(共35张PPT)
3.2 古典概型
1. 掷一枚质地均匀的硬币,结果只有2个,即“正面朝上”或“反面朝上”,它们都是随机事件.
它们出现的机会是相等的,所以“正面朝上”和“反面朝上”的可能性都是
2. 掷一颗骰子,观察出现的点数,这个试验的基本事件空间Ω={1,2,3,4,5,6}.
由于骰子的构造是均匀的,因此出现这6种结果的机会是相等的,即每种结果的概率都是
3. 一先一后掷两枚硬币,观察正反面出现的情况,这个试验的基本事件空间是Ω={(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)}.
它有四个基本事件,因为每枚硬币出现正面与出现反面的机会是相等的,所以这四个事件的出现是等可能的,每个基本事件出现的可能性都是
古典概型的概念
(1)一次试验中,所有可能出现的基本事件只有有限个;
(2)每个基本事件发生的可能性相等。
我们将具有这两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型。
并不是所有的试验都是古典概型。例如,在适宜的条件下“种下一粒种子观察它是否发芽”,这个试验的基本事件空间为[发芽,不发芽],而“发芽”与“不发芽”这两种结果出现的机会一般是不均等的。
又如,从规格直径为300±0.6mm的一批合格产品中任意抽一根,测量其直径d,测量值可能是从299.4~300.6之间的任何一个值,所有可能的结果有无限多个。
这两个试验都不属于古典概型。
例1. (1)向一个圆面内随机地投一个点,如果该点落在圆内任意一点都是等可能的,你认为这是古典概型吗?为什么?
(2)如图所示,射击运动员向一靶心进行射击,这一试验的结果只有有限个:
命中1环、命中2环、…命中10环
和命中0环(即不命中)。你认为
这是古典概型吗?为什么?
解:(1)试验的所有可能结果是圆面内的所有点。试验的所有可能结果数是无限的。 因此,尽管每一个试验结果出现的“可能性相同”,但是这个试验不是古典概型。
(2)试验的所有可能结果只有11个,但是命中10环、命中9环、……命中1环和命中0环(即不命中)的出现不是等可能的。 这个试验也不是古典概型。
一般地,对于古典概型,如果试验的n个基本事件为A1,A2,……,An,由于基本事件是两两互斥的,则有互斥事件的概率加法公式得
又因为每个基本事件的发生的可能性是相等的,即
所以
如果随机事件A包含的基本事件数为m,同样的,由互斥事件的概率加法公式可得
所以在古典概型中
事件A包含的基本事件数
试验的基本事件总数
P(A)= ————————————
例2. 掷一颗骰子,观察掷出的点数,求掷得奇数点的概率。
解:这个试验的基本事件共有6个,即(出现1点)、(出现2点)、…、(出现6点),所以基本事件数n=6,
事件A=(掷得奇数点)=(出现1点,出现3点,出现5点),其包含的基本事件数m=3
所以,P(A)= =0.5
例3. 从含有两件正品a1,a2和一件次品b1的三件产品中,每次任取一件,每次取出后不放回,连续取两次,求取出的两件产品中恰有一件次品的概率。
解:每次取出一个,取后不放回地连续取两次,其一切可能的结果组成的基本事件有6个,即(a1,a2),(a1,b1),(a2,a1),(a2,b1),(b1,a1),(b1,a2)。其中小括号内左边的字母表示第1次取出的产品,右边的字母表示第2次取出的产品.
用A表示“取出的两种中,恰好有一件次品”这一事件,则
A=[(a1,b1),(a2,b1),(b1,a1),(b1,a2)].
事件A由4个基本事件组成,
因而,P(A)=
例4. 在例3中,把“每次取出后不放回”这一条件换成“每次取出后放回”其余不变,求取出两件中恰好有一件次品的概率。
解:有放回地连续取出两件,其一切可能的结果组成的基本事件空间
Ω={(a1,a1),(a1,a2),(a1,b1),(a2,a1),(a2,a2) ,(a2,b1),(b1,a1),(b1,a2),(b1,b1)}
由于每一件产品被取到的机会均等,因此可以认为这些基本事件的出现是等可能的。用B表示“恰好有一件次品”这一事件,则
B={(a1,b1), (a2,b1),(b1,a1),(b2,a2)}.
事件B由4个基本事件组成,因此P(B)=
例5. 甲、乙两人作出拳游戏(锤子、剪刀、布),求:
(1)平局的概率;
(2)甲赢的概率;
(3)乙赢的概率.
解:甲有3种不同点出拳方法,每一种出发是等可能的,乙同样有等可能的3种不同点出拳方法。
一次出拳游戏有9种不同的结果,可以认为这9种结果是等可能的。所以基本事件的总数是9.
平局的含义是两人出法相同,如图中的三个△ ;
甲赢的事件为甲出锥,乙出剪等,也是三种情况,如图中的⊙ ;
同样乙赢的情况是图中的三个※ 。
按照古典概率的计算公式,设平局的事件为A;甲赢的事件为B,乙赢的事件为C,则
P(A)=P(B)=P(C)=
例6. 抛掷一红、一篮两颗骰子,求
(1)点数之和出现7点的概率;
(2)出现两个4点的概率;
解:用数对(x,y)来表示掷出的结果,其中x是红骰子掷出的点数,y是蓝骰子掷出的点数,所以基本事件空间是
S={(x,y)| x∈N, y∈N, 1≤x≤6, 1≤y≤6}.
事件的总数为36.
1 2 3 4 5 6
第一次抛掷后向上的点数
7 8 9 10 11 12
6 7 8 9 10 11
5 6 7 8 9 10
4 5 6 7 8 9
3 4 5 6 7 8
2 3 4 5 6 7
6
5
4
3
2
1
第二次抛掷后向上的点数
(1)记“点数之和出现7点”的事件为A,
从图中可以看出事件A包括的基本事件有6个.
即(6, 1), (5, 2), (4, 3), (3, 4), (2, 5), (1, 6).
所以P(A)=
(2)记“出现两个4点”的事件为B,
则从图中看出,事件B包括的基本事件只有1个,即(4,4)。
所以P(B)=
拓展: (3)两数之和是3的倍数的概率是多少?
(4)两数之和不低于10的的概率是多少?
例7. 每个人的基因都有两份,一份来自父亲,另一份来自母亲。同样地,他的父亲、母亲的基因也有两份,在生殖的过程中,父亲和母亲各自随机地提供一份基因给他们的后代。
以褐色颜色的眼睛为例,每个人都有一份基因显示他的眼睛颜色:
(1)眼睛为褐色;
(2)眼睛不为褐色。
如果孩子得到的父母的基因都为“眼睛为褐色”的基因,则孩子的眼睛也为褐色;如果孩子得到的父母的基因都为“眼睛不为褐色”的基因,则孩子的眼睛也不为褐色(是说明颜色,取决于其它的基因);如果孩子得到的基因中一份为“眼睛为褐色”,另一份为“眼睛不为褐色”,则孩子的眼睛不会出现两种可能,而只会出现眼睛为褐色的情况,生物学家把“眼睛为褐色”的基因叫做显性基因。
为了方便起见,我们用字母B代表“眼睛为褐色”这个显性基因,用b代表“眼睛不为褐色”这个基因。每个人都有两份基因,控制一个人的眼睛颜色的基因有BB,Bb,bB,bb。注意在这4种基因中,只有bb基因显示为眼睛不为褐色。
假设父亲和母亲控制眼睛颜色的基因都为Bb,则孩子眼睛不为褐色的概率有多大?
Bb
Bb
BB
Bb
bB
bb
B
b
B
b
×
解:由于父亲、母亲控制眼睛颜色的基因都是Bb,从而孩子有可能产生的基因有4种,即BB,Bb,bB,bb.
又因为父亲或母亲提供给孩子基因B或b的概率是一样的,所以可以认为孩子的基因是这4种中的任何一种的可能性是一样的。因此这时一个古典概型问题,只有当孩子的基因为bb时,眼睛才不为褐色,所以孩子眼睛不为褐色的概率为
1.某班准备到郊外野营,为此向商店订了帐篷。如果下雨与不下雨是等可能的,能否准时收到帐篷也是等可能的。只要帐篷如期运到,他们就不会淋雨,则下列说法中,正确的是( )
A 一定不会淋雨 B 淋雨机会为3/4
C 淋雨机会为1/2 D 淋雨机会为1/4
E 必然要淋雨
D
课堂练习
2.一年按365天算,2名同学在同一天过生日的概为____________
3.一个密码箱的密码由5位数字组成,五个数字都可任意设定为0-9中的任意一个数字,假设某人已经设定了五位密码。
(1)若此人忘了密码的所有数字,则他一次就能把锁打开的概率为____________
(2)若此人只记得密码的前4位数字,则一次就能把锁打开的概率____________
1
365
——
1
10
——
1
10000
——
4、一个口袋内装有20个白球和10个红球,从中任意取出一球。求:
(1)取出的球是黑球的概率;
(2)取出的球是红球的概率;
(3)取出的球是白球或红球的概率;
0
1
1
3
——
(1)从中任意取出两球,求取出是白球、红球的概率。
(2)先后各取一球,求取出是白球、红球的概率。
5、一个口袋内装有白球、红球、黑球、黄球大小相同的四个小球,求:
6、用三种不同的颜色给图中的3个矩形随机涂色,每个矩形只能涂一种颜色,求:
(1)3个矩形的颜色都相同的概率;
(2)3个矩形的颜色都不同的概率.
解 : 本题的等可能基本事件共有27个
(1)同一颜色的事件记为A,P(A)=3/27 =1/9;
(2)不同颜色的事件记为B,P(B)=6/27 =2/9.
7、一个各面都涂有色彩的正方体,被锯成1000个同样大小的小正方体,将这些正方体混合后,从中任取一个小正方体,求:
(1)有一面涂有色彩的概率;
(2)有两面涂有色彩的概率;
(3)有三面涂有色彩的概率.
解:在1000个小正方体中,一面图有色彩的有82×6个,
两面图有色彩的有8×12个,
三面图有色彩的有8个,
∴⑴一面图有色彩的概率为
⑵两面涂有色彩的概率为
⑶有三面涂有色彩的概率
8、现有一批产品共有10件,其中8件正品,2件次品.
(1)如果从中取出1件,然后放回再任取1件,求两件都是正品的概率?
(2)如果从中一次取2件,求两件都是正品的概率?
82/102=0.64
8×7
10×9
——— = ——
28
45
9、甲,乙两人做掷骰子游戏,两人各掷一次,谁掷得的点数多谁就获胜.求甲获胜的概率.
10、甲、乙、丙、丁四人做相互传球练习,第1次甲传给其他三人中的1人,第2次由拿球者再传给其他三人中的1人,这样一共传了4次,则第4次球仍然传回到甲的概率是多少?
5
12
——
7
27
——
求古典概型概率的步骤:
⑴求基本事件的总数;
⑵求事件A包含的基本事件的个数;
⑶代入计算公式:
小结
作业
课本第107页,1,4,6题
在解决古典概型问题过程中,要注意利用数形结合、建立模型、符号化、形式化等数学思想解题