摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“事件的相互独立、条件概率与全概率公式”核心考点,依据课标要求梳理了独立性判断、条件概率计算、全概率公式应用三大考查方向。通过教材改编题与模拟题分析,明确事件独立性(占比约30%)和条件概率(占比约40%)为高频考点,归纳出判断、计算、实际应用三类常考题型,体现高考备考的针对性。
课件亮点在于“真题溯源+方法提炼+素养提升”的复习策略,如以2025年湖南长沙二模信号传输题为例,详解全概率公式“分解事件—求概率—代入公式”三步法,培养学生的数学思维与数学语言表达素养。特设易错点辨析(如独立性与互斥事件混淆)和答题模板,助力学生掌握解题技巧,教师可据此系统开展专题复习,提升备考效率。
内容正文:
第9章 计数原理、概率、随机变量及其分布
第52讲 事件的相互独立、条件概率与全概率公式
2027届高考一轮复习数学
1
【课标要求】
1.了解两个随机事件独立性的含义,利用独立性计算概率.
2.了解条件概率,能计算简单随机事件的条件概率.
3.了解条件概率与独立性的关系.
4.会利用乘法公式计算概率.
5.会利用全概率公式计算概率.
2
【知识要点】
1.事件的相互独立性
(1)相互独立事件的定义
对任意两个事件A与B,若P(AB)= 成立,则称事件A与事件B相互独立,简称为独立.
(2)相互独立事件的性质
①当事件A,B相互独立时,则事件 与事件相互独立,事件与事件 相互独立,事件与事件相互独立.
②对于n个事件A1,A2,…,An,若其中任何一个事件发生的概率不受其他事件是否发生的影响,则称事件A1,A2,…,An相互独立.
P(A)·P(B)
B
A
3
2.条件概率与乘法公式
(1)条件概率的定义
一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=为在 发生的条件下, 发生的条件概率,简称条件概率.
(2)条件概率与独立性的关系
当P(A)>0时,当且仅当事件A与B 时,有P(B|A)=P(B).
(3)乘法公式
定义:对于两个事件A和B,若P(A)>0,则P(AB)= .此公式称为概率的乘法公式.
事件A
事件B
相互独立
P(A)P(B|A)
4
(4)条件概率的性质
设P(A)>0,则
①P(Ω|A)= ;
②如果B与C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)= ;
③设和B互为 ,则P(|A)=1-P(B|A).
1
P(B|A)+P(C|A)
对立事件
5
3.全概率公式
定义:一般地,设A1,A2,…,An是一组 的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,则对任意的事件B⊆Ω,有
P(B)= .此公式称为全概率公式.
两两互斥
P(Ai)P(B|Ai)
6
【基础检测】
概念辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)对事件A,B,有P(B|A)=P(A|B).( )
(2)相互独立事件就是互斥事件.( )
(3)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)·P(B)都成立.( )
(4)若P(B|A)=P(B),则事件A,B相互独立.( )
(5)P(B|A)表示在事件A发生的条件下,事件B发生的概率,P(AB)表示事件A,B同时发生的概率.( )
×
×
×
√
√
7
教材改编
2.[必修2p249T3]天气预报预测,在元旦假期甲地降雨概率是0.2,乙地降雨概率是0.3.假设在这段时间内两地是否降雨相互之间没有影响,则这两地中恰有一个地方降雨的概率为( )
A.0.2 B.0.3 C.0.38 D.0.56
C
[解析] 设甲地降雨为事件A,乙地降雨为事件B,则两地恰有一地降雨为A+B,
∴P(A+B)=P(A)+P(B)
=P(A)P()+P()P(B)
=0.2×0.7+0.8×0.3
=0.38.
8
3.掷两枚质地均匀的骰子,设事件A=“第一枚出现奇数点”,事件B=“第二枚出现偶数点”,则A与B的关系为( )
A.互斥事件 B.互为对立事件
C.相互独立事件 D.相同事件
C
[解析] 因为事件A与事件B能同时发生,故事件A与事件B既不是互斥事件,也不是对立事件,故A,B错误;事件A与事件B相互独立,故选C.
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4.[选择性必修3p46例1]小红的妈妈为小红煮了7个汤圆,其中3个黑芝麻馅,4个五仁馅,小红随机取出两个,事件A=“取到的两个是同一种馅”,事件B=“取到的两个都是黑芝麻馅”,则P(B|A)=( )
A. B. C. D.
B
[解析] 因为P(A)==,P(AB)=P(B)==,所以P(B|A)==,故选B.
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5.已知某校高三男、女同学人数相同,有5%的男同学和0.25%的女同学患色盲,现随机选一名同学,这位同学恰好患色盲的概率是( )
A.0.01245 B.0.05786
C.0.02625 D.0.02865
C
[解析] 用事件A1表示“随机选一名同学是男生”,用事件A2表示“随机选一名同学是女生”,用事件B表示“这位同学恰好患色盲”,则Ω=A1∪A2,
且A1,A2互斥,由题意知P(A1)=P(A2)=,
P(B|A1)=5%,P(B|A2)=0.25%,
由全概率公式得P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)·P(B|A2)=×5%+×0.25%=0.02625.故选C.
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考点1 事件的相互独立性
角度1.事件的相互独立性的判断
例1 袋中有5张卡片,分别写有数字1,2,3,4,5,有放回地摸出两张卡片.事件M=“第一次摸得偶数”,N=“第二次摸得2”,Q=“两次摸得数字之和大于8”,R=“两次摸得数字之和是6”,则( )
A.M与Q相互独立 B.N与R相互独立
C.N与Q相互独立 D.Q与R相互独立
B
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[解析] 有放回摸出两张卡片的样本空间:
Ω={11,12,13,14,15,21,22,23,24,25,31,32,33,34,35,41,42,43,44,45,51,52,53,54,55},共25个结果,事件M={21,22,23,24,25,41,42,43,44,45},共10个结果,P(M)==,
事件N={12,22,32,42,52},共5个结果,P(N)==,事件Q={45,54,55},共3个结果,P(Q)=,事件R={15,24,33,42,51},共5个结果,P(R)==.
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对于A,P=,P(M)P(Q)=×=,P≠P(M)P(Q),事件M与Q不相互独立,A错误;
对于B,P=,P(N)P(R)=×=,P=P(N)P(R),事件N与R相互独立,B正确;
对于C,P=0,P(N)P(Q)=×=,P≠P(N)P(Q),事件N与Q不相互独立,C错误;
P(QR)=0,P(Q)P(R)=×=,P(QR)≠P(Q)P(R),事件Q与R不相互独立,D错误.故选B.
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[小结]判断两个事件是否相互独立的方法
(1)直接法:直接判断一个事件发生与否是否影响另一事件发生的概率.
(2)定义法:判断P(AB)=P(A)P(B)是否成立.
(3)转化法:由事件A与事件B相互独立知,A与,与B,与也相互独立.
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角度2.与事件的相互独立性有关的概率问题
例2 某项选拔共有四轮考核,每轮设有一个问题,能正确回答问题者进入下一轮考核,否则即被淘汰.已知某选手能正确回答第一、二、三、四轮的问题的概率分别为,且各轮问题能否回答正确互不影响.
(1)求该选手进入第四轮才被淘汰的概率;
(2)求该选手至多进入第三轮考核的概率.
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(1)求该选手进入第四轮才被淘汰的概率;
[解析] (1)记Ai(i=1,2,3,4)表示该选手能正确回答第i个问题,则
P(A1)=,P(A2)=,P(A3)=,P(A4)=.
该选手进入第四轮才被淘汰就是前三轮答题成功,第四轮没有成功,
各轮问题能否回答正确互不影响,
所以所求概率是P(A1A2A3)=P(A1)P(A2)·P(A3)P()=×××=.
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(2)求该选手至多进入第三轮考核的概率.
[解析] (2)该选手至多进入第三轮考核,即可能第一轮被淘汰,可能第二轮被淘汰,可能第三轮被淘汰,这三种情况又是互斥的,
所以所求概率为P(+A1+A1A2)=P()+P(A1)+P(A1A2)
=1-+×+××=.
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[小结](1)求相互独立事件同时发生的概率时,一般先求出每个事件发生的概率,再求积.
(2)使用相互独立事件同时发生的概率计算公式时,要掌握公式的适用条件,即各个事件是相互独立的,而且它们能同时发生.
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1.(多选)设样本空间Ω={a,b,c,d}含有等可能的样本点,且事件A={a,b},B={a,c},C={a,d},则( )
A.事件A和B相互独立 B.事件A和C相互独立
C.事件B和C相互独立 D.事件A,B,C相互独立
ABC
[解析] 可求得P(A)=,P(B)=,P(C)=,P(AB)=,P(AC)=,P(BC)=,P(ABC)=,所以P(AB)=P(A)·P(B),P(AC)=P(A)·P(C),P(BC)=P(B)·P(C),
故选项A,B,C正确;但P(A)·P(B)·P(C)=≠,所以P(ABC)≠P(A)P(B)P(C),故选项D错误.故选ABC.
对应训练
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2.在如图所示的电路图中,开关a,b,c闭合与断开的概率都是,且是相互独立的,则灯灭的概率是( )
A. B. C. D.
C
[解析] 由电路图可知,要使灯泡亮,必须a闭合,b或c闭合,故灯亮的概率为××+××+××=,则灯灭的概率是,故选C.
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3.甲、乙两人独立地解决同一问题,甲解出此问题的概率是,乙解出此问题的概率是.则甲、乙都解出此问题的概率为 ;甲、乙都未解出此问题的概率为 ;甲、乙恰有一人解出此问题的概率为 .
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[解析] 记甲独立解出此题为事件A,乙独立解出此题为事件B,则A与B为相互独立事件,且P(A)=,P(B)=.
所以P(AB)=P(A)·P(B)=×=;
P()=P()·P()=[1-P(A)]·[1-P(B)]=×=;
记事件C为甲、乙恰有一人解出此问题,则C=A+B,
P(C)=P(A)+P(B)=P(A)P()+P()P(B)=P(A)·[1-P(B)]+[1-P(A)]·P(B)
=×+×==.
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考点2 条件概率及其计算
例3 (1)(多选)已知分别为随机事件A,B的对立事件,P(A)>0,P(B)>0,则( )
A.P(B|A)+P(|A)=P(A)
B.P(B|A)+P(|A)=1
C.若A,B独立,则P(A|B)=P(A)
D.若A,B互斥,则P(A|B)=P(B|A)
BCD
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[解析] 由P+P===1,故A错误,B正确;
若A,B独立,则P(AB)=P(A)P(B),
P==P(A),故C正确;
若A,B互斥,则P(AB)=0,P==0,P==0,D正确.
故选BCD.
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(2)(2025·湖南长沙·二模)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.由于随机因素的干扰,发送信号0或1有可能被错误地接收为1或0.已知发送0时,接收为0和1的概率分别为0.8和0.2;发送1时,接收为0和1的概率分别为0.1和0.9.若接收信号为1的概率为0.76,则发送信号为1的概率为( )
A.0.2 B.0.5 C.0.8 D.0.9
C
[解析] 根据题意,设事件A0为“发送信号0”,事件A1为“发送信号1”,事件B0为“接收信号为0”,事件B1为“接收信号为1”,则P(B0|A0)=0.8,P(B1|A0)=0.2,P(B0|A1)=0.1,P(B1|A1)=0.9.
设发送信号为1的概率为x,则接收信号为1的概率P=P(A0)P(B1|A0)+P(A1)P(B1|A1)
=(1-x)×0.2+x×0.9=0.76,解得x=0.8,即发送信号为1的概率为0.8.
故选C.
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(3)五一劳动节某单位安排甲、乙、丙3人在5天假期值班,每天只需1人值班,且每人至少值班1天,已知甲在五一长假期间值班2天,则甲连续值班的概率是 .
[解析] 设A=“甲在五一假期值班两天”,B=“甲连续值班”,因为已知甲在五一长假期间值班2天,所以丙和乙分别值班一天、两天或两天、一天,所以五一假期甲、乙、丙三人值班方案共有n(A)==××2×1=60种,又因为甲在五一长假期间连续值班两天,可以是第1,2两天或第2,3两天或第3,4两天或第4,5两天,所以甲在五一长假期间值班2天且甲连续值班的方案共有n(AB)=4=4××2×1=24种,
所以由条件概率公式得P(B|A)====.
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[小结]1.掌握“2步骤”
第一步:判断是否为条件概率,若题目中出现“已知”“在……前提下”等字眼,一般为条件概率.题目中若没有出现上述字眼,但已知事件的出现影响所求事件的概率时,也需注意是否为条件概率.若为条件概率,则进行第二步.
第二步:代入条件概率公式求解.
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2.活用“2方法”
(1)定义法
先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=,求P(B|A).
(2)基本事件法
当基本事件适合有限性和等可能性时,可借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件数n(A),再在事件A发生的条件下求事件B包含的基本事件数n(AB),得P(B|A)=.
3.注意“1不同”
要注意P(B|A)与P(A|B)的不同:前者是在A发生的条件下B发生的概率,后者是在B发生的条件下A发生的概率.
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4.设A,B为任意两个事件,且A⊆B,P(B)>0,则下列选项必成立的是( )
A.P(A)>P B.P(A)≥P
C.P(A)<P D.P(A)≤P
D
[解析] 由A⊆B得A∩B=A,故P(A)=P(AB)≤P(B),而P(A|B)==,
则P(A|B)P(B)=P(A),又1≥P(B)>0,所以P(A)≤P.故选D.
对应训练
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5.2021年5月15日,天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,我国首次火星探测任务着陆火星取得成功,极大地鼓舞了天文爱好者探索宇宙奥秘的热情.某校航天科技小组决定从甲、乙等6名同学中选出4名同学参加A市举行的“我爱火星”知识竞赛,已知甲被选出,则乙也被选出的概率为 .
[解析] 设“甲同学被选出”记为事件A,“乙同学被选出”记为事件B,
则在甲同学被选出的情况下,乙同学也被选出的概率P(B|A)===.
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6.甲、乙两位游客慕名来到江城武汉旅游,准备分别从黄鹤楼、东湖、昙华林和欢乐谷4个著名旅游景点中随机选择其中一个景点游玩,记事件A:甲和乙至少一人选择黄鹤楼,事件B:甲和乙选择的景点不同,则P=( )
A. B. C. D.
A
[解析] 设事件M:甲选择黄鹤楼,事件N:乙选择黄鹤楼,可知P(M)=,P(N)=,
因为事件:甲和乙均没有选择黄鹤楼,
可得P===,所以P(A)=1-P()=,
又因为事件AB:甲和乙至少一人选择黄鹤楼,且甲和乙选择的景点不同,
P(AB)=P(M)P+PP(N)=×+×=,
所以P===.故选A.
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考点3 全概率公式的运用
角度1.全概率公式的正用
例4 人工智能是研究用于模拟和延伸人类智能的技术科学,被认为是21世纪最重要的尖端科技之一,其理论和技术正在日益成熟,应用领域也在不断扩大.人工智能背后的一个基本原理:首先确定先验概率,然后通过计算得到后验概率,使先验概率得到修正和校对,再根据后验概率做出推理和决策.基于这一基本原理,我们可以设计如下试验模型:有完全相同的甲、乙两个袋子,袋子有形状和大小完全相同的小球,其中甲袋中有9个红球和1个白球,乙袋中有2个红球和8个白球.从这两个袋子中选择一个袋子,再从该袋子中等可能摸出一个球,称为一次试验.多次试验直到摸出红球,试验结束.假设首次试验选到甲袋或乙袋的概率均为(先验概率).
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(1)求首次试验结束的概率;
(2)在首次试验摸出白球的条件下,我们对选到甲袋或乙袋的概率(先验概率)进行调整.
(ⅰ)求选到的袋子为甲袋的概率;
(ⅱ)将首次试验摸出的白球放回原来袋子,继续进行第二次试验时有如下两种方案;方案一,从原来袋子中摸球;方案二,从另外一个袋子中摸球.请通过计算,说明选择哪个方案第二次试验结束的概率更大.
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(1)求首次试验结束的概率;
[解析] (1)设试验一次,“取到甲袋”为事件A1,“取到乙袋”为事件A2,“试验结果为红球”为事件B1,“试验结果为白球”为事件B2,
P(B1)=P(A1)P+P(A2)P=×+×=.
所以首次试验结束的概率为.
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(2)在首次试验摸出白球的条件下,我们对选到甲袋或乙袋的概率(先验概率)进行调整.
(ⅰ)求选到的袋子为甲袋的概率;
[解析] (2)(ⅰ)因为B1,B2是对立事件,P(B2)=1-P(B1)=,
所以P= = = = ,
所以选到的袋子为甲袋的概率为.
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(ⅱ)将首次试验摸出的白球放回原来袋子,继续进行第二次试验时有如下两种方案;方案一,从原来袋子中摸球;方案二,从另外一个袋子中摸球.请通过计算,说明选择哪个方案第二次试验结束的概率更大.
[解析] (ⅱ)由(ⅰ)得P=1-P=1-=,
所以方案一中取到红球的概率为:
P1=PP+PP=×+×=,
方案二中取到红球的概率为:
P2=PP+PP=×+×=,
因为>,所以方案二中取到红球的概率更大.
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角度2.全概率公式的变用
例5 (2025年山东省泰安市三模)乒乓球比赛规则规定:在双方打成10平后,领先两分者获胜.在某校组织的乒乓球比赛中,甲、乙两名同学已经打成了10平.已知下一球乙同学得分的概率为,且对以后的每一球,若乙同学在本球中得分,则他在下一球的得分概率为,若乙同学在本球中未得分,则他在下一球的得分概率为.
(1)求在继续打了两个球后比赛结束的条件下,乙同学获胜的概率;
(2)求乙同学最终获胜的概率.
38
(1)求在继续打了两个球后比赛结束的条件下,乙同学获胜的概率;
[解析] (1)在打了两个球后结束,则甲连胜两球或乙连胜两球,
设事件A为“再打两球后结束”,事件B为“乙赢得比赛”,
则P(A)=×+×=,P(AB)=×=,故P==.
39
(2)求乙同学最终获胜的概率.
[解析] (2)设事件C为“乙赢了本球”,事件M为“乙赢了上一球”,
设事件Di(i=-1,0,1)为“当前乙同学分数与甲同学分数之差为i时,最终乙同学获胜”,
当i=1时,乙肯定赢了上一球,此时P(C)=,若赢球则乙直接赢得比赛,若输球则乙获胜的概率为P(D0|),所以P(D1)=P(D1|C)·P(C)+P(D1|)·P()=+P(D0|),
同理,当i=-1时,乙肯定输了上一球,此时P(C)=,若输球则输掉比赛,若赢球则获胜的概率为P(D0|M),所以P(D-1)=P(D-1|C)·P(C)+P(D-1|)·P()=P(D0|M),
40
当i=0时,若乙赢了上一球,此时P(C)=,若赢球则获胜的概率为P(D1),若输球则获胜的概率为P(D-1),所以P(D0|M)=P(D1)P(C)+P(D-1)P()=P(D1)+P(D-1),
若乙输了上一球,P(C)=,
同理P(D0|)=P(D1)P(C)+P(D-1)P()=P(D1)+P(D-1),
又初始P(C)=,故乙同学最终获胜的概率等价于P(D0|),
所以
解得P(D0|)=.所以乙同学最终获胜的概率为.
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[小结]利用全概率公式解题的思路
(1)按照确定的标准,将一个复杂事件分解为若干个互斥事件Ai(i=1,2,…,n).
(2)求P(Ai)和所求事件B在各个互斥事件Ai发生条件下的概率P(Ai)P(B|Ai).
(3)代入全概率公式计算.
42
7.某考生回答一道四选一的考题,假设他知道正确答案的概率为0.5,知道正确答案时,答对的概率为100%,而不知道正确答案时猜对的概率为0.25,那么他答对题目的概率为 .
0.625
[解析] 设“考生答对题目”为事件A,“考生知道正确答案”为事件B,
则P(B)=0.5,P(A|B)=1,P(A|)=0.25,
∴P(A)=P(A∩B)+P(A∩)=P(A|B)P(B)+P(A|)P()=1×0.5+0.25×0.5=0.625.
对应训练
43
8.某学校为了增进全体教职工对党史知识的了解,组织开展党史知识竞赛活动并以支部为单位参加比赛.现有两组党史题目放在甲、乙两个纸箱中,甲箱有5个选择题和3个填空题,乙箱中有4个选择题和3个填空题,比赛中要求每个支部在甲或乙纸箱中随机抽取两题作答.每个支部先抽取一题作答,答完后题目不放回纸箱中,再抽取第二题作答,两题答题结束后,再将这两个题目放回原纸箱中.
(1)如果第一支部从乙箱中抽取了2个题目,求第2题抽到的是填空题的概率;
(2)若第二支部从甲箱中抽取了2个题目,答题结束后错将题目放入了乙箱中,接着第三支部答题,第三支部抽取第一题时,从乙箱中抽取了题目.已知第三支部从乙箱中取出的这个题目是选择题,求第二支部从甲箱中取出的是2个选择题的概率.
44
(1)如果第一支部从乙箱中抽取了2个题目,求第2题抽到的是填空题的概率;
[解析] (1)设Ai表示“第i次从乙箱中取到填空题”,i=1,2,
P(A1)=,P==,P==,
由全概率公式得第2次抽到填空题的概率为
P(A2)=P(A1)P+PP=×+×=.
45
(2)若第二支部从甲箱中抽取了2个题目,答题结束后错将题目放入了乙箱中,接着第三支部答题,第三支部抽取第一题时,从乙箱中抽取了题目.已知第三支部从乙箱中取出的这个题目是选择题,求第二支部从甲箱中取出的是2个选择题的概率.
[解析](2)设事件A 为“第三支部从乙箱中抽1个选择题”,
事件B1为“第二支部从甲箱中取出2个题都是选择题”,
事件B2为“第二支部从甲箱中取出1个选择题1个填空题”,
事件B3为“第二支部从甲箱中取出2个题都是填空题”,
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则B1,B2,B3彼此互斥,且B1∪B2∪B3=Ω,
且P(B1)==,P(B2)==,P(B3)==,
因为P(A|B1)=,P(A|B2)=,P(A|B3)=,
所以P(A)=P(B1)×P(A|B1)+P(B2)×P(A|B2)+P(B3)×P(A|B3)=×+×+×=,
所求概率即是A发生的条件下B1发生的概率:P(B1|A)====.
47
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