第十章 10.2 事件的相互独立性(PDF版学案)

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名称 第十章 10.2 事件的相互独立性(PDF版学案)
格式 pdf
文件大小 728.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-06-11 15:36:41

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文档简介

10.2 事件的相互独立性
学习目标 1.在具体情境中,了解两个事件相互独立的概念.2.能利用相互独立事件同时发
生的概率公式解决一些简单的实际问题.
知识点一 相互独立事件的概念
对任意两个事件 A与 B,如果 P(AB)=P(A)P(B)成立,则称事件 A与事件 B相互独立,简称
独立.
知识点二 相互独立事件的性质
如果事件 A与 B相互独立,那么 A与 B , A 与 B, A 与 B 也都相互独立.
1.不可能事件与任何一个事件相互独立.( √ )
2.必然事件与任何一个事件相互独立.( √ )
3.“P(AB)=P(A)·P(B)”是“事件 A,B相互独立”的充要条件.( √ )
4.如果两个事件相互独立,则它们的对立事件也是相互独立的.( √ )
一、事件独立性的判断
例 1 判断下列事件是否为相互独立事件.
(1)甲组 3名男生,2名女生;乙组 2名男生,3名女生,现从甲、乙两组各选 1名同学参加
演讲比赛,“从甲组中选出 1名男生”与“从乙组中选出 1名女生”.
(2)容器内盛有 5个白乒乓球和 3个黄乒乓球,“从 8个球中任意取出 1个,取出的是白球”
与“从剩下的 7个球中任意取出 1个,取出的还是白球”.
解 (1)“从甲组中选出 1名男生”这一事件是否发生,对“从乙组中选出 1名女生”这一
事件是否发生没有影响,所以它们是相互独立事件.
(2)“从 8 5个球中任意取出 1个,取出的是白球”的概率为 ,若这一事件发生了,则“从剩
8
4
下的 7个球中任意取出 1个,取出的仍是白球”的概率为 ;若前一事件没有发生,则后一
7
5
事件发生的概率为 ,可见,前一事件是否发生,对后一事件发生的概率有影响,所以二者
7
不是相互独立事件.
反思感悟 两个事件是否相互独立的判断
(1)直接法:由事件本身的性质直接判定两个事件发生是否相互影响.
(2)公式法:若 P(AB)=P(A)·P(B),则事件 A,B为相互独立事件.
跟踪训练 1 分别抛掷两枚质地均匀的硬币,设事件 A是“第一枚为正面”,事件 B是“第
二枚为正面”,事件 C是“两枚结果相同”,则下列事件具有相互独立性的是________.(填
序号)
①A,B;②A,C;③B,C.
答案 ①②③
解析 根据事件相互独立性的定义判断,只要 P(AB)=P(A)P(B),P(AC)=P(A)P(C),P(BC)
=P(B)P(C)成立即可.
利用古典概型概率公式计算可得 P(A)=0.5,P(B)=0.5,P(C)=0.5,P(AB)=0.25,P(AC)=
0.25,P(BC)=0.25.
可以验证 P(AB)=P(A)P(B),P(AC)=P(A)P(C),P(BC)=P(B)P(C).
所以根据事件相互独立的定义,事件 A与 B相互独立,事件 B与 C相互独立,事件 A与 C
相互独立.
二、相互独立事件概率的计算
例 2 根据资料统计,某地车主购买甲种保险的概率为 0.5,购买乙种保险的概率为 0.6,购
买甲、乙保险相互独立,各车主间相互独立.
(1)求一位车主同时购买甲、乙两种保险的概率;
(2)求一位车主购买乙种保险但不购买甲种保险的概率.
解 记 A表示事件“购买甲种保险”,B表示事件“购买乙种保险”,则由题意得 A与 B,
A与 B , A 与 B, B 与 A 都是相互独立事件,且 P(A)=0.5,P(B)=0.6.
(1)记 C表示事件“同时购买甲、乙两种保险”,
则 C=AB,所以 P(C)=P(AB)=P(A)·P(B)=0.5×0.6=0.3.
(2)记 D表示事件“购买乙种保险但不购买甲种保险”,
则 D= A B,所以 P(D)=P( A B)=P( A )·P(B)=(1-0.5)×0.6=0.3.
延伸探究 本例中车主至少购买甲、乙两种保险中的一种的概率是多少?
解 记 E表示事件“至少购买甲、乙两种保险中的一种”,
方法一 则事件 E包括 A B,A B ,AB,且它们彼此为互斥事件.
所以 P(E)=P( A B+A B +AB)=P( A B)+P(A B )+P(AB)=0.5×0.6+0.5×0.4+
0.5×0.6=0.8.
方法二 事件“至少购买甲、乙两种保险中的一种”与事件“甲、乙两种保险都不购买”为
对立事件.
所以 P(E)=1-P( A B )=1-(1-0.5)×(1-0.6)=0.8.
反思感悟 (1)求相互独立事件同时发生的概率的步骤
①首先确定各事件之间是相互独立的.
②求出每个事件的概率,再求积.
(2)使用相互独立事件同时发生的概率计算公式时,要掌握公式的适用条件,即各个事件是
相互独立的.
1 1
跟踪训练 2 甲、乙两人破译一密码,他们能破译的概率分别为 和 ,两人能否破译密码相
3 4
互独立,求两人破译时,以下事件发生的概率:
(1)两人都能破译的概率;
(2)恰有一人能破译的概率;
(3)至多有一人能破译的概率.
解 记事件 A为“甲独立地破译出密码”,事件 B为“乙独立地破译出密码”.
(1) 1 1 1两个人都破译出密码的概率为 P(AB)=P(A)P(B)= × = .
3 4 12
(2)恰有一人破译出密码分为两类:甲破译出乙破译不出,乙破译出甲破译不出,即 A B +
A B,
∴P(A B + A B)=P(A B )+P( A B)
=P(A)P( B )+P( A )P(B)
1 1 1 11 - - 1 5
= × 4 + 3 × = .
3 4 12
(3)至多有一人破译出密码的对立事件是两人都破译出密码,
1 P(AB) 1 1 11∴其概率为 - = - = .
12 12
三、相互独立事件概率的综合应用
例 3 计算机考试分理论考试与实际操作两部分进行,每部分考试成绩只记“合格”与“不
合格”,两部分考试都“合格”者,则计算机考试“合格”,并颁发合格证书.甲、乙、丙
4 3 2
三人在理论考试中“合格”的概率依次为 ,,,在实际操作考试中“合格”的概率依次为
5 4 3
1 2 5
,,,所有考试是否合格相互之间没有影响.
2 3 6
(1)假设甲、乙、丙三人同时进行理论与实际操作两项考试,谁获得合格证书的可能性最大?
(2)这三人进行理论与实际操作两项考试后,求恰有两人获得合格证书的概率.
解 (1)记“甲获得合格证书”为事件 A,“乙获得合格证书”为事件 B,“丙获得合格证
书”为事件 C,则
P(A) 4 1 2= × = ,
5 2 5
P(B) 3 2 1= × = ,
4 3 2
P(C) 2 5 5= × = .
3 6 9
因为 P(C)>P(B)>P(A),所以丙获得合格证书的可能性最大.
(2)设“三人考试后恰有两人获得合格证书”为事件 D,
由题易知三人是否获得合格证书相互独立,则
P(D)=P(AB C )+P(A B C)+P( A BC)
2 1 4 2 1 5 3 1 5 11
= × × + × × + × × = .
5 2 9 5 2 9 5 2 9 30
反思感悟 求较复杂事件的概率的一般步骤如下
(1)列出题中涉及的各个事件,并且用适当的符号表示.
(2)理清事件之间的关系(两个事件是互斥还是对立,或者是相互独立的),列出关系式.
(3)根据事件之间的关系准确选取概率公式进行计算.
(4)当直接计算符合条件的事件的概率较复杂时,可先间接地计算其对立事件的概率,再求
出符合条件的事件的概率.
跟踪训练 3 1 3 3三个元件 T1,T2,T3正常工作的概率分别为 ,,,将它们中某两个元件并联
2 4 4
后再和第三个元件串联接入电路,它们是否正常工作相互独立.在如图所示的电路中,电路
不发生故障的概率是多少?
解 记 T1正常工作为事件 A,T2正常工作为事件 B,T3正常工作为事件 C,
P(A) 1则 = ,P(B)=P(C) 3= ,
2 4
电路不发生故障,即 T1正常工作且 T2,T3至少有一个正常工作,T2,T3至少有一个正常工
1 3 1 3- - 15
作的概率 P1=1- 4 × 4 = ,
16
所以整个电路不发生故障的概率为 P=P(A) P 1 15 15× 1= × = .
2 16 32
方程思想在相互独立事件概率中的应用
典例 甲、乙、丙三台机床各自独立地加工同一种零件,已知甲机床加工的零件是一等品而
1
乙机床加工的零件不是一等品的概率为 ,乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件
4
1 2
不是一等品的概率为 ,甲、丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为 ,分别求甲、乙、
12 9
丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率.
解 记事件 A,B,C分别为甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品.
P A ·[1-P B ] 1= ,
4
由题设知 P B ·[1-P C ]
1
= ,
12
P A ·P C 2= ,
9
解方程组并舍去不合题意的根,得
P(A) 1= ,P(B) 1 P(C) 2= , = .
3 4 3
1 1 2
即甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率分别是 ,, .
3 4 3
[素养提升] 对于相互独立事件中的概率问题,可先从问题的数量关系入手,根据概率的定
义、公式等构造方程(组),通过解方程(组)解决问题,提升数学抽象素养.
1.坛子里放有 3个白球,2个黑球,从中不放回地摸球,用 A1表示第 1次摸到白球,A2表示
第 2次摸到白球,则 A1与 A2( )
A.是互斥事件 B.是相互独立事件
C.是对立事件 D.不是相互独立事件
答案 D
解析 互斥事件和对立事件是同一次试验的两个不同时发生的事件,故选项 A,C 错.而事
件 A1的发生对事件 A2发生的概率有影响,故两者是不相互独立事件.
2.一个电路上装有甲、乙两根保险丝,甲熔断的概率为 0.85,乙熔断的概率为 0.74,甲、乙
两根保险丝熔断与否相互独立,则两根保险丝都熔断的概率为( )
A.1 B.0.629
C.0 D.0.74或 0.85
答案 B
解析 设“甲保险丝熔断”为事件 A,“乙保险丝熔断”为事件 B,
则 P(A)=0.85,P(B)=0.74,
由事件 A与 B相互独立,
得“两根保险丝都熔断”为事件 AB,
∴P(AB)=P(A)·P(B)=0.85×0.74=0.629.
3. 1 1从应届高中生中选飞行员,已知这批学生体形合格的概率为 ,视力合格的概率为 ,其他
3 6
1
综合标准合格的概率为 ,从中任选一学生,则三项均合格的概率为(假设三项标准互不影
5
响)( )
A.4 B. 1 C.4 D.5
9 90 5 9
答案 B
解析 由题意知三项标准互不影响,
P 1 1 1 1∴ = × × = .
3 6 5 90
4.有甲、乙两批种子,发芽率分别为 0.8和 0.9,在两批种子中各取一粒,则恰有一粒种子能
发芽的概率是( )
A.0.26 B.0.08 C.0.18 D.0.72
答案 A
解析 甲种子发芽而乙种子不发芽的概率为 0.8×0.1=0.08.
乙种子发芽而甲种子不发芽的概率为 0.9×0.2=0.18,
故恰有一粒种子能发芽的概率为 0.08+0.18=0.26.
5. 1 1 1加工某一零件需经过三道工序,设第一、二、三道工序的次品率分别为 , , ,且各道
70 69 68
工序互不影响,则加工出来的零件的次品率为________.
3
答案
70
1 1- 1 1 1- 1-
解析 加工出来的零件的正品率是 70 × 69 × 68 67= ,因此加工出来的零件的
70
67 3
次品率为 1- = .
70 70
1.知识清单:
(1)相互独立事件的判断.
(2)相互独立事件概率的计算.
2.方法归纳:构造方程(组)、通过解方程(组)求概率,正难则反思想求概率.
3.常见误区:相互独立事件与互斥事件易混淆.
1.掷一颗骰子一次,设事件 A:“掷出偶数点”,事件 B:“掷出 3点或 6点”,则事件 A,
B的关系是( )
A.互斥但不相互独立
B.相互独立但不互斥
C.互斥且相互独立
D.既不相互独立也不互斥
答案 B
解析 事件 A={2,4,6},事件 B={3,6},事件 AB={6},样本空间Ω={1,2,3,4,5,6},所以
P(A) 3 1= = ,P(B) 2 1= = ,P(AB) 1 1 1= = × ,即 P(AB)=P(A)P(B),因此事件 A与 B相互独
6 2 6 3 6 2 3
立.当“掷出 6点”时,事件 A,B同时发生,所以 A,B不是互斥事件.
2.某射击运动员每次射击命中目标的概率都为 0.9,则他连续射击两次都命中的概率是( )
A.0.64 B.0.56 C.0.81 D.0.99
答案 C
解析 Ai表示“第 i次击中目标”,i=1,2,
则 P(A1A2)=P(A1)P(A2)=0.9×0.9=0.81.
3.甲、乙两人同时报考某一所大学,甲被录取的概率为 0.6,乙被录取的概率为 0.7,两人是
否被录取互不影响,则其中至少有一人被录取的概率为( )
A.0.12 B.0.42 C.0.46 D.0.88
答案 D
解析 设“甲被录取”记为事件 A,“乙被录取”记为事件 B,则两人至少有一人被录取的
概率 P=1-P( A B )=1-(1-P(A))(1-P(B))=1-0.4×0.3=0.88.
4. 1 1从甲袋中摸出 1个红球的概率是 ,从乙袋中摸出 1个红球的概率是 ,从两袋中各摸出 1
3 2
2
个球,则 可能是( )
3
A.2个球不都是红球的概率
B.2个球都是红球的概率
C.至少有 1个红球的概率
D.2个球中恰有 1个红球的概率
答案 C
解析 记 4个选项中的事件分别为 A,B,C,D,则
P(A) 1 1 5=1- × = ,
3 2 6
P(B) 1 1 1= × = ,
3 2 6
1 1 1 1- -
P(C)=1- 2 × 3 2= ,
3
1 1
P(D) 1
1- 1-
2 3 1 1= × + × = .
3 2 2
5.甲、乙两队进行排球决赛.现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军,乙队需要再赢两局才
能获冠军.若每局两队获胜的概率相同,则甲队获得冠军的概率为( )
A.3 B.3 C.2 D.1
4 5 3 2
答案 A
解析 根据已知条件,可知甲队要获得冠军可分为甲队直接胜一局,或乙队先胜一局,甲队
1
再胜一局,这两种情况互斥.甲队直接胜一局,其概率为 P1= ;乙队先胜一局,甲队再胜一
2
P 1 1 1. 1 1 1局,其概率为 2= × = 由互斥事件的概率加法公式可得甲队获胜的概率为P= + × =
2 2 4 2 2 2
3.
4
6. 16某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为 ,
25
则该队员每次罚球的命中率为________.
3
答案
5
解析 设此队员每次罚球的命中率为 p,
则 1-p2 16= ,所以 p 3= .
25 5
7.在甲盒内的 200个螺杆中有 160个是 A型,在乙盒内的 240个螺母中有 180个是 A型.若
从甲、乙两盒内各取一个,则能配成 A型螺栓的概率为________.
3
答案
5
解析 从甲盒内取一个 A型螺杆记为事件 M,从乙盒内取一个 A型螺母记为事件 N,因为
事件M,N相互独立,所以能配成 A型螺栓(即一个 A型螺杆与一个 A型螺母)的概率为 P(MN)
=P(M)P(N) 160 180 3= × = .
200 240 5
8. 4 2甲、乙、丙三位同学上课后独立完成自我检测题,甲及格的概率为 ,乙及格的概率为 ,
5 5
2
丙及格的概率为 ,则三人中至少有一人及格的概率为________.
3
24
答案
25
4 2
解析 设甲及格为事件 A,乙及格为事件 B,丙及格为事件 C,则 P(A)= ,P(B)= ,P(C)
5 5
2
= ,∴P( A ) 1 P( B ) 3 1= , = ,P( C )= ,
3 5 5 3
则 P( A B C )=P( A )P( B )P( C ) 1 3 1 1= × × = ,
5 5 3 25
∴所求概率 P=1-P( A B C ) 24= .
25
9.设进入某商场的每一位顾客购买甲种商品的概率为 0.5,购买乙种商品的概率为 0.6,且购
买甲种商品与购买乙种商品相互独立,各顾客之间购买商品也是相互独立的.求:
(1)进入商场的 1位顾客,甲、乙两种商品都购买的概率;
(2)进入商场的 1位顾客购买甲、乙两种商品中的一种的概率;
(3)进入商场的 1位顾客至少购买甲、乙两种商品中的一种的概率.
解 记 A表示事件“进入商场的 1位顾客购买甲种商品”,则 P(A)=0.5;
记 B表示事件“进入商场的 1位顾客购买乙种商品”,则 P(B)=0.6;
记 C表示事件“进入商场的 1位顾客甲、乙两种商品都购买”;
记 D表示事件“进入商场的 1位顾客购买甲、乙两种商品中的一种”;
记 E表示事件“进入商场的 1位顾客至少购买甲、乙两种商品的一种”.
(1)易知 C=AB,则 P(C)=P(AB)=P(A)P(B)=0.5×0.6=0.3.
(2)易知 D=(A B )∪( A B),则 P(D)=P(A B )+P( A B)=P(A)P( B )+P( A )P(B)=
0.5×0.4+0.5×0.6=0.5.
(3)易知 E = A B ,则 P( E )=P( A B )=P( A )P( B )=0.5×0.4=0.2.故 P(E)=1-
P( E )=0.8.
10.为应对金融危机,刺激消费,某市给市民发放面额为 100 元的旅游消费券,由抽样调查
预计老、中、青三类市民持有这种消费券到某旅游景点的消费额及其概率如下表:
200元 300元 400元 500元
老年 0.4 0.3 0.2 0.1
中年 0.3 0.4 0.2 0.1
青年 0.3 0.3 0.2 0.2
某天恰好有持有这种消费券的老年人、中年人、青年人各一人到该旅游景点.
(1)求这三人恰有两人的消费额不少于 300元的概率;
(2)求这三人的消费总额大于或等于 1 300元的概率.
解 (1)设三人中恰有两人的消费额不少于 300元的概率为 P1,
则 P1=(0.7)2×0.4+2×0.3×0.7×0.6=0.448.
(2)消费总额为 1 500元的概率是 0.1×0.1×0.2=0.002,
消费总额为 1 400元的概率是(0.1)2×0.2+2×(0.2)2×0.1=0.010,
消费总额为 1 300元的概率是(0.1)2×0.3+0.3×0.1×0.2+0.1×0.4×0.2+0.23+2×0.22×0.1
=0.033,
所以消费总额大于或等于 1 300元的概率是 0.045.
11.同时转动如图所示的两个质地均匀的转盘,记转盘甲得到的数为 x,转盘乙得到的数为
y(若指针停在边界上则重新转),x,y构成数对(x,y),则所有数对(x,y)中,满足 xy=4的
概率为( )
A. 1 B.1
16 8
C. 3 D.1
16 4
答案 C
解析 满足 xy=4的所有可能如下:
x=1,y=4;x=2,y=2;x=4,y=1.
∴所求事件的概率为
P=P(x=1,y=4)+P(x=2,y=2)+P(x=4,y=1)
1 1 1 1 1 1 3
= × + × + × = .
4 4 4 4 4 4 16
12. 1设两个独立事件 A和 B都不发生的概率为 ,A发生 B不发生的概率与 B发生 A不发生
9
的概率相同,则事件 A发生的概率 P(A)等于( )
A.2 B. 1 C.1 D.2
9 18 3 3
答案 D
1
解析 由题意知,P( A )·P( B )= ,
9
P( A )·P(B)=P(A)·P( B ).
设 P(A)=x,P(B)=y,
1 x 1 y 1 1 x y xy 1- - = , - - + = ,
则 9 即 9
1-x y=x 1-y , x=y.
∴x2-2x+1 1= ,
9
x 1 1 1∴ - =- ,或 x-1= (舍去),
3 3
∴x 2= .
3
13. 1 1有一道数学难题,学生 A解出的概率为 ,学生 B解出的概率为 ,学生 C解出的概率为
2 3
1.若 A,B,C三人独立去解答此题,则恰有一人解出的概率为________.
4
11
答案
24
1 2 3 1
解析 一道数学难题恰有一人解出,包括:①A解出,B,C解不出,概率为 × × = ;
2 3 4 4
②B解出,A,C 1 1 3 1 1 2 1 1解不出,概率为 × × = ;③C解出,A,B解不出,概率为 × × = .
2 3 4 8 2 3 4 12
1 1 1 11
所以恰有 1人解出的概率为 + + = .
4 8 12 24
14.某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的 5个问题中,选手若能连续正确回答出 2 个问
题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是 0.8,且每个问题的
回答结果相互独立,则该选手恰好回答了 4个问题就晋级下一轮的概率为________.
答案 0.128
解析 由已知条件知,第 2个问题答错,第 3,4个问题答对,记“问题回答正确”事件为 A,
则 P(A)=0.8,故 P=P[(A+ A ) A AA]=[1-P(A)]·P(A)·P(A)=0.128.
15. 1如图,已知电路中 4 个开关每个闭合的概率都是 ,且是互相独立的,则灯亮的概率为
2
( )
A. 3 B.3
16 4
C.13 D.1
16 4
答案 C
解析 灯泡不亮包括四个开关都断开,或下边的 2个都断开且上边的 2个中有一个断开,这
两种情况是互斥的,每一种情况中的事件是相互独立的,
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3
∴灯泡不亮的概率为 × × × + × × × + × × × = .
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 16
3 13
∵灯泡亮与不亮是对立事件,∴灯亮的概率是 1- = .
16 16
16.本着健康、低碳的生活理念,租自行车骑游的人越来越多.某自行车租车点的收费标准是
每车每次租车时间不超过两小时免费,超过两小时的部分每小时收费 2元(不足一小时的部
分按一小时计算).有甲、乙两人分别来该租车点租车骑游(各租一车一次),设甲、乙不超过
1 1 1 1
两小时还车的概率分别为 ,;两小时以上且不超过三小时还车的概率分别为 ,;两人租车
4 2 2 4
时间互不影响且都不会超过四小时.
(1)求甲、乙两人所付的租车费用相同的概率;
(2)求甲、乙两人所付的租车费用之和为 4的概率.
解 甲、乙两人租车时间超过三小时不超过四小时的概率分别为
1 1 1 1 1 1 1 1- - = , - - = .
4 2 4 2 4 4
(1)租车费用相同可分为租车费用都为 0元、2元、4元三种情况.
都付 0 1 1 1元的概率为 P1= × = ;
4 2 8
2 1 1 1都付 元的概率为 P2= × = ;
2 4 8
都付 4 1 1 1元的概率为 P3= × = .
4 4 16
5
所以,甲、乙两人所付租车费用相同的概率为 P=P1+P2+P3= .
16
(2)设甲、乙两人所付的租车费用之和为ξ,则ξ=4表示两人的租车费用之和为 4元,其可能
的情况是甲、乙的租车费用分别为①0元,4元;②2元,2元;③4元,0元.
所以可得 P(ξ=4) 1 1 1 1 1 1 5= × + × + × = ,
4 4 2 4 4 2 16
5
即甲、乙两人所付的租车费用之和为 4元的概率为 .
16