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研习5 古典概型
【母题】 [人教A版必修第二册P239例10]从两名男生(记为B1和B2)、两名女生(记为G1和G2)中任意抽取两人,
(1)分别写出有放回简单随机抽样、不放回简单随机抽样和按性别等比例分层随机抽样的样本空间;
(2)在三种抽样方式下,分别计算抽到的两人都是男生的概率.
[解] 设第一次抽取的人记为x1,第二次抽取的人记为x2,则可用数组(x1,x2)表示样本点.
(1)根据相应的抽样方法可知:
有放回简单随机抽样的样本空间
Ω1={(B1,B1),(B1,B2),(B1,G1),(B1,G2),(B2,B1),(B2,B2),(B2,G1),(B2,G2),(G1,B1),(G1,B2),(G1,G1),(G1,G2),(G2,B1),(G2,B2),(G2,G1),(G2,G2)}.
不放回简单随机抽样的样本空间
Ω2={(B1,B2),(B1,G1),(B1,G2),(B2,B1),(B2,G1),(B2,G2),(G1,B1),(G1,B2),(G1,G2),(G2,B1),(G2,B2),(G2,G1)}.
按性别等比例分层随机抽样,先从男生中抽一人,再从女生中抽一人,其样本空间
Ω3={(B1,G1),(B1,G2),(B2,G1),(B2,G2)}.
(2)设事件A=“抽到两名男生”,则
对于有放回简单随机抽样,
A={(B1,B1),(B1,B2),(B2,B1),(B2,B2)}.
因为抽中样本空间Ω1中每一个样本点的可能性都相等,所以这是一个古典概型.因此P(A)==.
对于不放回简单随机抽样,
A={(B1,B2),(B2,B1)}.
因为抽中样本空间Ω2中每一个样本点的可能性都相等,所以这是一个古典概型.
因此P(A)==.
因为按性别等比例分层随机抽样,不可能抽到两名男生,所以A=∅,因此P(A)=0.
链接核心知识:解决古典概型问题应注意的两点
(1)对于古典概型中的抽取问题,要注意是否有顺序性,有无放回.
(2)在利用排列、组合与两个基本计数原理求样本空间所含的基本事件数n以及事件A所含的基本事件数m时,要明确事件之间是对立关系还是互斥关系.
1.(2024·全国甲卷)甲、乙、丙、丁四人排成一列,丙不在排头,且甲或乙在排尾的概率是( )
A. B.
C. D.
B [画出树状图:
甲、乙、丙、丁四人排成一列共有24种排法,其中丙不在排头,且甲或乙在排尾的排法共有8种,所以所求概率为=.故选B.]
2.[苏教版必修第二册P287T7改编]学校放三天假,甲、乙两名同学打算去敬老院做志愿者,甲同学准备在三天中随机选一天,乙同学准备在前两天中随机选一天,则甲、乙选择同一天的概率是( )
A. B.
C. D.
C [因为甲同学准备在三天中随机选一天,乙同学准备在前两天中随机选一天,
所以甲同学有3种选择,乙同学有2种选择,
故共有3×2=6种选择,
其中甲、乙选择同一天的情况有2种,
故甲、乙选择同一天的概率为=.
故选C.]
3.(2022·新高考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.
D [从2至8的7个整数中随机取2 个不同的数,共有=21种不同的取法,
若两数不互质,不同的取法有:(2,4),(2,6),(2,8),(3,6),(4,6),(4,8),(6,8),共7种,
故所求概率P==.故选D.]
4.[人教A版必修第二册P230例4改编]已知A,B,C是三种电子信息传递元件,第一次由A元件将信息传出,每次传递时,传递元件都等可能地将信息传递给另外两个元件中的任何一个,则第三次传递后,信息在A元件中的概率是( )
A. B.
C. D.
B [依题意三次传递所有的传递方法有:
A→B→A→B;A→B→A→C;
A→B→C→A;A→B→C→B;
A→C→A→B;A→C→A→C;
A→C→B→A;A→C→B→C,则共有8种传递方法.
第三次传递后,信息在A元件中的有两种情况,
所以第三次传递后,信息在A元件中的概率P==.故选B.]
5.从正方体的8个顶点中任选4个,则这4个点在同一个平面的概率为 .
[根据题意,从正方体的8个顶点中任选4个,有=70(种)取法,
若这4个点在同一个平面,有底面2个和侧面4个、对角面6个,一共有12种情况,
则这4个点在同一个平面的概率P==.]
6.(2025·河北邯郸模拟)投掷一枚质地均匀的骰子(骰子的表面分别标有1,2,3,4,5,6点数标记),每投掷一次都记录下骰子的点数,连续投掷两次,记x表示这两次投掷的点数的平均数,则>的概率为 .
[若>,则x->或x-<-,解得x>4或x<3,
连续投掷两次,包括36个样本空间,其中x>4的情形有:(6,6),(6,5),(6,4),(6,3),(5,6),(5,5),(5,4),(4,6),(4,5),(3,6)共10个,
x<3的情形有:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(4,1)共10个,故所求概率为=.]
1.(2023·全国甲卷)某校文艺部有4名学生,其中高一、高二年级各2名.从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演,则这2名学生来自不同年级的概率为( )
A. B.
C. D.
D [记高一年级2名学生分别为a1,a2,高二年级2名学生分别为b1,b2,则从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演的基本事件有(a1,a2),(a1,b1),(a1,b2),(a2,b1),(a2,b2),(b1,b2),共6个,其中这2名学生来自不同年级的基本事件有(a1,b1),(a1,b2),(a2,b1),(a2,b2),共4个,所以这2名学生来自不同年级的概率P==,故选D.]
2.(2023·全国乙卷)某学校举办作文比赛,共6个主题,每位参赛同学从中随机抽取一个主题准备作文,则甲、乙两位参赛同学抽到不同主题的概率为( )
A. B.
C. D.
A [设6个主题分别为A,B,C,D,E,F,甲、乙两位同学所选主题的所有可能情况如表:
甲
乙
A
B
C
D
E
F
A
(A,A)
(A,B)
(A,C)
(A,D)
(A,E)
(A,F)
B
(B,A)
(B,B)
(B,C)
(B,D)
(B,E)
(B,F)
C
(C,A)
(C,B)
(C,C)
(C,D)
(C,E)
(C,F)
D
(D,A)
(D,B)
(D,C)
(D,D)
(D,E)
(D,F)
E
(E,A)
(E,B)
(E,C)
(E,D)
(E,E)
(E,F)
F
(F,A)
(F,B)
(F,C)
(F,D)
(F,E)
(F,F)
共36种情况.其中甲、乙两位同学抽到不同主题的情况有30种,故抽到不同主题的概率为=,故选A.]
3.(2025·上海春季高考)已知四边形ABCD,对于其四边AB,BC,CD,DA,按顺序分别抛掷一枚质地均匀的硬币:若硬币正面朝上,则将其擦去;若硬币反面朝上,则不擦去.最后,以A为起点沿着尚未擦去的边出发,可以到达C点的概率为( )
A. B.
C. D.
B [根据题意,对于其四边AB,BC,CD,DA,
按顺序分别抛掷一枚质地均匀的硬币,
共有2×2×2×2=16(种)情况,
要从A出发沿着尚未擦去的边能到达点C,
若保留AB,BC两条边,则CD,DA可保留也可擦去,
共有2×2=4(种)情况;
若保留AD,DC两条边,则AB,BC可保留也可擦去,
共有2×2-1=3(种)情况(其中有一种情况AD,DC,AB,BC都保留与上面重复),
则要从A出发沿着尚未擦去的边能到达点C,共有7种情况,
所以可以到达C点的概率为.
故选B.]
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