童其林
概率是研究隨機(jī)現(xiàn)象規(guī)律的數(shù)學(xué)分支,它為人們從不確定性的角度認(rèn)識(shí)客觀世界提供了重要的思維模式和解決問題的方法,為統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展提供理論基礎(chǔ). 概率是新課程高考的重要內(nèi)容,從2021年及2020年全國新高考Ⅰ卷對(duì)概率的考查,可以發(fā)現(xiàn)對(duì)此內(nèi)容的考查有所拓展,比如對(duì)相互獨(dú)立事件的考查,積事件的概率公式的應(yīng)用等. 下面先分析和解答2021年全國新高考Ⅰ卷第8題,然后再全面了解必修課程中概率問題的考點(diǎn)和??碱}型,希望對(duì)大家的復(fù)習(xí)備考有幫助.
例1.(2021年全國新高考Ⅰ卷第8題)有6個(gè)相同的球,分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6,從中有放回的隨機(jī)取兩次,每次取1個(gè)球,甲表示事件“第一次取出的球的數(shù)字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的數(shù)字是2”,丙表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是8”,丁表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是7”,則(??? )
A. 甲與丙相互獨(dú)立?? B. 甲與丁相互獨(dú)立
C. 乙與丙相互獨(dú)立?? D. 丙與丁相互獨(dú)立
解析:判斷兩個(gè)事件是否相互獨(dú)立的兩種方法:
(1)根據(jù)問題的實(shí)質(zhì),直觀上看一事件的發(fā)生是否影響另一事件發(fā)生的概率來判斷,若沒有影響,則兩個(gè)事件就是相互獨(dú)立事件;
(2)定義法:通過式子P(AB)=P(A)P(B)來判斷兩個(gè)事件是否獨(dú)立,若上式成立,則事件A,B相互獨(dú)立,這是定量判斷.
本題用方法1較難判斷,所以采用方法2進(jìn)行判斷. 這6個(gè)相同的分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6的球,從中有放回的隨機(jī)取兩次,可能的結(jié)果可以通過下表得到.
解析:P(甲)=,P(乙)=,P(丙)=,P(?。?=,
P(甲丙)=0≠P(甲)P(丙)=,P(甲丁)==P(甲)P(?。?,
P(乙丙)=≠P(乙)P(丙)=,P(丙丁)=0≠P(?。㏄(丙)=.
故選B.
點(diǎn)評(píng):判斷事件A,B是否獨(dú)立,先計(jì)算對(duì)應(yīng)概率,再判斷P(A)P(B)=P(AB)是否成立.
例2.(2020年全國新高考Ⅰ卷第5題)某中學(xué)的學(xué)生積極參加體育鍛煉,其中有96%的學(xué)生喜歡足球或游泳,60%的學(xué)生喜歡足球,82%的學(xué)生喜歡游泳,則該中學(xué)既喜歡足球又喜歡游泳的學(xué)生數(shù)占該校學(xué)生總數(shù)的比例是(??? )
A. 62%?? B. 56%?? C. 46%?? D. 42%
解析:記“該中學(xué)學(xué)生喜歡足球”為事件A,“該中學(xué)學(xué)生喜歡游泳”為事件B,則“該中學(xué)學(xué)生喜歡足球或游泳”為事件A+B,“該中學(xué)學(xué)生既喜歡足球又喜歡游泳”為事件A·B,
則P(A)=0.6,P(B)=0.82,P(A+B)=0.96,
所以P(A·B)=P(A)+P(B)-P(A+B)=0.6+0.82-0.96=0.46.
所以該中學(xué)既喜歡足球又喜歡游泳的學(xué)生數(shù)占該校學(xué)生總數(shù)的比例為46%. 故選C.
點(diǎn)評(píng):本題考查了積事件的概率公式,屬于基礎(chǔ)題. 本題也可以類似地通過集合中元素個(gè)數(shù)的公式得出結(jié)論(必修1第13頁),即對(duì)于兩個(gè)有限集合A,B,有:
card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B).
從以上兩例新高考對(duì)概率的考查,我們發(fā)現(xiàn),概率問題很重視慨念的考查,考查的內(nèi)容符合新課程標(biāo)準(zhǔn),符合新課程理念. 因此,我們很有必要認(rèn)真學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn).
一、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)概率考查的內(nèi)容要求
在新教材中,對(duì)概率的學(xué)習(xí)分為兩部分,一部分在必修課程中,另一部分在選擇性必修課程中. 而目前高三學(xué)生使用的是老教材,命題卻按新的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行命制,所以把新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)概率的要求羅列出來,清楚新高考概率的內(nèi)容要求,對(duì)于把握新高考概率的命題走向顯得很有意義.
1. 必修課程對(duì)概率考查的內(nèi)容要求
本單元的學(xué)習(xí),可以幫助考生結(jié)合具體實(shí)例,理解樣本點(diǎn)、有限樣本空間、隨機(jī)事件,會(huì)計(jì)算古典概型中簡(jiǎn)單隨機(jī)事件的概率,加深對(duì)隨機(jī)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和理解.
內(nèi)容包括:隨機(jī)事件與概率、隨機(jī)事件的獨(dú)立性. 具體來說,內(nèi)容包括:“隨機(jī)事件和概率”——有限樣本空間與隨機(jī)事件,事件的關(guān)系和運(yùn)算,古典概型,概率的基本性質(zhì);“事件的相互獨(dú)立性”;“頻率與概率”——頻率的穩(wěn)定性,隨機(jī)模擬;“概率的初步應(yīng)用”.
(1)隨機(jī)事件與概率
①結(jié)合具體實(shí)例,理解樣本點(diǎn)和有限樣本空間的含義,理解隨機(jī)事件與樣本點(diǎn)的關(guān)系. 了解隨機(jī)事件的并、交與互斥的含義,能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行隨機(jī)事件并、交運(yùn)算.
②結(jié)合具體實(shí)例,理解古典概型,能計(jì)算古典概率模型中隨機(jī)事件的概率.
③通過實(shí)例,理解概率的性質(zhì),掌握隨機(jī)事件概率的運(yùn)算法則.
④結(jié)合實(shí)例,會(huì)用頻率估計(jì)概率.
(2)隨機(jī)事件的獨(dú)立性
結(jié)合有限樣本空間,了解兩個(gè)隨機(jī)事件獨(dú)立性的含義. 結(jié)合古典概型,利用獨(dú)立性計(jì)算概率.
2. 選擇性必修課程對(duì)概率考查的內(nèi)容要求
本單元的學(xué)習(xí),可以幫助學(xué)生了解條件概率及其獨(dú)立性的關(guān)系,能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算;感悟離散隨機(jī)變量及其分布列的含義,知道可以通過隨機(jī)變量更好地刻畫隨機(jī)現(xiàn)象;理解伯努利試驗(yàn),掌握二項(xiàng)分布,了解超幾何分布;感悟服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量,知道連續(xù)型隨機(jī)變量;基于隨機(jī)變量及其分布解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題.
內(nèi)容包括:隨機(jī)事件的條件概率,離散型隨機(jī)變量及其分布列,正態(tài)分布.
(1)隨機(jī)事件的條件概率
①結(jié)合古典概型,了解條件概率,能計(jì)算簡(jiǎn)單隨機(jī)事件的條件概率.
②結(jié)合古典概型,了解條件概率與獨(dú)立性的關(guān)系.
③結(jié)合古典概型,會(huì)利用乘法公式計(jì)算概率.
④結(jié)合古典概型,會(huì)利用全概率公式計(jì)算概率.了解貝葉新公式.
(2)離散型隨機(jī)變量及其分布列
①通過具體實(shí)例,了解隨機(jī)變量的概念,理解離散型隨機(jī)變量分布列及其數(shù)字征值(均值、方差).
②通過具體實(shí)例,了解伯努利試驗(yàn),掌握二項(xiàng)分布及其數(shù)字特征,并能解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題.
③通過具體實(shí)例,了解超幾何分布及其均值,并能解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題.
(3)正態(tài)分布
①通過誤差模型,了解服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量. 通過具體實(shí)例,借助頻率直方圖的幾何直觀,了解正態(tài)分布的特征.
②了解正態(tài)分布的均值、方差及其含義.
全國新高考Ⅰ卷在必修課程中,以隨機(jī)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)度量——概率為主題,培養(yǎng)學(xué)生通過概率模型認(rèn)識(shí)和分析隨機(jī)現(xiàn)象的能力,提升數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯推理的科學(xué)素養(yǎng).
二、概率問題常考題型例析
下面針對(duì)必修課程對(duì)概率考查的內(nèi)容要求,舉例說明概率問題常考題型.
1. 事件類型的判斷及隨機(jī)事件的關(guān)系
例3. 指出下列事件是必然事件、不可能事件還是隨機(jī)事件.
(1)中國體操運(yùn)動(dòng)員將在下屆奧運(yùn)會(huì)上獲得全能冠軍.
(2)出租車司機(jī)小李駕車通過幾個(gè)十字路口都將遇到綠燈.
(3)若x∈R,則x2+1≥1.
(4)拋一枚骰子兩次,朝上面的數(shù)字之和小于2.
解析:由題意知(1)(2)中事件可能發(fā)生,也可能不發(fā)生,所以是隨機(jī)事件;(3)中事件一定會(huì)發(fā)生,是必然事件;由于骰子朝上面的數(shù)字最小是1,兩次朝上面的數(shù)字之和最小是2,不可能小于2,所以(4)中事件不可能發(fā)生,是不可能事件.
點(diǎn)評(píng):可能發(fā)生,也可能不發(fā)生的事件叫是隨機(jī)事件;不可能發(fā)生的事件叫不可能事件;一定會(huì)發(fā)生的事件叫必然事件.
例4. 把紅、黃、藍(lán)、白4張紙牌隨機(jī)地分發(fā)給甲、乙、丙、丁四人,每個(gè)人分得一張,事件“甲分得紅牌”與“乙分得紅牌”( )
A. 是對(duì)立事件 ???? ? B. 是不可能事件
C. 是互斥但不對(duì)立事件 ???? ??D. 不是互斥事件
解析:顯然兩個(gè)事件不可能同時(shí)發(fā)生,但兩者可能同時(shí)不發(fā)生,因?yàn)榧t牌可以分給丙、丁兩人,綜上,這兩個(gè)事件為互斥不對(duì)立事件,故選C.
點(diǎn)評(píng):判斷互斥、對(duì)立事件的2種方法:
例5. 某小組有3名男生和2名女生,從中任選2名同學(xué)參加演講比賽,判斷下列每對(duì)事件是不是互斥事件,如果是,再判別它們是不是對(duì)立事件.
(1)恰有1名男生與恰有2名男生;(2)至少有1名男生與全是男生;
(3)至少有1名男生與全是女生;(4)至少有1名男生與至少有1名女生.
解析:判別兩個(gè)事件是否互斥,就要考察它們是否能同時(shí)發(fā)生;判別兩個(gè)互斥事件是否對(duì)立,就要考察它們是否必有一個(gè)發(fā)生.
(1)因?yàn)椤扒∮?名男生”與“恰有2名男生”不可能同時(shí)發(fā)生,所以它們是互斥事件;當(dāng)恰有2名女生時(shí)它們都不發(fā)生,所以它們不是對(duì)立事件.
(2)因?yàn)榍∮?名男生時(shí)“至少有1名男生”與“全是男生”同時(shí)發(fā)生,所以它們不是互斥事件.
(3)因?yàn)椤爸辽儆?名男生”與“全是女生”不可能同時(shí)發(fā)生,所以它們互斥;由于它們必有一個(gè)發(fā)生,所以它們是對(duì)立事件.
(4)由于選出的是1名男生1名女生時(shí)“至少有1名男生”與“至少有1名女生”同時(shí)發(fā)生,所以它們不是互斥事件.
例6.(多選題)一個(gè)袋子中有大小和質(zhì)地相同的4個(gè)球,其中有2個(gè)紅色球(標(biāo)號(hào)為 1 和2 ), 2個(gè)綠色球(標(biāo)號(hào)為3和4),從袋中不放回地依次隨機(jī)摸出2個(gè)球,每次摸出一個(gè)球. 設(shè)事件R1=“第一次摸到紅球”, 事件R=“兩次都摸到紅球”,事件G=“兩次都摸到綠球”,事件M=“兩球顏色相同”,事件= N“兩球顏色不同”,則( )
A. R1?哿R? B. R∩G=?覫? C. R∪G=M?? D. M=
解析:在一次實(shí)驗(yàn)中,“第一次摸到紅球”,第二次可能摸到紅球,也可能摸到綠球,所以R?哿R1,A錯(cuò).
在一次實(shí)驗(yàn)中,事件R=“兩次都摸到紅球”,事件G=“兩次都摸到綠球”,不能同時(shí)發(fā)生,所以R∩G=?覫,B正確.
“兩球顏色相同”,包括“兩次都摸到紅球”或“兩次都摸到綠球”,所以R∪G=M,C正確.
在一次實(shí)驗(yàn)中,“兩球顏色相同”與“兩球顏色不同”是對(duì)立事件,所以D正確.
故選BCD.
2. 隨機(jī)事件的頻率與概率
例7.(2019·北京高考)改革開放以來,人們的支付方式發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變.近年來,移動(dòng)支付已成為主要支付方式之一.為了解某校學(xué)生上個(gè)月A,B兩種移動(dòng)支付方式的使用情況,從全校所有的1000名學(xué)生中隨機(jī)抽取了100人,發(fā)現(xiàn)樣本中A,B兩種支付方式都不使用的有5人,樣本中僅使用A和僅使用B的學(xué)生的支付金額分布情況如下:
(1)估計(jì)該校學(xué)生中上個(gè)月A,B兩種支付方式都使用的人數(shù);
(2)從樣本僅使用B的學(xué)生中隨機(jī)抽取1人,求該學(xué)生上個(gè)月支付金額大于2000元的概率;
(3)已知上個(gè)月樣本學(xué)生的支付方式在本月沒有變化.現(xiàn)從樣本僅使用B的學(xué)生中隨機(jī)抽查1人,發(fā)現(xiàn)他本月的支付金額大于2000元. 結(jié)合(2)的結(jié)果,能否認(rèn)為樣本僅使用B的學(xué)生中本月支付金額大于2000元的人數(shù)有變化?說明理由.
解析:(1)由題知,樣本中僅使用A的學(xué)生有27+3=30(人),僅使用B的學(xué)生有24+1=25(人),A,B兩種支付方式都不使用的學(xué)生有5人. 故樣本中A,B兩種支付方式都使用的學(xué)生有100-30-25-5=40(人). 估計(jì)該校學(xué)生中上個(gè)月A,B兩種支付方式都使用的人數(shù)為×1000=400.
(2)記事件C為“從樣本僅使用B的學(xué)生中隨機(jī)抽取1人,該學(xué)生上個(gè)月的支付金額大于2000元”,則P(C)==0.04.
(3)記事件E為“從樣本僅使用B的學(xué)生中隨機(jī)抽查1人,該學(xué)生本月的支付金額大于2000元”.
假設(shè)樣本僅使用B的學(xué)生中,本月支付金額大于2000元的人數(shù)沒有變化,則由(2)知,P(E)=0.04.
答案示例1:可以認(rèn)為有變化.理由如下:
P(E)比較小,概率比較小的事件一般不容易發(fā)生,一旦發(fā)生,就有理由認(rèn)為本月支付金額大于2000元的人數(shù)發(fā)生了變化. 所以可以認(rèn)為有變化.
答案示例2:無法確定有沒有變化.理由如下:
事件E是隨機(jī)事件,P(E)比較小,一般不容易發(fā)生,但還是有可能發(fā)生的,所以無法確定有沒有變化.
點(diǎn)評(píng):(3)是一個(gè)開放性問題,只要用數(shù)據(jù)說話,作出合理的解釋都是可以的.
3. 古典概型
例8. 某興趣小組有2名男生和3名女生,現(xiàn)從中任選2名學(xué)生去參加活動(dòng),則恰好選中2名女生的概率為________.
解析:記2名男生分別為A,B,3名女生分別為a,b,c,則從中任選2名學(xué)生有AB,Aa,Ab,Ac,Ba,Bb,Bc,ab,ac,bc,共10種情況,其中恰好選中2名女生有ab,ac,bc,共3種情況,故所求概率為.
點(diǎn)評(píng):古典概型的概率求解步驟:(1)求出所有基本事件的個(gè)數(shù)n;(2)求出事件A包含的所有基本事件的個(gè)數(shù)m;(3)代入公式P(A)=求解. 本題也可以直接求解:記恰好選中2名女生為事件A,則P(A)==.
例9.(2021年全國高考數(shù)學(xué)甲卷,文理10)將3個(gè)1和2個(gè)0隨機(jī)排成一行,則2個(gè)0不相鄰的概率為( )
A. 0.3?? B. 0.5? ? C. 0.6 D. 0.8
解析1:將3個(gè)1和2個(gè)0隨機(jī)排成一行,可以是:
00111,01011,01101,01110,10011,10101,10110,11001,11010,11100共10種排法,
其中2個(gè)0不相鄰的排列方法為:
1011,01101,01110,10101,10110,11010共6種方法,
故2個(gè)0不相鄰的概率為=0.6,故選C.
點(diǎn)評(píng):利用古典概型的概率公式可求概率.當(dāng)情形不多的情況下,列出所有情形,再算出則2個(gè)0不相鄰的情形,便可求解.
解析2:將4個(gè)1和2個(gè)0隨機(jī)排成一行,可利用插空法,4個(gè)1產(chǎn)生5個(gè)空,若2個(gè)0相鄰,則有=5種排法,若2個(gè)0不相鄰,則有=10種排法,所以2個(gè)0不相鄰的概率為==0.6. 故選C.
點(diǎn)評(píng):采用插空法,4個(gè)1產(chǎn)生5個(gè)空,分2個(gè)0相鄰和2個(gè)0不相鄰進(jìn)行求解.
4. 相互獨(dú)立事件的判斷
例10. 一個(gè)袋子中有標(biāo)號(hào)分別為 1, 2, 3, 4的4個(gè)球,除標(biāo)號(hào)外沒有其他差異. 采用不放回方式從中任意摸球兩次,每次摸出一個(gè)球. 記事件A=“第一次摸出球的標(biāo)號(hào)小于 3 ”,事件B=“第二次摸出球的標(biāo)號(hào)小于3”,事件C=“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和為6 ”,事件D=“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和不超過4”,則( )
A. A與 B相互獨(dú)立? B. A與 D相互獨(dú)立
C. B與 C相互獨(dú)立?? D. B與 D相互獨(dú)立
解析:顯然P(A)==. 用不放回方式從中任意摸球兩次,每次摸出一個(gè)球,標(biāo)號(hào)可能出現(xiàn)的情形有:12,13,14,21,23,
24,31,32,34,41,42,43,共12種.
“第二次摸出球的標(biāo)號(hào)小于3”,此時(shí)第一次摸出球的標(biāo)號(hào)可能小于3,也可能不小于3,所以P(B)=·+·==.
“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和為6”的情形只有24,42兩種,所以P(C)==.
“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和不超過4”,有12,13,21,31四種,所以P(D)==.
而P(AB)=·=≠P(A)P(B)=,
A=“第一次摸出球的標(biāo)號(hào)小于 3 ”且D=“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和不超過4”,只有12,21,13三種,所以P(AD)==≠P(A)P(D)=,
B=“第二次摸出球的標(biāo)號(hào)小于3”且C=“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和為6 ”,只有42一種,所以P(BC)==P(B)P(C),
B=“第二次摸出球的標(biāo)號(hào)小于3”且D=“摸出的兩個(gè)球的標(biāo)號(hào)之和不超過4”,只有12,13,21,31四種,所以P(BD)==≠P(B)P(D)=.
所以選C.
點(diǎn)評(píng):本題與2021年全國新高考Ⅰ卷第8題類似,不同的是一個(gè)的有放回的抽取,一個(gè)是不放回抽取.為了進(jìn)一步鞏固此類問題的解法,不妨做做下面的問題:
變式:(多選題)袋子中有 5 個(gè)大小質(zhì)地完全相同的球,其中2個(gè)紅球、3個(gè)黃球,從中不放回地依次隨機(jī)摸出 2 個(gè)球,每次摸出一個(gè)球,則(??? )
A. 第一次摸到紅球的概率為
B. 第二次摸到紅球的概率為
C. 兩次都摸到紅球的概率為
D. 兩次都摸到黃球的概率為
答案:ABD
5. 相互獨(dú)立事件的概率
例11.(2019·全國卷Ⅱ)11分制乒乓球比賽,每贏一球得1分,當(dāng)某局打成10∶10平后,每球交換發(fā)球權(quán),先多得2分的一方獲勝,該局比賽結(jié)束.甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行單打比賽,假設(shè)甲發(fā)球時(shí)甲得分的概率為 0.5,乙發(fā)球時(shí)甲得分的概率為 0.4,各球的結(jié)果相互獨(dú)立.在某局雙方10∶10平后,甲先發(fā)球,兩人又打了X個(gè)球該局比賽結(jié)束.
(1)求P(X=2);
(2)求事件“X=4且甲獲勝”的概率.
解析:(1)X=2就是某局雙方10∶10平后,兩人又打了2個(gè)球該局比賽結(jié)束,則這2個(gè)球均由甲得分,或者均由乙得分.
因此P(X=2)=0.5×0.4+(1-0.5)×(1-0.4)=0.5.
(2)X=4且甲獲勝,就是某局雙方10∶10平后,兩人又打了4個(gè)球該局比賽結(jié)束,且這4個(gè)球的得分情況為:前兩球是甲、乙各得1分,后兩球均為甲得分.
因此所求概率為[0.5×(1-0.4)+(1-0.5)×0.4]×0.5×0.4=0.1.
例12. 某校舉行數(shù)學(xué)競(jìng)賽,競(jìng)賽要完成三道題:代數(shù),幾何,組合各一道,競(jìng)賽記分方法如下:在規(guī)定時(shí)間內(nèi),答對(duì)代數(shù)題、組合題,每題均可獲得30分,答對(duì)幾何題,可獲得40分,每答錯(cuò)一題,則扣除總分中的10分(假設(shè)答題只有對(duì)與錯(cuò)兩種結(jié)果). 根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)結(jié)果,小明答對(duì)代數(shù)、幾何、組合的概率分別為,,a,假設(shè)解答這三題結(jié)果彼此獨(dú)立. 已知小明初始分為0分,設(shè)比賽結(jié)束后,小明的總分為X,求:
(1)已知小明在規(guī)定時(shí)間內(nèi),將三題都答對(duì)的概率為,求該學(xué)生恰能答對(duì)三題中的一題的概率;
(2)已知a=,求總分X不低于50分的概率.
解析:(1)小明三道題都答對(duì)概率為××a=,故a=,
恰能解決三道題中的一道題的概率:××××+××=
(2)若三道題均答對(duì),則X=100,P(X=100)=××=;
若組合題答對(duì),代數(shù)、幾何恰有一道題答對(duì),
則X=60,P(X=60)=××+××=;
若代數(shù)幾何均答對(duì),但組合未答對(duì),則X=50,
P(X=50)=××=;
∴ P(X≥50)=++=.
6. 互斥事件、對(duì)立事件概率公式的應(yīng)用
例13. 某商場(chǎng)有獎(jiǎng)銷售中,購滿100元商品得1張獎(jiǎng)券,多購多得.1 000 張獎(jiǎng)券為一個(gè)開獎(jiǎng)單位,設(shè)特等獎(jiǎng)1個(gè),一等獎(jiǎng)10個(gè),二等獎(jiǎng)50個(gè). 設(shè)1張獎(jiǎng)券中特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)的事件分別為A,B,C,求:
(1)P(A),P(B),P(C);
(2)1張獎(jiǎng)券的中獎(jiǎng)概率;
(3)1張獎(jiǎng)券不中特等獎(jiǎng)且不中一等獎(jiǎng)的概率.
解析:(1)易知P(A)=,P(B)=,P(C)=.
(2)1張獎(jiǎng)券中獎(jiǎng)包含中特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng). 設(shè)“1張獎(jiǎng)券中獎(jiǎng)”這個(gè)事件為M,則M=A∪B∪C.
因?yàn)锳,B,C兩兩互斥,
所以P(M)=P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)==.
故1張獎(jiǎng)券的中獎(jiǎng)概率為.
(3)設(shè)“1張獎(jiǎng)券不中特等獎(jiǎng)且不中一等獎(jiǎng)”為事件N,則事件N與“1張獎(jiǎng)券中特等獎(jiǎng)或中一等獎(jiǎng)”為對(duì)立事件,
所以P(N)=1-P(A∪B)=1-(+)=.
故1張獎(jiǎng)券不中特等獎(jiǎng)且不中一等獎(jiǎng)的概率為.
點(diǎn)評(píng):事件A,B,C兩兩互斥,則P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C);事件A,B是對(duì)立事件,則P(A)+P(B)=1.
7. 隨機(jī)模擬法估計(jì)概率
例14. 已知某運(yùn)動(dòng)員每次投籃命中的概率都為40%.現(xiàn)采用隨機(jī)模擬的方法估計(jì)該運(yùn)動(dòng)員三次投籃恰有兩次命中的概率:先由計(jì)算器算產(chǎn)生0到9之間取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù),指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三個(gè)隨機(jī)數(shù)為一組,代表三次投籃的結(jié)果.經(jīng)隨機(jī)模擬產(chǎn)生了如下20組隨機(jī)數(shù):
907? 966? 191? 925? 271? 932? 812
458? 569? 683? 431? 257? 393? 027
556? 488? 730? 113? 537? 989
據(jù)此估計(jì),該運(yùn)動(dòng)員三次投籃恰有兩次命中的概率為(?? )
A. 0.35 B. 0.25 C. 0.20 D. 0.15
解析:該運(yùn)動(dòng)員三次投籃恰有兩次命中的隨機(jī)數(shù)有191,271,932,812,393,共五組,所以該運(yùn)動(dòng)員三次投籃恰有兩次命中的概率p==0.25,選B.
點(diǎn)評(píng):應(yīng)用隨機(jī)數(shù)估計(jì)概率的步驟:(1)明確隨機(jī)數(shù)的范圍及數(shù)字與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系;(2)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù):(3)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)次數(shù)N及所求事件包含的次數(shù)n;(4)計(jì)算便可.
8. 游戲的公平性
例15. 某校高二年級(jí)(1)(2)班準(zhǔn)備聯(lián)合舉辦晚會(huì),組織者欲使晚會(huì)氣氛熱烈、有趣,策劃整場(chǎng)晚會(huì)以轉(zhuǎn)盤游戲的方式進(jìn)行,每個(gè)節(jié)目開始時(shí),兩班各派一人先進(jìn)行轉(zhuǎn)盤游戲,勝者獲得一件獎(jiǎng)品,負(fù)責(zé)表演一個(gè)節(jié)目.(1)班的文娛委員利用分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6,7的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(如圖所示),設(shè)計(jì)了一種游戲方案:兩人同時(shí)各轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)盤一次,將轉(zhuǎn)到的數(shù)字相加,和為偶數(shù)時(shí)(1)班代表獲勝,否則(2)班代表獲勝. 該方案對(duì)雙方是否公平?為什么?
解析:該方案是公平的,理由如下:各種情況如表所示:
由表可知該游戲可能出現(xiàn)的情況共有12種,其中兩數(shù)字之和為偶數(shù)的有6種,為奇數(shù)的也有6種,所以(1)班代表獲勝的概率P1==,(2)班代表獲勝的概率P2==,即P1=P2,機(jī)會(huì)是均等的,所以該方案對(duì)雙方是公平的.
點(diǎn)評(píng):游戲公平性的標(biāo)準(zhǔn)及判斷方法:(1)游戲規(guī)則是否公平,要看對(duì)游戲的雙方來說,獲勝的可能性或概率是否相同. 若相同,則規(guī)則公平,否則就是不公平的.(2)具體判斷時(shí),可以按所給規(guī)則,求出雙方的獲勝概率,再進(jìn)行比較.
在本例中,若把游戲規(guī)則改為自由轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤停止后,兩個(gè)指針指向的兩個(gè)數(shù)字相乘,如果積是偶數(shù),那么(1)班代表獲勝,否則(2)班代表獲勝.游戲規(guī)則公平嗎?為什么?
解析:不公平. 因?yàn)槌霈F(xiàn)奇數(shù)的概率為=,而出現(xiàn)偶數(shù)的概率為=.
總之,必修課程中概率問題??碱}型包括:事件類型的判斷,樣本點(diǎn)與樣本空間,事件的運(yùn)算,互斥事件與對(duì)立事件的判定,古典概型的概率計(jì)算,數(shù)學(xué)建?!诺涓判偷膶?shí)際應(yīng)用,互斥事件與對(duì)立事件概率公式的應(yīng)用,相互獨(dú)立事件的判斷,相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率,概率的含義,游戲的公平性,隨機(jī)模擬法估計(jì)概率等. 在新課程的理念下,弄明白概念,懂得知識(shí)從何處來,知識(shí)本身是什么,知識(shí)到何處去(應(yīng)用),顯得很重要.
責(zé)任編輯 徐國堅(jiān)