4.在應(yīng)用題背景條件下,能否把一個(gè)復(fù)雜事件分解為若干個(gè)互相排斥或相互獨(dú)立、既不重復(fù)又不遺漏的簡(jiǎn)單事件是解答這類應(yīng)用題的關(guān)鍵,也是考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的重要環(huán)節(jié)。
3.對(duì)立事件是互斥事件的一種特殊情況,是指在一次試驗(yàn)中有且僅有一個(gè)發(fā)生的兩個(gè)事件,集合A的對(duì)立事件記作,從集合的角度來(lái)看,事件所含結(jié)果的集合正是全集U中由事件A所含結(jié)果組成集合的補(bǔ)集,即A∪=U,A∩=.對(duì)立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是對(duì)立事件。
事件A、B的和記作A+B,表示事件A、B至少有一個(gè)發(fā)生。當(dāng)A、B為互斥事件時(shí),事件A+B是由“A發(fā)生而B不發(fā)生”以及“B發(fā)生而A不發(fā)生”構(gòu)成的。
當(dāng)計(jì)算事件A的概率P(A)比較困難時(shí),有時(shí)計(jì)算它的對(duì)立事件的概率則要容易些,為此有P(A)=1-P()。
對(duì)于n個(gè)互斥事件A1,A2,…,An,其加法公式為P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An)。
分類討論思想是解決互斥事件有一個(gè)發(fā)生的概率的一個(gè)重要的指導(dǎo)思想。
2.對(duì)于互斥事件要抓住如下的特征進(jìn)行理解:
第一,互斥事件研究的是兩個(gè)事件之間的關(guān)系;
第二,所研究的兩個(gè)事件是在一次試驗(yàn)中涉及的;
第三,兩個(gè)事件互斥是從試驗(yàn)的結(jié)果不能同時(shí)出現(xiàn)來(lái)確定的。
本講概念性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)、思維方法獨(dú)特。因此要立足于基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法、基本問(wèn)題的練習(xí),恰當(dāng)選取典型例題,構(gòu)建思維模式,造就思維依托和思維的合理定勢(shì)。
1.使用公式P(A)=計(jì)算時(shí),確定m、n的數(shù)值是關(guān)鍵所在,其計(jì)算方法靈活多變,沒(méi)有固定的模式,可充分利用排列組合知識(shí)中的分類計(jì)數(shù)原理和分步計(jì)數(shù)原理,必須做到不重復(fù)不遺漏。
復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容及解答此類問(wèn)題首先必須使學(xué)生明確判斷兩點(diǎn):(1)對(duì)于每個(gè)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),所有可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)n必須是有限個(gè);(2)出現(xiàn)的所有不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)m其可能性大小必須是相同的。只有在同時(shí)滿足(1)、(2)的條件下,運(yùn)用的古典概型計(jì)算公式P(A)=m/n得出的結(jié)果才是正確的。
題型1:隨機(jī)事件的定義
例1.判斷下列事件哪些是必然事件,哪些是不可能事件,哪些是隨機(jī)事件?
(1)“拋一石塊,下落”.
(2)“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下且溫度低于0℃時(shí),冰融化”;
(3)“某人射擊一次,中靶”;
(4)“如果a>b,那么a-b>0”;
(5)“擲一枚硬幣,出現(xiàn)正面”;
(6)“導(dǎo)體通電后,發(fā)熱”;
(7)“從分別標(biāo)有號(hào)數(shù)1,2,3,4,5的5張標(biāo)簽中任取一張,得到4號(hào)簽”;
(8)“某電話機(jī)在1分鐘內(nèi)收到2次呼叫”;
(9)“沒(méi)有水份,種子能發(fā)芽”;
(10)“在常溫下,焊錫熔化”.
解析:根據(jù)定義,事件(1)、(4)、(6)是必然事件;事件(2)、(9)、(10)是不可能事件;事件(3)、(5)、(7)、(8)是隨機(jī)事件。
點(diǎn)評(píng):熟悉必然事件、不可能事件、隨機(jī)事件的聯(lián)系與區(qū)別。針對(duì)不同的問(wèn)題加以區(qū)分。
例2.(1)如果某種彩票中獎(jiǎng)的概率為,那么買1000張彩票一定能中獎(jiǎng)嗎?請(qǐng)用概率的意義解釋。
解析:不一定能中獎(jiǎng),因?yàn),買1000張彩票相當(dāng)于做1000次試驗(yàn),因?yàn)槊看卧囼?yàn)的結(jié)果都是隨機(jī)的,即每張彩票可能中獎(jiǎng)也可能不中獎(jiǎng),因此,1000張彩票中可能沒(méi)有一張中獎(jiǎng),也可能有一張、兩張乃至多張中獎(jiǎng)。
點(diǎn)評(píng):買1000張彩票,相當(dāng)于1000次試驗(yàn),因?yàn)槊看卧囼?yàn)的結(jié)果都是隨機(jī)的,所以做1000次試驗(yàn)的結(jié)果也是隨機(jī)的,也就是說(shuō),買1000張彩票有可能沒(méi)有一張中獎(jiǎng)。
(2)在一場(chǎng)乒乓球比賽前,裁判員利用抽簽器來(lái)決定由誰(shuí)先發(fā)球,請(qǐng)用概率的知識(shí)解釋其公平性。
解析:這個(gè)規(guī)則是公平的,因?yàn)槌楹炆蠏伜,紅圈朝上與綠圈朝上的概率均是0.5,因此任何一名運(yùn)動(dòng)員猜中的概率都是0.5,也就是每個(gè)運(yùn)動(dòng)員取得先發(fā)球權(quán)的概率都是0.5。
點(diǎn)評(píng):這個(gè)規(guī)則是公平的,因?yàn)槊總(gè)運(yùn)動(dòng)員先發(fā)球的概率為0.5,即每個(gè)運(yùn)動(dòng)員取得先發(fā)球權(quán)的概率是0.5。事實(shí)上,只能使兩個(gè)運(yùn)動(dòng)員取得先發(fā)球權(quán)的概率都是0.5的規(guī)則都是公平的。
題型2:頻率與概率
例3.某種菜籽在相同在相同的條件下發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果如下表:(求其發(fā)芽的概率)
種子粒數(shù) |
2 |
5 |
10 |
70 |
130 |
310 |
700 |
1500 |
2000 |
3000 |
發(fā)芽粒數(shù) |
2 |
4 |
9 |
60 |
116 |
282 |
639 |
1339 |
1806 |
2715 |
解析:我們根據(jù)表格只能計(jì)算不同情況下的種子發(fā)芽的頻率分別是:1,0.8,0.9,0.857,0.892,0.910,0.913,0.893,0.903,0.905。隨著種子粒數(shù)的增加,菜籽發(fā)芽的頻率越接近于0.9,且在它附近擺動(dòng)。故此種子發(fā)芽的概率為0.9。
點(diǎn)評(píng):我們可以用頻率的趨向近似值表示隨機(jī)事件發(fā)生的概率。
例4.進(jìn)行這樣的試驗(yàn):從0、1、2、…、9這十個(gè)數(shù)字中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)字,重復(fù)進(jìn)行這個(gè)試驗(yàn)10000次,將每次取得的數(shù)字依次記下來(lái),我們就得到一個(gè)包括10000個(gè)數(shù)字的“隨機(jī)數(shù)表”.在這個(gè)隨機(jī)數(shù)表里,可以發(fā)現(xiàn)0、1、2、…、9這十個(gè)數(shù)字中各個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的頻率穩(wěn)定在0.1附近.現(xiàn)在我們把一個(gè)隨機(jī)數(shù)表等分為10段,每段包括1000個(gè)隨機(jī)數(shù),統(tǒng)計(jì)每1000個(gè)隨機(jī)數(shù)中數(shù)字“7”出現(xiàn)的頻率,得到如下的結(jié)果:
段序:n=1000 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
出現(xiàn)“7”的頻數(shù) |
95 |
88 |
95 |
112 |
95 |
99 |
82 |
89 |
111 |
102 |
出現(xiàn)“7”的頻率 |
0.095 |
0.088 |
0.095 |
0.112 |
0.095 |
0.099 |
0.082 |
0.089 |
0.111 |
0.102 |
由上表可見,每1000個(gè)隨機(jī)數(shù)中“7”出現(xiàn)的頻率也穩(wěn)定在0.1的附近.這就是頻率的穩(wěn)定性.我們把隨機(jī)事件A的頻率P(A)作為隨機(jī)事件A的概率P(A)的近似值。
點(diǎn)評(píng):利用概率的統(tǒng)計(jì)定義,在計(jì)算每一個(gè)隨機(jī)事件概率時(shí)都要通過(guò)大量重復(fù)的試驗(yàn),列出一個(gè)表格,從表格中找到某事件出現(xiàn)頻率的近似值作為所求概率。這從某種意義上說(shuō)是很繁瑣的。
題型3:隨機(jī)事件間的關(guān)系
例5.(1)某戰(zhàn)士在打靶中,連續(xù)射擊兩次,事件“至少有一次中靶”的對(duì)立事件是( )
(A)至多有一次中靶 (B)兩次都中靶
(C)兩次都不中靶 (D)只有一次中靶
答案:C。
點(diǎn)評(píng):根據(jù)實(shí)際問(wèn)題分析好對(duì)立事件與互斥事件間的關(guān)系。
(2)把標(biāo)號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)小球隨機(jī)地分發(fā)給甲、乙、丙、丁四個(gè)人,每人分得一個(gè)。事件“甲分得1號(hào)球”與事件“乙分得1號(hào)球”是( )
(A)互斥但非對(duì)立事件 (B)對(duì)立事件
(C)相互獨(dú)立事件 (D)以上都不對(duì)
答案:A。
點(diǎn)評(píng):一定要區(qū)分開對(duì)立和互斥的定義,互斥事件:不能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件叫做互斥事件;對(duì)立事件:不能同時(shí)發(fā)生,但必有一個(gè)發(fā)生的兩個(gè)事件叫做互斥事件。
例6.(2006天津文,18)甲、乙兩臺(tái)機(jī)床相互沒(méi)有影響地生產(chǎn)某種產(chǎn)品,甲機(jī)床產(chǎn)品的正品率是乙機(jī)床產(chǎn)品的正品率是。
(I)從甲機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品中任取3件,求其中恰有2件正品的概率(用數(shù)字作答);
(II)從甲、乙兩臺(tái)機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品中各任取1件,求其中至少有1件正品的概率(用數(shù)字作答)。
(I)解:任取甲機(jī)床的3件產(chǎn)品恰有2件正品的概率為
(II)解法一:記“任取甲機(jī)床的1件產(chǎn)品是正品”為事件A,“任取乙機(jī)床的1件產(chǎn)品是正品”為事件B。則任取甲、乙兩臺(tái)機(jī)床的產(chǎn)品各1件,其中至少有1件正品的概率為:
解法二:運(yùn)用對(duì)立事件的概率公式,所求的概率為:
點(diǎn)評(píng):本小題考查互斥事件、相互獨(dú)立事件的概率等基礎(chǔ)知識(shí),及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
題型4:古典概率模型的計(jì)算問(wèn)題
例7.從含有兩件正品a1,a2和一件次品b1的三件產(chǎn)品中,每次任取一件,每次取出后不放回,連續(xù)取兩次,求取出的兩件產(chǎn)品中恰有一件次品的概率。
解析:每次取出一個(gè),取后不放回地連續(xù)取兩次,其一切可能的結(jié)果組成的基本事件有6個(gè),即(a1,a2)和,(a1,b2),(a2,a1),(a2,b1),(b1,a1),(b2,a2)。其中小括號(hào)內(nèi)左邊的字母表示第1次取出的產(chǎn)品,右邊的字母表示第2次取出的產(chǎn)用A表示“取出的兩種中,恰好有一件次品”這一事件,
則A=[(a1,b1),(a2,b1),(b1,a1),(b1,a2)],
事件A由4個(gè)基本事件組成,因而,P(A)==。
點(diǎn)評(píng):利用古典概型的計(jì)算公式時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn):(1)所有的基本事件必須是互斥的;(2)m為事件A所包含的基本事件數(shù),求m值時(shí),要做到不重不漏。
例8.現(xiàn)有一批產(chǎn)品共有10件,其中8件為正品,2件為次品:
(1)如果從中取出一件,然后放回,再取一件,求連續(xù)3次取出的都是正品的概率;
(2)如果從中一次取3件,求3件都是正品的概率。
分析:(1)為返回抽樣;(2)為不返回抽樣。
解析:(1)有放回地抽取3次,按抽取順序(x,y,z)記錄結(jié)果,則x,y,z都有10種可能,所以試驗(yàn)結(jié)果有10×10×10=103種;設(shè)事件A為“連續(xù)3次都取正品”,則包含的基本事件共有8×8×8=83種,因此,P(A)= =0.512。
(2)解法1:可以看作不放回抽樣3次,順序不同,基本事件不同,按抽取順序記錄(x,y,z),則x有10種可能,y有9種可能,z有8種可能,所以試驗(yàn)的所有結(jié)果為10×9×8=720種.設(shè)事件B為“3件都是正品”,則事件B包含的基本事件總數(shù)為8×7×6=336, 所以P(B)= ≈0.467。
解法2:可以看作不放回3次無(wú)順序抽樣,先按抽取順序(x,y,z)記錄結(jié)果,則x有10種可能,y有9種可能,z有8種可能,但(x,y,z),(x,z,y),(y,x,z),(y,z,x),(z,x,y),(z,y,x),是相同的,所以試驗(yàn)的所有結(jié)果有10×9×8÷6=120,按同樣的方法,事件B包含的基本事件個(gè)數(shù)為8×7×6÷6=56,因此P(B)= ≈0.467。
點(diǎn)評(píng):關(guān)于不放回抽樣,計(jì)算基本事件個(gè)數(shù)時(shí),既可以看作是有順序的,也可以看作是無(wú)順序的,其結(jié)果是一樣的,但不論選擇哪一種方式,觀察的角度必須一致,否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。
題型5:利用排列組合知識(shí)解古典概型問(wèn)題
例9.(2006山東文,19)盒中裝著標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4的卡片各2張,從盒中任意任取3張,每張卡片被抽出的可能性都相等,求:
(Ⅰ)抽出的3張卡片上最大的數(shù)字是4的概率;
(Ⅱ)抽出的3張中有2張卡片上的數(shù)字是3的概念;
(Ⅲ)抽出的3張卡片上的數(shù)字互不相同的概率。
解析:(I)“抽出的3張卡片上最大的數(shù)字是4”的事件記為A,
由題意得:;
(II)“抽出的3張中有2張卡片上的數(shù)字是3”的事件記為B,
則;
(III)“抽出的3張卡片上的數(shù)字互不相同”的事件記為C,“抽出的3張卡片上有兩個(gè)數(shù)字相同”的事件記為D,由題意,C與D是對(duì)立事件,
因?yàn)?sub>,
所以.
點(diǎn)評(píng):該題通過(guò)排列、組合知識(shí)完成了古典概型的計(jì)算問(wèn)題,同時(shí)要做到所有的基本事件必須是互斥的,要做到不重不漏。
例10.(2006安徽文,19)在添加劑的搭配使用中,為了找到最佳的搭配方案,需要對(duì)各種不同的搭配方式作比較。在試制某種牙膏新品種時(shí),需要選用兩種不同的添加劑,F(xiàn)有芳香度分別為0,1,2,3,4,5的六種添加劑可供選用。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,通常首先要隨機(jī)選取兩種不同的添加劑進(jìn)行搭配試驗(yàn)。
(Ⅰ)求所選用的兩種不同的添加劑的芳香度之和等于4的概率;
(Ⅱ)求所選用的兩種不同的添加劑的芳香度之和不小于3的概率;
解析:設(shè)“所選用的兩種不同的添加劑的芳香度之和等于4”的事件為A,“所選用的兩種不同的添加劑的芳香度之和不小于3”的事件為B
(Ⅰ)芳香度之和等于4的取法有2種:、,故。
(Ⅱ)芳香度之和等于1的取法有1種:;芳香度之和等于2的取法有1種:,故。
點(diǎn)評(píng):高考對(duì)概率內(nèi)容的考查,往往以實(shí)際應(yīng)用題出現(xiàn)。這既是這類問(wèn)題的特點(diǎn),也符合高考發(fā)展方向,考生要以課本概念和方法為主,以熟練技能,鞏固概念為目標(biāo),查找知識(shí)缺漏,總結(jié)解題規(guī)律。
題型6:易錯(cuò)題辨析
例11.?dāng)S兩枚骰子,求所得的點(diǎn)數(shù)之和為6的概率。
錯(cuò)解:擲兩枚骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)之和不同情況為{2,3,4,…,12},故共有11種基本事件,所以概率為P=;
剖析:以上11種基本事件不是等可能的,如點(diǎn)數(shù)和2只有(1,1),而點(diǎn)數(shù)之和為6有(1,5)、(2,4)、(3,3)、(4,2)、(5,1)共5種.事實(shí)上,擲兩枚骰子共有36種基本事件,且是等可能的,所以“所得點(diǎn)數(shù)之和為6”的概率為P=。
我們經(jīng)常見的錯(cuò)里還有“投擲兩枚硬幣的結(jié)果”,劃分基本事件“兩正、一正一反、兩反”,其中“一正一反”與“兩正”、“兩反”的機(jī)會(huì)是不均等。
類型四:基本事件 “不可數(shù)”
由概率求值公式,求某一事件發(fā)生的概率時(shí),要求試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè)。
如果試驗(yàn)所包含的基本事件是無(wú)限多個(gè),那根本就不會(huì)得到基本事件的總數(shù),也就不能用公式來(lái)解決問(wèn)題。
例12.(2000年天津、山西、江西高考試題)
甲、乙二人參加普法知識(shí)競(jìng)賽,共有10個(gè)不同的題目,其中選擇題6個(gè),判斷題4個(gè),甲、乙二人一次各抽取一題,
(1)甲抽到選擇題,乙抽到判斷題的概率是多少?
錯(cuò)解:甲從選擇題中抽到一題的可能結(jié)果有個(gè),乙從判斷題中抽到一題的的可能結(jié)果是,故甲抽到選擇題,乙抽到判斷題的可能結(jié)果為;又甲、乙二人一次各抽取一題的結(jié)果有,所以概率值為。
剖析:錯(cuò)把分步原理當(dāng)作分類原理來(lái)處理。
正解:甲從選擇題中抽到一題的可能結(jié)果有個(gè),乙從判斷題中抽到一題的的可能結(jié)果是,故甲抽到選擇題,乙抽到判斷題的可能結(jié)果為;又甲、乙二人一次各抽取一題的結(jié)果有,所以概率值為。
(2)甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的概率是多少?
錯(cuò)解:甲、乙中甲抽到判斷題的種數(shù)是6×9種,乙抽到判斷題的種數(shù)6×9種,故甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的種數(shù)為12×9;又甲、乙二人一次各抽取一題的種數(shù)是10×9,故甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的概率是。
剖析:顯然概率值不會(huì)大于1,這是錯(cuò)解。該問(wèn)題對(duì)甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的計(jì)數(shù)是重復(fù)的,兩人都抽取到選擇題這種情況被重復(fù)計(jì)數(shù)。
正解:甲、乙二人一次各抽取一題基本事件的總數(shù)是10×9=90;
方法一:分類計(jì)數(shù)原理
(1)只有甲抽到了選擇題的事件數(shù)是:6×4=24;
(2)只有乙抽到了選擇題的事件數(shù)是:6×4=24;
(3)甲、乙同時(shí)抽到選擇題的事件數(shù)是:6×5=30;
故甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的概率是。
方法二:利用對(duì)立事件
事件“甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題”與事件“甲、乙兩人都未抽到選擇題”是對(duì)立事件。
事件“甲、乙兩人都未抽到選擇題”的基本事件個(gè)數(shù)是4×3=12;
故甲、乙二人至少有一個(gè)抽到選擇題的概率是。
5.古典概型
(1)古典概型的兩大特點(diǎn):1)試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè);2)每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性相等;
(2)古典概型的概率計(jì)算公式:P(A)=;
一次試驗(yàn)連同其中可能出現(xiàn)的每一個(gè)結(jié)果稱為一個(gè)基本事件,通常此試驗(yàn)中的某一事件A由幾個(gè)基本事件組成.如果一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有n個(gè),即此試驗(yàn)由n個(gè)基本事件組成,而且所有結(jié)果出現(xiàn)的可能性都相等,那么每一基本事件的概率都是。如果某個(gè)事件A包含的結(jié)果有m個(gè),那么事件A的概率P(A)=。
4.事件間的運(yùn)算
(1)并事件(和事件)
若某事件的發(fā)生是事件A發(fā)生或事件B發(fā)生,則此事件稱為事件A與事件B的并事件。
注:當(dāng)A和B互斥時(shí),事件A+B的概率滿足加法公式:
P(A+B)=P(A)+P(B)(A、B互斥);且有P(A+)=P(A)+P()=1。
(2)交事件(積事件)
若某事件的發(fā)生是事件A發(fā)生和事件B同時(shí)發(fā)生,則此事件稱為事件A與事件B的交事件。
3.事件間的關(guān)系
(1)互斥事件:不能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件叫做互斥事件;
(2)對(duì)立事件:不能同時(shí)發(fā)生,但必有一個(gè)發(fā)生的兩個(gè)事件叫做互斥事件;
(3)包含:事件A發(fā)生時(shí)事件B一定發(fā)生,稱事件A包含于事件B(或事件B包含事件A);
2.隨機(jī)事件的概率
事件A的概率:在大量重復(fù)進(jìn)行同一試驗(yàn)時(shí),事件A發(fā)生的頻率總接近于某個(gè)常數(shù),在它附近擺動(dòng),這時(shí)就把這個(gè)常數(shù)叫做事件A的概率,記作P(A)。
由定義可知0≤P(A)≤1,顯然必然事件的概率是1,不可能事件的概率是0。
1.隨機(jī)事件的概念
在一定的條件下所出現(xiàn)的某種結(jié)果叫做事件。
(1)隨機(jī)事件:在一定條件下可能發(fā)生也可能不發(fā)生的事件;
(2)必然事件:在一定條件下必然要發(fā)生的事件;
(3)不可能事件:在一定條件下不可能發(fā)生的事件。
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