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人教版普通高中数学必修二
10.1 随机事件与概率
第二课时 事件的关系和运算
【学习目标】
1.结合具体实例,了解随机事件的并、交与互斥的含义.
2.能结合实例用事件的并、交运算表达随机事件.
知识点 事件的关系和运算
1.包含关系
一般地,若事件 发生,则事件 一定发生,就称事件 ________事件 (或事件 包含于事件 ),记作_________(或_________).如图10-1-2所示.
特别地,如果事件 包含事件 ,事件 也包含事件 ,即 且 ,则称事件 与事件 相等,记作_________.
图10-1-2
包含
2.并事件
一般地,事件 与事件 ______________发生,这样的一个事件中的样本点________在事件 中,________在事件 中,称这个事件为事件 与事件 的并事件(或和事件),记作________(或_________).如图10-1-3所示.
至少有一个
或者
或者
图10-1-3
3.交事件
一般地,事件 与事件 ________发生,这样的一个事件中的样本点既在事件 中,也在事件 中,称这样的一个事件为事件 与事件 的交事件(或积事件),记作________(或______).如图10-1-4所示.
同时
图10-1-4
4.事件互斥
一般地,如果事件 与事件 ____________发生,也就是说 是一个不可能事件,即____________,则称事件 与事件 ________(或互不相容).如图10-1-5所示.
不能同时
互斥
图10-1-5
5.事件对立
一般地,如果事件 和事件 在任何一次试验中有且仅有一个发生,即 ,且____________,那么称事件 与事件 互为________.事件 的对立事件记为_____.如图10-1-6所示.
对立
图10-1-6
6.多个事件的和事件及积事件
对于三个事件 , , , (或 )发生当且仅当 , , 中至少一个发生, (或 )发生当且仅当 , , 同时发生.对于多个事件的和事件及积事件以此类推.
【诊断分析】 1.判断下列说法的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1) 若两个事件是互斥事件,则这两个事件是对立事件.( )
×
(2) 若两个事件是对立事件,则这两个事件也是互斥事件.( )
√
(3) 在掷骰子试验中,“出现5点”和“出现6点”的和事件是“出现大于或等于5点”.( )
√
2.掷一颗骰子一次,记事件 “出现的点数为2”,事件 “出现的点数为偶数”,事件 “出现的点数小于3”,则事件 , , 三者之间有什么关系
解: , 等.
事件与集合之间的对应关系
符号 概率论 集合论
必然事件 全集
不可能事件 空集
试验的可能结果
事件
探究点一 事件关系的表示与判断
例1 在分别标有号码1~10的10张光盘中任取一张,设事件 “抽得一张号码不小于5的光盘”,事件 “抽得一张号码为偶数的光盘”,事件 “抽得一张号码能被3整除的光盘”.
(1) 写出试验的样本空间及事件 , , .
解:试验的样本空间 ,事件 , , .
(2) 试将下列事件表示为样本点的集合,并分别说明下列事件的含义.
① ;
[答案] ,表示“抽得一张号码为不小于6的偶数的光盘”.
② ;
[答案] ,表示“抽得一张号码为偶数或不小于5的光盘”.
③ .
[答案] ,表示“抽得一张号码为奇数的光盘”.
变式 从某大学数学系图书室中任选一本书,设事件 数学书 中文版的书 年以后出版的书 .问:
(1) 表示什么事件?
解: 年或2022年以前出版的中文版的数学书 .
(2) 在什么条件下,有 ?
[答案] 在“图书室中所有数学书都是2022年以后出版的且为中文版”的条件下,才有 .
(3) 表示什么意思?
[答案] 表示2022年或2022年以前出版的书全是中文版的.
(4) 如果 ,那么是否意味着图书室中的所有的数学书都不是中文版的?
[答案] 是, 意味着图书室中的非数学书都是中文版的,而且所有的中文版的书都不是数学书,同时 又可化成 ,因而也可解释为图书室中所有数学书都不是中文版的,而且所有不是中文版的书都是数学书.
[素养小结]
事件间的运算方法:
(1)利用事件间运算的定义.列出同一条件下的试验所有可能出现的结果,分析并利用这些结果进行事件间的运算.
(2)利用Venn图.借鉴集合间运算的思想,分析同一条件下的试验所有可能出现的结果,把这些结果在图中列出,进行运算.
探究点二 互斥事件与对立事件
例2 从装有2个红球和2个白球(球除颜色外其他均相同)的口袋中任取2个球,用集合的形式分别写出下列事件,并判断每对事件是否互斥或对立.
(1) “至少有1个白球”与“都是白球”;
[答案]给2个红球编号为1,2,给2个白球编号为3,4,从口袋中任取2个球,用(x,y)表示取出的2个球,则试验的样本空间Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}.设事件A=“至少有1个白球”,则A={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}.
设 “都是白球”,则 ,所以 ,即 和 不互斥.
(2) “至少有1个白球”与“至少有1个红球”;
[答案] 设 “至少有1个红球”,则 ,因为 ,所以 和 不互斥.
(3) “至少有1个白球”与“都是红球”.
[答案] 设 “都是红球”,则 ,因为 , ,所以 和 互为对立事件.
变式.(1) 某中学心理咨询室有3位男老师和2位女老师,从中任选2位老师去为高三学生进行考前心理辅导,则事件“至少有1位女老师”与事件“全是男老师”( )
A.是互斥事件,不是对立事件 B.是对立事件,不是互斥事件
C.既是互斥事件,也是对立事件 D.既不是互斥事件,也不是对立事件
C
[解析] 事件“至少有1位女老师”包含“1位女老师和1位男老师”与“2位都是女老师”两个事件,其对立事件是“全是男老师”.故选C.
(2) 从 , , , , 中有放回地依次取出两个数,则下列各组事件是互斥事件而不是对立事件的是( )
A.“恰有一个是奇数”和“全是奇数”
B.“恰有一个是偶数”和“至少有一个是偶数”
C.“至少有一个是奇数”和“全是奇数”
D.“至少有一个是偶数”和“全是偶数”
A
[解析] 从 , , , , 中有放回地依次取出两个数,在该试验中,设 “两个都是奇数”, “一个奇数一个偶数”, “两个都是偶数”,则事件 , , 两两互斥,且 ( 为样本空间).对于A,“恰有一个是奇数”和“全是奇数”分别是事件 和 ,因为事件 和事件 不可能同时发生,所以是互斥事件,因为事件 发生时,事件 与 都不发生,所以 和 不是对立事件;对于B,“恰有一个是偶数”和“至少有一个是偶数”分别是事件 和事件 ,显然不互斥;对于C,“至少有一个是奇数”和“全是奇数”分别是事件 和事件 ,显然不互斥;对于D,“至少有一个是偶数”和“全是偶数”分别是事件 和事件 ,显然不互斥.故选A.
(3) (多选题)设靶子上的环数取1~10这10个正整数,脱靶计为0环.某人射击一次,设事件 “中靶”,事件 “击中环数大于5”,事件 “击中环数大于1且小于6”,事件 “击中环数大于0且小于6”,则下列关系错误的是( )
A. 与 互斥 B. 与 互为对立 C. 与 互斥 D. 与 互为对立
BCD
[解析] 由题意知,事件 , 不会同时发生,但可能会同时不发生,∴事件 和 为互斥事件,但不是对立事件,故A中关系正确,B中关系错误;事件 , 会同时发生,∴事件 与事件 既不互斥也不对立,故C,D中关系均错误.故选BCD.
判断事件间的关系时,一是要考虑试验的前提条件,无论事件间的关系是包含、相等,还是互斥、对立,其发生的条件都是一样的;二是考虑事件是否有交事件,可考虑利用Venn图分析,对于较难判断关系的,也可列出事件包含的样本点,再进行分析.
例 抛掷相同硬币三次,记“至少有一次正面向上”为事件 ,“一次正面向上,两次反面向上”为事件 ,“两次正面向上,一次反面向上”为事件 ,“至少有一次反面向上”为事件 ,“三次都正面向上”为事件 .
(1) 试判断事件 与事件 , , 的关系;
解:事件 为“至少有一次正面向上”,包含“一次正面向上,两次反面向上”,“两次正面向上,一次反面向上”和“三次都正面向上”三个基本事件,所以 , , , .
(2) 试求 , 所包含的样本点,并判断 与 的关系.
[答案] “至少有一次反面向上”为事件 ,包含“一次正面向上,两次反面向上”,“两次正面向上,一次反面向上“和“三次都反面向上”三个基本事件,可以看出事件 与事件 有相同的两个基本事件,即“一次正面向上,两次反面向上”,“两次正面向上,一次反面向上”,故 一次正面向上,两次正面向上 一次正面向上,两次正面向上 ,所以 .