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统计与概率:古典概型、独立事件的概率复习讲义
统计与概率:古典概型、独立事件的概率复习讲义
考点目录
古典概型
独立事件的概率
知识点解析
1. 古典概型解题核心思路
定模型→数基本事件→算比值,即先确认符合古典概型等可能、有限性特征,再分别数出总基本事件数和目标事件数,最后用计算概率。
2. 核心解法技能
(1)特征验证:先判断试验结果有限且等可能,排除非等可能情况(如几何概型、分层结果);
(2)计数方法:
①简单情况:直接枚举(列表、树状图),不重不漏;
②复杂情况:用排列组合公式(分步乘、分类加,区分有序/无序);
(3)事件转化:遇“至少/至多”类复杂目标事件,优先算对立事件再用简化计算;
(4)等价拆分:将目标事件拆分为互斥子事件,用加法公式求和,保证拆分无重叠、无遗漏。
(5)核心关键:等可能是前提,准确计数是核心。
1. 独立事件概率解题核心思路
先判定事件相互独立,再将复杂独立事件拆解为“积/和”形式,用独立事件乘法、互斥事件加法公式计算概率。
2. 核心解法技能
(1)独立性判定:满足,或直观判断“一事件发生不影响另一事件概率”;
(2)核心公式:独立事件同时发生,(可推广到n个独立事件);
(3)复杂事件拆解:
①“至少/至多发生一个”:优先算对立事件(全部不发生/全部发生)简化;
②“恰好发生k个”:组合选k个发生,其余不发生,再乘各事件概率;
(4)分步计算:多步独立试验,按步骤依次算每步概率,最后相乘。
(5)核心关键:先判独立,再拆事件,乘加结合。
考点一 古典概型
【例题分析】
例1.(25-26高三上·湖北·期末)袋中有9个除了颜色外完全相同的小球,其中有3个白球,2个红球,4个黄球.从中不放回地取球,每次取一个球,当三种颜色的球都取到时停止,记停止时取出的球的个数为,则( )
A. B. C. D.
例2.(2026·江西·一模)随机抛掷质地均匀的两枚骰子,向上点数分别记为和,则直线与圆有2个公共点的概率为( )
A. B. C. D.
例3.(2026·广东广州·模拟预测)箱中有连续编号1到15的小球,现从箱中一次随机取出5个球,若已知取出的5个球的编号中位数为9,则这5个球中的最大编号与最小编号之差恰好等于9的概率为__________.
例4.(25-26高三下·安徽·开学考试)有一个摸奖游戏,在一个不透明的口袋中装有大小相同的3个红球和5个白球,红球分别标有数字1,2,3,白球分别标有数字1,2,3,4,5,若一次性从袋中摸出三个球,摸到三个球同色或摸到三个球数字之和为3的倍数就中奖,则中奖的概率为___________.
例5.(2026·广东佛山·一模)现有8张大小质地完全相同的卡片,其中4张是红色,4张是蓝色.从中随机摸出3张卡片放入一个不透明的袋子中,记袋子中红色卡片的张数为,然后进行如下操作:从袋子中随机摸出一张卡片(每张卡片被摸到的概率相等),观察其颜色后,将该卡片放在袋外,再从袋外取一张另一种颜色的卡片放入袋中(即若摸出红色卡片,则放回蓝色卡片;若摸出蓝色卡片,则放回红色卡片),袋子中始终保持3张卡片.记经过次这样的操作后,袋子中红色卡片的张数为.
(1)求;
(2)当时,求随机变量的分布列和数学期望;
(3)求随机变量的数学期望.
例6.(25-26高三下·云南怒江·开学考试)近年来,我国在大力发展清洁能源来替代化石能源.天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的比重逐年增长.以下是2016∼2024年我国某地清洁能源消费量占能源消费总量的比重数据:19.5%,20.3%,22.1%,23.3%,24.3%,25.5%,26.0%,26.4%,28.6%.
(1)求这组数据的极差与中位数;
(2)从这9个数据中任选3个,求恰有2个数据在25.0%以上的概率;
(3)若2016∼2024年我国某地清洁能源消费量占能源消费总量的比重y关于年份x的经验回归方程为,年份x的平均数为2020,预测2028年该地清洁能源消费量占能源消费总量的比重.
【变式训练】
变式1.(2026·山东东营·一模)在2025年10月19日举行的黄河口马拉松比赛活动中,甲、乙、丙、丁四位志愿者被派往A、B、C三个服务站,若每个服务站至少派一位志愿者,且每位志愿者只能被派往一个服务站,则在甲被派去B服务站的条件下,甲、乙被派去同一个服务站的概率为( )
A. B. C. D.
变式2.(25-26高三下·广东江门·开学考试)从1,2,3,4中随机抽取三个不同的数相加,得到的和记为,剩余的数乘以3,记为,则( )
A. B. C. D.1
变式3.(25-26高三上·广西贵港·开学考试)不透明的盒子中装有大小质地相同的2个红球、2个白球、4个黄球,若采取不放回的方式每次从盒子中随机摸出一个小球,当三种颜色的球都被摸到时停止摸球,记此时已摸球的次数为随机变量,则______.
变式4.(2026·内蒙古包头·模拟预测)某不透明的袋子中装有标号为的12个球(除标号外,其他均相同),现从袋子中任取3个球,记为取出的3个球的标号之和被3除的余数,则_______.
变式5.(2026·山东临沂·一模)某人工智能公司召开年会,期间提供两个游戏供员工选择,两个游戏均有3局,每局获胜可获对应奖金,奖金可累计.具体规则如下:
游戏Ⅰ:抛掷质地均匀的相同硬币
第1局,抛两枚,向上的图案相同则获胜,得100元奖金;第2局,抛三枚,向上的图案相同则获胜,得500元奖金;第3局,抛四枚,向上的图案相同则获胜,得900元奖金;
游戏Ⅱ:抛掷质地均匀的特殊骰子(三组对面分别标记0,2,6的骰子).
第1局,抛两颗,向上的数字相同则获胜,得300元奖金;第2局,抛三颗,向上的数字相同则获胜,得600元奖金;第3局,抛四颗,向上的数字是2,0,2,6(不计顺序)则获胜,得900元奖金.
(1)求游戏Ⅰ第2局获胜的概率;
(2)若销售部门的3位员工均选择游戏Ⅰ,设X为前两局均未获胜的人数,求X的分布列和数学期望;
(3)从奖金期望角度,员工应选择哪个游戏?请说明理由.
变式6.(2026·江苏镇江·一模)AI幻觉,是指AI模型生成看似合理但实际不正确或毫无事实依据的信息的现象,AI幻觉率是指AI模型产生AI幻觉的概率.现抽取了某公司研发的14个使用率较高的AI模型,其幻觉率如下表所示:
AI模型
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
幻觉率
1.3%
1.8%
2.9%
1.5%
1.9%
2.9%
0.7%
0.9%
1.6%
2.4%
0.8%
1.6%
2.4%
2.8%
(1)从表中提供的AI模型中任取一个,求该模型幻觉率小于2%的概率;
(2)从表中提供的幻觉率小于的AI模型中任取3个,用随机变量表示其中幻觉率小于的模型个数,求随机变量的分布列和数学期望.
考点二 独立事件的概率
【例题分析】
例1.(25-26高三下·陕西西安·开学考试)已知某足球队共有13名球员,其中主力球员11名,替补球员2名.假设主力球员定点射门的命中率为0.8,替补球员定点射门的命中率为0.6.现从该球队随机抽取1名球员进行定点射门,连续射门2次,则恰好命中1次的概率为( )
A. B. C. D.
例2.(2026·广东梅州·一模)甲乙两人下棋比赛,规则是谁先赢2局,谁便赢得奖金5400元.根据以往的交手记录,每局甲赢的概率为,乙赢的概率为,且每局比赛相互独立.然而因突发事件,比赛未能举行,为公平服众,奖金按照比赛正常进行时各自赢得比赛的概率之比进行分配,则甲分得奖金( )元.
A.3600 B.3800 C.4000 D.4200
例3.(2026·广东·模拟预测·多选)已知事件为一组相互独立的事件,且,则( )
A. B.
C. D.
例4.(2026·陕西西安·一模·多选)甲、乙两选手进行象棋比赛,有3局2胜制、5局3胜制两种方案.设每局比赛中甲获胜的概率为,乙获胜的概率为,且每局比赛的结果互不影响,则下列结论正确的有( )
A.若采用3局2胜制,则甲获胜的概率为
B.若采用5局3胜制,则甲以获胜的概率为
C.若,则甲在5局3胜制中获胜的概率比在3局2胜制中获胜的概率大
D.若,采用5局3胜制,在甲获胜的条件下,比赛局数为4局的可能性最大
例5.(25-26高三下·天津·开学考试)袋中有2个不同的红球和3个不同的白球,每次取1个球,若取出红球,则不放回袋中;若取出白球,则放回袋中.连续取3次球,袋中还有2个红球的概率为______;若袋中还有1个红球,则第2次取出红球的概率为______.
例6.(25-26高三上·广东深圳·期末)盒子里装有6个小球,其中2个红球,4个黑球.从盒子中随机取出1个小球,若取出的是红球,则直接丢弃,若取出的是黑球,则放回盒子中.则
(1)取了3次后,恰好取出1个红球的概率为__________;
(2)取了次后,所有红球刚好全部取出的概率为__________.
例7.(2026·江苏常州·模拟预测)甲、乙两人轮流投篮,每人每次投一球,约定甲先投,先投中者获胜,直到有人获胜或每人都已投三次结束,设甲每次投篮投中的概率为,乙每次投篮投中的概率为,且各自投篮互不影响.
(1)求比赛结束但仍没有决出胜负的概率;
(2)求甲获胜的概率.
例8.(25-26高三下·河北沧州·月考)某研发系统内在初始时刻有一个可分裂粒子,在第1分钟末这个粒子分裂成两个新粒子,共有三种分裂情况:产生两个可分裂粒子,其概率为;产生一个可分裂粒子与一个不可分裂粒子,其概率为;产生两个不可分裂粒子,其概率为. 新产生的每个可分裂粒子在1分钟末又会按照上述分裂情况分裂成两个新粒子,不可分裂粒子在1分钟末被移出系统.称系统中没有可分裂粒子时能量达到峰值.
(1)求第2分钟末时能量首次达到峰值的概率;
(2)记初始时刻后2分钟末时的可分裂粒子个数为,求的分布列和数学期望.
【变式训练】
变式1.(25-26高三下·浙江杭州·月考)甲、乙两人进行乒乓球比赛,约定打6局,每局必分胜负,无平局.每局比赛中,获胜方得1分,失败方得0分.已知甲在每局比赛中获胜的概率是,乙在每局比赛中获胜的概率为,且各局结果相互独立.在整个比赛过程中,甲的累计得分始终不小于乙的累计得分的概率是( )
A. B. C. D.
变式2.(2026·广东佛山·一模)甲和乙进行一个游戏:初始时每人各持有2枚徽章.根据游戏规则,每局由丙负责投掷一枚均匀的骰子,出现奇数点则甲胜,出现偶数点则乙胜,胜负概率均为.输的一方需将自己的1枚徽章交给赢的一方.游戏进行到其中一人拥有全部徽章时立即终止,且各局结果相互独立.则游戏恰好进行4局终止且甲拥有全部徽章的概率为( )
A. B. C. D.
变式3.(2026·湖南常德·一模·多选)设,为两个相互独立的随机事件,且,,则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. D.
变式4.(25-26高三下·河北沧州·月考·多选)现口袋里共有4个红球,5个黄球和3个蓝球,它们除颜色外完全相同.现进行取球,则( )
A.若取出球后放回口袋,每次只取一个球,则第4次取出黄球的概率为
B.若取出球后不放回口袋,每次只取一个球,则第2次取出黄球的概率为
C.若取出球后放回口袋,每次只取两个球,则第4次取出的两个球中至少有一个是黄球的概率为
D.若取出球后放回口袋,每次只取两个球,则第2次取出的两个球中至少有一个是黄球的概率为
变式5.(25-26高三上·河北邯郸·月考)设事件A,B相互独立,,则_________________.
变式6.(25-26高二上·湖南衡阳·月考)甲、乙、丙三名毕业生到三个公司实习,假设每名毕业生都要去实习,且每名毕业生到三个公司中任一公司实习的概率均相等,则恰有两名毕业生到A公司实习的概率是__________.
变式7.(25-26高三下·云南昆明·月考)某公司研发了一种智能语音客服系统,在测试时,当语音输入的问题表达清晰时,智能语音客服的回答被采纳的概率为,当语音输入的问题表达不清晰时,智能语音客服的回答被采纳的概率为.已知语音输入的问题表达清晰的概率为,且智能语音客服每次回答是否被采纳相互没有影响.
(1)求智能语音客服的回答被采纳的概率;
(2)在某次测试中输入了4个问题,设表示智能语音客服的回答被采纳的次数,求的分布列、数学期望和方差.
变式8.(25-26高三下·重庆·开学考试)有动物类和植物类两个谜语题库,甲猜对动物类、植物类题库中每道谜语的概率分别为0.8,0.5.现有两种答题方案:方案一,甲先从动物类题库中选一道谜语作答,猜对得奖金15元,且只有猜对该道谜语,才有资格从植物类题库中再选一道谜语作答,猜对第二道得奖金25元;方案二,甲从动物类题库中选两道谜语作答,每猜对一道得奖金15元.
(1)若甲选择方案一的奖金金额为X元,求X的分布列与期望.
(2)以甲获得奖金金额的期望值为决策依据,他应该选择哪个方案?并说明理由.
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考点目录
古典概型
独立事件的概率
知识点解析
1. 古典概型解题核心思路
定模型→数基本事件→算比值,即先确认符合古典概型等可能、有限性特征,再分别数出总基本事件数和目标事件数,最后用计算概率。
2. 核心解法技能
(1)特征验证:先判断试验结果有限且等可能,排除非等可能情况(如几何概型、分层结果);
(2)计数方法:
①简单情况:直接枚举(列表、树状图),不重不漏;
②复杂情况:用排列组合公式(分步乘、分类加,区分有序/无序);
(3)事件转化:遇“至少/至多”类复杂目标事件,优先算对立事件再用简化计算;
(4)等价拆分:将目标事件拆分为互斥子事件,用加法公式求和,保证拆分无重叠、无遗漏。
(5)核心关键:等可能是前提,准确计数是核心。
1. 独立事件概率解题核心思路
先判定事件相互独立,再将复杂独立事件拆解为“积/和”形式,用独立事件乘法、互斥事件加法公式计算概率。
2. 核心解法技能
(1)独立性判定:满足,或直观判断“一事件发生不影响另一事件概率”;
(2)核心公式:独立事件同时发生,(可推广到n个独立事件);
(3)复杂事件拆解:
①“至少/至多发生一个”:优先算对立事件(全部不发生/全部发生)简化;
②“恰好发生k个”:组合选k个发生,其余不发生,再乘各事件概率;
(4)分步计算:多步独立试验,按步骤依次算每步概率,最后相乘。
(5)核心关键:先判独立,再拆事件,乘加结合。
考点一 古典概型
【例题分析】
例1.(25-26高三上·湖北·期末)袋中有9个除了颜色外完全相同的小球,其中有3个白球,2个红球,4个黄球.从中不放回地取球,每次取一个球,当三种颜色的球都取到时停止,记停止时取出的球的个数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】前4次只取到红球和黄球(两种颜色都有),第5次取到白球,;
前4次只取到白球和黄球(两种颜色都有),第5次取到红球,;
前4次只取到白球和红球(两种颜色都有),第5次取到黄球,.
所以.
故选:C.
例2.(2026·江西·一模)随机抛掷质地均匀的两枚骰子,向上点数分别记为和,则直线与圆有2个公共点的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由已知可得,直线,圆的圆心为,半径,
则圆心到直线的距离为.
因为直线与圆有2个公共点,
所以,整理可得.
若,则;若,则;若,则;若,则;
若,则;若,则,
所以直线与圆有2个公共点的概率是.
例3.(2026·广东广州·模拟预测)箱中有连续编号1到15的小球,现从箱中一次随机取出5个球,若已知取出的5个球的编号中位数为9,则这5个球中的最大编号与最小编号之差恰好等于9的概率为__________.
【答案】
【详解】设取出的5个球编号从小到大排列为,
由已知中位数为9即,则需从中选取,需从中选取,
故基本事件总数为.
若满足最大编号与最小编号之差为9,设,则.
由知,
由即知,且即,故,
此时的选法总数为,
求和得符合条件的事件数为,
故所求概率为.
例4.(25-26高三下·安徽·开学考试)有一个摸奖游戏,在一个不透明的口袋中装有大小相同的3个红球和5个白球,红球分别标有数字1,2,3,白球分别标有数字1,2,3,4,5,若一次性从袋中摸出三个球,摸到三个球同色或摸到三个球数字之和为3的倍数就中奖,则中奖的概率为___________.
【答案】
【详解】方法一:摸球总的方法数是种,把符合条件的摸球情况分四类:
第一类:全红有种;
第二类:2红1白,
若红球摸1+2号,白球只能是3号(1种);
若红球摸1+3号,白球可以是2或5号(2种);
若红球摸2+3号,白球可以是1或4号(2种),故第二类共1+2+2=5种;
第三类:1红2白,
若红球摸1号,白球可以是1+4号、2+3号、3+5号(3种),
若红球摸2号,白球可以是1+3号、2+5号、3+4号(3种),
若红球摸3号,白球可以是1+2号、1+5号、2+4号、4+5号(4种),故第三类共种;
第四类:全白有种;
故所求概率为.
方法二:按照容斥原理计算
(1)三个球同色的方法数:,
(2)“三个球数字之和为3的倍数的方法数,分三种情况:
第一种:和为6的:型有型有1种,
第二种:和为9的:型有种;
型有种;
型有种;
第三种:和为12的:型有种,
所以三个球数字之和为3的倍数的方法数共20种,
三个球同色且数字之和为3的倍数,
其中3个红球的情况有1种(和为6);
3个白球的情况有共4种,
所以交集共种,
故共有种,
故所求概率为.
例5.(2026·广东佛山·一模)现有8张大小质地完全相同的卡片,其中4张是红色,4张是蓝色.从中随机摸出3张卡片放入一个不透明的袋子中,记袋子中红色卡片的张数为,然后进行如下操作:从袋子中随机摸出一张卡片(每张卡片被摸到的概率相等),观察其颜色后,将该卡片放在袋外,再从袋外取一张另一种颜色的卡片放入袋中(即若摸出红色卡片,则放回蓝色卡片;若摸出蓝色卡片,则放回红色卡片),袋子中始终保持3张卡片.记经过次这样的操作后,袋子中红色卡片的张数为.
(1)求;
(2)当时,求随机变量的分布列和数学期望;
(3)求随机变量的数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
(3)
【详解】(1)依题意,.
(2)当时,若摸出红色卡片,则的值为1,若摸出蓝色卡片,则的值为3,
所以,,
所以的分布列为
1
3
数学期望为.
(3)的取值为0,1,2,3.
,,
,.
的取值为0,1,2,3.
,
,
,
,
所以随机变量的数学期望为.
例6.(25-26高三下·云南怒江·开学考试)近年来,我国在大力发展清洁能源来替代化石能源.天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的比重逐年增长.以下是2016∼2024年我国某地清洁能源消费量占能源消费总量的比重数据:19.5%,20.3%,22.1%,23.3%,24.3%,25.5%,26.0%,26.4%,28.6%.
(1)求这组数据的极差与中位数;
(2)从这9个数据中任选3个,求恰有2个数据在25.0%以上的概率;
(3)若2016∼2024年我国某地清洁能源消费量占能源消费总量的比重y关于年份x的经验回归方程为,年份x的平均数为2020,预测2028年该地清洁能源消费量占能源消费总量的比重.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)将数据从小到大排序得到:19.5%,20.3%,22.1%,23.3%,24.3%,25.5%,26.0%,26.4%,28.6%
所以极差为.
中位数为.
(2)以上的数据共有4个,
故恰有2个数据在以上的概率为.
(3)这组数据的平均数为.
由直线过点,
则,
所以经验回归方程为.
当时,.
【变式训练】
变式1.(2026·山东东营·一模)在2025年10月19日举行的黄河口马拉松比赛活动中,甲、乙、丙、丁四位志愿者被派往A、B、C三个服务站,若每个服务站至少派一位志愿者,且每位志愿者只能被派往一个服务站,则在甲被派去B服务站的条件下,甲、乙被派去同一个服务站的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】先求甲被派去服务站的方法数;
第一种情况:甲一个人去服务站,则有种;
第二种情况:甲和其中一人去服务站,则有种;
故甲被派去服务站的方法数共种;
再求甲乙被派去同一个服务站的方法数:有种;
故概率为.
变式2.(25-26高三下·广东江门·开学考试)从1,2,3,4中随机抽取三个不同的数相加,得到的和记为,剩余的数乘以3,记为,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】从中随机抽取三个不同的数,共有种等可能的情况:
①抽取,则,剩余数为,,此时;
②抽取,则,剩余数为,,此时;
③抽取,则,剩余数为,,此时;
④抽取,则,剩余数为,,此时;
在总共种等可能的情况中,满足的情况有种,
因此
变式3.(25-26高三上·广西贵港·开学考试)不透明的盒子中装有大小质地相同的2个红球、2个白球、4个黄球,若采取不放回的方式每次从盒子中随机摸出一个小球,当三种颜色的球都被摸到时停止摸球,记此时已摸球的次数为随机变量,则______.
【答案】
【详解】从8个球中随机不放回摸出5个球的试验共种,
的事件有:①第5次摸到的球是黄球,则前4次摸到的球均为白球和红球种;
②第5次摸到的球是白球,则前4次摸到的球可能为2红2黄或1红3黄种;
③第5次摸到的球是红球,则前4次摸到的球可能为2白2黄或1白3黄种,
所以.
变式4.(2026·内蒙古包头·模拟预测)某不透明的袋子中装有标号为的12个球(除标号外,其他均相同),现从袋子中任取3个球,记为取出的3个球的标号之和被3除的余数,则_______.
【答案】
【详解】将按除以3的余数分为三类,每类各4个球:
余数为0:,余数为1:,余数为2:,
从12个球中任取3个,总的样本点个数为:,
计算符合(和被3除余0)的取法,分两类情况:
情况1:三个球余数相同,取法共:,
情况2:三个球余数各不相同,取法共:,
符合条件的总取法:,
故.
变式5.(2026·山东临沂·一模)某人工智能公司召开年会,期间提供两个游戏供员工选择,两个游戏均有3局,每局获胜可获对应奖金,奖金可累计.具体规则如下:
游戏Ⅰ:抛掷质地均匀的相同硬币
第1局,抛两枚,向上的图案相同则获胜,得100元奖金;第2局,抛三枚,向上的图案相同则获胜,得500元奖金;第3局,抛四枚,向上的图案相同则获胜,得900元奖金;
游戏Ⅱ:抛掷质地均匀的特殊骰子(三组对面分别标记0,2,6的骰子).
第1局,抛两颗,向上的数字相同则获胜,得300元奖金;第2局,抛三颗,向上的数字相同则获胜,得600元奖金;第3局,抛四颗,向上的数字是2,0,2,6(不计顺序)则获胜,得900元奖金.
(1)求游戏Ⅰ第2局获胜的概率;
(2)若销售部门的3位员工均选择游戏Ⅰ,设X为前两局均未获胜的人数,求X的分布列和数学期望;
(3)从奖金期望角度,员工应选择哪个游戏?请说明理由.
【答案】(1)
(2)答案见解析;
(3)游戏Ⅱ
【详解】(1)由题意知,游戏Ⅰ第局获胜的概率.
(2)易知,
游戏Ⅰ第局获胜的概率为,第局获胜的概率为,则第局和第局均未获胜的概率为,
因此可知,
随机变量的分布列为
0
1
2
3
随机变量的期望或.
(3)应该参加游戏Ⅱ,理由如下:
记分别为一次参加游戏Ⅰ,Ⅱ所获奖金总额,
游戏Ⅰ第局获胜的概率为,第局获胜的概率为,第局获胜的概率为,
,
游戏Ⅱ第局获胜的概率为,第局获胜的概率为,第局获胜的概率为,
,
从奖金期望角度来看,应选择参加游戏Ⅱ.
变式6.(2026·江苏镇江·一模)AI幻觉,是指AI模型生成看似合理但实际不正确或毫无事实依据的信息的现象,AI幻觉率是指AI模型产生AI幻觉的概率.现抽取了某公司研发的14个使用率较高的AI模型,其幻觉率如下表所示:
AI模型
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
幻觉率
1.3%
1.8%
2.9%
1.5%
1.9%
2.9%
0.7%
0.9%
1.6%
2.4%
0.8%
1.6%
2.4%
2.8%
(1)从表中提供的AI模型中任取一个,求该模型幻觉率小于2%的概率;
(2)从表中提供的幻觉率小于的AI模型中任取3个,用随机变量表示其中幻觉率小于的模型个数,求随机变量的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,1
【详解】(1)14个AI模型,幻觉率高于2%的有2.9%,2.9%,2.4%,2.4%,2.8%,共有5个,
所以幻觉率低于的概率为.
(2)幻觉率低于2%的AI模型中共9个,其中低于1.3%的模型有3个,故
, ,
, ,
故分布列为
0
1
2
3
故.
考点二 独立事件的概率
【例题分析】
例1.(25-26高三下·陕西西安·开学考试)已知某足球队共有13名球员,其中主力球员11名,替补球员2名.假设主力球员定点射门的命中率为0.8,替补球员定点射门的命中率为0.6.现从该球队随机抽取1名球员进行定点射门,连续射门2次,则恰好命中1次的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】记“恰好命中1次”为事件,记“抽取的球员为主力球员”为事件.
由题意得,.
,,
则.
例2.(2026·广东梅州·一模)甲乙两人下棋比赛,规则是谁先赢2局,谁便赢得奖金5400元.根据以往的交手记录,每局甲赢的概率为,乙赢的概率为,且每局比赛相互独立.然而因突发事件,比赛未能举行,为公平服众,奖金按照比赛正常进行时各自赢得比赛的概率之比进行分配,则甲分得奖金( )元.
A.3600 B.3800 C.4000 D.4200
【答案】C
【详解】甲要赢得比赛,需要先赢两局,可能的比赛局数为2局或3局.
2局结束,即甲连赢2局,概率为;
3局结束,即前2局甲、乙各赢1局,第3局甲赢,概率为,
所以甲赢得比赛的总概率为.
同理可求得乙赢得比赛的总概率为.
所以甲分得奖金为元.
例3.(2026·广东·模拟预测·多选)已知事件为一组相互独立的事件,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】对于A:因为事件与事件相互独立,所以,故A正确;
对于B:因为,故B错误;
对于C:因为,所以,
因为事件与事件相互独立,所以事件与事件相互独立,
于是,故C错误;
对于D:因为,故D正确.
故选:AD.
例4.(2026·陕西西安·一模·多选)甲、乙两选手进行象棋比赛,有3局2胜制、5局3胜制两种方案.设每局比赛中甲获胜的概率为,乙获胜的概率为,且每局比赛的结果互不影响,则下列结论正确的有( )
A.若采用3局2胜制,则甲获胜的概率为
B.若采用5局3胜制,则甲以获胜的概率为
C.若,则甲在5局3胜制中获胜的概率比在3局2胜制中获胜的概率大
D.若,采用5局3胜制,在甲获胜的条件下,比赛局数为4局的可能性最大
【答案】ACD
【详解】对于A:若采用3局2胜制,可将比赛看作赛满3局处理,甲获胜则需在3局获胜2局或3局都胜,
其概率为,A正确;
对于B:若采用5局3胜制,甲以获胜则需在第4局比赛中获胜,且在前3局比赛中获胜2局,
其概率为,B错误;
对于C:若,则在5局3胜制中将比赛看作赛满5局处理,则甲获胜的概率为
,
在3局2胜制中将比赛看作赛满3局处理,甲获胜的概率为
,
,C正确;
对于D:由事件表示“甲获胜”,设事件表示“比赛局数为4局”,
事件C表示“比赛局数为3局”,事件D表示“比赛局数为5局”,
则,,
,,
所以,,
,,D正确;
故选:ACD.
例5.(25-26高三下·天津·开学考试)袋中有2个不同的红球和3个不同的白球,每次取1个球,若取出红球,则不放回袋中;若取出白球,则放回袋中.连续取3次球,袋中还有2个红球的概率为______;若袋中还有1个红球,则第2次取出红球的概率为______.
【答案】
【详解】记“第次取出白球为事件”,“第次取出红球为事件”, “连续取球3次,袋中还有2个红球为事件”, “连续取球3次,袋中还有1个红球为事件”,
事件的发生,意味着三次取球中三次取到白球,
;
事件的发生,意味着三次取球中有且仅有一次取到红球,该次可能是第一次、第二次或第三次,这三种情况互斥,
则,
因为,
,
,
所以,
所以.
例6.(25-26高三上·广东深圳·期末)盒子里装有6个小球,其中2个红球,4个黑球.从盒子中随机取出1个小球,若取出的是红球,则直接丢弃,若取出的是黑球,则放回盒子中.则
(1)取了3次后,恰好取出1个红球的概率为__________;
(2)取了次后,所有红球刚好全部取出的概率为__________.
【答案】
【详解】(1)若第一次取红球,第二次、三次取黑球,则概率;
若第一次取黑球,第二次取红球,三次取黑球,则概率;
若第一次取黑球,第二次取黑球,三次取红球,则概率;
所以取了3次后,恰好取出1个红球的概率;
(2)次所有红球刚好全部取出表示最后一次是红球,则前次中有一次取得红球,
所以
,
记①,
则②,
①②得,所以,
所以
.
故答案为:;
例7.(2026·江苏常州·模拟预测)甲、乙两人轮流投篮,每人每次投一球,约定甲先投,先投中者获胜,直到有人获胜或每人都已投三次结束,设甲每次投篮投中的概率为,乙每次投篮投中的概率为,且各自投篮互不影响.
(1)求比赛结束但仍没有决出胜负的概率;
(2)求甲获胜的概率.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设事件“甲在第次投篮投中”, 事件“乙在第次投篮投中”,,
则,,,,
记“比赛结束但仍没有决出胜负”为事件,则,
可得,
所以比赛结束但仍没有决出胜负的概率为
(2)记“甲获胜”为事件,则,
可得,
所以甲获胜的概率为.
例8.(25-26高三下·河北沧州·月考)某研发系统内在初始时刻有一个可分裂粒子,在第1分钟末这个粒子分裂成两个新粒子,共有三种分裂情况:产生两个可分裂粒子,其概率为;产生一个可分裂粒子与一个不可分裂粒子,其概率为;产生两个不可分裂粒子,其概率为. 新产生的每个可分裂粒子在1分钟末又会按照上述分裂情况分裂成两个新粒子,不可分裂粒子在1分钟末被移出系统.称系统中没有可分裂粒子时能量达到峰值.
(1)求第2分钟末时能量首次达到峰值的概率;
(2)记初始时刻后2分钟末时的可分裂粒子个数为,求的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【详解】(1)设第2分钟末时能量首次达到峰值的概率为.
第2分钟末时能量首次达到峰值可分为两种情况:
第1分钟末产生一个可分裂粒子与一个不可分裂粒子,第2分钟末该可分裂粒子产生两个不可分裂粒子;
第1分钟末产生两个可分裂粒子,第2分钟末分别产生两个不可分裂粒子.
,,
所以.
(2)显然的取值可以是0,1,2,3,4,
,
,
,
,,
0
1
2
3
4
于是.
【变式训练】
变式1.(25-26高三下·浙江杭州·月考)甲、乙两人进行乒乓球比赛,约定打6局,每局必分胜负,无平局.每局比赛中,获胜方得1分,失败方得0分.已知甲在每局比赛中获胜的概率是,乙在每局比赛中获胜的概率为,且各局结果相互独立.在整个比赛过程中,甲的累计得分始终不小于乙的累计得分的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】情况一:甲赢3局,乙赢3局,且甲的累计得分始终不小于乙的累计得分,
符合题意的获胜情况有:甲乙甲乙甲乙、甲乙甲甲乙乙、甲甲乙乙甲乙、甲甲乙甲乙乙、
甲甲甲乙乙乙共5种,此时概率;
情况二:甲赢4局,乙赢2局,
从6局中选4局甲赢,有种,
其中不符合题意的获胜情况有:乙乙甲甲甲甲、 乙甲乙甲甲甲、乙甲甲乙甲甲、
乙甲甲甲乙甲、乙甲甲甲甲乙、甲乙乙甲甲甲共6种,
则符合题意的获胜情况有9种,此时概率;
情况三:甲赢5局,乙赢1局,
符合题意的情况有种,此时概率;
情况四:甲赢6局,乙赢0局,此时概率;
综上,概率.
变式2.(2026·广东佛山·一模)甲和乙进行一个游戏:初始时每人各持有2枚徽章.根据游戏规则,每局由丙负责投掷一枚均匀的骰子,出现奇数点则甲胜,出现偶数点则乙胜,胜负概率均为.输的一方需将自己的1枚徽章交给赢的一方.游戏进行到其中一人拥有全部徽章时立即终止,且各局结果相互独立.则游戏恰好进行4局终止且甲拥有全部徽章的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意知恰好进行4局终止且甲拥有全部徽章,
则第3,4局必有甲胜,乙负,且前2局中,甲胜一局乙胜一局,
所以所求概率为.
变式3.(2026·湖南常德·一模·多选)设,为两个相互独立的随机事件,且,,则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】由,可得;因此C正确;
又,为两个相互独立的随机事件,所以,所以;
根据全概率公式可得,
解得,因此A错误;
又,
解得,因此B错误;
易知,
所以,即D正确.
故选:CD
变式4.(25-26高三下·河北沧州·月考·多选)现口袋里共有4个红球,5个黄球和3个蓝球,它们除颜色外完全相同.现进行取球,则( )
A.若取出球后放回口袋,每次只取一个球,则第4次取出黄球的概率为
B.若取出球后不放回口袋,每次只取一个球,则第2次取出黄球的概率为
C.若取出球后放回口袋,每次只取两个球,则第4次取出的两个球中至少有一个是黄球的概率为
D.若取出球后放回口袋,每次只取两个球,则第2次取出的两个球中至少有一个是黄球的概率为
【答案】ABD
【详解】对于A,显然其为独立重复试验,故第四次取出黄球的概率等价于第一次取出黄球的概率,
于是,故A正确;
对于B,可分为第一次取出黄球与第一次未取出黄球,由全概率公式得,故B正确;
对于C、D,从12个球中取出两个球,共有种,取出两个球没有黄球共有种,
则取出两个球至少有一个黄球的概率为,故C错误、D正确.
变式5.(25-26高三上·河北邯郸·月考)设事件A,B相互独立,,则_________________.
【答案】
【详解】由于事件A,B相互独立,所以事件相互独立,
所以.
故答案为:
变式6.(25-26高二上·湖南衡阳·月考)甲、乙、丙三名毕业生到三个公司实习,假设每名毕业生都要去实习,且每名毕业生到三个公司中任一公司实习的概率均相等,则恰有两名毕业生到A公司实习的概率是__________.
【答案】
【详解】对于甲乙丙三人来说,去公司实习的概率均为,
不去公司实习的概率均为,且彼此之间相互独立.
“恰有两名毕业生到A公司实习”代表有2人去公司实习,
有1人不去公司实习,而不去公司实习的人,可能是甲或乙或丙,共有3种情况.
综上所述,恰有两名毕业生到A公司实习的概率.
故答案为:
变式7.(25-26高三下·云南昆明·月考)某公司研发了一种智能语音客服系统,在测试时,当语音输入的问题表达清晰时,智能语音客服的回答被采纳的概率为,当语音输入的问题表达不清晰时,智能语音客服的回答被采纳的概率为.已知语音输入的问题表达清晰的概率为,且智能语音客服每次回答是否被采纳相互没有影响.
(1)求智能语音客服的回答被采纳的概率;
(2)在某次测试中输入了4个问题,设表示智能语音客服的回答被采纳的次数,求的分布列、数学期望和方差.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,3,
【详解】(1)设表示事件“智能语音客服的回答被采纳”;表示事件“语音输入的问题表达清晰”,
由题意可知,,
所以,
即智能语音客服的回答被采纳的概率为.
(2)依题意得,的所有可能取值为,且.
所以
所以的分布列为
0
1
2
3
4
变式8.(25-26高三下·重庆·开学考试)有动物类和植物类两个谜语题库,甲猜对动物类、植物类题库中每道谜语的概率分别为0.8,0.5.现有两种答题方案:方案一,甲先从动物类题库中选一道谜语作答,猜对得奖金15元,且只有猜对该道谜语,才有资格从植物类题库中再选一道谜语作答,猜对第二道得奖金25元;方案二,甲从动物类题库中选两道谜语作答,每猜对一道得奖金15元.
(1)若甲选择方案一的奖金金额为X元,求X的分布列与期望.
(2)以甲获得奖金金额的期望值为决策依据,他应该选择哪个方案?并说明理由.
【答案】(1)分布列见解析,期望为22元
(2)甲应选择方案二,理由见解析
【详解】(1)若甲选择方案一,则奖金金额为X可取0,15,40,
设“猜对动物类谜语”为事件A,则,
猜对“植物类谜语”为事件B,则,且A,B相互独立,
则,
,
,
所以X的分布列为
X
0
15
40
P
0.2
0.4
0.4
期望(元)
(2)设方案二的奖金金额为Y,设猜中动物类谜语的数量为,则,
由题意
则,所以(元),
因为,
所以甲应选择方案二.
2
学科网(北京)股份有限公司
$