内容正文:
古典概型易混肴问题区分(精练)
【思维导图】
【核心总结】
1、 题型本质
有限性:一次试验所有可能出现的结果(样本点)总数是有限个;
等可能性:每一个样本点发生的机会完全均等。
2、 通用公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间Ω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)==.
3. 解题步骤
(1)确定样本空间的样本点的总数n.
(2)确定所求事件A包含的样本点的个数m.
(3)P(A)=.
4.高频考法
(1)区分有放回抽取 vs 无放回抽取
有放回:可重复、有序,总数用分步乘法;
无放回:不可重复,分有序(排列)、无序(组合)。 代表题型:摸球、取灯泡、取数字。
(2)有序与无序的判定
有序:标注(a,b)、先后抽取、分第一次第二次;
无序:一次取出多个、不区分先后; 直接决定总基本事件数计算
【例1】 一个口袋内装有大小相等的1个白球和已编有不同号码的3个黑球,从中摸出2个球.求:
(1)样本空间的样本点的总数n;
(2)事件“摸出2个黑球”包含的样本点的个数;
(3)摸出2个黑球的概率.
【变式1-1】 从4,2,3,8,9中任取两个不同的数,记为(a,b),则为正整数的概率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】盒中有3只灯泡,其中2只是正品,1只是次品.
(1)从中取出1只,检验是否为正品后放回,再取出1只进行检验,求连续两次取出的都是正品的概率;
(2)从中一次任取2只,求2只都是正品的概率.
【例2】某区的区大代表中有教师6人,分别来自甲、乙、丙、丁四个学校,其中甲校教师记为A1,A2,乙校教师记为B1,B2,丙校教师记为C,丁校教师记为D.现从这6名教师代表中选出3名教师组成十九大报告宣讲团,要求甲、乙、丙、丁四个学校中,每校至多选出1名.
(1)请列出十九大报告宣讲团组成人员的全部样本点;
(2)求教师A1被选中的概率;
(3)求宣讲团中没有乙校教师代表的概率.
【变式2-1】 “春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒,每月两节不变更,最多相差一两天.”中国农历的二十四节气,凝结着中华民族的智慧,是中国传统文化的结晶,如五月有立夏、小满,六月有芒种、夏至,七月有小暑、大暑.现从立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑这6个节气中任选2个节气,则这2个节气不在同一个月的概率为( )
A. B. C. D.
【例3】 随着全民健身意识增强,马拉松运动逐渐成为深受群众喜爱的体育健身项目之一.吉林市自2016年以来,现已成功举办五届马拉松比赛,“吉马”也因此成为了东北地区乃至全国颇具影响力的品牌赛事.2023年“吉马”被中国田径协会评为“城市形象媒体传播赛事典型案例”.时隔一年,吉林市委、市政府再次启动这一国际化赛事,将挑战自我、超越极限、坚韧不拔、永不放弃的马拉松精神与我市激流勇进的城市精神相结合,并将其发扬光大.为此,某校举办了“吉马”知识竞赛,从所有竞赛成绩中抽取一个容量为100的样本,并按竞赛成绩(单位:分)分成六组:,,,,,,得到如下图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中a的值,并求样本中竞赛成绩的第80百分位数;
(2)现从样本中竞赛成绩在内用比例分配的分层随机抽样的方法抽取6人,再从这6人中抽取2人座谈,求至少有一人竞赛成绩在内的概率;
(3)已知样本中竞赛成绩在内的平均数,方差,样本中竞赛成绩在内的平均数,方差,并据此估计所有答卷中竞赛成绩在内的总体方差.
参考公式:总体分为2层,通过分层随机抽样,各层抽取的样本量、样本平均数和样本方差分别为:,,;,,.记总的样本平均数为,样本方差为,.
【变式3-1】 第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,而亚运会志愿者的服务工作是举办一届成功的亚运会的重要保障.为配合亚运会志愿者选拔,某高校举行了志愿者选拔面试,面试成绩满分100分,现随机抽取了80名候选者的面试成绩,绘制成如下频率分布直方图.
(1)求的值,并估计这80名候选者面试成绩平均值,众数,中位数;(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表,中位数精确到0.1)
(2)乒乓球项目场地志愿服务需要3名志愿者,有3名男生和2名女生通过该项志愿服务选拔,需要通过抽签的方式决定最终的人选,现将3张写有“中签”和2张写有“未中签”字样的字条随机分配给每一位候选人,求中签者中男生比女生多的概率.
【巩固加练】
1.2021年7月1日,建党百年盛典,天安门广场上共青团员、少先队员齐诵青春誓言“请党放心,强国有我!”,新的百年,听党话、感党恩、跟党走!给人们留下深刻印象.表演前,为呈现最佳效果,节目编排人员对4名领诵人员排成一排,则两名女领诵相邻的概率为________.
2.从1,2,3,4,5这5个数字中不放回地任取两数,则两数都是奇数的概率是________.若有放回地任取两数,则两数都是偶数的概率是________.
3.甲、乙两人玩猜数字游戏,先由甲心中想一个数字,记为a,再由乙猜甲刚才所想的数字,把乙猜的数字记为b,其中a,b∈{1,2,3,4,5,6},若|a-b|≤1,就称甲、乙“心有灵犀”.现任意找两人玩这个游戏,则他们“心有灵犀”的概率为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,现有一迷失方向的小青蛙在3处,它每跳动一次可以等可能地进入相邻的任意一格(若它在5处,跳动一次只能进入3处;若它在3处,则跳动一次可以等可能地进入1,2,4,5处),则它在第三次跳动后,首次进入5处的概率是多少?
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古典概型易混肴问题区分(精练)
【思维导图】
【核心总结】
1、 题型本质
有限性:一次试验所有可能出现的结果(样本点)总数是有限个;
等可能性:每一个样本点发生的机会完全均等。
2、 通用公式
一般地,设试验E是古典概型,样本空间Ω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)==.
3. 解题步骤
(1)确定样本空间的样本点的总数n.
(2)确定所求事件A包含的样本点的个数m.
(3)P(A)=.
4.高频考法
(1)区分有放回抽取 vs 无放回抽取
有放回:可重复、有序,总数用分步乘法;
无放回:不可重复,分有序(排列)、无序(组合)。 代表题型:摸球、取灯泡、取数字。
(2)有序与无序的判定
有序:标注(a,b)、先后抽取、分第一次第二次;
无序:一次取出多个、不区分先后; 直接决定总基本事件数计算
【例1】 一个口袋内装有大小相等的1个白球和已编有不同号码的3个黑球,从中摸出2个球.求:
(1)样本空间的样本点的总数n;
(2)事件“摸出2个黑球”包含的样本点的个数;
(3)摸出2个黑球的概率.
【答案】(1)6 (2)3 (3)
【解析】由于4个球的大小相等,摸出每个球的可能性是均等的,所以是古典概型.
(1)将黑球编号为黑1,黑2,黑3,从装有4个球的口袋内摸出2个球,
样本空间Ω={黑1黑2,黑1黑3,黑1白,黑2黑3,黑2白,黑3白},共有6个样本点,所以n=6.
(2)事件“摸出2个黑球”={黑1黑2,黑2黑3,黑1黑3},共有3个样本点.
(3)样本点总数n=6,事件“摸出两个黑球”包含的样本点个数m=3,故P==,即摸出2个黑球的概率为.
【变式1-1】 从4,2,3,8,9中任取两个不同的数,记为(a,b),则为正整数的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】从4,2,3,8,9中任取两个不同的数,记为,共有20个基本事件,分别为,,
记“为正整数”为事件A,
所以事件A包含3个基本事件:,
故其概率为.
故选:A.
【变式1-2】盒中有3只灯泡,其中2只是正品,1只是次品.
(1)从中取出1只,检验是否为正品后放回,再取出1只进行检验,求连续两次取出的都是正品的概率;
(2)从中一次任取2只,求2只都是正品的概率.
【答案】
【解析】 (1)将灯泡中2只正品记为a1,a2,1只次品记为b,第一次取灯泡时有3种等可能的结果,第二次取灯泡时也有3种等可能的结果.
故该试验的样本空间Ω={(a1,a1),(a1,a2),(a1,b),(a2,a1),(a2,a2),(a2,b),(b,a1),(b,a2),(b,b)},共有9个样本点,连续两次取得正品的样本点个数为4,
所以所求概率为P=.
(2)“从中一次任取2只”得到的样本空间包含的样本点的个数是3,即(a1,a2),(a1,b),(a2,b)(其中(a1,a2)表示一次取出(a1,a2),“2只都是正品”的事件包含的样本点的个数是1,即(a1,a2),所以所求概率P=.
【例2】某区的区大代表中有教师6人,分别来自甲、乙、丙、丁四个学校,其中甲校教师记为A1,A2,乙校教师记为B1,B2,丙校教师记为C,丁校教师记为D.现从这6名教师代表中选出3名教师组成十九大报告宣讲团,要求甲、乙、丙、丁四个学校中,每校至多选出1名.
(1)请列出十九大报告宣讲团组成人员的全部样本点;
(2)求教师A1被选中的概率;
(3)求宣讲团中没有乙校教师代表的概率.
【答案】(1)见详解 (2) (3)
【解析】 (1)从6名教师代表中选出3名教师组成十九大报告宣讲团,组成人员的全部样本点有12个,分别为:
(A1,B1,C),(A1,B1,D),(A1,B2,C),(A1,B2,D),(A1,C,D),(A2,B1,C),(A2,B1,D),(A2,B2,C),(A2,B2,D),(A2,C,D),(B1,C,D),(B2,C,D).
(2)组成人员的全部样本点中,A1被选中的样本点有(A1,B1,C),(A1,B1,D),(A1,B2,C),(A1,B2,D),(A1,C,D),共5个,所以教师A1被选中的概率为P=.
(3)宣讲团中没有乙校教师代表的样本点有(A1,C,D),(A2,C,D),共2个,
所以宣讲团中没有乙校教师代表的概率为P==
【变式2-1】 “春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒,每月两节不变更,最多相差一两天.”中国农历的二十四节气,凝结着中华民族的智慧,是中国传统文化的结晶,如五月有立夏、小满,六月有芒种、夏至,七月有小暑、大暑.现从立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑这6个节气中任选2个节气,则这2个节气不在同一个月的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】样本空间{(立夏,小满),(立夏,芒种),(立夏,夏至),(立夏,小暑),(立夏,大暑),
(小满,芒种),(小满,夏至),(小满,小暑),(小满,大暑),
(芒种,夏至),(芒种,小暑),(芒种,大暑),(夏至,小暑),(夏至,大暑),(小暑,大暑)},
共有15个样本点.其中任取2个节气,这2个节气不在同一个月的样本点有12个.
所以这2个节气不在同一个月的概率为.
【例3】 随着全民健身意识增强,马拉松运动逐渐成为深受群众喜爱的体育健身项目之一.吉林市自2016年以来,现已成功举办五届马拉松比赛,“吉马”也因此成为了东北地区乃至全国颇具影响力的品牌赛事.2023年“吉马”被中国田径协会评为“城市形象媒体传播赛事典型案例”.时隔一年,吉林市委、市政府再次启动这一国际化赛事,将挑战自我、超越极限、坚韧不拔、永不放弃的马拉松精神与我市激流勇进的城市精神相结合,并将其发扬光大.为此,某校举办了“吉马”知识竞赛,从所有竞赛成绩中抽取一个容量为100的样本,并按竞赛成绩(单位:分)分成六组:,,,,,,得到如下图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中a的值,并求样本中竞赛成绩的第80百分位数;
(2)现从样本中竞赛成绩在内用比例分配的分层随机抽样的方法抽取6人,再从这6人中抽取2人座谈,求至少有一人竞赛成绩在内的概率;
(3)已知样本中竞赛成绩在内的平均数,方差,样本中竞赛成绩在内的平均数,方差,并据此估计所有答卷中竞赛成绩在内的总体方差.
参考公式:总体分为2层,通过分层随机抽样,各层抽取的样本量、样本平均数和样本方差分别为:,,;,,.记总的样本平均数为,样本方差为,.
【答案】(1),第80百分位数为 (2) (3)
【解析】(1),.
.
,
第80百分位数在区间中
设第80百分位数为,则,
,所以第80百分位数为.
(2)由题知,区间的频率比为,,,
则在区间抽取2人,记为,在区间抽取4人,记为,
从这6人中抽取两人座谈,样本空间如下:
,共15个样本点,
设“至少有一人竞赛成绩在内”为事件,
事件,所以,
所以至少有一人竞赛成绩在内的概率为.
(3)区间的频率比为,
,
.
【变式3-1】 第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,而亚运会志愿者的服务工作是举办一届成功的亚运会的重要保障.为配合亚运会志愿者选拔,某高校举行了志愿者选拔面试,面试成绩满分100分,现随机抽取了80名候选者的面试成绩,绘制成如下频率分布直方图.
(1)求的值,并估计这80名候选者面试成绩平均值,众数,中位数;(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表,中位数精确到0.1)
(2)乒乓球项目场地志愿服务需要3名志愿者,有3名男生和2名女生通过该项志愿服务选拔,需要通过抽签的方式决定最终的人选,现将3张写有“中签”和2张写有“未中签”字样的字条随机分配给每一位候选人,求中签者中男生比女生多的概率.
【答案】(1),,众数为70,中位数为. (2)
【解析】(1)由频率分布直方图可知,解得,
,
众数为70,
因为前2组的频率和为,前3组的频率和为,
所以中位数在第3组,设中位数为,则
,解得,
所以中位数为.
(2)记3名男生分别为,记2名女生分别为,则所有抽签的情况有:
未中签,中签;未中签,中签;未中签,中签;
未中签,中签;未中签,中签;未中签,中签;
未中签,中签;未中签,中签;未中签,中签;
未中签,中签,共有10种情况,
其中中签者中男生比女生多的有:未中签,中签;未中签,中签;
未中签,中签;未中签,中签;未中签,中签;
未中签,中签;未中签,中签,共7种,所以中签者中男生比女生多的概率为.
【巩固加练】
1.2021年7月1日,建党百年盛典,天安门广场上共青团员、少先队员齐诵青春誓言“请党放心,强国有我!”,新的百年,听党话、感党恩、跟党走!给人们留下深刻印象.表演前,为呈现最佳效果,节目编排人员对4名领诵人员排成一排,则两名女领诵相邻的概率为________.
【答案】
【解析】 记女领诵分别为m1,m2,男领诵分别为b1,b2,则样本空间Ω={(m1,m2,b1,b2),(m1,m2,b2,b1),(m1,b1,m2,b2),(m1,b1,b2,m2),(m1,b2,b1,m2),(m1,b2,m2,b1),(m2,m1,b1,b2),(m2,m1,b2,b1),(m2,b1,m1,b2),(m2,b1,b2,m1),(m2,b2,b1,m1),(m2,b2,m1,b1),(b1,b2,m1,m2),(b1,b2,m2,m1),(b1,m1,b2,m2),(b1,m1,m2,b2),(b1,m2,m1,b2),(b1,m2,b2,m1),(b2,b1,m1,m2),(b2,b1,m2,m1),(b2,m1,b1,m2),(b2,m1,m2,b1),(b2,m2,b1,m1),(b2,m2,m1,b1)},共有24个样本点,
其中,两名女领诵相邻={(m1,m2,b1,b2),(m1,m2,b2,b1),(m2,m1,b1,b2),(m2,m1,b2,b1),(b1,b2,m1,m2),(b1,b2,m2,m1),(b1,m1,m2,b2),(b1,m2,m1,b2),(b2,b1,m1,m2),(b2,b1,m2,m1),(b2,m1,m2,b1),(b2,m2,m1,b1)},
故所求的概率P==.
2.从1,2,3,4,5这5个数字中不放回地任取两数,则两数都是奇数的概率是________.若有放回地任取两数,则两数都是偶数的概率是________.
【答案】
【解析】从5个数字中不放回地任取两数,样本点有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10个,且每个样本点出现的可能性相等.因为都为奇数的样本点有(1,3),(1,5),(3,5),共3个,所以所求概率P=.从5个数字中有放回的任取两数,样本点共有25个,且每个样本点出现的可能性相等,都为偶数的样本点有(2,4),(4,2),(2,2),(4,4)共4个,故概率P=.
3.甲、乙两人玩猜数字游戏,先由甲心中想一个数字,记为a,再由乙猜甲刚才所想的数字,把乙猜的数字记为b,其中a,b∈{1,2,3,4,5,6},若|a-b|≤1,就称甲、乙“心有灵犀”.现任意找两人玩这个游戏,则他们“心有灵犀”的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】记“|a-b|≤1”为事件A,由于a,b∈{1,2,3,4,5,6},则事件A包含的样本点有:(1,1),(1,2),(2,1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),(3,4),(4,3),(4,4),(4,5),(5,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6),共16个,而依题意得,样本点总数为36,且每个样本点出现的可能性相等.因此他们“心有灵犀”的概率P==.
4.如图所示,现有一迷失方向的小青蛙在3处,它每跳动一次可以等可能地进入相邻的任意一格(若它在5处,跳动一次只能进入3处;若它在3处,则跳动一次可以等可能地进入1,2,4,5处),则它在第三次跳动后,首次进入5处的概率是多少?
【答案】
【解析】 由题意可知小青蛙三次跳动后的所有情况有(3→1→3→1),(3→1→3→2),(3→1→3→4),(3→1→3→5),(3→2→3→2),(3→2→3→1),(3→2→3→4),(3→2→3→5),(3→4→3→4),(3→4→3→1),(3→4→3→2),(3→4→3→5),(3→5→3→5),(3→5→3→1),(3→5→3→2),(3→5→3→4),共16种.
满足题意的有(3→1→3→5),(3→2→3→5),(3→4→3→5),共3种.由古典概型的概率计算公式可得,小青蛙在第三次跳动后,首次进入5处的概率是.
第 1 页 共 5 页
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