这一事件发生的概率没有影响,所以事件A与B是相互独立事件.
(2)因为样本空间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)},
A={(1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 1), (2, 3), (2, 4)},B={(1, 2), (2, 1), (3, 1), (3, 2), (4, 1), (4, 2)},
所以P(A)=P(B)==, P(AB)==,此时P(AB)≠P(A)P(B),
因此,事件A与B不是相互独立事件.
(3)因为P(A)==,P(B)==,P(AB)=.
所以P(AB)=P(A)P(B),所以事件A与B相互独立.
通性通法
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(AB)=P(A)·P(B);
(2)直接法:由事件本身的性质直接判断两个事件发生是否相互影响.
【跟踪训练】
1.甲、乙两名射手同时向一目标射击,设事件A:“甲击中目标”,事件B:“乙击中目标”,则事件A与事件B( )
A.相互独立但不互斥 B.互斥但不相互独立
C.相互独立且互斥 D.既不相互独立也不互斥
解析:A 对同一目标射击,甲、乙两射手是否击中目标是互不影响的,所以事件A与B相互独立;对同一目标射击,甲、乙两射手可能同时击中目标,也就是说事件A与B可能同时发生,所以事件A与B不是互斥事件.故选A.
2.(多选)下列事件中,A,B不是相互独立事件的是( )
A.一枚硬币掷两次,A=“第一次为正面”,B=“第二次为反面”
B.袋中有2白,2黑的小球,不放回地摸两球,A=“第一次摸到白球”,B=“第二次摸到白球”
C.掷一枚骰子,A=“出现点数为奇数”,B=“出现点数为偶数”
D.A=“人能活到20岁”,B=“人能活到50岁”
解析:BCD 把一枚硬币掷两次,对于每次而言是相互独立的,其结果不受先后影响,故A是相互独立事件;B中是不放回地摸球,显然事件A与事件B不相互独立;对于C,A,B应为互斥事件,不相互独立;对于D,事件B受事件A的影响,也不相互独立.故选B、C、D.
题型二
相互独立事件同时发生的概率
【例2】 (链接教科书第298页习题2题)某同学语文、数学、英语三科的考试成绩在一次考试中排名全班第一的概率:语文为0.9,数学为0.8,英语为0.85.求:
(1)三科成绩均未获得第一名的概率是多少?
(2)恰有一科成绩未获得第一名的概率是多少?
解:记该生语文、数学、英语考试成绩排名全班第一的事件分别为A,B,C,则A,B,C两两相互独立,且P(A)=0.9,P(B)=0.8,P(C)=0.85.
(1)“三科成绩均未获得第一名”可以用表示,P( )=P()P()P()=[1-P(A)][1-P(B)]·[1-P(C)]=(1-0.9)×(1-0.8)×(1-0.85)=0.003,
即三科成绩均未获得第一名的概率是0.003.
(2)“恰有一科成绩未获得第一名”可以用(BC)+(AC)+(AB)表示.
由于事件BC,AC和AB两两互斥,根据概率加法公式和相互独立事件的概率公式,所求的概率为P(BC)+P(AC)+P(AB)=P()P(B)·P(C)+P(A)P()·P(C)+P(A)P(B)P()=[1-P(A)]·P(B)P(C)+P(A)·[1-P(B)]·P(C)+P(A)P(B)[1-P(C)]=(1-0.9)×0.8×0.85+0.9×(1-0.8)×0.85+0.9×0.8×(1-0.85)=0.329,
即恰有一科成绩未获得第一名的概率是0.329.
通性通法
求相互独立事件同时发生的概率的关注点
(1)公式:若事件A与事件B相互独立,则P(AB)=P(A)P(B);
(2)性质:若A,B相互独立,则与B,A与,与也相互独立;
(3)注意:公式的适用条件——各个事件是相互独立的,而且它们同时发生.
【跟踪训练】
在社会主义新农村建设中,某市决定在一个乡镇投资农产品加工、绿色蔬菜种植和水果种植三个项目,据预测,三个项目成功的概率分别为,,,且三个项目是否成功相互独立.
(1)求恰有两个项目成功的概率;
(2)求至少有一个项目成功的概率.
解:(1)只有农产品加工和绿色蔬菜种植两个项目成功的概率为××(1-)=,
只有农产品加工和水果种植两个项目成功的概率为×(1-)×=,
只有绿色蔬菜种植和水果种植两个项目成功的概率为(1-)××=,
所以恰有两个项目成功的概率为++=.
(2)三个项目全部失败的概率为(1-)×(1-)×(1-)=,
所以至少有一个项目成功的概率为1-=.
题型三
相互独立事件概率的综合应用
【例3】 为了庆祝“五四”青年节,某班组织了一次学生爱国主义知识竞赛,由甲、乙两队参与竞赛,规定每队3人,每人回答一个问题,答对得1分,答错得0分.假设甲队每人回答问题正确的概率均为,乙队每人回答问题正确的概率分别为,,,且两队各人回答正确与否相互之间没有影响.
(1)分别求甲队总得分为3分与1分的概率;
(2)求甲队总得分为2分且乙队总得分为1分的概率.
解:(1)记“甲队总得分为3分”为事件A,“甲队总得分为1分”为事件B,
甲队得3分,即三人都回答正确,其概率为P(A)=××=.
甲队得1分,即三人中只有1人回答正确,其余两人回答错误,
其概率为P(B)=××+(1-)××+××=.
故甲队总得分为3分与1分的概率分别为,.
(2)记“甲队总得分为2分”为事件C,“乙队总得分为1分”为事件D,
事件C即甲队有2人答对,其余1人答错,
则P(C)=××+××+××=.
事件D即乙队只有1人答对,其余2人答错,
则P(D)=××+××+××=.
由题得事件C与事件D相互独立,
所以甲队总得分为2分且乙队总得分为1分的概率为P(CD)=P(C)P(D)=×=.
通性通法
求较复杂事件的概率的一般步骤
(1)列出题中涉及的各个事件,并且用适当的符号表示;
(2)理清事件之间的关系(两个事件是互斥还是对立,或者是相互独立的),列出关系式;
(3)根据事件之间的关系准确选取概率公式进行计算;
(4)当直接计算符合条件的事件的概率较复杂时,可先间接地计算其对立事件的概率,再求出符合条件的事件的概率.
【跟踪训练】
(2024·盐城质检)11分制乒乓球比赛,每赢1球得1分,当某局打成10∶10平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜,该局比赛结束.已知甲、乙两位同学进行11分制乒乓球比赛,双方10∶10平后,甲先发球,假设甲发球时甲得分的概率为0.5,乙发球时甲得分的概率为0.4,各球的结果相互独立.
(1)求事件“两人又打了2个球比赛结束”的概率;
(2)求事件“两人又打了4个球比赛结束且甲获胜”的概率.
解:(1)设双方10∶10平后的第k个球甲获胜为事件Ak(k=1,2,3,…),又打了X个球比赛结束,
则P(X=2)=P(A1A2)+P()=P(A1)·P(A2)+P()P()=0.5×0.4+0.5×0.6=0.5.
(2)P(X=4且甲获胜)=P(A1A3A4)+P(A2A3A4)
=P(A1)P()P(A3)P(A4)+P()P(A2)·P(A3)P(A4)
=0.5×0.6×0.5×0.4+0.5×0.4×0.5×0.4=0.1.
1.对于两个相互独立的事件A与B,若P(A)=0.3,P(B)=0.4,则P(A)=( )
A.0.42 B.0.28
C.0.12 D.0.18
解析:D 由相互独立事件的性质知A与也相互独立,所以P(A)=P(A)[1-P(B)]=0.18.
2.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
解析:B 事件甲发生的概率P(甲)=,事件乙发生的概率P(乙)=,事件丙发生的概率P(丙)=,事件丁发生的概率P(丁)=.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=,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=,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.故选B.
3.已知甲、乙、丙3名运动员击中目标的概率分别为0.7,0.8,0.85,且3人是否击中目标相互独立.若他们3人向目标各发1枪,则目标没有被击中的概率为 0.009 .
解析:3人向目标各发1枪,由相互独立事件的概率计算公式,得目标没有被击中的概率P=(1-0.7)×(1-0.8)×(1-0.85)=0.3×0.2×0.15=0.009.
4.(2024·无锡月考)甲袋中有8个白球、4个红球,乙袋中有6个白球、6个红球,这些小球除颜色外完全相同.从每袋中任取1个球,则取得同色球的概率为 .
解析:设事件A为“从甲袋中任取1个球,取得白球”,则事件为“从甲袋中任取1个球,取得红球”;设事件B为“从乙袋中任取1个球,取得白球”,则事件为“从乙袋中任取1个球,取得红球”.∵事件A与B相互独立,∴事件与也相
互独立.∴从每袋中任取1个球,取得同色球的概率为P(AB+)=P(AB)+P()=P(A)P(B)+P()P()=×+×=.
1.在某次考试中,甲、乙通过的概率分别为0.7,0.4.若两人考试相互独立,则甲未通过而乙通过的概率为( )
A.0.28 B.0.12
C.0.42 D.0.16
解析:B 甲、乙两人考试相互独立,则甲未通过而乙通过的概率P=(1-0.7)×0.4=0.12.故选B.
2.设A,B,C为三个随机事件,其中A与B互斥,B与C相互独立,则下列命题一定成立的是( )
A.A与B相互独立 B.A与C互斥
C.B与C互斥 D.与相互独立
解析:D 注意“互斥事件”与“相互独立事件”的区别,前者指的是不可能同时发生的事件,后者指的是在两个事件中,一个事件是否发生对另一个事件发生的概率没有影响.因为B与C相互独立,由两事件相互独立的性质易知D正确.
3.在某道路A,B,C三处设有交通灯,这三盏灯在一分钟内开放绿灯的时间分别为25秒、35秒、45秒.某辆车在这条道路上匀速行驶,则三处都不停车的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:C 由题意可知,每个交通灯开放绿灯的概率分别为,,.在这条道路上匀速行驶,则三处都不停车的概率为××=.故选C.
4.(2024·南京月考)甲班和乙班同学在体育课上进行拔河比赛,比赛采取三场两胜制(当一个班获得两场胜利时,该班获胜,比赛结束),假设每场比赛甲班获胜的概率为,每场比赛结果互不影响,则甲班最终获胜的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:D 甲班最终获胜有三种情况:①甲班前两场获胜;②甲班第1场和第3场获胜,第2场输;③甲班第1场输,第2场和第3场获胜.故甲班最终获胜的概率为+××+×=.故选D.
5.(多选)下列各对事件中,不是相互独立事件的有( )
A.运动员甲射击一次,“射中9环”与“射中8环”
B.甲、乙两运动员各射击一次,“甲射中10环”与“乙射中9环”
C.甲、乙两运动员各射击一次,“甲、乙都射中目标”与“甲、乙都没有射中目标”
D.甲、乙两运动员各射击一次,“至少有1人射中目标”与“甲射中目标但乙未射中目标”
解析:ACD 在A中,甲射击一次,“射中9环”与“射中8环”两个事件不可能同时发生,二者是互斥事件,不独立;在B中,甲、乙各射击一次,“甲射中10环”发生与否对“乙射中9环”的概率没有影响,二者是相互独立事件;在C中,甲、乙各射击一次,“甲、乙都射中目标”与“甲、乙都没有射中目标”不可能同时发生,二者是互斥事件,不独立;在D中,记“至少有1人射中目标”为事件A,“甲射中目标但乙未射中目标”为事件B,则AB=B,因此当P(A)≠1时,P(AB)≠P(A)P(B),故不独立.故选A、C、D.
6.(多选)已知A,B是一个随机试验中的两个随机事件,若P(AB)=,P(A)=,P(B)=,则( )
A.事件A与B互为对立
B.事件A与B相互独立
C.P(A+B)=
D.P()=
解析:BCD 因为P(AB)=≠0,所以事件A与B不互斥,所以事件A与B不互为对立,A错误;因为P(A)P(B)=×=,所以P(AB)=P(A)P(B),所以事件A与B相互独立,B正确;P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)=+-=,C正确;P()=1-P(A+B)=1-=,D正确.故选B、C、D.
7.(2024·徐州月考)在甲盒内的200个螺杆中有160个是A型,在乙盒内的240个螺母中有180个是A型.若从甲、乙两盒内各取一个,则能配成A型螺栓的概率为 .
解析:“从甲盒内取一个A型螺杆”记为事件M,“从乙盒内取一个A型螺母”记为事件N,因事件M,N相互独立,则能配成A型螺栓(即一个A型螺杆与一个A型螺母)的概率为P(MN)=P(M)P(N)=×=.
8.明天上午李明要参加“青年文明号”活动,为了准时起床,他准备用甲、乙两个闹钟叫醒自己,假设甲闹钟准时响的概率为0.80,乙闹钟准时响的概率为0.90,则两个闹钟都不准时响的概率是 0.02 ,两个闹钟至少有一个准时响的概率是 0.98 .
解析:两个闹钟都不准时响的概率为(1-0.80)×(1-0.90)=0.20×0.10=0.02,设两个闹钟至少有一个准时响为事件A,则P(A)=1-(1-0.80)×(1-0.90)=1-0.20×0.10=0.98.
9.某工厂师徒二人各加工相同型号的零件2个,是否加工出精品互不影响.已知师傅加工一个零件是精品的概率为,师徒二人各加工2个零件都是精品的概率为,则徒弟加工2个零件都是精品的概率为 .
解析:记师傅加工2个零件都是精品的概率为P(A),则P(A)=×=,记徒弟加工2个零件都是精品的概率为P(B),则师徒二人各加工2个零件都是精品的概率为P(AB)=P(A)·P(B)=,求得P(B)=,故徒弟加工2个零件都是精品的概率为.
10.在生活小常识有奖问答竞赛中,甲、乙、丙三人同时回答一道有关生活小常识的问题,已知甲答对这道题的概率是,甲、乙两人都回答错误的概率是,乙、丙两人都回答正确的概率是.设每人回答问题正确与否相互独立.
(1)求乙答对这道题的概率;
(2)求甲、乙、丙三人中,至少有一人答对这道题的概率.
解:(1)记“甲答对这道题”“乙答对这道题”“丙答对这道题”分别为事件A,B,C,设乙答对这道题的概率P(B)=x,由于每人回答问题正确与否相互独立,因此A,B,C是相互独立事件.
由题意可知,P(A)=,P()=P()P()=×(1-x)=,解得x=,
所以乙答对这道题的概率为P(B)=.
(2)设“甲、乙、丙三人中,至少有一人答对这道题”为事件M,丙答对这道题的概率P(C)=y,由题可知,P(BC)=P(B)P(C)=×y=,解得y=.
甲、乙、丙三人都回答错误的概率为P()=P()P()P()=××(1-)=.
因为事件“甲、乙、丙三人都回答错误”的对立事件是“甲、乙、丙三人中,至少有一人答对这道题”,
所以P(M)=1-=.
11.专家甲独立地破译一个密码成功的概率为,为提高破译概率需增加专家数量,若要达到译出密码的概率为99%(各专家相互独立互不交流),至少需要像甲这样的专家的个数为(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)( )
A.15 B.16
C.17 D.18
解析:C 设需要像甲这样的专家x个, 要达到译出密码的概率为99%,则≤,则xlg ≤lg ,即x≥=≈16.01,故至少需要17个像甲这样的专家.
12.如图,已知电路中4个开关闭合的概率都是,且每个开关是否闭合是相互独立的,则灯亮的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:C 记“A开关闭合”“B开关闭合”“C开关闭合”“D开关闭合”分别为事件A,B,C,D,则题图中含开关的三条线路同时断开的概率为P()P()[1-P(AB)]=××(1-×)=,所以灯亮的概率为1-=.故选C.
13.(2024·湛江月考)在荷花池中,有一只青蛙在成品字形的三片荷叶上跳来跳去(每次跳跃时,均从一片跳到另一片),而且逆时针方向跳的概率是顺时针方向跳的概率的两倍,如图所示.假设现在青蛙在A片荷叶上,则跳三次之后停在A片荷叶上的概率是 .
解析:由题意知逆时针方向跳的概率为,顺时针方向跳的概率为,青蛙跳三次要回到A片荷叶只有两条途径:第一条:A→B→C→A,P1=××=;第二条:A→C→B→A,P2=××=,所以跳三次之后停在A片荷叶上的概率P=P1+P2=+=.
14.为刺激消费,某市给市民发放面额为100元的旅游消费券,由抽样调查预计老、中、青三类市民持有这种消费券到某旅游景点的消费额及其概率如表:
200元
300元
400元
500元
老年
0.4
0.3
0.2
0.1
中年
0.3
0.4
0.2
0.1
青年
0.3
0.3
0.2
0.2
某天恰好有持有这种消费券的老年人、中年人、青年人各一人到该旅游景点.
(1)求这三人恰有两人的消费额不少于300元的概率;
(2)求这三人的消费总额大于或等于1 300元的概率.
解:(1)设三人中恰有两人的消费额不少于300元的概率为P1,
则P1=(0.7)2×0.4+2×0.3×0.7×0.6=0.448.
(2)消费总额为1 500元的概率是0.1×0.1×0.2=0.002,
消费总额为1 400元的概率是(0.1)2×0.2+2×(0.2)2×0.1=0.01,
消费总额为1 300元的概率是(0.1)2×0.3+0.3×0.1×0.2+0.1×0.4×0.2+(0.2)3+2×(0.2)2×0.1=0.033,
因为0.002+0.01+0.033=0.045,
所以消费总额大于或等于1 300元的概率是0.045.
15.(2024·苏州质检)甲、乙、丙三位同学进行羽毛球比赛,约定赛制如下:
累计负两场者被淘汰;比赛前抽签决定首先比赛的两人,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,负者下一场轮空,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,剩余的两人继续比赛,直至其中一人被淘汰,另一人最终获胜,比赛结束.
经抽签,甲、乙首先比赛,丙轮空.设每场比赛双方获胜的概率都为.
(1)求甲连胜四场的概率;
(2)求需要进行第五场比赛的概率;
(3)求丙最终获胜的概率.
解:(1)甲连胜四场的概率为.
(2)根据赛制,至少需要进行四场比赛,至多需要进行五场比赛.
比赛四场结束,共有三种情况:
甲连胜四场的概率为;
乙连胜四场的概率为;
丙上场后连胜三场的概率为.
所以需要进行第五场比赛的概率为1---=.
(3)丙最终获胜,有两种情况:
比赛四场结束且丙最终获胜的概率为;
比赛五场结束且丙最终获胜,则从第二场开始的四场比赛按照丙的胜、负、轮空结果有三种情况:胜胜负胜,胜负空胜,负空胜胜,概率分别为,,.
因此丙最终获胜的概率为+++=.
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