(共37张PPT)
5.3.2 事件之间的关系与运算
问题 阅读课本本节内容,回答下列问题:
整体概览
(1)本节课要学的内容是事件之间的关系与运算;
(1)本节将要研究哪类问题?
(2)本节要研究的问题在数学中的地位是怎样的?
问题 阅读课本本节内容,回答下列问题:
整体概览
(2)本节内容是本章第二部分概率的第二节内容,由于样本空间和事件都是集合,因此事件之间的关系与运算本质上就是集合之间的关系与运算,正因为如此,教材借助维恩图等呈现了有关内容,但是为了避免学生简单地认为这里的内容只是集合内容的重现,教材在讨论事件之间的关系和运算时,同时给出了它们发生的概率之间的联系.这样做的目的是为了渗透概率的公理化定义,为后续学习打下基础.
(1)本节将要研究哪类问题?
(2)本节要研究的问题在数学中的地位是怎样的?
新知探究
某班数学建模课分成5个小组(编号为1,2,3,4,5)采用合作学习的方式进行,课堂上教师会随机选择一个小组的成果进行展示.这一试验的样本空间可记为Ω={1,2,3,4,5},
1、问题导入
记事件E={1},F={1,2},G={1,3},H={1,2,3},I={4,5}.
新知探究
问题1 说出每一事件的实际意义,并尝试理解上述各事件之间的关系.
事件E发生,则事件F一定发生;事件H与事件I不能同时发生;……
新知探究
问题2 上节课我们理解了在事件与集合之间的对应关系,类比集合之间的关系和运算,描述上述事件之间的关系.
E F,F∩G=E,F∪G=H,H∩I=Φ……
新知探究
问题3 如何从多个角度来理解事件的包含关系?
(1)从事件发生的角度看,A B意味着如果事件A发生,则事件B一定发生;
(2)从包含的样本点的角度看,A B意味着A的每一个样本点都是B的样本点;
(3)从逻辑的角度看,A B意味着A发生是B发生的充分条件,B发生是A发生的必要条件;
新知探究
问题3 如何从多个角度来理解事件的包含关系?
(4)从维恩图的角度看,A B意味着表示A的图形在表示B的图形的内部或相等,如图所示:
(5)从发生的概率大小的角度看,A B意味着P(A)≤P(B).
新知探究
事件的包含:一般地,如果事件A发生时,事件B一定发生,则称“A 包含于B”(或“B包含A”)记作A B(或B A).
事件的相等:如果事件A发生时,事件B一定发生;而且事件B发生时,事件A也一定发生,则称“A与B相等”,记作A=B .
A=B也可用充分必要的语言表述为:A发生是B发生的充要条件.
显然,当A=B时,P(A)=P(B).
新知探究
问题5 请你举一些实例,来理解事件的包含与相等的关系.
(1)先后抛两枚硬币,如果A表示“恰好有一枚硬币出现正面”,B表示“两枚硬币都出现正面”,C表示“至少有一枚硬币出现正面”,D表示“两枚硬币都没有出现反面”,则A C,B C,B=D.
(2)已知某产品是否合格包括长度、直径两个指标,如果A表示“长度不合格”,B表示“产品不合格”,则A B;
新知探究
定义:给定事件A,B,由所有A中的样本点与B中的样本点组成的事件称为A与B的和(或并),记作A+B(或A∪B).
多个角度理解事件的和(并):
事件A+B发生时,当且仅当事件A与事件B中至少有一个发生,即:
事件A与B的和可以用如图所示的阴影部分表示:
新知探究
有三种情况,即事件A发生且事件B不发生,事件A不发生且事件B发生,事件A和事件B同时发生;
另外,从事件包含关系的角度,A (A+B),B (A+B),
而且,直观上可知P(A+B)与P(A)+P(B)的大小关系为:
P(A+B)≤P(A)+P(B).
因此P(A)≤P(A+B)且P(B)≤P(A+B),
新知探究
问题6 您能否根据事件的并(和),定义事件的积(交)?
给定事件A,B,由A与B中的公共样本点组成的事件称为A与B的积(或交),记作AB(或A∩B)
新知探究
问题7 请你举实例,并且根据事件的并(和)的多角度理解来从多个角度理解事件的积(交),讨论事件AB与事件A+B之间的关系?
(1)前述情境与问题中,E=FG.
(2)事件A与B的积可以用如图所示的阴影部分表示:
事件AB发生时,当且仅当事件A与事件B都发生;
而且,直观上可知:P(AB)≤P(A),P(AB)≤P(B)
新知探究
问题7 请你举实例,并且根据事件的并(和)的多角度理解来从多个角度理解事件的积(交),讨论事件AB与事件A+B之间的关系?
(3)事件AB发生是事件A+B发生的充分条件,事件B发生也是事件A+B发生的充分条件;
事件AB发生的充要条件是事件A和事件B都发生,事件AB发生是事件A发生的充分条件,事件AB发生也是事件B发生的充分条件.
新知探究
问题8 类比前面的情况,得出P(AB)与P(A)的大小关系,以及P(AB)与P(B)的大小关系?
P(AB)≤P(A);P(AB)≤P(B)
新知探究
问题9 在情境与问题中,事件E与I不能同时发生,这两个事件叫做互斥的,从集合的角度看,它们具有什么关系?
定义:给定事件A,B,若事件A与B不能发生,则称A与B互斥,记作AB=Φ(或A∩B=Φ).
这一关系可用右图表示:
追问:任意两个基本事件互斥吗?Φ与任意事件互斥吗?如果两个事件互斥,它们和事件的概率有什么性质?
新知探究
Φ与任意事件互斥;
从集合的角度来看,事件A与B互斥,就意味着它们没有公共元素.
直观上可以看出,如果事件A与B互斥,则P(AB)=0;当A与B互斥时,有P(A+B)=P(A)+P(B),这称为互斥事件的概率加法公式.
任意两个基本事件都互斥;
追问:任意两个基本事件互斥吗?Φ与任意事件互斥吗?如果两个事件互斥,它们和事件的概率有什么性质?
新知探究
P(A1+A2+……+An)=P(A1)+P(A2)+……+P(An)
推广:一般地,如果A1,A2,……,An是两两互斥的事件,则
新知探究
问题10 前述情境与问题中,互斥的事件除了E与I,还有:F与I,G与I,H与I.其中H与I除了具有互斥关系,从多种角度来理解还具有什么特殊性?
它们的并集为全集……
新知探究
由互斥事件的概率加法公式推导出对立事件的概率和为1,
定义:给定样本空间与事件A,则由样本空间中所有不属于A的样本点组成的事件称为A的对立事件,记作 ,A与 称作相互对立.
从集合的观点来看, 是A在Ω中的补集,
可用韦恩图表示,如图:
每次随机试验,在事件A与 中,有一个发生,而且只有一个发生.
即1=P( Ω )=P(A+ )=P(A)+P( )
新知探究
问题11 举实例,指出试验中的互斥事件和对立事件,试用自己的语言总结出它们之间的关系,并举例说明.
(1)抛一枚硬币时,“正面向上”和“反面向上”为互斥事件;投篮时,“投中”和“未投中”为互斥事件;掷一个骰子时,“出现1点”和“出现偶数点”为互斥事件.
(2)如果A与B相互对立,则A与B互斥,但反之不成立,即
“A与B相互对立”是“A与B互斥”的充分不必要条件
新知探究
前面实际上我们给出了事件的三种运算:求两个事件的和,求两个事件的积,求一个事件的对立事件.因为事件运算的结果仍是事件,因此可以进行事件的混合运算.
同数的加、减、乘、除混合运算一样,事件的混合运算也有优先级.
例如 ,表示 与 的和,实际意义是:A发生且B不发生,或者A不发生且B发生,换句话说就是A与B中恰有一个发生.
我们规定:求积运算的优先级高于求和运算,因此 可简写为 .
新知探究
例1 设A,B为两个事件,试用A,B表示下列各事件:
(1)A,B两个事件中至少有一个发生;
(2)A事件发生且B事件不发生;
(3)A,B两个事件都不发生.
解:(1)按照定义有A+B.
(2)因为B不发生可以表示为 ,因此可以写成 .
(3)按照定义有 .
新知探究
设A,B,C表示三个随机事件,请将下列事件用A,B,C表示出来:
(1)A发生,B,C不发生;
(2) A,B都发生,C不发生;
(3)三个事件都发生;
(4)三个事件至少有一个发生;
(5)三个事件都不发生;
(6)不多于一个事件发生.
ABC
新知探究
例2 已知数学考试中,李明成绩高于90分的概率为0.3,不低于60分且不高于90分的概率为0.5,求:
解:记事件A:李明成绩高于90分,B:李明成绩不低于60分且不高于90分,则不难看出A与B互斥,且P(A)=0.3,P(B)=0.5.
(1)因为“李明成绩不低于60分”可表示为A+B,由A与B互斥可知P(A+B)=P(A)+P(B)=0.3+0.5=0.8.
(1)李明成绩不低于60分的概率;
(2)李明成绩低于60分的概率.
新知探究
例2 已知数学考试中,李明成绩高于90分的概率为0.3,不低于60分且不高于90分的概率为0.5,求:
(1)李明成绩不低于60分的概率;
(2)李明成绩低于60分的概率.
解:记事件A:李明成绩高于90分,B:李明成绩不低于60分且不高于90分,则不难看出A与B互斥,且P(A)=0.3,P(B)=0.5.
(2)因为“李明成绩低于60分”可表示为 ,因此
归纳小结
问题12 (1)如何理解事件A包含事件B?事件A与事件B相等?
(2)什么叫做并事件?什么叫做交事件?
(3)什么叫做互斥事件?什么叫做对立事件?互斥事件与对立事件的联系与区别是什么?
(1)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,称事件B包含事件A(或事件A包含于事件B);如果事件A发生时,事件B一定发生;而且事件B发生时,事件A也一定发生,则称“A与B相等”,记作A=B.
归纳小结
问题12 (1)如何理解事件A包含事件B?事件A与事件B相等?
(2)什么叫做并事件?什么叫做交事件?
(3)什么叫做互斥事件?什么叫做对立事件?互斥事件与对立事件的联系与区别是什么?
(2)给定事件A,B,由所有A中的样本点与B中的样本点组成的事件称为A与B的和(或并);给定事件A,B,由A与B中的公共样本点组成的事件称为A与B的积(或交)
归纳小结
(3)给定事件A,B,若事件A,B不能同时发生,则称A与B互斥;给定样本空间Ω与事件A,由Ω中所有不属于A的样本点组成的事件称为A的对立事件记为A;
①区别:两个事件A与B是互斥事件,包括如下三种情况:(ⅰ)若事件A发生,则事件B就不发生;(ⅱ)若事件B发生,则事件A不发生;(ⅲ)事件A,B都不发生.
归纳小结
而两个事件A,B是对立事件,仅有前两种情况,因此事件A与B是对立事件,则A+B是必然事件,但若A与B是互斥事件,则A+B不一定是必然事件,亦即事件A的对立事件只有一个,而事件A的互斥事件可以有多个.
②联系:互斥事件和对立事件在一次试验中都不可能同时发生,而事件对立是互斥的特殊情况,即对立必互斥,但互斥不一定对立.
作业:教科书练习B:4,5题.
作业布置
目标检测
打靶3次,事件Ai表示“击中i发”,其中i=0,1,2,3.那么A=A1+A2+A3表示( )
1
B
A.全部击中
B.至少击中1发
C.至少击中2发
D.以上均不正确
A1+A2+A3所表示的含义是A1,A2,A3这三个事件中至少有一个发生,即可能击中1发、2发或3发,故选B.
目标检测
把红、黑、白3张纸牌随机地分给甲、乙、丙3个人,每个人分得1张,事件“甲分得红牌”与“乙分得红牌”是( )
2
C
A.对立事件
B.两个不可能事件
C.互斥但不对立事件
D.两个概率不相等的事件
把红、黑、白3张纸牌随机地分给甲、乙、丙三个人,每人分得1张,事件“甲分得红牌”与事件“乙分得红牌”不能同时发生,但能同时不发生,所以事件“甲分得红牌”与事件“乙分得红牌”是互斥但不对立事件.故选C.
目标检测
甲、乙2人下棋,下成和棋的概率是,乙获胜的概率是,则甲获胜的概率是( )
3
C
A.
C.
B.
D.
因为甲不胜的概率是两个人和棋或乙获胜,故甲胜的概率为
.故选C.
目标检测
若事件A和B是互斥事件,且P(A)=0.1,则P(B)的取值范围是( )
4
A
A.[0,0.9]
B.[0.1,0.9]
C.(0,0.9]
D.[0,1]
由于成绩为A的有23人,故抽到C的概率为1- -0.4=0.14.
故选A.
再见