内容正文:
10.1.4 概率的基本性质
书241引入
一般而言,给了一个数学对象的定义,就可以从定义出发研究这个数学对象的性质。
例如,在给出指数函数的定义后,我们从定义出发研究了指数函数的定义域、值域、单调性、特殊点的函数值等性质,这些性质在解决问题时可以发挥很大的作用。
类似的,在给定了概率的定义后,我们来研究概率的基本性质。
书241
思考:你认为可以从那些角度研究概率的性质?
下面我们从定义出发研究概率的性质,例如:
概率的取值范围;
特殊事件的概率;
事件有某些特殊关系时,它们的概率之间的关系;等等
新知探究
探究1由概率的定义可知:
概率的性质:
一般地,可得概率有如下性质:
性质1 对任意的事件A,都有P(A)≥0.
性质2 必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,
即 P(Ω)=1,P()=0.
任何事件的概率都是非负的:
在每次试验中,必然事件一定发生,不可能事件一定不发生。
新知探究书242
探究2 设事件A与事件B互斥,和事件A∪B的概率与事件A、B的概率
之间具有怎样的关系?
我们用10.1.2节例6来探究.
例6 一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.
R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”.
则事件R和G的关系是 ,
互斥
事件R∪G=“ ”
两次摸到球颜色相同
n(Ω)=12
n(R)=2
n(G)=2
n(R∪G)=2+2=4
所以P(R)+P(G)=
= P(R∪G)
新知探究
概率的性质:
性质3 若事件A与事件B互斥,则P(A∪B)=P(A)+P(B).
互斥事件的概率加法公式可以推广到多个事件的情况。如果事件 A1,A2,…,Am两两互斥,那么A1∪A2∪…∪Am 发生的概率等于m个事件分别发生的概率之和。
即P(A1∪A2∪…∪Am)=P(A1)+P(A2)+…+P(Am).
一般地,若事件A与事件B互斥,即A与B不含有相同的样本点,则 n(A∪B)=n(A)+n(B),这就等价于 P(A∪B)=P(A)+ P(B).
新知探究
书242探究:设事件A和事件B互为对立事件,它们的概率有什么关系?
性质4 若事件A与事件B互为对立事件,则P(A∪B)=P(A)+P(B)=1,
则 P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B).
因为事件A和事件B互为对立事件所以和事件为必然事件,即P
由性质3得1=P(A∪B)=P(A)+P(B).
由此我们得到
例1 (多选)设A,B是一个随机试验中的两个事件,则下列说法正确的是( )
A.如果事件A与事件B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B)
B.如果事件A与事件B互斥,那么P(A)+P(B)=1
C.如果事件A与事件B对立,那么P(A∪B)=P(A)+P(B)
D.如果事件A与事件B对立,那么P(A)+P(B)=1
答案:ACD
解析:对于A,事件A与事件B互斥,则P(A∪B)=P(A)+P(B),A正确;对于B,事件A与事件B互斥,事件A∪B不一定是必然事件,即P(A)+P(B)不一定为1,B错误;对于C,事件A与事件B对立,则事件A与事件B互斥,有P(A∪B)=P(A)+P(B),C正确;对于D,事件A与事件B对立,事件A∪B是必然事件,则P(A)+P(B)=1,D正确.故选ACD.
跟踪训练1 若A,B为互斥事件,则( )
A.P(A)+P(B)<1 B.P(A)+P(B)>1
C.P(A)+P(B)=1 D.P(A)+P(B)≤1
答案:D
解析:因为A,B为互斥事件,所以A∪B是随机事件或必然事件,则P(A∪B)=P(A)+P(B)≤1,当A,B为对立事件时,P(A)+P(B)=1.故选D.
学习目标二 互斥事件概率公式的应用
例2 一名射击运动员在一次射击中射中10环,9环,8环,7环,7环以下的概率分别为0.24,0.28,0.19,0.16,0.13.计算这名射击运动员在一次射击中:
(1)射中10环或9环的概率;
(2)求射中环数小于8环的概率.
解析:设“射中10环”“射中9环”“射中8环”“射中7环”“射中7环以下”的事件分别为A,B,C,D,E,可知它们彼此之间互斥,且P(A)=0.24,P(B)=0.28,P(C)=0.19,P(D)=0.16,P(E)=0.13.
(1)P(射中10环或9环)=P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.24+0.28=0.52,所以射中10环或9环的概率为0.52.
(2)事件“射中环数小于8环”包含事件D“射中7环”与事件E“射中7环以下”两个事件,则P(射中环数小于8环)=P(D∪E)=P(D)+P(E)=0.16+0.13=0.29.
学霸笔记:在运用互斥事件的概率加法公式解题时,首先要分清事件之间是否互斥,同时要会把一个事件拆分成几个互斥事件,做到不重不漏;然后再利用概率加法公式计算.
探究3 在古典概型中,对于事件A与事件B,如果A⊆B,那么P(A)与P(B)有什么关系?
∵A⊆B,∴n(A)≤n(B),
即 P(A)≤P(B) .
性质5 若A⊆B,则P(A)≤P(B) .
由性质5可得∵⊆A⊆Ω,
∴P()≤P(A)≤P(Ω),
即0≤P(A)≤1.
推论 任何事件的概率在0~1之间:0≤P (A)≤1.
(概率的取值范围)
(概率的单调性)
新知探究
一般地,对于事件A和事件B,如果A,即事件A发生,则事件B一定发生,那么事件A的概率不会超过事件B的概率。于是我们有概率的单调性;
学习目标三 对立事件概率公式的应用
例3 现有6名志愿者(他们都只通晓一门外语),其中志愿者A1,A2,A3通晓英语,志愿者B1,B2,B3通晓韩语,从中选出通晓英语、韩语的志愿者各1名,组成一个小组,其中A1被选中的概率为,A1和B3全被选中的概率为.
(1)求A1不被选中的概率;
(2)求A1和B3不全被选中的概率.
解析:(1)设事件M为“A1不被选中”,因为A1被选中的概率为,
即P=,所以A1不被选中的概率为P(M)=1-.
(2)设事件N为“A1和B3不全被选中”,则其对立事件为“A1和B3全被选中”;
因为A1和B3全被选中的概率为,即P=,
所以A1和B3不全被选中的概率为P(N)=1-P=1-.
学霸笔记:(1)当直接计算符合条件的事件个数比较繁琐时,可先计算出其对立事件的个数,求得对立事件的概率,然后利用对立事件的概率加法公式P(A)+P=1,求出符合条件的事件的概率.
(2)当求解的问题中有“至多”“至少”“最少”等关键词语时,常常考虑其反面,通过求其反面,然后转化为所求问题.
跟踪训练3 袋中有6个球,其中4个白球,2个红球,从袋中任意取出两个球,求下列事件的概率:
(1)A=“取出的两球都是白球”;(2)C=“取出的两球中至少有一个白球”.
解析:设4个白球的编号为1,2,3,4,2个红球的编号为5,6.从袋中的6个小球中任取2个球,对应的样本空间W={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6)},共有15个样本点.
(1)A={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)},共有6个样本点.
∴取出的两个球全是白球的概率为P(A)=.
(2)设C的对立事件为,则=“取出的两球中没有白球(全为红球)”,且={(5,6)}.
∴P(C)=1-P=1-.
新知探究书243
探究4 和事件A∪B的概率与事件A、B的概率之间具有怎样的关系?
在10.1.2节例6的摸球试验中,从袋中不放回地依次随机摸出2个球.
R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,
“两个球中有红球”=R1∪R2 . 那么P(R1∪R2)和P(R1)+ P(R2)相等吗? 如果不相等,请你说明原因,并思考如何计算P(R1∪R2).
∵n(R1)=n(R2)=6
∵n(R1∪R2)=10
∴P(R1∪R2)
∵n(R1∩R2)=2
∴P(R1∩R2)
∵n(R1∪R2)=n(R1)+n(R2)-n(R1∩R2)
∴P(R1∪R2)=P(R1)+P(R2)-P(R1∩R2)
∴P(R1)P(R2)
n(Ω)=12
新知探究
概率的性质:
性质6 设A、B是一个随机试验中的两个事件,
则P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
一般事件的概率加法公式
归纳总结
性 质 1
性 质 2
性 质 3
性 质 4
性 质 5
性 质 6
对任意的事件A,都有P(A)≥0.
必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,即P(Ω)=1,P()=0.
若事件A与事件B互斥,则P(A∪B)=P(A)+P(B).
若事件A与事件B互为对立事件,则P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B).
若A⊆B,则P(A)≤P(B).
设A、B是一个随机试验中的两个事件,有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
(概率的单调性)
(互斥事件的概率加法公式)
(一般事件的概率加法公式)
概率的性质:
例11 从不包含大小王牌的52张扑克牌中随机抽取一张,设
事件A=“抽到红心”, 事件B=“抽到方片”,P(A)=P(B)= ,
那么 (1)C=“抽到红花色”,求P(C);(2)D=“抽到黑花色”,求P(D).
典例分析书243
解:(1)因为C=A∪B ,
且A与B不会同时发生,
由互斥事件的概率加法公式,得:
.
所以A与B是互斥事件.
所以C 与D互为对立事件.
(2) C∩D= ,
由(1)知 ,
∴ .
C∪D=Ω
例12 为了推广一种新饮料,某饮料生产企业开展了有奖促销活动:
将6罐这种饮料装一箱,每箱中都放置2罐能够中奖的饮料. 若从一箱中随机抽出2罐,能够中奖的概率为多少?
典例分析
中奖
第一罐中奖但第二罐不中奖
第一罐不中奖但第二罐中奖
两罐都中奖
事件A
事件A1A2
事件A1A2
¯
事件A1A2
¯
事件A1A2,A1A2,A1A2两两互斥,且A=A1A2∪A1A2∪A1A2
¯
¯
¯
¯
P(A)=P(A1A2)+P(A1A2)+P(A1A2)
¯
¯
解:设事件A=“中奖”,
事件A1=“第一罐中奖” ,事件A2=“第二罐中奖”
典例分析
样本空间包含的样本点个数为n(Ω)=6×5=30
n(A1A2)=2,n(A1A2)=8,n(A1A2)=8
¯
¯
我们借助树状图或列表来求相应事件的样本点数.
第一罐 第二罐
1 2 3 4 a b
1 × (1,2) (1,3) (1,4) (1,a) (1,b)
2 (2,1) × (2,3) (2,4) (2,a) (2,b)
3 (3,1) (3,2) × (3,4) (3,a) (3,b)
4 (4,1) (4,2) (4,3) × (4,a) (4,b)
a (a,1) (a,2) (a,3) (a,4) × (a,b)
b (b,1) (b,2) (b,3) (b,4) (b,a) ×
中奖
不中奖
第一罐
2
4
第二罐
中奖
不中奖
1
4
中奖
不中奖
2
3
可能结果数
2×1=2
2×4=8
4×2=8
4×3=12
∴
典例分析
还有其它解法吗?
中奖
不中奖
第一罐
2
4
第二罐
中奖
不中奖
1
4
中奖
不中奖
2
3
可能结果数
2×1=2
2×4=8
4×2=8
4×3=12
另解:
事件A的对立事件A=“不中奖”
¯
即“两罐都不中奖”
由于A1A2 =“两罐都不中奖”
¯
¯
而n(A1A2 ) = 4×3=12
¯
¯
所以P(A) =
¯
¯
1-P(A1A2 )=
正难则反
典例分析
还有其它解法吗?
另解:
设不中奖的4罐记为1, 2, 3, 4, 中奖的2罐记为a, b,
设事件A=“中奖”.
随机抽2罐中有一罐中奖,就表示能中奖,其样本空间为:
Ω={ (1, 2),(1, 3),(1, 4),(1, a),(1, b),
(2, 3),(2, 4),(2, a),(2, b),
(3, 4),(3, a),(3, b),
(4, a),(4, b),
(a, b)} .
n(Ω)=15,n(A)=9,所以
上述解法没有考虑顺序,但其结果是一样的.
教材P245
学以致用
1. 已知P(A)=0.5,P(B)=0.3.
(1) 如果B⊆A,那么P(A∪B)=_____ ,P(AB)=______ ;
(2) 如果A, B互斥,那么P(A∪B)=_____ ,P(AB)=_____.
0.5
0.3
0.8
0
2.指出下列表述中的错误:
(1) 某地区明天下雨的概率为0.4,明天不下雨的概率为0.5;
(2) 如果事件A与事件B互斥,那么一定有P(A)+P(B)=1.
解:(1) 因为明天下雨与明天不下雨是对立事件, 且明天下雨的概率
为0.4, 所以明天不下雨的概率为0.6 .
(2) 因为事件A与事件B互斥,但不一定不对立,所以不一定有
P(A)+P(B)=1 .
教材P245
学以致用
3. 在学校运动会开幕式上,100 名学生组成一个方阵进行表演,他们按照性别(M (男)、F (女) )及年级(G1 (高一)、G2(高二)、G3(高三))分类统计的人数如下表:
若从这100名学生中随机选一名学生, 求下列概率:
P(M) =______, P(F) =______, P(M∪F) =______,
P(MF) =______, P(G1) = ______,P(M∪G2) =_______,
P(FG3) =______.
G1 G2 G3 合计
M 18 20 14
F 17 24 7
0.52
0.48
1
0
0.35
0.76
0.07
52
48
导练·随堂检测——举一反三 强化实战性
1.在掷骰子的游戏中,向上的点数是5或6的概率是( )
A. B. C. D.1
答案:B
解析:事件“向上的点数是5”与事件“向上的点数是6”为互斥事件,且二者发生的概率都是,所以“向上的点数是5或6”的概率是.故选B.
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29
2.抛掷两枚硬币,事件A表示“至少一枚正面朝上”,事件B表示“两枚正面都不朝上”,则( )
A.P(A)=P(B) B.P(A)>P(B)
C.P(A)<P(B) D.P(A)+P(B)>1
答案:B
解析:记硬币正面向上为正,反面向上为反,抛掷两枚硬币的样本空间Ω={(正正),(正反),(反正),(反反)},共4个样本点,A={(正正),(正反),(反正)},共3个样本点,因此P(A)=,显然事件A与B互为对立事件,所以P(B)=1-P(A)=,显然选项A,C,D不满足,B满足.故选B.
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30
3.(2025·吉林长春期末)已知随机事件A和B互斥,A和C对立,且P(C)=0.8,P(B)=0.3,则P(A∪B)=( )
A.0.2 B.0.3 C.0.5 D.0.6
答案:C
解析:由A和C对立,可得P(A)+P(C)=1,解得P(A)=1-0.8=0.2,又∵随机事件A和B互斥,P(B)=0.3,∴P(A∪B)=P(A)+P(B)=0.2+0.3=0.5.故选C.
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31
4.(2025·江西景德镇期中)口袋中装有一些白球、黑球和红球,其中它们除颜色外完全相同,从中摸出1个球,摸出白球的概率为0.4,摸出黑球的概率为0.3,则摸出红球的概率为________.
0.3
解析:根据题意,摸出红球为摸出白球或黑球的对立事件,所以其概率为1-0.4-0.3=0.3.
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32
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