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高一数学第二册第十章:概率
10.1随机事件与概率
10.1.2事件的关系和运算
一、学习目标
1.结合具体事例,理解事件的包含关系及相等关系
2.能结合实例进行随机事件的并、交运算;
3.通过实例,理解随机事件的互斥与对立关系.
二、问题导学
随机试验:可重复性、可预知性、随机性
样本点:随机试验E的每个可能的基本结果.
样本空间:全体样本点的集合.
随机事件(事件):样本空间Ω的子集.
基本事件:只包含一个样本点的事件.
事件A发生在每次试验中,A中某个样本点出现.
(一)旧知回顾
二、问题导学
(二)探究:在掷骰子的试验中,观察骰子朝上面的点数,我们可以定义许多事件,例如:Ci=“点数为i”,i=1,2,3,4,5,6;
D1 =“点数不大于3”, D2 =“点数大于3”
E1 =“点数为1或2”, E2 =“点数为2或3”
F=“点数为偶数”, G=“点数为奇数”
……
请用集合的形式表示这些事件,借助集合与集合的关系与运算,你能发现这些事件之间的联系吗?
一般地,对于事件A与事件B,如果事件A发生,则事件B
一定发生,这时称事件B包含事件A(或称事件A包含于事件B),
记作 。
1、包含关系
三、点拨精讲(25分钟)
2、并事件(和事件)
若某事件发生当且仅当事件A发生或事件B发生,则称此事件
为事件A和事件B的并事件(或和事件),记作 。
如图:
3、交事件(积事件)
若某事件发生当且仅当事件A发生且事件B发生,则称此事件
为事件A和事件B的交事件(或积事件),记作 。
如图:
4、互斥事件
若 为不可能事件( ),那么称事件A与事件B互斥,其含义是:事件A与事件B在任何一次试验中都不会同时发生。
如图:
5、互为对立事件
若 为不可能事件, 为必然事件,那么称事件A
与事件B互为对立事件,其含义是:事件A与事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生。
如图:
事件的关系或运算的含义,以及相应的符号表示:
事件的关系或运算 含义 符合表示
包含 A发生导致B发生 A B或B A
并事件(和事件) A与B至少一个发生 A∪B或A+B
交事件(积事件) A与B同时发生 A∩B或AB
互斥(互不相容) A与B不能同时发生 A∩B=
互为对立 A与B有且只有一个发生 A∩B= ,A∪B=Ω
【练习】一个人打靶时连续射击两次,与事件“至少有一次中靶”互为对立事件是( )
A.至多有一次中靶 B. 两次都中靶 C.只有一次中靶 D.两次都不中靶
D
【练习】把红、蓝、黑、白4张纸牌随机分给甲、乙、 丙、丁4个人,每人分得一张,事件“甲分得红牌 ”与事件“乙分得红牌”是( )
A.对立事件 B.互斥但不对立事件 C.不可能事件 D.以上都不对
B
【例5】如图,由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
(1)写出表示两个元件工作状态的样本空间;
(2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
(3)用集合的形式表示事件A∪B和事件A∩B,并说明它们的含义及关系.
乙
甲
【解析】(1)分别用x1,x2表示元件甲,乙两个元件的可能状态,
则可用(x1,x2)表示这个电路的状态.用1表示元件正常,用0表示元件失效,
则样本空间Ω={(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)}.
【例5】如图,由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
(1)写出表示两个元件工作状态的样本空间;
(2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
(3)用集合的形式表示事件A∪B和事件A∩B,并说明它们的含义及关系.
乙
甲
【解析】(2)A={(1,0),(1,1)},B={(0,1),(1,1)},
A={(0,0),(0,1)},B={(0,0),(1,0)}.
【例5】如图,由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
(1)写出表示两个元件工作状态的样本空间;
(2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
(3)用集合的形式表示事件A∪B和事件A∩B,并说明它们的含义及关系.
乙
甲
A∪B表示电路工作正常,A∩B表示电路工作不正常.
【解析】(3)A∪B ={(1,0),(0,1),(1,1)},A∩B={(0,0)}
A∪B和A∩B互为对立事件.
【例6】一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(1)用集合的形式分别写出试验的样本空间以及上述各事件;
(2)事件R与R1,R与G,M与N之间各有什么关系?
(3)事件R与G的并事件与事件M有什么关系?事件R1与R2的交事件与事件R有什么关系?
【例6】一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(1)用集合的形式分别写出试验的样本空间以及上述各事件;
【解析】(1)用数组(x1,x2)表示可能的结果,x1是第一次摸到的球的标号,
x2是第二次摸到的球的标号,则试验的样本空间
Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),
(3,1),(3,2), (3,4),(4,1),(4,2),(4,3) }.
【例6】一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(1)用集合的形式分别写出试验的样本空间以及上述各事件;
【解析】R1={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4) };
R2={(2,1),(3,1),(4,1),(1,2),(3,2),(4,2) };
R ={(1,2),(2,1)}; G={(3,4),(4,3)};
M={(1,2),(2,1),(3,4),(4,3)};
N={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2}.
【例6】一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(2)事件R与R1,R与G,M与N之间各有什么关系?
(2)因为R R1,所以事件R1包含事件 R;
因为R∩G= ,所以事件R与事件G互斥;
因为M∩N= ,M∪N=Ω,所以事件R与事件G互为对立事件;.
【例6】一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(3)事件R与G的并事件与事件M有什么关系?事件R1与R2的交事件与事件R有什么关系?
(3)因为R∪G=M,,所以事件M是事件R与事件G的并事件;
因为R1∩R2=R,所以事件R是事件R1与事件R2的交事件.
四、课堂小结(2分钟)
事件的关系或运算 含义 符合表示
包含 A发生导致B发生 A B
并事件(和事件) A与B至少一个发生 A∪B或A+B
交事件(积事件) A与B同时发生 A∩B或AB
互斥(互不相容) A与B不能同时发生 A∩B=
互为对立 A与B有且只有一个发生 A∩B= ,A∪B=Ω
对立事件一定是互斥事件,互斥事件不一定是对立事件.
五、当堂检测(14分钟)
1.一个人打靶时连续射击两次,事件“至少有一次中靶”的互为对立事件是( )
A.至多有一次中靶 B. 两次都中靶
C.只有一次中靶 D.两次都不中靶
D
2.把红、蓝、黑、白4张纸牌随机分给甲、乙、丙、丁4个人,每人分得一张,事件“甲分得红牌 ”与事件“乙分得红牌”是( )
A.对立事件 B.互斥但不对立事件
C.不可能事件 D.以上都不对
B
3.抛掷一枚均匀的正方体骰子,事件P={向上的点数是1},事件Q={向上的点数是3或4},M={向上的点数是1或3},
则P∪Q= ,
M∩Q=_______________________.
4.在30件产品中有28件一级品,2件二级品,从中任取3件,记“3件都是一级品”为事件A,则A的对立事件是________.
5.某小组有3名男生和2名女生,从中任选2名同学参加演讲比赛,判断下列每对事件是不是互斥事件,如果是,再判断它们是不是互为对立:
(1)“恰有1名男生”与“恰有2名男生”;
(2)“至少有1名男生”与“全是男生”;
(3)“至少有1名男生”与“全是女生”;
(4)“至少有1名男生”与“至少有1名女生”.
解: (1)是互斥事件,不是互为对立事件.
(2)不是互斥事件.
(3)互斥,对立事件.
(4)不是互斥事件.
6.在投掷骰子试验中,根据向上的点数可以定义许多事件,如:A=“出现1点”,B=“出现3点或4点”,C=“出现的点数是奇数”,D=“出现的点数是偶数”.(1)说明以上4个事件的关系;(2)求A∩B,A∪B,A∪D,B∩D,B∪C.
[解] 在投掷骰子的试验中,根据向上出现的点数有6个基本事件,记作Ai={i}(其中i=1,2,…,6),
则A=A1,B=A3∪A4,C=A1∪A3∪A5,D=A2∪A4∪A6.
(1)事件A与事件B互斥,但不对立,事件A包含于事件C,事件A与D互斥,但不对立;事件B与C不是互斥事件,事件B与D也不是互斥事件;事件C与D是互斥事件,也是对立事件.
练习:在投掷骰子试验中,根据向上的点数可以定义许多事件,如:A=“出现1点”,B=“出现3点或4点”,C=“出现的点数是奇数”,D=“出现的点数是偶数”.(1)说明以上4个事件的关系;(2)求A∩B,A∪B,A∪D,B∩D,B∪C.
(2)A∩B= ,A∪B=A1∪A3∪A4={1,3,4},
A∪D=A1∪A2∪A4∪A6={1,2,4,6},
B∩D=A4={4},
B∪C=A1∪A3∪A4∪A5={1,3,4,5}