内容正文:
第01讲 随机事件与概率
知识点1:有限样本空间与随机事件
知识点2:事件的关系和运算
知识点3: 古典概型
知识点4:概型的基本性质
知识点1 有限样本空间与随机事件
1.有限样本空间
(1)随机试验
我们把对随机现象的实现和对它的观察称为随机试验,简称试验,常用字母E表示.我们感兴趣的是具有以下特点的随机试验:
①试验可以在相同条件下重复进行;
②试验的所有可能结果是明确可知的,并且不止一个;
③每次试验总是恰好出现这些可能结果中的一个,但事先不能确定出现哪一个结果.
(2)有限样本空间
我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点,全体样本点的集合称为试验E的样本空间.
一般地,我们用Ω表示样本空间,用ω表示样本点.如果一个随机试验有n个可能结果,
则称样本空间Ω={}为有限样本空间.
2.事件
(1)随机事件
一般地,随机试验中的每个随机事件都可以用这个试验的样本空间的子集来表示.为了叙述方便,我们将样本空间Ω的子集称为随机事件,简称事件,并把只包含一个样本点的事件称为基本事件.随机事件一般用大写字母A,B,C,···表示.在每次试验中,当且仅当A中某个样本点出现时,称为事件A发生.
(2)必然事件
A作为自身的子集,包含了所有的样本点,在每次试验中总有一个样本点发生,所以Ω总会发生,我们称Ω为必然事件.
(3)不可能事件
空集∅不包含任何样本点,在每次试验中都不会发生,我们称∅为不可能事件.
【题型1 随机现象】
【例1】下列现象是必然现象的是( )
A.走到十字路口遇到红灯 B.冰水混合物的温度是
C.三角形的内角和为 D.一个射击运动员每次射击都命中环
【变式1-1】下列现象是随机现象的是( )
A.买一张福利彩票,中奖 B.在标准大气压下水加热到,沸腾
C.异性电荷,相互排斥 D.实心铁块丢入纯净水中,铁块浮起
【变式1-2】下列现象是必然现象的是( )
A.某路口每星期发生交通事故1次
B.冰水混合物的温度是
C.三角形的内角和为
D.一个射击运动员每次射击都命中7环
【变式1-3】下列事件:①抛掷一枚硬币,落下后正面朝上;②从某三角形的三个顶点各画一条高线,这三条高线交于一点;③实数a,b都不为0,但;④某地区明年7月的降雨量高于今年7月的降雨量.其中为随机事件的是( )
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.②④
【题型2 事件的分类】
【例2】下列各项中,属于随机事件的是( )
A.若正方形边长为,则正方形的面积为
B.在没有任何辅助情况下,人在真空中也可以生存
C.在一个标准大气压下,温度达到时水会沸腾
D.抛掷一枚硬币,反面向上
【变式2-1】在12件同类产品中,有10件是正品,2件是次品,从中任意抽出3件,则下列事件为必然事件的是( )
A.3件都是正品 B.至少有2件是次品
C.3件都是次品 D.至少有1件是正品
【变式2-2】下列事件中,随机事件的个数为( )
①甲,乙两人下棋,甲获胜;
②小明过马路,遇见车的车牌号尾号是奇数;
③某种彩票的中奖率为99%,某人买一张此种彩票中奖;
④用任意平面截球体,所得截面图形是椭圆形.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式2-3】对掷一粒骰子的试验,在概率论中把“出现零点”称为( )
A.样本空间 B.必然事件 C.不可能事件 D.随机事件
【题型3 事件与样本空间】
【例3】先后抛掷两枚质地均匀的硬币.
(1)写出该实验的样本空间.
(2)出现“一枚正面,一枚反面”的结果有多少种?
【变式3-1】袋中有红、白、黄、黑四个颜色不同、大小相同的小球,按下列要求分别进行试验.分别写出下面试验的样本空间,并指出样本点的总数.
(1)从中任取一个球;
(2)从中任取两个球;
(3)先后各取一个球.
【变式3-2】将一枚质地均匀且四个面上分别标有1,2,3,4的正四面体先后抛掷两次,其底面落于桌面上,记第一次朝下面的数字为x,第二次朝下面的数字为y.用表示一个样本点.
(1)请写出试验的样本空间;
(2)满足条件“为整数”这一事件包含哪几个基本事件?
【变式3-3】已知集合,,从这两个集合中各取一个元素分别作为点的横,纵坐标.
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)求这个试验的样本点的总数.
知识点2 事件的关系和运算
1.事件的关系和运算
(1)两个事件的关系和运算
事件的关系或运算
含义
符号表示
图形表示
包含
A发生导致B发生
并事件
(和事件)
A与B至少一个发生
或
交事件
(积事件)
A与B同时发生
或
互斥
(互不相容)
A与B不能同时发生
互为对立
A与B有且仅有一个发生
,
(2)多个事件的和事件、积事件
类似地,我们可以定义多个事件的和事件以及积事件.对于多个事件A,B,C,…,A∪B∪C∪… (或A+B+C+…)发生当且仅当A,B,C,…中至少一个发生,A∩B∩C∩… (或ABC…)发生当且仅当A,B,C,…同时发生.
2.样本空间中样本点的求法
(1)列举法
列举法也称枚举法.对于一些情境比较简单,样本点个数不是很多的概率问题,计算时只需一一列举,即可得出随机事件所包含的样本点.注意列举时必须按一定顺序,做到不重不漏.
(2)列表法
对于样本点个数不是太多的情况,可以采用列表法.通常把对问题的思考分析归结为“有序实数对”,以便更直接地得到样本点个数.列表法的优点是准确、全面、不易遗漏,其中最常用的方法是坐标系法.
(3)树状图法
树状图法适用于按顺序排列的较复杂问题中样本点个数的求解,是一种常用的方法.
3.用集合观点看事件间的关系
符号
概率角度
集合角度
Ω
必然事件
全集
∅
不可能事件
空集
ω
试验的可能结果
Ω中的元素
A
事件
Ω的子集
A的对立事件
A的补集
事件A包含于事件B
集合A是集合B的子集
事件A等于事件B
集合A等于集合B
或
事件A与事件B的并(和)事件
集合A与B的并集
或
事件A与事件B的交(积)事件
集合A与B的交集
事件A与事件B互斥
集合A与B的交集为空集
,且
事件A与事件B对立
集合A与B互为补集
【题型4 确定所给事件的包含关系】
【例4】某人打靶时连续射击两次,则事件“至少一次中靶”是事件“至多一次中靶”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式4-1】(多选)(多选)对空中飞行的飞机连续射击两次,每次发射一枚炮弹,记事件“两次都击中飞机”,事件“两次都没击中飞机”,事件“恰有一次击中飞机”,事件“至少有一次击中飞机”,则( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球.设事件A:1个红球和2个白球,事件B:2个红球和1个白球,事件C:至少有1个红球,事件D:既有红球又有白球,则:
(1)事件D与事件A,B是什么关系?
(2)事件C与事件A是什么关系?
【变式4-3】同时掷两枚硬币,“向上的面都是正面”为事件,“向上的面至少有一枚是正面”为事件,则有( )
A. B. C. D.与之间没有关系
【题型5 事件的运算及其含义】
【例5】已知事件,满足,,,则( )
A.0.9 B.0.6 C.0.3 D.0.18
【变式5-1】已知在一次随机试验中,定义两个随机事件,,若,,,则______.
【变式5-2】从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,若“这2个数的和大于4”为事件A,“这2个数的和为偶数” 为事件,则和包含的样本点数分别为( )
A.1,6 B.4,2 C.5,1 D.6,1
【变式5-3】设是一个随机试验中的两个事件,且,则__________.
【题型6 互斥事件与对立事件】
【例6】掷两枚骰子,设事件两骰子出现点数之和为奇数,两骰子出现点数之和为偶数,则( )
A.事件和事件是互斥但不对立事件 B.
C.事件和事件是对立事件 D.以上均不对
【变式6-1】分别抛掷两枚质地均匀的硬币,设事件“第一枚反面朝上”,“第二枚正面朝上”,则( )
A.A包含B B.A与B互斥 C.A与B互为对立 D.A与B相互独立
【变式6-2】从1∼6这6个整数中随机抽取1个数,记事件“抽到小于4的数”,事件“抽到大于3的数”,事件“抽到大于2的偶数”,则( )
A.A和B不互斥 B.A和B互斥且对立
C.A和C不互斥 D.A和C互斥且对立
【变式6-3】(多选)从装有3只红球,3只白球的袋中任意取出3只球,则下列每对事件,是互斥事件,但不是对立事件的是( )
A.“取出2只红球和1只白球”与“取出1只红球和2只白球”
B.“取出2只红球和1只白球”与“取出3只红球”
C.“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只白球”
D.“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只红球”
【题型7 写出基本事件、样本空间】
【例7】一次试验抛掷两枚颜色不同的骰子,则这个试验的样本空间的基本事件数是( )
A.12 B.30 C.36 D.15
【变式7-1】抛掷一颗质地均匀的骰子,观察骰子朝上面的点数,记事件“点数大于4”,事件“点数为偶数”,则事件“点数为6”可以表示为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】若为正整数,且,则有序自然数对有_______个.
【变式7-3】同时转动如图所示的两个转盘,记转盘①得到的数为,转盘②得到的数为,结果为(不考虑指针落在分界线上的情况).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)写出事件:“”和事件:“且”的集合表示;
(3)说出事件,所表示的含义.
知识点3 古典概型
1.古典概型
(1)事件的概率
对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用P(A)表示.
(2)古典概型的定义
我们将具有以下两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型.
①有限性:样本空间的样本点只有有限个;
②等可能性:每个样本点发生的可能性相等.
(3)古典概型的判断标准
一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的两个特点:有限性和等可能性.并不是所
有的试验都是古典概型.
下列三类试验都不是古典概型:
①样本点(基本事件)个数有限,但非等可能;
②样本点(基本事件)个数无限,但等可能;
③样本点(基本事件)个数无限,也不等可能.
2.古典概型的概率计算公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间A包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)=,其中,n(A)和n(Ω)分别表示事件A和样本空间Ω包含的样本点个数.
3.求样本空间中样本点个数的方法
(1)枚举法:适合于给定的样本点个数较少且易一一列举出的问题.
(2)树状图法:适合于较为复杂的问题,注意在确定样本点时(x, y)可看成是有序的,如(1,2)与(2,1)不同,有时也可看成是无序的,如(1,2)与(2,1)相同.
【题型8 计算古典概型问题的概率】
【例8】将一颗质地均匀的正方体骰子先后抛掷次,观察向上的点数,则点数和为的概率是( )
A. B. C. D.
【变式8-1】某快递公司的取件码由8位数字组成,每一位置的数字随机选自,则取件码末位数字是奇数的概率是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】甲、乙两人玩游戏,游戏规则如下:两人同时从自己的袋子中随机取出一个球,若取出的球同色,则甲获胜,反之则乙获胜.已知甲的袋子中有3个黑球和3个红球,乙的袋子中有3个黑球和2个红球,则乙获胜的概率为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】已知某运动员每次投篮命中的概率都为,现采用随机模拟的方式估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算机产生0到9之间取整数值的随机数,指定表示命中,表示不命中;再以三个随机数为一组,代表三次投篮结果,经随机模拟产生了如下12组随机数:,据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为( )
A. B. C. D.
【题型9 根据古典概型的概率求参数】
【例9】一个口袋中装有20个红球和若干个黑球,在不允许将球倒出来数的前提下,为估计口袋中黑球的个数,小张采用了如下的方法:每次从口袋中摸出1个球,记下球的颜色后再把球放回口袋中摇匀.不断重复上述过程900次,共摸出红球400次,根据上述数值,估计口袋中黑球的个数为( )
A.25 B.30 C.35 D.40
【变式9-1】在一个不透明的袋中有4个红球和个黑球,现从袋中有放回地随机摸出2个球,已知取出的球中至少有一个红球的概率为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式9-2】一个口袋中装有个红球和若干个黄球,在不允许将球倒出来数的前提下,为估计口袋中黄球的个数,小明采用了如下的方法:每次从口袋中摸出个球,记下球的颜色后再把球放回口袋中摇匀.不断重复上述过程次,共摸出红球次,根据上述数值,估计口袋中大约有黄球( )个.
A. B. C. D.
【变式9-3】一个袋子中有6个大小质地完全相同的球,其中2个红球,4个绿球,从中不放回地依次随机摸出2个球.
(1)求第二次取到红球的概率;
(2)求两次取到的球颜色相同的概率;
(3)如果是2个红球,n个绿球,已知取出的2个球都是红球的概率为,那么n是多少?
知识点4 概型的基本性质
1.概率的基本性质
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.
性质3
如果事件A与事件B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B). 推广:如果事件A1,A2,…,Am.两两互斥,那么事件发生的概率等于这m个事件分别发生的概率之和,即P()=P(A1)+P(A2)+…+P(Am).
性质4
如果事件A与事件B互为对立事件,那么P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B).
性质5
如果,那么P(A)≤P(B).
性质6
设A,B是一个随机试验中的两个事件,我们有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
2.复杂事件概率的求解策略
(1)对于一个较复杂的事件,一般将其分解成几个简单的事件,当这些事件彼此互斥时,原事件的概率就是这些简单事件的概率的和.
(2)当求解的问题中有“至多”“至少”“最少”等关键词语时,常常考虑其对立事件,通过求其对立事件的概率,然后转化为所求问题.
【题型10 互斥事件的概率加法公式】
【例10】设,是一个随机实验中的两个互斥事件,若,,则( )
A.0.05 B.0.144 C.0.75 D.0.25
【变式10-1】已知随机事件互斥,且,,则等于( )
A. B.0.4 C.0.5 D.0.7
【变式10-2】设是一个随机试验中的两个事件,,则( )
A.0.8 B.0.7 C.0.6 D.0.5
【变式10-3】已知事件与事件为互斥事件,且,,则______.
【题型11 利用对立事件的概率公式求概率】
【例11】(多选)设随机事件,的对立事件分别为,,且,,,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
【变式11-1】如图,,两类不同的元件并联成一个系统.当,至少有一个正常工作时,系统正常工作.已知,正常工作的概率分别为0.9,0.8,则系统正常工作的概率为( )
A.0.98 B.0.26 C.0.72 D.0.02
【变式11-2】已知随机事件和互斥,和对立,且,,则( )
A.0.2 B.0.3 C.0.5 D.0.6
【变式11-3】小王参加射击比赛考核,每次射击命中目标的概率为0.8,规定若第一次命中,才能进入第二次射击,且这两次射击相互独立.第一次未命中得0分,仅第一次命中得10分,两次都命中可得20分,那么小王此次考核得分不低于10分的概率是( )
A.0.16 B.0.64 C.0.8 D.0.96
【题型12 古典概型与统计的交汇问题】
【例12】某中学为研究本校高一学生在市联考中的数学成绩,随机抽取了位同学的数学成绩作为样本,得到以分组的样本频率分布直方图,如图所示.
(1)求直方图中的值,并估计本次联考该校数学成绩的中位数;
(2)现在从分数在和的学生中采用分层随机抽样的方法共抽取人,再从这人中随机抽取人,求抽取的两人恰好一人分数在内,另一人分数在内的概率.
【变式12-1】2026年5月24日23时08分,神舟二十三号发射成功,乘组航天员朱杨柱、张志远、黎家盈(首位香港女航天员)密切协同,将完成3.5小时快速径向交会对接.某地区为了激发人们对天文学的兴趣,开展了天文知识比赛,满分100分(95分及以上为认知程度高),结果认知程度高的有200人,这200人按年龄分成5组,得到如图所示的频率分布直方图,
(1)根据频率分布直方图,估计这200人的平均年龄和众数;
(2)现从以上各组中用分层随机抽样的方法抽取20人,担任“党章党史”的宣传使者.若有甲(年龄36),乙(年龄42)两人已确定入选宣传使者,现计划从第四组和第五组被抽到的使者中,再随机抽取2名作为组长,求甲、乙两人至少有一人被选上的概率.
【变式12-2】某研究机构为了了解各年龄层对高考改革方案的关注程度,随机选取了200名年龄在内的市民进行了调查,并将结果绘制成如图所示的频率分布直方图(分第一~五组区间分别为,,,,).
(1)求的值,并利用频率分布直方图,估计200名市民的年龄的中位数(结果保留两位小数);
(2)若从第3,4组用分层抽样的方法选取5名市民进行座谈;
①第3,4组分别抽取多少人;
②从这5名市民中选取2人在座谈会中作重点发言,求作重点发言的市民中至少有一人的年龄在内的概率.
【变式12-3】为了解一种植物果实的情况,随机抽取一批该植物果实样本测量重量(单位:克),按照,,,,分为5组,其频率分布直方图如图所示.
(1)求图中的值;
(2)估计这种植物果实重量的平均数和中位数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(3)已知这种植物果实重量不低于32.5克的即为优质果实.若所取样本容量,从该样本分布在和的果实中,随机抽取2个,求抽到的都是优质果实的概率.
1.在掷骰子试验中,记事件:朝上面的点数为3点,则该事件为( )
A.必然事件 B.不可能事件 C.随机事件 D.以上答案都不对
2.一个袋中有大小和质地都相同的4个球,其中有2个红色球,2个绿色球,现从袋中不放回地依次随机摸出2个球,则“摸出的2个球颜色相同”的概率为( )
A. B. C. D.
3.某高中拟从校文艺部随机选一名学生参加当地社区的文艺汇演,选中高一学生的概率为,选中高二学生的概率为,则选中高三学生的概率为( )
A. B. C. D.
4.已知随机事件满足,则( )
A. B. C. D.
5.将一枚质地均匀的骰子连续抛掷2次,记所得点数分别为x,y,则能被3整除的概率为( )
A. B. C. D.
6.已知事件互斥,且,则( )
A. B. C. D.
7.从某校高一年级学生60名女生中,经调查偏理科的40人,偏文科的20人,利用分层抽样抽取6人,随机抽取3人,至少有2人偏理科的概率是( )
A. B. C. D.
8.已知随机事件和,其中.则__________.
9.小王参加了甲、乙两款闯关游戏,小王闯关甲款游戏成功的概率为,小王闯关乙款游戏成功的概率为,两款游戏闯关都不成功的概率为,则小王甲、乙两款游戏都闯关成功的概率为__________.
10.已知,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则_____.
11.周口市举行“高一年级节数学竞赛”,竞赛分为初赛和决赛两个阶段,为了解初赛情况,现从某中学高一年级随机抽取了200名学生,记录他们的初赛成绩,将数据按照,,,,分成5组,制成了如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值,并估计高一年级初赛成绩的众数和平均成绩(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).
(2)按照分层抽样从和两组中随机抽取了5名学生,现从已抽取的5名学生中随机抽取2名,求至少有1名学生的成绩在内的概率.
12.抛掷一红一绿两颗质地均匀的正六面体骰子,记下骰子朝上面的点数,若用表示红色骰子的点数,用表示绿色骰子的点数,用表示一次试验的结果,设表示“两颗骰子点数之和等于”,表示“至少有一颗骰子的点数为”,表示“红色骰子上的点数大于”.
(1)请写出一个等可能的样本空间,并求事件,,的概率;
(2)写出事件,对应的子集并求出它们的概率.
13.近日,“滇超”联赛(云南省城市足球联赛)正如火如荼进行.某校团委组织了一次“足球知识问答”竞赛,现从全校参赛的1000名学生中随机抽取了100名统计他们的竞赛成绩(单位:分,满分100分),并绘制了如图所示的频率分布直方图:
已知成绩在的频数是30,则:
(1)求图中的值,并估计这100名学生成绩的平均数;
(2)根据频率分布直方图,估计样本数据的第85百分位数;
(3)学校拟从竞赛成绩在和两组内的学生中,按分层抽样抽取5人进行详细访谈,再从这5人中随机抽取2人进行“全民健身”主题演讲,求这2人来自不同组的概率.
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第01讲 随机事件与概率
知识点1:有限样本空间与随机事件
知识点2:事件的关系和运算
知识点3: 古典概型
知识点4:概型的基本性质
知识点1 有限样本空间与随机事件
1.有限样本空间
(1)随机试验
我们把对随机现象的实现和对它的观察称为随机试验,简称试验,常用字母E表示.我们感兴趣的是具有以下特点的随机试验:
①试验可以在相同条件下重复进行;
②试验的所有可能结果是明确可知的,并且不止一个;
③每次试验总是恰好出现这些可能结果中的一个,但事先不能确定出现哪一个结果.
(2)有限样本空间
我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点,全体样本点的集合称为试验E的样本空间.
一般地,我们用Ω表示样本空间,用ω表示样本点.如果一个随机试验有n个可能结果,
则称样本空间Ω={}为有限样本空间.
2.事件
(1)随机事件
一般地,随机试验中的每个随机事件都可以用这个试验的样本空间的子集来表示.为了叙述方便,我们将样本空间Ω的子集称为随机事件,简称事件,并把只包含一个样本点的事件称为基本事件.随机事件一般用大写字母A,B,C,···表示.在每次试验中,当且仅当A中某个样本点出现时,称为事件A发生.
(2)必然事件
A作为自身的子集,包含了所有的样本点,在每次试验中总有一个样本点发生,所以Ω总会发生,我们称Ω为必然事件.
(3)不可能事件
空集∅不包含任何样本点,在每次试验中都不会发生,我们称∅为不可能事件.
【题型1 随机现象】
【例1】下列现象是必然现象的是( )
A.走到十字路口遇到红灯 B.冰水混合物的温度是
C.三角形的内角和为 D.一个射击运动员每次射击都命中环
【答案】C
【分析】根据必然现象和随机现象的定义依次判断即可.
【详解】选项A,十字路口遇到红灯,这个事件可能发生也可能不发生,为随机现象;
选项B,标准大气压下,冰水混合物的温度是,事件冰水混合物的温度是不是必然现象;
选项C,三角形的内角和为,这个事件为必然现象;
选项D,一个射击运动员每次射击都命中7环,这个事件可能发生也可能不发生,为随机现象.
故选:C.
【变式1-1】下列现象是随机现象的是( )
A.买一张福利彩票,中奖 B.在标准大气压下水加热到,沸腾
C.异性电荷,相互排斥 D.实心铁块丢入纯净水中,铁块浮起
【答案】A
【分析】利用随机现象、必然事件、不可能事件的意义逐项判断即得.
【详解】对于A,买一张福利彩票,中奖是随机的,A是;
对于B,在标准大气压下水加热到,沸腾是必然事件,B不是;
对于C,异性电荷,相互吸引,因此“异性电荷,相互排斥”是不可能事件,C不是;
对于D,实心铁块丢入纯净水中,铁块下沉,因此“实心铁块丢入纯净水中,铁块浮起”是不可能事件,D不是.
故选:A
【变式1-2】下列现象是必然现象的是( )
A.某路口每星期发生交通事故1次
B.冰水混合物的温度是
C.三角形的内角和为
D.一个射击运动员每次射击都命中7环
【答案】C
【分析】根据现象的分类逐项分析判断.
【详解】对于选项A:某路口每星期发生交通事故1次,这个事件可能发生也可能不发生,为随机现象,故A错误;
对于选项B:理想状态下冰水混合物的温度应是,这个事件为不可能现象,故B错误;
对于选项C:三角形的内角和为,这个事件为必然现象,故C正确;
对于选项D:一个射击运动员每次射击都命中7环,这个事件可能发生也可能不发生,为随机现象,故D错误;
故选:C.
【变式1-3】下列事件:①抛掷一枚硬币,落下后正面朝上;②从某三角形的三个顶点各画一条高线,这三条高线交于一点;③实数a,b都不为0,但;④某地区明年7月的降雨量高于今年7月的降雨量.其中为随机事件的是( )
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.②④
【答案】A
【分析】利用随机事件的定义逐一分析给定的各个事件即可判断作答.
【详解】抛掷一枚硬币,是正面朝上,还是反面朝上,落下前不可确定,①是随机事件;
三角形三条高线一定交于一点,②是必然事件;
实数a,b都不为0,则,③是不可能事件;
某地区明年7月的降雨量是一种预测,不能确定它比今年7月的降雨量高还是低,④是随机事件,
所以在给定的4个事件中,①④是随机事件.
故选:A
【题型2 事件的分类】
【例2】下列各项中,属于随机事件的是( )
A.若正方形边长为,则正方形的面积为
B.在没有任何辅助情况下,人在真空中也可以生存
C.在一个标准大气压下,温度达到时水会沸腾
D.抛掷一枚硬币,反面向上
【答案】D
【分析】根据必然事件、随机事件和不可能事件的定义即可一一判断.
【详解】对于A,若正方形边长为,由面积公式可知其面积为,这是必然事件,故A不合题意;
对于B,真空中没有空气,在没有任何辅助情况下,人不能在真空中生存,这是不可能事件,故B不合题意;
对于C,在一个标准大气压下,只有温度达到,水才会沸腾,当温度是时,水不会沸腾,这是不可能事件,故C不合题意;
对于D,扡掷一枚硬币时,结果可能是正面向上,也可能反面向上,这是随机事件,故D符合题意.
故选:D.
【变式2-1】在12件同类产品中,有10件是正品,2件是次品,从中任意抽出3件,则下列事件为必然事件的是( )
A.3件都是正品 B.至少有2件是次品
C.3件都是次品 D.至少有1件是正品
【答案】D
【分析】根据必然事件的概念进行判断.
【详解】因为12件产品中,只有2件是次品,从中取3件,其中必定至少有1件是正品.
故选:D
【变式2-2】下列事件中,随机事件的个数为( )
①甲,乙两人下棋,甲获胜;
②小明过马路,遇见车的车牌号尾号是奇数;
③某种彩票的中奖率为99%,某人买一张此种彩票中奖;
④用任意平面截球体,所得截面图形是椭圆形.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据随机事件的知识确定正确答案.
【详解】根据随机事件的知识可知:①②③是随机事件,
④是不可能事件,所以随机事件的个数为个.
故选:C
【变式2-3】对掷一粒骰子的试验,在概率论中把“出现零点”称为( )
A.样本空间 B.必然事件 C.不可能事件 D.随机事件
【答案】C
【分析】列出试验中的样本点数,即可求解.
【详解】解:对掷一粒骰子的试验,出现的点数分别为:1,2,3,4,5,6,
所以在掷一枚骰子的试验中,出现零点是不可能事件,
故选:C.
【题型3 事件与样本空间】
【例3】先后抛掷两枚质地均匀的硬币.
(1)写出该实验的样本空间.
(2)出现“一枚正面,一枚反面”的结果有多少种?
【答案】(1)(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)
(2)2
【分析】(1)根据两枚硬币的可能情况,即可写出样本空间;
(2)根据(1)样本空间中情况,即可写出答案.
【详解】(1)一共出现(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)4种不同的结果,
其样本空间为(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)
(2)因为“一枚正面,一枚反面”,包括(正,反),(反,正).
所以出现“一枚正面,一枚反面”的情况有2种.
【变式3-1】袋中有红、白、黄、黑四个颜色不同、大小相同的小球,按下列要求分别进行试验.分别写出下面试验的样本空间,并指出样本点的总数.
(1)从中任取一个球;
(2)从中任取两个球;
(3)先后各取一个球.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)运用列举法,结合样本空间定义进行求解即可;
(2)运用列举法,结合样本空间定义进行求解即可;
(3)运用列表法,结合样本空间定义进行求解即可;
【详解】(1)红,白,黄,黑,样本点的总数为4.
(2)一次取两个球,若记(红,白)代表一次取出红球、白球各一个,
则样本空间(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑),样本点的总数为6.
(3)先后取两个球,如记(红,白)代表第一次取出一个红球,第二次取出一个白球.
列表如下:
第一次第二次
红
白
黄
黑
红
(白,红)
(黄,红)
(黑,红)
白
(红,白)
(黄,白)
(黑,白)
黄
(红,黄)
(白,黄)
(黑,黄)
黑
(红,黑)
(白,黑)
(黄,黑)
则样本空间为(红,白),(白,红),(红,黄),(黄,红),(红,黑),(黑,红),(黄,黑),(黑,黄),(黄,白),(白,黄),(白,黑),(黑,白),样本点的总数为12.
【变式3-2】将一枚质地均匀且四个面上分别标有1,2,3,4的正四面体先后抛掷两次,其底面落于桌面上,记第一次朝下面的数字为x,第二次朝下面的数字为y.用表示一个样本点.
(1)请写出试验的样本空间;
(2)满足条件“为整数”这一事件包含哪几个基本事件?
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)逐个列举即可;
(2)逐个列举即可求解;
【详解】(1)试验的样本空间为
共16个样本点.
(2)用A表示满足条件“为整数”的事件,
则A包含的样本点有,,,,,,,,
共8个样本点.
【变式3-3】已知集合,,从这两个集合中各取一个元素分别作为点的横,纵坐标.
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)求这个试验的样本点的总数.
【答案】(1)
(2)12
【分析】(1)利用列举法直接写出所有的样本点即可;
(2)由(1)直接得出结果.
【详解】(1)这个试验的样本空间,
.
(2)这个试验的样本点的总数是12.
知识点2 事件的关系和运算
1.事件的关系和运算
(1)两个事件的关系和运算
事件的关系或运算
含义
符号表示
图形表示
包含
A发生导致B发生
并事件
(和事件)
A与B至少一个发生
或
交事件
(积事件)
A与B同时发生
或
互斥
(互不相容)
A与B不能同时发生
互为对立
A与B有且仅有一个发生
,
(2)多个事件的和事件、积事件
类似地,我们可以定义多个事件的和事件以及积事件.对于多个事件A,B,C,…,A∪B∪C∪… (或A+B+C+…)发生当且仅当A,B,C,…中至少一个发生,A∩B∩C∩… (或ABC…)发生当且仅当A,B,C,…同时发生.
2.样本空间中样本点的求法
(1)列举法
列举法也称枚举法.对于一些情境比较简单,样本点个数不是很多的概率问题,计算时只需一一列举,即可得出随机事件所包含的样本点.注意列举时必须按一定顺序,做到不重不漏.
(2)列表法
对于样本点个数不是太多的情况,可以采用列表法.通常把对问题的思考分析归结为“有序实数对”,以便更直接地得到样本点个数.列表法的优点是准确、全面、不易遗漏,其中最常用的方法是坐标系法.
(3)树状图法
树状图法适用于按顺序排列的较复杂问题中样本点个数的求解,是一种常用的方法.
3.用集合观点看事件间的关系
符号
概率角度
集合角度
Ω
必然事件
全集
∅
不可能事件
空集
ω
试验的可能结果
Ω中的元素
A
事件
Ω的子集
A的对立事件
A的补集
事件A包含于事件B
集合A是集合B的子集
事件A等于事件B
集合A等于集合B
或
事件A与事件B的并(和)事件
集合A与B的并集
或
事件A与事件B的交(积)事件
集合A与B的交集
事件A与事件B互斥
集合A与B的交集为空集
,且
事件A与事件B对立
集合A与B互为补集
【题型4 确定所给事件的包含关系】
【例4】某人打靶时连续射击两次,则事件“至少一次中靶”是事件“至多一次中靶”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【分析】分别列出两个事件包含的基本事件,再由充分条件和必要条件的概念判断即可.
【详解】连续射击两次,基本事件有A:“两次都中靶”,B:“两次都没中靶”,C:“第一次中靶且第二次没中靶”,D:“第一次没中靶且第二次中靶”.
事件“至少一次中靶”包含了A,C,D.事件“至多一次中靶”包含了B,C,D,
所以事件“至少一次中靶”是事件“至多一次中靶”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
【变式4-1】(多选)(多选)对空中飞行的飞机连续射击两次,每次发射一枚炮弹,记事件“两次都击中飞机”,事件“两次都没击中飞机”,事件“恰有一次击中飞机”,事件“至少有一次击中飞机”,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】A选项,事件A包含于事件D;B选项,事件B,D不能同时发生,B正确;C选项,根据事件运算得到C正确;D选项,,,D错误.
【详解】对于A,事件A包含于事件D,故A正确;
对于B,由于事件B,D不能同时发生,故,故B正确;
对于C,至少有一次击中飞机包含两种情况:
两次都击中飞机和恰有一次击中飞机,故,故C正确;
对于D,由于,不是必然事件,而为必然事件,故D不正确.
故选:ABC
【变式4-2】盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球.设事件A:1个红球和2个白球,事件B:2个红球和1个白球,事件C:至少有1个红球,事件D:既有红球又有白球,则:
(1)事件D与事件A,B是什么关系?
(2)事件C与事件A是什么关系?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接由事件的运算即可判断;
(2)由事件的基本关系即可判断.
【详解】(1)对于事件D,可能的结果为1个红球和2个白球或2个红球和1个白球,故.
(2)对于事件C,可能的结果为1个红球和2个白球,2个红球和1个白球或3个红球,故事件C真包含事件A,.
【变式4-3】同时掷两枚硬币,“向上的面都是正面”为事件,“向上的面至少有一枚是正面”为事件,则有( )
A. B. C. D.与之间没有关系
【答案】C
【分析】根据题意,结合列举法求得事件和事件,进而得到两事件的关系,得到答案.
【详解】由同时抛掷两枚硬币,基本事件的空间为{(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)},
其中事件{(正,正)},事件{(正,正),(正,反),(反,正)},
所以.
故选:C.
【题型5 事件的运算及其含义】
【例5】已知事件,满足,,,则( )
A.0.9 B.0.6 C.0.3 D.0.18
【答案】B
【详解】由可得. 所以.
代入,得.
【变式5-1】已知在一次随机试验中,定义两个随机事件,,若,,,则______.
【答案】/
【分析】利用概率的基本性质及事件的运算求概率即可.
【详解】因为,,,
所以.
故答案为:.
【变式5-2】从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,若“这2个数的和大于4”为事件A,“这2个数的和为偶数” 为事件,则和包含的样本点数分别为( )
A.1,6 B.4,2 C.5,1 D.6,1
【答案】C
【分析】列出样本空间,进而可得到事件A与事件B,根据事件的运算求解即可.
【详解】从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,则试验的样本空间.
其中事件A包含的样本点有:,,,共4个.
事件包含的样本点有:,共2个.
所以事件包含的样本点有:,,,,共5个;
事件包含的样本点有:共1个.
故选:C
【变式5-3】设是一个随机试验中的两个事件,且,则__________.
【答案】
【分析】由可得答案.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
【题型6 互斥事件与对立事件】
【例6】掷两枚骰子,设事件两骰子出现点数之和为奇数,两骰子出现点数之和为偶数,则( )
A.事件和事件是互斥但不对立事件 B.
C.事件和事件是对立事件 D.以上均不对
【答案】C
【详解】由互斥事件和对立事件的定义知,事件和事件互斥且对立,所以A错误,C正确,
又(必然事件),所以B错误.
【变式6-1】分别抛掷两枚质地均匀的硬币,设事件“第一枚反面朝上”,“第二枚正面朝上”,则( )
A.A包含B B.A与B互斥 C.A与B互为对立 D.A与B相互独立
【答案】D
【分析】根据互斥事件、相互独立事件的概念以及事件的概率求法逐一判断即可.
【详解】A不包含B,A与B不互斥,也不互为对立.
又因为,,,,
所以A与B相互独立.
【变式6-2】从1∼6这6个整数中随机抽取1个数,记事件“抽到小于4的数”,事件“抽到大于3的数”,事件“抽到大于2的偶数”,则( )
A.A和B不互斥 B.A和B互斥且对立
C.A和C不互斥 D.A和C互斥且对立
【答案】B
【详解】从1∼6这6个整数中随机抽取1个数,样本空间为,
事件“抽到小于4的数”, ,
事件“抽到大于3的数”, ,
事件“抽到大于2的偶数”, ,
,和互斥,故选项A错误;
,和互斥且对立,故选项B正确;
,和C互斥,故选项C错误;
,和C不对立,故选项D错误.
【变式6-3】(多选)从装有3只红球,3只白球的袋中任意取出3只球,则下列每对事件,是互斥事件,但不是对立事件的是( )
A.“取出2只红球和1只白球”与“取出1只红球和2只白球”
B.“取出2只红球和1只白球”与“取出3只红球”
C.“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只白球”
D.“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只红球”
【答案】AB
【分析】对于A,判断两个事件是否可以同时发生,从而判断是否为互斥事件,接下来判断是否为对立事件;对于BCD,利用与A相同的方法进行分析,从而解答题目.
【详解】从袋中任意取出3个球,可能的情况有:“3个红球”“2个红球、1个白球”“1个红球、2个白球”“3个白球”.
对于A:“取出2只红球和1只白球”与“取出1只红球和2只白球”不可能同事发生,是互斥事件,
但有可能两个都不发生,故不是对立事件,故A正确;
对于B:“取出2只红球和1只白球”与“取出3只红球”不可能同事发生,是互斥事件,
但有可能同时不发生,故不是对立事件,故B正确;
对于C:“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只白球”不可能同事发生,是互斥事件,
其中必有一事件发生,故是对立事件,故C错误;
对于D:“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只红球”可能同事发生,
故不是互斥事件,不可能是对立事件,故D错误.
故选:AB.
【题型7 写出基本事件、样本空间】
【例7】一次试验抛掷两枚颜色不同的骰子,则这个试验的样本空间的基本事件数是( )
A.12 B.30 C.36 D.15
【答案】C
【详解】每枚骰子都有6种可能,所以全部的基本事件数为种.
【变式7-1】抛掷一颗质地均匀的骰子,观察骰子朝上面的点数,记事件“点数大于4”,事件“点数为偶数”,则事件“点数为6”可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意可分别求出事件所包含的点数,即可得出结果.
【详解】根据题意可得,;
显然易知.
所以事件“点数为6”可以表示为.
故选:D
【变式7-2】若为正整数,且,则有序自然数对有_______个.
【答案】5
【分析】根据题意,逐一列举,即可得到结果.
【详解】因为为正整数,且,
所以或或或或,
所以有序自然数对有5个.
故答案为:5
【变式7-3】同时转动如图所示的两个转盘,记转盘①得到的数为,转盘②得到的数为,结果为(不考虑指针落在分界线上的情况).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)写出事件:“”和事件:“且”的集合表示;
(3)说出事件,所表示的含义.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)按一定规律及顺序不重不漏的写出样本空间即可;
(2)从样本空间的样本点中,分别找出满足,且的即可;
(3)观察样本点的共性即可得知含义.
【详解】(1)试验的样本空间为:.
(2)事件;
事件.
(3)事件表示“”,即两个转盘转到的数的积为4,
事件表示“”,即两个转盘转到的数相同.
知识点3 古典概型
1.古典概型
(1)事件的概率
对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用P(A)表示.
(2)古典概型的定义
我们将具有以下两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型.
①有限性:样本空间的样本点只有有限个;
②等可能性:每个样本点发生的可能性相等.
(3)古典概型的判断标准
一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的两个特点:有限性和等可能性.并不是所
有的试验都是古典概型.
下列三类试验都不是古典概型:
①样本点(基本事件)个数有限,但非等可能;
②样本点(基本事件)个数无限,但等可能;
③样本点(基本事件)个数无限,也不等可能.
2.古典概型的概率计算公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间A包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)=,其中,n(A)和n(Ω)分别表示事件A和样本空间Ω包含的样本点个数.
3.求样本空间中样本点个数的方法
(1)枚举法:适合于给定的样本点个数较少且易一一列举出的问题.
(2)树状图法:适合于较为复杂的问题,注意在确定样本点时(x, y)可看成是有序的,如(1,2)与(2,1)不同,有时也可看成是无序的,如(1,2)与(2,1)相同.
【题型8 计算古典概型问题的概率】
【例8】将一颗质地均匀的正方体骰子先后抛掷次,观察向上的点数,则点数和为的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出样本点的总数,并列举出事件“点数和为”所包含的样本点,利用古典概型的概率公式可求得所求事件的概率.
【详解】将一颗质地均匀的正方体骰子先后抛掷次,观察向上的点数,共有个样本点,
其中事件“点数和为”所包含的样本点为:、、、,共种,
故所求概率为.
【变式8-1】某快递公司的取件码由8位数字组成,每一位置的数字随机选自,则取件码末位数字是奇数的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设末位数字是奇数为事件,则末位数字可以为:,共10种情况,而末位数字为奇数的情况有:,共5种情况,所以末位数字是奇数的概率.
【变式8-2】甲、乙两人玩游戏,游戏规则如下:两人同时从自己的袋子中随机取出一个球,若取出的球同色,则甲获胜,反之则乙获胜.已知甲的袋子中有3个黑球和3个红球,乙的袋子中有3个黑球和2个红球,则乙获胜的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】总事件数为,乙获胜的事件数是,
则乙获胜的概率是.
【变式8-3】已知某运动员每次投篮命中的概率都为,现采用随机模拟的方式估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算机产生0到9之间取整数值的随机数,指定表示命中,表示不命中;再以三个随机数为一组,代表三次投篮结果,经随机模拟产生了如下12组随机数:,据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据在这12组随机数中,表示该运动员三次投篮恰有两次命中的有3组,根据古典概型的概率公式计算可得.
【详解】这12组随机数中,表示该运动员三次投篮恰有两次命中的有:共3组,
故该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为.
故选:A.
【题型9 根据古典概型的概率求参数】
【例9】一个口袋中装有20个红球和若干个黑球,在不允许将球倒出来数的前提下,为估计口袋中黑球的个数,小张采用了如下的方法:每次从口袋中摸出1个球,记下球的颜色后再把球放回口袋中摇匀.不断重复上述过程900次,共摸出红球400次,根据上述数值,估计口袋中黑球的个数为( )
A.25 B.30 C.35 D.40
【答案】A
【分析】设黑球的个数为n,根据古典概型概率公式列式求解即可.
【详解】设黑球的个数为n,由古典概型的概率公式可得,解得.
故选:A.
【变式9-1】在一个不透明的袋中有4个红球和个黑球,现从袋中有放回地随机摸出2个球,已知取出的球中至少有一个红球的概率为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由题可得取出的球中没有红球的概率,即两次都摸出黑球的概率为,据此可得答案.
【详解】由题可得取出的球中没有红球的概率,即两次都摸出黑球的概率为,则.
故选:B
【变式9-2】一个口袋中装有个红球和若干个黄球,在不允许将球倒出来数的前提下,为估计口袋中黄球的个数,小明采用了如下的方法:每次从口袋中摸出个球,记下球的颜色后再把球放回口袋中摇匀.不断重复上述过程次,共摸出红球次,根据上述数值,估计口袋中大约有黄球( )个.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设黄球的个数为,利用古典概型的概率公式可得出关于的等式,解出的值即可.
【详解】设黄球的个数为,由古典概型的概率公式可得,解得.
故选:B.
【变式9-3】一个袋子中有6个大小质地完全相同的球,其中2个红球,4个绿球,从中不放回地依次随机摸出2个球.
(1)求第二次取到红球的概率;
(2)求两次取到的球颜色相同的概率;
(3)如果是2个红球,n个绿球,已知取出的2个球都是红球的概率为,那么n是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意,由古典概型的概率计算公式,分别列举所有可能情况,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,分别列出出所有情况,然后代入计算,即可得到结果;
(3)根据题意,由古典概型概率公式,列出方程,即可得到结果.
【详解】(1)将两个红球编号为1,2,四个绿球球编号为3,4,5,6.第一次摸球时有6种等可能的结果,对应第一次摸球的每个可能结果,第二次摸球时有5种等可能的结果.将两次摸球的结果配对,设第一次摸到的球的编号为m,第二次摸到的球的编号为n,样本点为,则样本空间为,则.
设“第二次取到红球”为事件A,则,即
,
所以,故第二次取到红球的概率为.
(2)设“两次取到的球颜色相同”为事件B,则,即
所以,故两次取到的球颜色相同的概率为
(3)由已知得,解得.
知识点4 概型的基本性质
1.概率的基本性质
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.
性质3
如果事件A与事件B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B). 推广:如果事件A1,A2,…,Am.两两互斥,那么事件发生的概率等于这m个事件分别发生的概率之和,即P()=P(A1)+P(A2)+…+P(Am).
性质4
如果事件A与事件B互为对立事件,那么P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B).
性质5
如果,那么P(A)≤P(B).
性质6
设A,B是一个随机试验中的两个事件,我们有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).
2.复杂事件概率的求解策略
(1)对于一个较复杂的事件,一般将其分解成几个简单的事件,当这些事件彼此互斥时,原事件的概率就是这些简单事件的概率的和.
(2)当求解的问题中有“至多”“至少”“最少”等关键词语时,常常考虑其对立事件,通过求其对立事件的概率,然后转化为所求问题.
【题型10 互斥事件的概率加法公式】
【例10】设,是一个随机实验中的两个互斥事件,若,,则( )
A.0.05 B.0.144 C.0.75 D.0.25
【答案】C
【详解】,是互斥事件,,,
.
【变式10-1】已知随机事件互斥,且,,则等于( )
A. B.0.4 C.0.5 D.0.7
【答案】D
【分析】因为和互斥,由求出,再由,可得到答案.
【详解】因为和互斥,
所以,
又,所以,
因为,
所以.
故选:D.
【变式10-2】设是一个随机试验中的两个事件,,则( )
A.0.8 B.0.7 C.0.6 D.0.5
【答案】D
【分析】根据和事件的概率公式进行求解即可.
【详解】根据题意可得,
.
故选:D.
【变式10-3】已知事件与事件为互斥事件,且,,则______.
【答案】
【分析】由互斥事件概率加法公式可得答案.
【详解】由题意可得.
故答案为:
【题型11 利用对立事件的概率公式求概率】
【例11】(多选)设随机事件,的对立事件分别为,,且,,,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【详解】选项A:;
选项B:;
选项C:;
选项D:.
【变式11-1】如图,,两类不同的元件并联成一个系统.当,至少有一个正常工作时,系统正常工作.已知,正常工作的概率分别为0.9,0.8,则系统正常工作的概率为( )
A.0.98 B.0.26 C.0.72 D.0.02
【答案】A
【分析】利用对立事件的概率计算公式求解即得.
【详解】系统正常工作的概率为.
故选:A
【变式11-2】已知随机事件和互斥,和对立,且,,则( )
A.0.2 B.0.3 C.0.5 D.0.6
【答案】C
【分析】根据对立事件与互斥事件的概率公式求解.
【详解】由和对立,可得,解得,
又∵随机事件和互斥,,
∴.
故选:C.
【变式11-3】小王参加射击比赛考核,每次射击命中目标的概率为0.8,规定若第一次命中,才能进入第二次射击,且这两次射击相互独立.第一次未命中得0分,仅第一次命中得10分,两次都命中可得20分,那么小王此次考核得分不低于10分的概率是( )
A.0.16 B.0.64 C.0.8 D.0.96
【答案】C
【分析】根据已知条件结合对立事件概率公式计算求解.
【详解】第一次未命中得0分,仅第一次命中得10分,两次都命中可得20分,
那么小王此次考核得分低于10分的概率是,
则小王此次考核得分不低于10分的概率是.
故选:C.
【题型12 古典概型与统计的交汇问题】
【例12】某中学为研究本校高一学生在市联考中的数学成绩,随机抽取了位同学的数学成绩作为样本,得到以分组的样本频率分布直方图,如图所示.
(1)求直方图中的值,并估计本次联考该校数学成绩的中位数;
(2)现在从分数在和的学生中采用分层随机抽样的方法共抽取人,再从这人中随机抽取人,求抽取的两人恰好一人分数在内,另一人分数在内的概率.
【答案】(1),中位数为;
(2)
【分析】(1)直接由频率分布直方图的性质计算可得,进而可得中位数;
(2)先由分层抽样确定两层所抽取的人数,再按古典概型的概率公式计算可得.
【详解】(1)由频率分布直方图可得,解得.
本次联考该校数学成绩在的频率为,
在的频率为,在的频率为.
因为,,
所以中位数在之间,设为,则,解得.
所以本次联考该校数学成绩的中位数为.
(2)因为成绩在的频率与成绩在的频率之比为,
所以成绩在的人数与成绩在的人数之比为,
因此按分层抽样抽取的人中成绩在的有人,成绩在的有人,
假设成绩在的人分别记为,,
成绩在的人分别记为,,,.
随机抽取两人的样本空间为:
共个,
两人中恰好一人分数在内,另一人在内包含:
共个,所以.
因此抽取的两人恰好一人分数在内,另一人分数在内的概率为.
【变式12-1】2026年5月24日23时08分,神舟二十三号发射成功,乘组航天员朱杨柱、张志远、黎家盈(首位香港女航天员)密切协同,将完成3.5小时快速径向交会对接.某地区为了激发人们对天文学的兴趣,开展了天文知识比赛,满分100分(95分及以上为认知程度高),结果认知程度高的有200人,这200人按年龄分成5组,得到如图所示的频率分布直方图,
(1)根据频率分布直方图,估计这200人的平均年龄和众数;
(2)现从以上各组中用分层随机抽样的方法抽取20人,担任“党章党史”的宣传使者.若有甲(年龄36),乙(年龄42)两人已确定入选宣传使者,现计划从第四组和第五组被抽到的使者中,再随机抽取2名作为组长,求甲、乙两人至少有一人被选上的概率.
【答案】(1)
平均年龄为岁,众数为岁;
(2)
.
【分析】(1)根据频率分布直方图,利用组中值乘以对应频率之和估算平均数,最高矩形底边的中点即为众数;
(2)根据分层抽样比例计算第四、五组抽取的人数,确定样本空间,利用古典概型概率公式求解.
【详解】(1)由频率分布直方图可知,各组的频率分别为: 第一组:; 第二组:;
第三组:; 第四组:; 第五组:.
则平均年龄约为:(岁).
众数的估计值为最高矩形底边的中点,即(岁).
故估计这人的平均年龄为岁,众数为岁.
(2)第四组的人数为人,第五组的人数为人.
因为采用分层随机抽样抽取人,抽样比为. 所以第四组应抽取人,第五组应抽取人.
第四组和第五组共抽取人. 由题意知,甲在第四组被抽取的人中,乙在第五组被抽取的人中.
记第四组除甲外的人为,第五组除乙外的人为.
则这人构成的集合为甲,,乙,. 从中随机抽取名作为组长,
结果有:甲,,甲,,甲,,甲,乙,甲,,,,
,乙,,,,乙,,,乙,,乙,共15种.
设事件为“甲、乙两人至少有一人被选上”,则其对立事件为“甲、乙两人都没有被选上”.
事件包含的结果是从这人中抽取人,结果有:,,,
,,共6种,则.
故,即甲、乙两人至少有一人被选上的概率为.
【变式12-2】某研究机构为了了解各年龄层对高考改革方案的关注程度,随机选取了200名年龄在内的市民进行了调查,并将结果绘制成如图所示的频率分布直方图(分第一~五组区间分别为,,,,).
(1)求的值,并利用频率分布直方图,估计200名市民的年龄的中位数(结果保留两位小数);
(2)若从第3,4组用分层抽样的方法选取5名市民进行座谈;
①第3,4组分别抽取多少人;
②从这5名市民中选取2人在座谈会中作重点发言,求作重点发言的市民中至少有一人的年龄在内的概率.
【答案】(1),中位数:
(2)应从第3,4组中分别抽取3人,2人;
【分析】(1)根据直方图面积为1求解a的值,再求中位数即可.
(2)先确定从第3,4组中分别抽取3人,2人.再根据古典概型公式求解概率即可.
【详解】(1)由图可得:,解得;
年龄在内的频率为,年龄在内的频率为
中位数为:.
(2)第3组的人数,第4组人数都多于20,且频率之比为,
所以用分层抽样的方法从第3、4两组市民中抽取5名参加座谈,
所以应从第3,4组中分别抽取3人,2人.
记第3组的3名分别为,,,第4组的2名分别为,,
则从5名中选取2名作重点发言的所有情况为,,,,,
,,,,,共有10种.
其中第4组的2名,至少有一名被选中的有:,,,,
,,,共有7种,
所以至少有一人的年龄在内的概率为.
【变式12-3】为了解一种植物果实的情况,随机抽取一批该植物果实样本测量重量(单位:克),按照,,,,分为5组,其频率分布直方图如图所示.
(1)求图中的值;
(2)估计这种植物果实重量的平均数和中位数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(3)已知这种植物果实重量不低于32.5克的即为优质果实.若所取样本容量,从该样本分布在和的果实中,随机抽取2个,求抽到的都是优质果实的概率.
【答案】(1)
(2)
平均数为 ,中位数为
(3)
【分析】(1)由频率之和为1即可求出;
(2)由频率分布直方图结合平均数和中位数求法即可求出;
(3)列出任取2个的所有基本事件,即可求出概率.
【详解】(1)由图知,组距,由,得.
(2)各组中点值和相应的频率依次为:
中点值
30
35
40
45
50
频率
0.1
0.2
0.375
0.25
0.075
所以,
果实重量在的频率为,
果实重量在的频率为,
果实重量在的频率为,
所以中位数满足关系,
由,解得.
(3)由已知,果实重量在和内的分别有4个和3个,
分别记为和,
从中任取2个的取法有:
,
,
,共21种取法,
其中都是优质果实的取法有,共3种取法,
所以抽到的都是优质果实的概率.
1.在掷骰子试验中,记事件:朝上面的点数为3点,则该事件为( )
A.必然事件 B.不可能事件 C.随机事件 D.以上答案都不对
【答案】C
【分析】根据随机事件的概念判断.
【详解】在掷骰子试验中,
朝上面的点数为3点,可能发生也可能不发生,
所以事件:朝上面的点数为3点,为随机事件.
故选:C
2.一个袋中有大小和质地都相同的4个球,其中有2个红色球,2个绿色球,现从袋中不放回地依次随机摸出2个球,则“摸出的2个球颜色相同”的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用列举法结合古典概率公式即可求解.
【详解】对2个红色球,2个绿色球依次编号为,
从袋中不放回地依次随机摸两个球,
共有共12种,
两个球颜色相同的情况共有4种,
则两个球颜色相同的概率.
故选:D
3.某高中拟从校文艺部随机选一名学生参加当地社区的文艺汇演,选中高一学生的概率为,选中高二学生的概率为,则选中高三学生的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,根据互斥事件的概率加法公式,即可求解.
【详解】设事件“选中高一学生”, “选中高二学生”, “选中高三学生”,
可得事件之间互为互斥事件,且,
所以,
所以选中高三学生的概率为.
故选:A.
4.已知随机事件满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据概率的加法公式求得.
【详解】由题意可得,.
故选:A
5.将一枚质地均匀的骰子连续抛掷2次,记所得点数分别为x,y,则能被3整除的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据古典概型求解概率即可.
【详解】所有基本事件有个,
和从3,6中选共有4个,和从1,4中选1个,从2,5中选1个,共有8个,
所求概率为.
故选:D.
6.已知事件互斥,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据互斥事件以及对立事件得概率公式计算即可.
【详解】由题可知:事件互斥,则,又,
所以,则.
故选:D
7.从某校高一年级学生60名女生中,经调查偏理科的40人,偏文科的20人,利用分层抽样抽取6人,随机抽取3人,至少有2人偏理科的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分层抽样得到抽取6人中偏理科和偏文科的人数,利用列举法求古典概型的概率.
【详解】60名女生中,偏理科与偏文科的人数比为,
所以分层抽样抽取6人,偏理科的人数为,设为,
偏文科的人数为,设为,
故随机抽取3人,一共有以下情况,
,
,
,共20种情况,
其中至少有2人偏理科的情况为
,
,
共16种情况,所以随机抽取3人,至少有2人偏理科的概率是.
故选:D
8.已知随机事件和,其中.则__________.
【答案】/
【详解】由概率的加法公式:,
代入已知条件得:,
解得:.
9.小王参加了甲、乙两款闯关游戏,小王闯关甲款游戏成功的概率为,小王闯关乙款游戏成功的概率为,两款游戏闯关都不成功的概率为,则小王甲、乙两款游戏都闯关成功的概率为__________.
【答案】
【分析】先求,再根据即可求解.
【详解】设小王参加甲款游戏闯关成功为事件,参加乙款游戏闯关成功为事件,
则,
所以,
又,
所以.
10.已知,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则_____.
【答案】0.4/
【分析】根据概率的加法公式计算即可.
【详解】因为,,,
,
解得.
故答案为:0.4.
11.周口市举行“高一年级节数学竞赛”,竞赛分为初赛和决赛两个阶段,为了解初赛情况,现从某中学高一年级随机抽取了200名学生,记录他们的初赛成绩,将数据按照,,,,分成5组,制成了如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值,并估计高一年级初赛成绩的众数和平均成绩(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).
(2)按照分层抽样从和两组中随机抽取了5名学生,现从已抽取的5名学生中随机抽取2名,求至少有1名学生的成绩在内的概率.
【答案】(1),众数为85,平均成绩为77.5
(2)
【分析】(1)根据频率分布直方图的性质及众数、平均数定义求解即可.
(2)结合分层抽样方法及古典概型的概率计算公式求解即可.
【详解】(1)由频率分布直方图得,
,解得.
由频率分布直方图可知初赛成绩的众数为85,
估计初赛成绩的平均数为:.
所以,众数为85,平均成绩为77.5.
(2)由(1)知,成绩在,的频率之比为,
则在中随机抽取了人,记为,,
在中随机抽取了人,记为,,,
从5人中随机抽取2人的样本空间为:
,共10个样本点,
设事件“有1名或2名学生的成绩在内”,
则,有7个样本点,
因此,
所以有1名或2名学生的成绩在内的概率为.
12.抛掷一红一绿两颗质地均匀的正六面体骰子,记下骰子朝上面的点数,若用表示红色骰子的点数,用表示绿色骰子的点数,用表示一次试验的结果,设表示“两颗骰子点数之和等于”,表示“至少有一颗骰子的点数为”,表示“红色骰子上的点数大于”.
(1)请写出一个等可能的样本空间,并求事件,,的概率;
(2)写出事件,对应的子集并求出它们的概率.
【答案】(1),,,
(2),,,
【分析】(1)明确样本空间的总数后,计算对应样本点个数即可得;
(2)利用交集与并集定义,并计算对应样本点个数即可得.
【详解】(1)样本空间为,
满足事件的样本点有,,,,,共个,
故;
满足事件的样本点有,,,,,,
,,,,,共个,
故;
满足事件的样本点有,,,,,,
,,,,,,共个,
故;
(2)
,共个样本点,
故;
,共个样本点,
故.
13.近日,“滇超”联赛(云南省城市足球联赛)正如火如荼进行.某校团委组织了一次“足球知识问答”竞赛,现从全校参赛的1000名学生中随机抽取了100名统计他们的竞赛成绩(单位:分,满分100分),并绘制了如图所示的频率分布直方图:
已知成绩在的频数是30,则:
(1)求图中的值,并估计这100名学生成绩的平均数;
(2)根据频率分布直方图,估计样本数据的第85百分位数;
(3)学校拟从竞赛成绩在和两组内的学生中,按分层抽样抽取5人进行详细访谈,再从这5人中随机抽取2人进行“全民健身”主题演讲,求这2人来自不同组的概率.
【答案】(1),平均数为73;
(2)87.5;
(3).
【分析】(1)由频率求出,利用频率分布直方图各小矩形面积和求出,再估计平均数.
(2)利用第85百分位数的意义,结合频率分布直方图列式求解.
(3)求出给定两组的人数,再利用列举法求出概率.
【详解】(1)由成绩在的频数是30,得成绩在的频率为,则,
由,得,
这100名学生成绩的平均数为.
(2)由频率分布直方图知,样本数据在的频率为,
在的频率为,则样本数据的第85百分位数,
由,解得,
所以样本数据的第85百分位数为87.5.
(3)竞赛成绩在和的频率分别为0.3和0.2,则按分层抽样抽取5人中,
成绩在中的有人,记为,成绩在中的有2人,记为,
从这5人中随机抽取2人的样本空间,共10个,
这2人来自不同组的事件,共6个,
所以所求概率.
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