第三章 概率的进一步认识 A卷 2026-2027学年北师大版九年级数学上册

2026-10-20
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四川省成都市九年级数学上学期单元整合作业 北师大版(2024年版)九年级上册 第三章 概率的进一步认识 A 卷 应用场景:单元整合作业,用于《概率的进一步认识》全章复习巩固,预计 60 分钟。 出题人 马瑞繁 适用地区 四川成都 教材版本 北京师范大学出版社 九年级上册( 2024 年版) 考查范围 第三章 概率的进一步认识(含用树状图求概率、用列表法求概率、放回与不放回试验、两步及三步试验的概率计算、用频率估计概率、概率的实际应用与决策) 作业类型 单元整合作业( 21 题,满分 100 分;另附附加题 5 题,共 20 分) 建议用时 约 60 分钟 一、作业目标 (一)课标依据 《义务教育数学课程标准(2022年版)》要求:能通过列表、画树状图列出简单随机事件所有可能的结果,计算简单随机事件的概率;知道通过大量重复试验可以用频率估计概率;能利用概率知识解决简单的实际问题,发展数据观念与应用意识。 (二)分层目标 基础目标(全体学生)会画两步试验的树状图、会列表,能数清结果数,会计算简单概率。 提高目标(大部分学生)能区分放回与不放回试验并分别计数,会用「1 减对立事件」处理「至少」类问题,能用频率的稳定趋势估计概率。 拓展目标(学有余力的学生)能处理三步试验与含复合条件的事件,能完成游戏公平性的判断与规则修改,能利用概率进行实际决策并说明理由。 (三)素养落点 以数据观念与应用意识为主线:第 1—8 题管树状图、列表的基本使用与概率计算,第 9—11 题管计数原则与频率估计的辨析,第 12—15 题管放回、不放回与列表计算,第 16—21 题管两步三步试验、公平性判断与实际决策,第 22—26 题管错解诊断、方案设计与探究。 二、作业内容 七年级我们学过概率的初步概念,这一章要把「算概率」的本事升级:一步试验靠数,两步试验靠「画树」与「列表」。抽两张牌、转两次转盘、一家三个孩子都是男孩还是女孩——这些事的结果之间环环相扣,数漏一个概率就全错。树状图把每一步的选择像树枝一样展开,表格把两个人的选择纵横铺开,都是「把所有结果一个不漏地摆在眼前」的工具。放不放回、算不算顺序,是本章最容易踩的坑;最后还要用大量试验的频率去逼近那些算不出来的概率。 第一部分 基础巩固(第 1—8 题,每题 3 分,共 24 分,约 18 分钟) 1. (原创)树状图的用途。用树状图或列表法求概率时,最主要的目的是(  ) A. 把图形画得美观  B. 不重不漏地列出所有等可能结果 C. 减少试验次数  D. 保证事件一定发生 答: 2. (原创)掷两枚硬币。同时掷两枚均匀的硬币,「一枚正面、一枚反面」的概率是(  ) A.   B. C.   D. 答: 3. (原创)列表计数。同时掷两枚均匀的骰子,点数之积为 6 的概率是(  ) A.   B. C.   D. 答: 4. (原创)摸球不放回。袋中有 2 个红球、1 个白球(除颜色外完全相同),摸出第一个球后不放回,再摸第二个球,则两次都摸到红球的概率是(  ) A.   B. C.   D. 答: 5. (原创)频率估计。某事件在 400 次试验中发生了 96 次,用频率估计它发生的概率约为(  ) A. 0.24  B. 0.4 C. 0.96  D. 4.17 答: 6. (原创)转盘两步。转盘均匀分成红、白两个半圆,转动两次,两次都停在红色区域的概率是(  ) A.   B. C.   D. 答: 7. (原创)至少问题。连续掷一枚均匀硬币两次,「至少有一次正面朝上」的概率是(  ) A.   B. C.   D. 1 答: 8. (原创)结果数判断。小红说:「两枚骰子点数之和有 2 到 12 共 11 种结果,所以和为 8 的概率是 。」她的错误在于(  ) A. 树状图画错了  B. 把「和」当成了基本结果,各结果不是等可能的 C. 骰子不均匀  D. 忘了掷骰子是放回试验 答: 第二部分 能力提升(第 9—15 题,共 28 分,约 22 分钟) 9. (原创)计数原则。用树状图或列表法求概率时,下列做法正确的有(  )(多选) A. 每一步的每种可能都要分出分支 B. 「甲红乙蓝」与「甲蓝乙红」算两种不同结果 C. 只列出目标事件的结果,其他略去 D. 列完后核对:总结果数应等于各步结果数的乘积 答: 10. (原创)频率与概率深化。关于频率与概率,下列说法正确的有(  )(多选) A. 试验次数很大时,频率稳定在概率附近 B. 某批次彩票中奖概率 0.01,买 100 张必中 1 张 C. 无法用公式计算概率的事件,可用大量试验的频率估计 D. 两次试验频率不同,说明理论概率也随试验变化 答: 11. (原创)放回与不放回。关于放回与不放回的摸球试验,下列说法正确的有(  )(多选) A. 放回时每一步的概率结构完全相同 B. 不放回时第二步的概率要按摸走一个球后的新情况计算 C. 不放回摸出两个不同颜色的球的概率总是大于放回情形 D. 放回与不放回的树状图各层分支数可能不同 答: 12. (原创)列表计算。小明和小繁各持一枚均匀硬币,同时抛出。用列表法可得:两枚硬币结果相同的概率是      ,恰好一正一反的概率是      。 答: 13. (原创)不放回摸牌。三张牌分别写着 1、2、3(除数字外完全相同),随机摸出一张不放回,再摸一张。两次摸出的数字之和为奇数的概率是      ,之和大于 4 的概率是      。 答: 14. (原创)频率表估计。某渔场做「抛网命中鱼群区」试验,记录如下: 抛网次数 100 300 600 1000 命中次数 61 192 366 598 命中频率 0.610 0.640 0.610 0.598 观察频率的稳定趋势,估计「抛网命中鱼群区」的概率约为      (保留一位小数);若抛网 1000 次,估计命中次数约为      次。 答: 15. (原创)三步试验。连续抛掷一枚均匀硬币三次,用树状图分析:恰好三次都是正面的概率是      ,恰好两次正面的概率是      ,至少一次反面的概率是      。 答: 第三部分 综合应用(第 16—21 题,每题 8 分,共 48 分,约 20 分钟) 16. (原创)摸球两步(不放回)。袋中装有 2 个红球和 2 个白球(除颜色外完全相同),甲先随机摸出一球不放回,乙再摸出一球。 (1)用树状图列出所有等可能结果(给四个球编号或用颜色序号区分); (2)求「甲摸到红球」的概率; (3)求「两人摸到同色球」的概率; (4)说明这个摸球规则对甲、乙是否公平,并给出理由。 答: 17. (原创)列表与竞赛对阵。甲、乙、丙三人进行乒乓球单循环赛(每两人赛一场),每场胜者得 1 分。假设每场双方获胜概率均为 ,用树状图分析三场比赛(甲乙、甲丙、乙丙)的胜负结果。 (1)写出所有等可能的胜负结果(用「甲胜乙」等语句表述); (2)求「甲两战全胜」的概率; (3)求「甲恰好胜一场」的概率; (4)说明为什么每场比赛公平( 对 )并不能保证三人最终得分概率也相等。 答: 18. (原创)双转盘组合。甲转盘均匀分成 4 份,其中 1 份红色、3 份蓝色;乙转盘均匀分成 2 份,红、白各半。两个转盘各转一次。 (1)用列表法列出所有等可能结果; (2)求「两个转盘都停在红色区域」的概率; (3)求「恰好一个转盘停在红色区域」的概率; (4)用「1 减对立事件」再算一遍(3)的结果,说明两种算法的结论一致。 答: 19. (原创)游戏公平性。小明和小繁设计了一个游戏:袋中装 3 个红球、2 个白球(除颜色外完全相同),随机摸出一球不放回,再摸出一球。若两球同色,小明赢;异色,小繁赢。 (1)用树状图或列表法求「两球同色」的概率; (2)求「两球异色」的概率; (3)判断游戏是否公平;若不公平,请修改规则(改变计分或分组)使其公平,并验证修改后的概率; (4)从本题归纳:判断游戏公平性的唯一标准是什么?「摸球人不同」会影响公平吗? 答: 20. (原创)频率估计与决策。某芯片厂对两条生产线的产品做抽检,合格情况如下: 生产线 抽检件数 合格件数 合格频率 甲线 500 485 0.970 乙线 500 460 0.920 (1)估计从甲线随机抽取 1 件产品为合格品的概率; (2)估计从乙线随机抽取 1 件产品为合格品的概率; (3)工厂随机从两条线各抽 1 件产品,估计「两件都合格」的概率(把频率当概率用); (4)若每件不合格品损失 50 元,甲线月产 20000 件,估计甲线每月因不合格品的损失金额。 答: 21. (原创)三步试验与计数升级。一个不透明袋中装有 3 个小球,分别标有数字 1、2、3(除数字外完全相同)。摸出记录后放回搅匀,再摸第二次,再放回搅匀,摸第三次。 (1)三次摸球共有多少种等可能结果?用乘法关系说明; (2)求「三次都摸到 2」的概率; (3)求「三次数字之和为 6」的概率(列出所有符合条件的组合); (4)比较(2)(3):为什么「三次同数字」共 3 种结果、概率 = ,而「和为 6」的概率不同于它?由此说明「先列树、再数枝」为什么比「想当然」可靠。 答: 第四部分 附加题(第 22—26 题,每题 4 分,共 20 分,约 20 分钟) 22. (原创)错解诊断。小强在作业里写下三个说法:①不放回摸两次球,第二步的概率与第一步相同;②「至少一次摸到红球」的对立事件是「两次都没摸到红球」;③画树状图时,若某一步只有一种结果,这一步可以省略不画。 (1)逐个判断正误; (2)对错误的说法举例改正; (3)由第②个说法总结「至少」类问题的通用解法,并举一例说明「直接数」与「1 减对立」两种算法的结果一致。 答: 23. (原创)不放回的对称性。袋中有 3 个红球、2 个白球(除颜色外完全相同),甲、乙两人依次不放回各摸一球。 (1)用树状图求「甲摸到红球」的概率; (2)求「乙摸到红球」的概率; (3)比较(1)(2)的结果,说明「先摸的人不占便宜」的原因; (4)把结论推广:n 个球(含 k 个红球)不放回依次分给多人,每人摸到红球的概率都等于 。用本题数据验证这一推广。 答: 24. (原创)复合条件事件。同时掷两枚均匀骰子,设第一枚点数为 x、第二枚点数为 y。 (1)求「x + y = 9」的概率; (2)求「x = y」的概率; (3)求「x > y」的概率,并说明它与「x < y」的概率为什么相等、两者之和与 1 的关系; (4)利用(2)(3)写出「x ≥ y」的概率,并总结对称事件在计数中的省力作用。 答: 25. (原创)探究:概率与方案设计。班级要选出 1 名代表参加学校合唱节抽签,小繁设计了两种方案: 方案一:袋中放 30 张签,1 张写「中」,29 张写「空」,每人抽后放回搅匀,直到抽中为止,抽中者当代表; 方案二:30 名同学按 1—30 报数,老师随机报出一个 1 到 30 的数(各数等可能),报到的同学当代表。 (1)方案一中第一个抽签的人抽中的概率是多少?前 5 人都未抽中、第 6 人抽中的概率是多少? (2)方案二中每位同学被选中的概率是多少? (3)比较两方案:每个同学的最终被选概率是否都相等?方案一里「抽签顺序」影响总概率吗? (4)若要让「第 k 个抽签的人恰在第 k 次抽中」的总概率最大,k 应取多少?说明理由。 答: 26. (原创)综合探究:三门问题。舞台上有一扇门后面藏着大奖(汽车),另两扇门后面是空门。你选定一扇门(比如 1 号),主持人知道答案,他打开另一扇空门(比如 3 号),然后问你:要不要换成 2 号门? (1)不换门时,你最初选中有汽车那扇门的概率是多少? (2)换门策略:用树状图分析「汽车在 1、2、3 号门」三种等可能情形下,主持人开空门后换门的结果,求换门后中奖的概率; (3)比较(1)(2),说明「换门」是否更有利、概率提高了多少; (4)本题的关键前提是「主持人知道答案且必开一扇空门」。若主持人是随机开门(可能开出汽车),换门还有优势吗?用树状图或文字说明。 答: 三、参考答案与解析 1. B。树状图与列表的使命只有一个:把所有等可能结果不重不漏地摆出来,再数出目标事件占几份。A 项与美观无关;C 项树状图是理论计算,恰恰不用做试验;D 项概率工具不能保证任何事件发生。一句话:先摆全,再数数。 2. C。两枚硬币的结果:(正,正)、(正,反)、(反,正)、(反,反)共 4 种等可能结果,「一正一反」含 2 种,概率 = = 。A 项 是「两个都是正面」的概率;B 项 是把三种情况当等可能的老错——(正反)与(反正)必须分开算。 3. D。两枚骰子共 6 × 6 = 36 种等可能结果。积为 6 的组合:(1,6)、(2,3)、(3,2)、(6,1),共 4 种,概率 = = ,选 D。B 项 漏了对称的组合;(1,6) 与 (6,1) 必须分开算,漏序是积类问题的头号失分点。 4. B。不放回:第一步 3 选 1,第二步只剩 2 选 1,共 6 种等可能结果。两次都红:红₁红₂、红₂红₁,2 种,概率 = = 。A 项 是放回时 () × () 的结果——放回与不放回的差别在本题立现。 5. A。频率 = = 0.24,用频率估计概率约 0.24。C 项把发生次数的数字搬来了;D 项 4.17 是倒数、还是个超过 1 的「假概率」——概率必须在 0 到 1 之间,这一条就能秒杀 D。 6. A。每次停红的概率 ,两次独立: × = 。树状图也行:红红、红白、白红、白白 4 支,只 1 支「红红」。「两次独立各一半,相乘得四分之一」。 7. C。四种结果中「至少一次正面」含(正正)、(正反)、(反正)3 种,概率 。更快的做法:对立事件「两次都是反面」概率 ,1 − = 。「至少」类问题优先想对立面,数枝少一半。 8. B。「和」不是基本结果:和为 8 有 (2,6)、(3,5)、(4,4)、(5,3)、(6,2) 共 5 种,而和为 12 只有 1 种,各「和」不是等可能的,不能直接拿 1 除以 11。基本结果必须取「(第一枚,第二枚)」的有序对,共 36 种等可能。D 项掷两枚骰子本就是放回式独立试验,说法也不对,但主错是 B。 9. A、B、D。A 对,每一步每种可能都分支,这是「不漏」的保证;B 对,两次操作的顺序不同是不同的试验结果,必须分开算;D 对,总结果数 = 各步结果数相乘,核对乘积能立刻发现漏枝。C 错:只画目标结果的树状图没法算概率——分母(总结果数)都不知道,分子从何谈起。 10. A、C。A 对,大数次试验下频率趋于稳定;C 对,这正是频率估计概率的用途,比如抛不均匀的瓶盖。B 错,概率 0.01 只说明平均每 100 张约中 1 张,买 100 张可能一张不中也可能中好几张;D 错,频率波动是正常现象,理论概率不随试验改变——变的是「测到的值」,不是「真值」。 11. A、B、D。A 对,放回后袋子复原,每步结构一样;B 对,不放回时第二步要在「少一个球」的新袋子里算;D 对,不放回时各层分支数递减(3 球袋放回是每层 3 支,不放回是 3、2、1)。C 错:「总是大于」不成立——例如袋中 1 红 1 白,不放回异色概率是 1(必然),放回是 ,此时成立;但 2 红 2 白时不放回异色 ,放回异色 ,也成立;再如 3 红 1 白不放回异色 = 1 − ()()·… 需逐例验证,「总是」二字就是它的死穴,任何一条反例即可否定。 12. ;。列表:(正正)、(正反)、(反正)、(反反)4 种等可能。两枚相同:正正、反反,2 种,概率 ;一正一反:2 种,概率 。两个事件「相同」与「一正一反」互为对立,和为 1,互相验算。 13. ;。不放回按顺序共 3 × 2 = 6 种:(1,2)、(1,3)、(2,1)、(2,3)、(3,1)、(3,2)。和为奇数:1+2、2+1、2+3、3+2,4 种,概率 = (1 与 3 同奇,凑不出奇和的只有含 1 和 3 的组合)。和大于 4:2+3、3+2 各和 5,共 2 种,概率 = 。注意不放回时(1,1)、(2,2)、(3,3) 不存在,列表要挖掉对角线。 14. 0.6;6。频率依次为 0.61、0.64、0.61、0.598,随次数增多稳定在 0.6 附近,估计命中概率约 0.6。1000 次抛网命中次数估计 = 1000 × 0.6 = 600 次。估计值取「稳定趋势」而不是某一次的频率。 15. ;;。三次抛掷共 2 × 2 × 2 = 8 种等可能结果。全正 1 种,概率 ;恰好两次正:正正反、正反正、反正正,3 种,概率 ;至少一次反面 = 1 − 全正 = 1 − = 。三问一条链:全正最稀、两类次之、「至少」用对立面秒杀。 16.(1)四个球记为红₁、红₂、白₁、白₂。树状图:第一步 4 支,第二步各 3 支,共 12 种等可能结果:红₁红₂、红₁白₁、红₁白₂、红₂红₁、红₂白₁、红₂白₂、白₁红₁、白₁红₂、白₁白₂、白₂红₁、白₂红₂、白₂白₁。 (2)甲摸红:第一步是红₁或红₂,占 = 。 (3)同色:红₁红₂、红₂红₁、白₁白₂、白₂白₁,4 种,概率 = 。 (4)公平。乙摸到红球的概率:甲红时乙红的概率 (),甲白时乙红 (),加权 × + × = ,与甲相同——这正是第 23 题「先摸不占便宜」的特例。概率相等即公平,与摸球顺序无关。 本题把「树状图 + 分步概率 + 公平性」三件事一次做完,不放回试验的分步概率(条件概率的直觉版)第一次亮相。 17.(1)三场各自独立等可能,共 2 × 2 × 2 = 8 种:甲胜乙/乙胜甲 × 甲胜丙/丙胜甲 × 乙胜丙/丙胜乙的组合。 (2)甲两战全胜:甲胜乙、甲胜丙,其余一场任意,2 × 1 = 2 种?——精确计:固定「甲胜乙、甲胜丙」后第三场乙丙 2 种可能,共 2 种,概率 = 。 (3)甲恰好胜一场:胜乙负丙(乙丙任意 2 种)或负乙胜丙(乙丙任意 2 种),共 4 种,概率 = 。也可用对称性:甲的战绩只有全胜、一胜一负、全负三类,概率分别为 、、,呈对称分布。 (4)单场公平只保证「每一场双方胜率各半」,但「甲两战全胜」要求两场同时赢( × = ),而乙、丙之间还要再赛一场互相牵制——多个 相乘与组合起来后,三人最终的夺冠、得分概率并不都等于 。单局的公平经过「组合」会催生不对称的整体格局,这是多步试验最有意思的地方。 本题的树状图有 8 支末端,每支 ,是「乘法 = 树状图每层分支相乘」的直观教材。 18.(1)甲盘红色占 、蓝色占 ;乙盘红、白各占 。两盘独立,按「比例配对」列出全部等可能组合:(甲红乙红) × = 、(甲红乙白)、(甲蓝乙红)、(甲蓝乙白),四种组合概率之和 + + + = 1 ✓。 (2)都红:P = × = 。 (3)恰好一个红:「甲红乙白」 × = ,「甲蓝乙红」 × = ,合计 = 。 (4)对立事件「都非红」=「甲蓝且乙白」= × = ,1 − = ?——与(3)的 矛盾,检查:「恰好一个红」的对立事件是「两个都不是恰好一个红」=「都红」或「都非红」。都红 ,都非红 ,故恰好一个红 = 1 − − = = ✓。两种算法一致。注意「恰好一个」的对立面有两支:全红与全非红,漏掉「全红」就会算出 的错值——这是「1 减对立」最容易翻车的地方。 19.(1)五球编号红₁红₂红₃白₁白₂,不放回按顺序共 5 × 4 = 20 种。同色:红内配对 3 × 2 = 6 种,白内配对 2 × 1 = 2 种,共 8 种,P = = 。 (2)异色 = 1 − = (也可直接数 12 种)。 (3)不公平:小明 ,小繁 。修改示例一(调分值):同色小明得 3 分、异色小繁得 2 分,则长期平均每 5 局双方各得 2 分,公平;修改示例二(改分组):只从「1 红 1 白」的子袋摸,同色异色各 ,天然公平。 (4)唯一标准是双方获胜概率相等,与谁摸、先摸后摸都无关。摸球人不同只是「谁享受哪个概率」,改变的是胜负归属而不是概率本身;公平性只看两个数字是否相等。 本题与第 16 题呼应:2 红 2 白时同色异色各半(公平),3 红 2 白就偏了——袋子的颜色配比直接决定公平与否。 20.(1)甲线合格频率 0.970,估计概率约 0.97。 (2)乙线 0.92。 (3)两件都合格(各抽各的、相互独立):0.97 × 0.92 = 0.8924,约 0.89。 (4)甲线不合格概率约 0.03,月损失估计 = 20000 × 0.03 × 50 = 30000 元。 本题演示「频率 → 概率 → 乘法 → 决策」的完整链条:频率当概率用是有条件的(样本要大、条件要稳),工厂抽检 500 件已足够大。第(4)问把概率换成了钱,概率的用处立刻落地。 21.(1)3 × 3 × 3 = 27 种(每次 3 种可能、放回故每层同构)。 (2)三次都 2:仅 (2,2,2) 1 种,概率 。 (3)和为 6 的有序组合:(1,2,3)、(1,3,2)、(2,1,3)、(2,3,1)、(3,1,2)、(3,2,1)、(2,2,2),共 7 种,概率 。 (4)「三次同数字」是 (1,1,1)、(2,2,2)、(3,3,3) 共 3 种,概率 = 。和为 6 的 7 种里包含了 (2,2,2),还多了 6 个「两两不同」的排列——同一个「目标之和」,包含的树枝数完全不同。想当然猜「和为 6 有 3 种」就错了 4 种;只有把 27 支树一根根数清(或按「先分组再排列」系统计数),概率才算得准。列树是笨办法,也是最可靠的笨办法。 27 支的三层树状图是本章最大的一棵树,画不动时可用「分组 + 排列」加速,但必须能还原到树枝级。 22.(1)①错误;②正确;③正确。 (2)①反例:袋中 2 红 1 白不放回,第一步摸红概率 ;若第一步摸走了红球,第二步摸红概率只剩 ——第二步的概率随第一步结果改变,绝不相同。正确说法:「放回时各步概率相同;不放回时第二步要用第一步发生后的新袋子计算」。 (3)「至少」的对立事件是把条件全部反着满足:至少一次红 ↔ 一次红都没有(全是白)。通用解法:P(至少…)= 1 − P(一个都不…)。例:掷硬币两次至少一次正面,直接数 ;用对立面 1 − P(反反) = 1 − = ,两条路同值。 三个说法覆盖「不放回的分步概率」「对立事件的翻译」「树状图的省略原则」,第③条「单分支可省」是画树的小技巧,省略不影响概率计算。 23.(1)给球编号:红₁红₂红₃白₁白₂,甲先乙后,共 5 × 4 = 20 种等可能。甲摸红:3 × 4 = 12 种,P = = 。 (2)乙摸红:分两种——甲红(3 种)后乙红(),3 × 2 = 6 种;甲白(2 种)后乙红(),2 × 3 = 6 种;合计 12 种,P = = 。 (3)两者相等,先摸不占便宜。原因:甲摸红球的概率是 ;乙「补位」时,袋子虽然变少,但「甲拿走的是红是白」恰好抵消——两种情况加权后仍 。直觉上的「先摸占便宜」是错觉,概率面前人人平等。 (4)推广验证:n 个球含 k 个红球,第一个概率 。第二个人:甲红()后乙红 ,甲白()后乙红 ,加权 = × + × = [k(k−1) + (n−k)k] / [n(n−1)] = k(n−1)/[n(n−1)] = 。本题 n = 5、k = 3, ✓。抽签不分先后,是概率论里最经典的「安慰」。 24.(1)x + y = 9:(3,6)、(4,5)、(5,4)、(6,3),4 种,P = = 。 (2)x = y:(1,1) 到 (6,6),6 种,P = = 。 (3)x > y 与 x < y 的情形一一对应(把有序对前后交换),所以概率相等。P(x>y) = P(x<y) = ÷ 36 = = ,两者之和 ,加上相等的 恰为 1。 (4)x ≥ y = x > y 加上 x = y: + = 。对称事件(把 x、y 互换后条件互换)概率必相等,于是「大于」与「小于」共享剩余概率的一半——先算相等的那部分,再对半分,比逐个数 15 种省力得多。 对称性是计数里的「捷径牌」:看见可以互换的条件,先想对称,再动手数。 25.(1)第一个抽签:P = 。前 5 人未中、第 6 人中:每次抽后放回搅匀,各次独立,P = ()⁵ × 。 (2)方案二每人被选概率都是 。 (3)方案一放回抽签下,每个人不管排第几个,被选中的总概率都 = Σ(前 k−1 次全空) × ,数学上恰好每人 ——顺序不影响总概率(与第 23 题抽签原理同源,只是这里放回)。两方案每个人机会均等,都公平。 (4)「第 k 人恰在第 k 次抽中」的概率 = ()^(k−1) × ,k 越小 () 的幂越接近 1,所以 k = 1 时最大,第一个抽签的人「当场抽中」的可能性最大。但注意:这不代表第一个人的「总被选概率」大——他当场抽中的概率大,而后开抽的人补中的机会也多,总概率人人 。 本题把「单次概率」与「总概率」分开,是抽签公平性的进阶课:当场中签的概率有先后之分,最终中签的概率人人平等。 26.(1)不换门:中奖概率就是最初选中汽车的概率 = 。 (2)树状图:汽车在 1 号(概率 )——主持人开 2 或 3 号之一(都是空门),你换门必换成另一扇空门,不中;汽车在 2 号()——主持人只能开 3 号,你换到 2 号,中奖;汽车在 3 号()——主持人只能开 2 号,你换到 3 号,中奖。换门后中奖概率 = + = 。 (3)换门更有利:从 提高到 ,整整翻一倍。原因:主持人「知道答案、必开空门」这一动作,把你最初选错()的情形全部转成了换门必中——换门的胜利恰恰继承了你第一次选错的大概率。 (4)若主持人随机开门:三种等可能情形里,汽车在 2 号时他可能开到 2 号(开出汽车,游戏终止)。在「没开出汽车」的剩余情形中重新计算,换门与不换的中奖概率都回到 ,优势消失。结论:三门问题的反直觉优势完全依赖「主持人知情且配合」这个前提——概率题先审「游戏规则由谁控制」,规则变了,答案跟着变。 三门问题是概率史上最有名的反直觉题,也是树状图威力的最佳广告:三根树枝一画,直觉的迷雾立刻散开。 四、作业实施建议 1. 使用时机。第三章新授课全部结束、单元复习课开课前一天发放,建议限时 60 分钟独立完成。本章的核心是「把结果数清」,适合当作计数规范诊断卷:重点看「树状图分支有没有画全」「放回不放回有没有分清」「『至少』类问题会不会用对立面」。 2. 分层布置。基础薄弱的学生做第 1—15 题(52 分),第 16 题必做;中等学生做第 1—21 题(100 分);学有余力的学生全做,并把第 22、25、26 三题作为小组交流内容,要求讲清「抽签不分先后的证明」「三门问题的树状图」「主持人规则对结论的影响」。 3. 讲评重点。第 2、12、16、19 题讲树状图与列表的规范;第 4、13 题讲不放回的分层更新;第 7、15、22 题讲「至少」用对立面;第 8、21 题讲「和不是基本结果」;第 17 题讲单局公平与整体格局;第 23 题讲抽签不分先后的完整证明;第 24 题讲对称事件;第 26 题讲三门问题。 4. 典型错误归因。本卷失分集中在五处:一是基本结果数错(第 3、8、16、21、24 题,漏序、漏情形、把和当结果);二是放回不放回混用(第 4、11、19、25 题);三是「至少」类硬数不简化(第 7、15、22 题);四是公平性凭感觉(第 16、17、19 题);五是「1 减对立」漏对立面分支(第 18 题)。第一处靠「有序列举 + 乘积核对」,第二处靠「袋子变没变」的追问,第三处靠对立面翻译,后两处靠「只认概率数字」的铁律。 5. 评价建议。本作业按 100 分计,60 分以上为达标,85 分以上为优秀。除分数外建议记录三项过程性表现:一是「树状图分支是否与乘积核对」,二是「分步概率是否更新袋子」,三是「结论是否用概率数字支撑」。第三项最能反映概率素养。 6. 与后续章节的衔接。本章的树状图与列表在九年级下册「统计与概率的综合运用」中直接复用;「分步概率相乘」是高中独立事件乘法公式的雏形;三门问题、抽签公平性是条件概率与期望思想的最早预演。本章也是初中概率的收官章,中考概率大题的「树状图 + 公平性 + 决策」三段式与本卷第 17、19、20 题一一对应。 五、附录 本章知识结构与易错清单 本附录供教师在讲评课与单元复习课使用,也可印发给学生作自查表。整理的是本章的概念层级与高频错误,与本卷题目一一对应,括号内标出了对应的题号。 (一)知识结构 1. 树状图与列表。两步试验的等可能结果全部展开;总结果数 = 各步结果数之积。(第 1、9、12、16 题) 2. 放回与不放回。放回各步同构;不放回逐层更新。(第 4、11、13、16、19、22、23 题) 3. 「至少」类事件。对立面翻译:至少一次 = 1 − 一次都没有。(第 7、15、22 题) 4. 复合条件与对称。「和为 k」「x > y」等条件的系统计数;对称事件概率相等。(第 3、8、21、24 题) 5. 频率估计概率。大数次试验频率稳定;无理论公式时用它估计。(第 5、10、14、20 题) 6. 公平性。双方获胜概率相等即公平;可调分值或分组拉平。(第 16、17、19、26 题) 7. 实际决策。概率 × 单件损失 = 期望损失;概率用于选方案。(第 20、25 题) 8. 反直觉问题。三门问题:规则由谁控制决定概率走向。(第 26 题) (二)高频易错清单 错误表现 正确做法 把「和」「积」当基本结果 基本结果是有序对,用 6 × 6 = 36 这类乘积核对 「一正一反」只算一种 (正反)与(反正)是两种结果 不放回第二步概率不变 袋子少了一个球,分母分子都要更新 树状图漏分支 分支总数 = 各步结果数相乘,画完先核对 「至少」逐条硬数 用 1 减对立面,且确认对立面唯一完整 「恰好一个」的对立面漏「全都有」 对立 = 全没有 + 全都有,两个都要减 先摸的人占便宜(错觉) 不放回抽签人人概率相同,可加权证明 频率波动当成概率变化 频率围绕概率波动,理论值不变 公平性看规则顺不顺眼 只看双方获胜概率是否相等 三门问题不审主持人规则 「知情开门」才有 ,随机开门回到 概率超过 1 的计算结果不复查 概率必须在 0 到 1 之间,越界必是算错 设计方案不验算目标概率 设计完必须检验结果比是否恰为目标值 六、命题双向细目表 本表供教师备课与命题分析使用,逐题列出考查内容、能力层级与预估难度。能力层级按「了解—理解—掌握—应用—综合—探究」六级划分,难度分为易、中、难三档。 题号 题型 分值 考查内容 能力层级 难度 1 单选 3 树状图列表的目的 了解 易 2 单选 3 两枚硬币的概率 掌握 易 3 单选 3 两枚骰子积为 6 掌握 中 4 单选 3 不放回摸球 掌握 中 5 单选 3 频率估计概率 掌握 易 6 单选 3 两步转盘独立 掌握 易 7 单选 3 至少一次正面 理解 中 8 单选 3 等可能性的判断 理解 中 9 多选 4 计数原则 理解 中 10 多选 4 频率与概率的深化辨析 理解 中 11 多选 4 放回不放回的结构对比 理解 中 12 填空 4 列表法计算 掌握 易 13 填空 4 不放回摸牌 掌握 中 14 填空 4 频率表估计与预测 应用 中 15 填空 4 三步试验 综合 中 16 解答 8 不放回树状图与公平性 综合 中 17 解答 8 单循环赛的胜负树 综合 难 18 解答 8 双转盘与对立面完整性 综合 中 19 解答 8 游戏公平性与规则修改 综合 中 20 解答 8 频率估计与损失决策 应用 中 21 解答 8 三步 27 支树与系统计数 综合 难 22 附加 4 分步概率与对立面诊断 评价 中 23 附加 4 抽签不分先后的证明 综合 难 24 附加 4 对称事件的省力计数 综合 中 25 附加 4 抽签方案的概率探究 探究 难 26 附加 4 三门问题与规则前提 探究 难 难度分布。易 9 题、中 12 题、难 5 题,难度重心落在基础与中等层次。作为单元整合作业,基础题给足得分面,难题集中在「27 支树」「抽签证明」「三门问题」三处。 知识覆盖。本章八个知识点均被覆盖:树状图与列表(1、9、12、16)、放回与不放回(4、11、13、16、19、22、23)、「至少」类事件(7、15、22)、复合条件与对称(3、8、21、24)、频率估计(5、10、14、20)、公平性(16、17、19、26)、实际决策(20、25)、反直觉问题(26)。计数工具、概念辨析、实际应用三类任务并重,符合本章「会画、会数、会决策」的能力要求。 七、答题卡 本卡供学生作答与教师批改使用,可单独印制。客观题只填结果,解答题需附树状图或列表的描述。 (一)客观题作答栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案                 题号 9 10 11 12 13 14 15 备注 答案                 (二)主观题作答区 第 16 题 得分     第 17 题 得分     第 18 题 得分     第 19 题 得分     第 20 题 得分     第 21 题 得分     学科网(北京)股份有限公司 $

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第三章 概率的进一步认识 A卷 2026-2027学年北师大版九年级数学上册
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