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错解剖析得真知（三十） §9.4 随机事件的概率及古典概型 一、知识导学 1.必然事件：在一定的条件下必然要发生的事件. 不可能事件：在一定的条件下不可能发生的事件. 随机事件：在一定的条件下可能发生也可能不发生的事件. 2. 概率：实际生活中所遇到的事件包括必然事件、不可能事件和随机事件.随机事件在现实世界中是广泛存在的.在一次试验中，事件A是否发生虽然带有偶然性，但在大量重复试验下，它的发生呈现出一定的规律性，即事件A发生的频率  总是接近于某个常数，在它附近摆动，这个常数就叫做事件A的概率.记着P（A）.0≤P（A）≤1 3．若在一次试验中，每个基本事件发生的可能性都相同，则称这些基本事件为等可能基本事件． 4．具有以下两个特点：（１）所有的基本事件只有有限个；（２）每个基本事件的发生都是等可能的．我们将满足上述条件的随 机 试 验 的 概 率 模 型 称 为 古 典 概 型 5．等可能事件的概率：如果一次试验中共有ｎ种等可能出现的结果，其中事件A包含的结果有ｍ种，那么事件A的概率P（A）＝ ．二、疑难知识导析 1．必然事件、不可能事件、随机事件的区别与联系：必然事件是指在一定条件下必然发生的事件；不可能事件是指在一定的条件下不可能发生的事件；随机事件是指在一定的条件下可能发生也可能不发生的事件.要辨析清事件的条件和结果，理解事件的结果是相应于“一定条件”而言的，必须明确什么是事件发生的条件，什么是在此条件下产生的结果.上述三种事件都是在一定条件下的结果. 2．频率与概率：随机事件A的频率指此事件发生的次数ｍ与试验总次数ｎ的比值，它是随着试验次数的改变而变化的，它具有一定的稳定性，即总在某个常数ｐ附近摆动，且随着试验次数的不断增多，这种摆动幅度越来越小，于是，我们给这个常数取个名字，叫随机事件的概率.因此，概率从数量上反映了随机事件发生的可能性的大小；而频率在大量重复试验的前提下，可近似地作为这个事件的概率.即概率是频率的稳定值，频率是概率的近似值. 3．必然事件的概率为1，不可能事件的概率为0，随机事件的概率：0＜P（A）＜1，这里要辩证地理解它们的概率：必然事件和不可能事件可以看作随机事件的两个极端，它们虽是两类不同的事件，但在一定的情况下又可以统一起来，即任意事件A的概率满足： 0≤P（A）≤1 4．等可能事件的理解：一次试验中所有可能的ｎ个基本结果出现的可能性都相等，这ｎ个结果对应着ｎ个基本事件.对等可能事件的理解，其实质在于对等可能性的理解.“等可能性”指的是结果，而不是事件.例如抛掷两枚均匀的硬币，可能出现“两个正面”“两个反面”“一正一反”“一反一正”这四种结果，每一种结果的可能性相等，都是0.25；而出现“两个正面”“两个反面”“一正一反”这三种结果就不是等可能的. 5．注意用集合的观点来看概率，运用图式法来弄清各事件之间的关系.对古典概率来说，一次试验中等可能出现的几个结果组成一个集合I，其中各基本事件均为集合I的含有一个元素的子集，包括ｍ个基本事件的子集A，从而从集合的角度来看：事件A的概率是子集A的元素的个数与集合I的元素个数的比值，即P（A）＝ .因此，可以借助集合的表示法来研究事件，运用图示法弄清各事件的关系，从而做到较深刻的理解.三、经典例题导讲 [例1] 某人有5把钥匙，但忘记了开房门的是哪一把，于是，他逐把不重复地试开，问恰好第三次打开房门锁的概率是多少？ 错解：有5把钥匙，每次打开房门的概率都是  ，不能打开房门的概率是 ，因而恰好第三次打开房门的概率是××＝ .错因:上述解法忽略了条件“逐把不重复地试开”. 正解：我们知道最多开5次门，且其中有且仅有一次可以打开房门，故每一次打开门的概率是相同的，都是 .开三次门的所有可能性有 种.第三次打开房门，则房门钥匙放在第3号位置上，前两次没能打开门，则前2个位置是用另4把钥匙安排的，故有 种可能.从而恰好第三次打开房门锁的概率是P（A）＝ .[例2] 某组有16名学生，其中男、女生各占一半，把全组学生分成人数相等的两小组，求每小组里男、女生人数相同的概率. 错解：把全组学生分成人数相等的两小组，有  种分法，事件A为组里男、女生各半的情形，它有 种，所以P（A）＝ .错因:这里没注意到均匀分成两组与分成A、B两组的区别. 正解：基本事件有  ，事件A为组里男、女生各半的情形，它有 种，所以 P（A）＝ . [例3] 把一枚硬币向上连抛10次，则正、反两面交替出现的概率是 . 错解：抛掷一枚硬币出现正、反两面的可能性都相等，因而正、反两面交替出现的概率是  .错因：没审清题意.事实上，把一枚硬币向上连抛10次，出现正面5次的概率同样也不等于 .正解：连抛10次得正、反面的所有可能的情况共有  种，而题设中的正、反两面交替出现的情况只有2种，故所求的概率为 .[例4]（2003.上海卷）某科研合作项目成员由11个美国人、4个法国人和5个中国人组成，现从中随机选出两位作为成果发布人，则此两人不属于同一个国家的概率为 （结果用分数表示）. 解：设“从20名成员中随机选出的2人来自不同国家”为事件A，则A所包含的基本事件数为  ，又基本事件数为 .故P（A）＝  .[例5] 将4个编号的球放入3个编号的盒中，对于每一个盒来说，所放的球数ｋ满足0≤ｋ≤4.在各种放法的可能性相等的条件下，求： （1）第一个盒没有球的概率； （2）第一个盒恰有1个球的概率； （3）第一个盒恰有2个球的概率； （4）第一个盒有1个球，第二个盒恰有2个球的概率. 解：4个不同的球放入3个不同的盒中的放法共有  种.（1）第一个盒中没有球的放法有  种，所以第一个盒中没有球的概率为：P1＝  .（2）第一个盒中恰有1个球的放法有  种，所以第一个盒中恰有1个球的概率为： P2＝ .（3）第一个盒中恰有2个球的放法有  种，所以第一个盒中恰有2个球的概率为： P3＝ .（4）第一个盒中恰有1个球，第二个盒中恰有2个球的放法有  种，所以所求的概率为：P4＝ .[例6] 一个口袋内有7个白球和3个黑球，分别求下列事件的的概率： （1）事件A：从中摸出一个放回后再摸一个，两回摸出的球是一白一黑； （2）事件B：从袋中摸出一个黑球，放回后再摸出一个是白球； （3）事件C：从袋中摸出两个球，一个黑球，一个白球； （4）事件D：从从袋中摸出两个球，先摸出的是黑球，后摸出的是白球. 解：（1）基本事件总数是10×10.事件A包括“先摸出黑球后摸出白球”及“先摸出白球后摸出黑球”，摸出白球及黑球分别有7种和3种可能.所以A发生共有2×7×3种可能. ∴P（A）＝  ＝0.42.2）事件B与事件A不同，它确定了先摸黑球再摸白球的顺序. P（B）＝  ＝0.21（3）事件C说明摸出两个球不放回，且不考虑次序，因此基本事件总数是  ，事件C包含的基本事件个数是 .P（C）＝  ≈0.47.（4）与事件A相比，D要考虑摸出两球的先后次序. P（D）＝  ≈0.23评注：注意“放回抽样”与“不放回抽样”的区别.本例（1）（2）是放回抽样，（3）（4）是不放回抽样. 四、典型习题导练 1．对某电视机厂生产的电视机进行抽样检测的数据如下：
（1）计算表中优等品的各个频率； （2）该厂生产的电视机优等品的概率是多少？ 2．先后抛掷三枚均匀的硬币，至少出现一次正面的概率是 （ ） A、  B、 C、 D、 3．停车场可把12辆车停放一排，当有8辆车已停放后，则所剩4个空位恰连在一起的概率为 （ ） A.  B. C. D. 4．有5条线段，其长度分别为1、3、5、7、9，现从中任取3条线段，求3条线段构成三角形的概率. 5．把10个运动队平均分成两组进行预赛，求最强的两队被分在（1）不同组内；（2）同一组内的概率. 6．甲、乙两人参加普法知识问答，共有10个不同的题目，其中选择题6个，判断题4个，甲、乙两人依次各抽一题. （1）甲抽到选择题，乙抽到判断题的概率是多少？ （2）甲、乙两人至少有一人抽到选择题的概率是多少？ §9.5 几何概型及互斥事件的概率 一、知识导学 1. 对于一个随机试验，我们将每个基本事件理解为从某个特定的几何区域内随机地取一点，该区域中每一点被取到的机会都一样；而一个随机事件的发生则理解为恰好取到上述区域内的某个指定区域中的点．这里的区域可以是线段、平面图形、立体图形等．用这种方法处理随机试验，称为几何概型. 一般地，在几何区域 Ｄ 中随机地取一点，记事件“该点落在其内部一个区域ｄ内”为事件Ａ，则事件Ａ 发生的概率 Ｐ（Ａ）＝  ．这里要求Ｄ 的测度不为０，其中“测度”的意义依Ｄ 确定，当Ｄ 分别是线段、平面图形和立体图形时，相应的“测度”分别是长度、面积和体积等 2．互斥事件：不可能同时发生的两个事件. 如果事件A、B、C，其中任何两个都是互斥事件，则说事件A、B、C彼此互斥. 当A，B是互斥事件时，那么事件A＋B发生（即A，B中有一个发生）的概率，等于事件A，B分别发生的概率的和. P（A＋B）＝P（A）＋P（B）. 如果事件A1、A2、…、Aｎ彼此互斥，那么事件A1＋A2＋…＋Aｎ发生（即A1、A2、…、Aｎ中有一个发生）的概率，等于这ｎ个事件分别发生的概率的和. 3．对立事件：其中必有一个发生的两个互斥事件.事件A的对立事件通常记着  .对立事件的概率和等于1. P（ ）＝1－P（A）4．相互独立事件：事件A（或B）是否发生对事件B（或A）发生的概率没有影响，这样的两个事件叫做相互独立事件. 当A，B是相互独立事件时，那么事件A  B发生（即A，B同时发生）的概率，，等于事件A，B分别发生的概率的积.P（A B）＝P（A）P（B ）.如果事件A1、A2、…、Aｎ相互独立，那么事件A1 A2…Aｎ发生（即A1、A2、…、Aｎ同时发生）的概率，等于这ｎ个事件分别发生的概率的积.5．独立重复试验 如果在1次试验中某事件发生的概率是P，那么在ｎ次独立重复试验中这个试验恰好发生ｋ次的概率  二、疑难知识导析 1．对互斥事件、对立事件的理解： 从集合角度看，事件A、B互斥，就是它们相应集合的交集是空集（如图1）；事件A、B对立，就是事件A包含的结果的集合是其对立事件B包含的结果的补集（如图2）.  “互斥事件”与“对立事件”都是就两个事件而言的，互斥事件是不可能同时发生的两个事件，而对立事件是其中必有一个发生的互斥事件，因此，对立事件必须是互斥事件，但互斥事件不一定是对立事件，也就是说“互斥”是“对立”的必要但不充分的条件. 根据对立事件的意义，（A＋ ）是一必然事件，那它发生的概率等于1，又由于A与互斥，于是有P（A）＋P（）＝P（A＋）＝1，从而有P（）＝1－P（A）.当某一事件的概率不易求出或求解比较麻烦，但其对立事件的概率较容易求出时，可用此公式，转而先求其对立事件的概率.2．对相互独立事件的理解： 相互独立事件是针对两个事件而言的，只不过这两个事件间的关系具有一定的特殊性，即其中一个事件是否发生对另一个事件发生的概率没有影响.若A、B两事件相互独立，则A与  、与B、与也都是相互独立的.3．正确理解A B与A＋B的关系：设A、B是两个事件，则AB表示这样一个事件，它的发生表示A与B同时发生；而A＋B表示这一事件是在A或B这两个事件中，至少有一个发生的前提下而发生的.公式P（A＋B）＝P（A）＋P（B）与P（AB）＝P（A）P（B）的使用都是有前提的. 一般情况下，P（A＋B）＝1－P（  ）＝P（A）＋P（B）－P（A B）它可用集合中的韦恩图来示意. 三、经典例题导讲 ［例1］ 从0,1，2,3这四位数字中任取3个进行排列，组成无重复数字的三位数，求排成的三位数是偶数的概率. 错解：记“排成的三位数是偶数”为事件A， P（A）＝  ＝.错因:上述解法忽略了排成的三位数首位不能为零. 正解：记“排成的三位数的个位数字是0”为事件A，“排成的三位数的个位数字是2”为事件B，且A与B互斥，则“排成的三位数是偶数”为事件A＋B，于是 P（A＋B）＝P（A）＋P（B）＝  ＋ ＝ .[例2] 从1,2，3，…,100这100个数中，随机取出两个数，求其积是3的倍数的概率. 错解：从1,2，3，…,100这100个数中，随机取出两个数，其积是3的倍数，则须所取两数至少有一个是3的倍数. 记事件A为任取两整数相乘为3的倍数，则 P（A）＝  错因: 这里相关的排列组合问题没有过关. 正解：基本事件数有  种.在由1到100这100个自然数中，3的倍数的数组成的集合M中有33个元素，不是3的倍数组成的集合N中有67个元素，事件A为任取两整数相乘为3的倍数，分两类：（1）取M中2个元素相乘有 种；（2）从集合M、N中各取1个元素相乘有 种.因为这两类互斥，所以P（A）＝  .[例3] 在房间里有4个人，问至少有两个人的生日是同一个月的概率是多少？ 解：由于事件A“至少有两个人的生日是同一个月”的对立事件 是“任何两个人的生日都不同月”.因而 至少有两个人的生日是同一个月的概率为：P（A）＝1－P（ ）＝1－ ＝1－ .[例4] 某单位6名员工借助互联网开展工作，每个员工上网的概率都是0.5（相互独立）.求（1）至少3人同时上网的概率；（2）至少几人同时上网的概率小于0.3？ 解：（1）至少3人同时上网的概率等于1减去至多2人同时上网的概率，即 1－  － － ＝1－ .（2）6人同时上网的概率为  ＜0.3；至少5人同时上网的概率为  ＋ ＜0.3；至少4人同时上网的概率为 ＋ ＋ ＞0.3.故至少5人同时上网的概率小于0.3. 说明：本题是2002年全国高考新课程卷试题，以互联网为题设的背景，有很强的时代气息.所提出的问题（至少几人同时上网）难度适当，切合考生的实际.解答时应具备适度的逻辑思维能力，体现了以素质和能力为考查重点的试题设计理念. [例5]设甲、乙两射手独立地射击同一目标，他们击中目标的概率分别为0.9、0.8，求：（1）目标恰好被甲击中的概率；（2）目标被击中的概率. 解：设事件A为“甲击中目标”，事件B为“乙击中目标”. 由于甲、乙两射手独立射击，事件A与B是相互独立的， 故A与 、与B也是相互独立的.（1）目标恰好被甲击中，即事件A 发生.P（A· ）＝P（A）×P（）＝0.9×（1－0.8）＝0.18.∴目标恰好被甲击中的概率为0.18. （2）目标被击中即甲、乙两人中至少有1人击中目标，即事件A· 、·B、A·B发生.由于事件A· 、·B、A·B彼此互斥，所以目标被击中的概率为 P（A· ＋·B＋A·B）＝P（A·）＋P（·B）＋P（A·B）＝P（A）·P（ ）＋P（）·P（B）＋P（A·B）＝0.9×0.2＋0.1×0.8＋0.9×0.8＝0.98. 评注：运用概率公式求解时，首先要考虑公式的应用前提.本题（2）也可以这样考虑：排除甲、乙都没有击中目标.因为P（ ·）＝P（）·P（）＝0.1×0.2＝0.02.所以目标被击中的概率为 1－P（ ·）＝1－0.02＝0.98.[例6]（06年高考四川）某课程考核分理论与实验两部分进行，每部分考核成绩只记“合格”与“不合格” ，两部分考核都是“合格”则该课程考核“合格”，甲、乙、丙三人在理论考核中合格的概率分别为0.9，0.8，0.7；在实验考核中合格的概率分别为0.8，0.7，0.9，所有考核是否合格相互之间没有影响. （1）求甲、乙、丙三人在理论考核中至少有两人合格的概率； （2）求这三人课程考核都合格的概率.（结果保留三位小数） 解： 记“甲理论考核合格”为事件A1，“乙理论考核合格”为事件A2，“丙理论考核合格”为事件A3，“甲实验考核合格”为事件B1，“乙实验考核合格”为事件B2，“丙实验考核合格”为事件B3. （1）记“理论考核中至少有两人合格”为事件C. 则P（C）＝P（A1 A2  ＋A1  A3＋ A2 A3＋A1 A2 A3）＝P（A1 A2 ）＋P（A1 A3）＋P（ A2 A3）＋P（A1 A2 A3）＝0.9×0.8×0.3＋0.9×0.2×0.7＋0.1×0.8×0.7＋0.9×0.8×0.7 ＝0.902 （2）记“三人该课程考核都合格”为事件D. 则P（D）＝P［（A1·B1）·（A2·B2）·（A3·B3）］ ＝P（A1·B1）·P（A2·B2）·P（A3·B3） ＝P（A1）·P（B1）·P（A2）·P（B2）·P（A3）·P（B3） ＝0.9×0.8×0.8×0.8×0.7×0.9 ≈0.254 所以，理论考核中至少有两人合格的概率为0.902； 这三人该课程考核都合格的概率为0.254。 四、典型习题导练 1． 从装有2个红球和2个黑球的口袋内任取2个球，那么互斥而不对立的两个事件是（ ） A．至少有1个黑球，都是黑球 B．至少有1个黑球，至少有1个红球 C．恰有1个黑球，恰有2个红球 D．至少有1个黑球，都是红球 2． 取一个边长为２  的正方形及其内切圆，随机向正方形内丢一粒豆子，求豆子落入圆内的概率． 3． 某小组有男生6人，女生4人，现从中选出2人去开会，求至少有1名女生的概率. 4．设有编号分别为1,2，3,4，5的五封信，另有同样编号的五个信封，现将五封信任意装入五个信封，每个信封装入一封信，试求至少有两封信配对的概率. 5．某班级有52个人，一年若按365天计算，问至少有两个人的生日在同一天的概率为多大？ 6．九个国家乒乓球队中有3个亚洲国家队，抽签分成甲、乙、丙三组（每组3队）进行预赛，试求：（1）三个组各有一个亚洲国家队的概率；（2）至少有两个亚洲国家队分在同一组的概率. (责任编辑：admin) |