课件88张PPT。第十二章 概率、随机变量及其分布§12.1 随机事件的概率内容索引基础知识 自主学习题型分类 深度剖析思想与方法系列思想方法 感悟提高练出高分基础知识 自主学习1.概率和频率
(1)在相同的条件S下重复n次试验,观察某一事件A是否出现,称n次试验中事件A出现的次数nA为事件A出现的频数,称事件A出现的比例fn(A)=
为事件A出现的频率.
(2)对于给定的随机事件A,在相同条件下,随着试验次数的增加,事件A发生的 会在某个常数附近摆动并趋于稳定,我们可以用这个常数来刻画随机事件A发生的可能性大小,并把这个 称为随机事件A的概率,记作P(A).频率常数知识梳理12.事件的关系与运算包含B?AA=B并事件事件A发生事件B发生3.概率的几个基本性质
(1)概率的取值范围: .
(2)必然事件的概率P(E)= .
(3)不可能事件的概率P(F)= .
(4)概率的加法公式
如果事件A与事件B互斥,则P(A∪B)= .
(5)对立事件的概率
若事件A与事件B互为对立事件,则P(A)= .0≤P(A)≤110P(A)+P(B)1-P(B)互斥事件与对立事件的区别与联系
互斥事件与对立事件都是两个事件的关系,互斥事件是不可能同时发生的两个事件,而对立事件除要求这两个事件不同时发生外,还要求二者之一必须有一个发生,因此,对立事件是互斥事件的特殊情况,而互斥事件未必是对立事件.知识拓展
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)事件发生频率与概率是相同的.( )
(2)随机事件和随机试验是一回事.( )
(3)在大量重复试验中,概率是频率的稳定值.( )
(4)两个事件的和事件是指两个事件都得发生.( )
(5)对立事件一定是互斥事件,互斥事件不一定是对立事件.( )
(6)两互斥事件的概率和为1.( )××√×√×思考辨析1.一个人打靶时连续射击两次,事件“至少有一次中靶”的互斥事件是( )
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
解析 射击两次的结果有:一次中靶;两次中靶;两次都不中靶,故至少一次中靶的互斥事件是两次都不中靶.D考点自测2123452.从某班学生中任意找出一人,如果该同学的身高小于160 cm的概率为0.2,该同学的身高在[160,175](单位:cm)内的概率为0.5,那么该同学的身高超过175 cm的概率为( )
A.0.2 B.0.3 C.0.7 D.0.8
解析 因为必然事件发生的概率是1,所以该同学的身高超过175 cm的概率为1-0.2-0.5=0.3,故选B.B123453.我国古代数学名著《数书九章》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1 534石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为( )
A.134石 B.169石 C.338石 D.1 365石B123454.给出下列三个命题,其中正确的命题有________个.
①有一大批产品,已知次品率为10%,从中任取100件,必有10件是次品;②做7次抛硬币的试验,结果3次出现正面,因此正面出现的概率是 ;③随机事件发生的频率就是这个随机事件发生的概率.解析 ①错,不一定是10件次品;
②错, 是频率而非概率;
③错,频率不等于概率,这是两个不同的概念.0123455.袋中装有9个白球,2个红球,从中任取3个球,则①恰有1个红球和全是白球;②至少有1个红球和全是白球;③至少有1个红球和至少有2个白球;④至少有1个白球和至少有1个红球.在上述事件中,是对立事件的为________.
解析 ①是互斥不对立的事件,
②是对立事件,
③④不是互斥事件.②12345题型分类 深度剖析例1 某城市有甲、乙两种报纸供居民订阅,记事件A为“只订甲报纸”,事件B为“至少订一种报纸”,事件C为“至多订一种报纸”,事件D为“不订甲报纸”,事件E为“一种报纸也不订”.判断下列每对事件是不是互斥事件;如果是,再判断它们是不是对立事件.
(1)A与C;
解 由于事件C“至多订一种报纸”中有可能“只订甲报纸”,即事件A与事件C有可能同时发生,故A与C不是互斥事件.事件关系的判断题型一(2)B与E;
解 事件B“至少订一种报纸”与事件E“一种报纸也不订”是不可能同时发生的,故B与E是互斥事件.由于事件B不发生可导致事件E一定发生,且事件E不发生会导致事件B一定发生,故B与E还是对立事件.(3)B与C;
解 事件B“至少订一种报纸”中有这些可能:“只订甲报纸”、“只订乙报纸”、“订甲、乙两种报纸”,事件C“至多订一种报纸”中有这些可能:“一种报纸也不订”、“只订甲报纸”、“只订乙报纸”,由于这两个事件可能同时发生,故B与C不是互斥事件.(4)C与E.
解 由(3)的分析,事件E“一种报纸也不订”是事件C的一种可能,即事件C与事件E有可能同时发生,故C与E不是互斥事件.对互斥事件要把握住不能同时发生,而对于对立事件除不能同时发生外,其并事件应为必然事件.这些也可类比集合进行理解,具体应用时,可把所有试验结果写出来,看所求事件包含哪几个试验结果,从而判定所给事件的关系.思维升华判断下列各对事件是不是互斥事件或对立事件:某小组有3名男生和2名女生,从中任选2名同学去参加演讲比赛,其中
①恰有1名男生和恰有2名男生;
②至少有1名男生和至少有1名女生;
③至少有1名男生和全是女生.跟踪训练1解 ①是互斥事件,不是对立事件.
“恰有1名男生”实质选出的是“1名男生和1名女生”,与“恰有2名男生”不可能同时发生,所以是互斥事件,不是对立事件.
②不是互斥事件,也不是对立事件.
“至少有1名男生”包括“1名男生和1名女生”与“2名都是男生”两种结果,“至少有1名女生”包括“1名女生和1名男生”与“2名都是女生”两种结果,它们可能同时发生.
③是互斥事件且是对立事件.
“至少有1名男生”,即“选出的2人不全是女生”,它与“全是女生”不可能同时发生,且其并事件是必然事件,所以两个事件互斥且对立.例2 某超市随机选取1 000位顾客,记录了他们购买甲、乙、丙、丁四种商品的情况,整理成如下统计表,其中“√”表示购买,“×”表示未购买.随机事件的频率与概率题型二(1)估计顾客同时购买乙和丙的概率;
解 从统计表可以看出,在这1 000位顾客中有200位顾客同时购买了乙和丙,
所以顾客同时购买乙和丙的概率可以估计为 =0.2.(2)估计顾客在甲、乙、丙、丁中同时购买3种商品的概率;
解 从统计表可以看出,在这1 000位顾客中,有100位顾客同时购买了甲、丙、丁,另有200位顾客同时购买了甲、乙、丙,其他顾客最多购买了2种商品.
所以顾客在甲、乙、丙、丁中同时购买3种商品的概率可以估计为
=0.3.(3)如果顾客购买了甲,则该顾客同时购买乙、丙、丁中哪种商品的可能性最大?
解 与(1)同理,可得:所以,如果顾客购买了甲,则该顾客同时购买丙的可能性最大.(1)概率与频率的关系:频率反映了一个随机事件出现的频繁程度,频率是随机的,而概率是一个确定的值,通常用概率来反映随机事件发生的可能性的大小,有时也用频率来作为随机事件概率的估计值.
(2)随机事件概率的求法:利用概率的统计定义求事件的概率,即通过大量的重复试验,事件发生的频率会逐渐趋近于某一个常数,这个常数就是概率.思维升华某企业生产的乒乓球被奥运会指定为乒乓球比赛专用球,目前有关部门对某批产品进行了抽样检测,检查结果如下表所示:跟踪训练2(1)计算表中乒乓球优等品的频率;
解 依据公式f= ,计算出表中乒乓球优等品的频率依次是0.900,0.920,0.970,0.940,0.954,0.951.(2)从这批乒乓球产品中任取一个,质量检查为优等品的概率是多少?(结果保留到小数点后三位)
解 由(1)知,抽取的球数n不同,计算得到的频率值不同,但随着抽取球数的增多,频率在常数0.950的附近摆动,所以质量检查为优等品的概率约为0.950.命题点1 互斥事件的概率互斥事件、对立事件的概率题型三解 方法一 从袋中选取一个球,记事件“摸到红球”“摸到黑球”“摸到黄球”“摸到绿球”分别为A,B,C,D,则有又总球数是12,所以绿球有12-4-5=3(个).命题点2 对立事件的概率
例4 某商场有奖销售中,购满100元商品得1张奖券,多购多得.1 000张奖券为一个开奖单位,设特等奖1个,一等奖10个,二等奖50个.设1张奖券中特等奖、一等奖、二等奖的事件分别为A、B、C,求:
(1)P(A),P(B),P(C);(2)1张奖券的中奖概率;
解 1张奖券中奖包含中特等奖、一等奖、二等奖.设“1张奖券中奖”这个事件为M,则M=A∪B∪C.
∵A、B、C两两互斥,
∴P(M)=P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)(3)1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率.
解 设“1张奖券不中特等奖且不中一等奖”为事件N,则事件N与“1张奖券中特等奖或中一等奖”为对立事件,求复杂的互斥事件的概率一般有两种方法:一是直接求解法,将所求事件的概率分解为一些彼此互斥的事件的概率的和;二是间接法,先求该事件的对立事件的概率,再由P(A)=1-P( )求解.当题目涉及“至多”“至少”型问题,多考虑间接法.思维升华国家射击队的队员为在射击世锦赛上取得优异成绩,正在加紧备战,经过近期训练,某队员射击一次命中7~10环的概率如下表所示:跟踪训练3求该射击队员射击一次:
(1)射中9环或10环的概率;
解 记事件“射击一次,命中k环”为Ak(k∈N,k≤10),则事件Ak彼此互斥.
记“射击一次,射中9环或10环”为事件A,那么当A9,A10之一发生时,事件A发生,由互斥事件的加法公式得P(A)=P(A9)+P(A10)=0.28+0.32=0.60.(2)命中不足8环的概率.
解 设“射击一次,至少命中8环”的事件为B,则 表示事件“射击一次,命中不足8环”.
又B=A8∪A9∪A10,由互斥事件概率的加法公式得
P(B)=P(A8)+P(A9)+P(A10)
=0.18+0.28+0.32=0.78.
故P( )=1-P(B)=1-0.78=0.22.
因此,射击一次,命中不足8环的概率为0.22.思想与方法系列典例 (12分)某超市为了了解顾客的购物量及结算时间等信息,安排一名员工随机收集了在该超市购物的100位顾客的相关数据,如下表所示.思想与方法系列23.用正难则反思想求互斥事件的概率已知这100位顾客中一次购物量超过8件的顾客占55%.
(1)确定x,y的值,并估计顾客一次购物的结算时间的平均值;
(2)求一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率.(将频率视为概率)...思维点拨 (1)若某一事件包含的基本事件多,而它的对立事件包含的基本事件少,则可用“正难则反”思想求解.
(2)若某一事件包含的基本事件多,而它的对立事件包含的基本事件少,则可用“正难则反”思想求解.该超市所有顾客一次购物的结算时间组成一个总体,所收集的100位顾客一次购物的结算时间可视为总体的一个容量为100的简单随机样本,顾客一次购物的结算时间的平均值可用样本平均数估计,其估计值为规范解答
解 (1)由已知得25+y+10=55,x+30=45,
所以x=15,y=20. [2分](1)要准确理解题意,善于从图表信息中提炼数据关系,明确数字特征含义.
(2)正确判定事件间的关系,善于将A转化为互斥事件的和或对立事件,切忌盲目代入概率加法公式.温馨提醒易错提示 (1)对统计表的信息不理解,错求x,y,难以用样本平均数估计总体.
(2)不能正确地把事件A转化为几个互斥事件的和或对立事件,导致计算错误.思想方法 感悟提高1.对于给定的随机事件A,由于事件A发生的频率fn(A)随着试验次数的增加稳定于概率P(A),因此可以用频率fn(A)来估计概率P(A).
2.从集合角度理解互斥事件和对立事件
从集合的角度看,几个事件彼此互斥,是指由各个事件所含的结果组成的集合彼此的交集为空集,事件A的对立事件 所含的结果组成的集合,是全集中由事件A所含的结果组成的集合的补集.方法与技巧1.正确认识互斥事件与对立事件的关系:对立事件是互斥事件,是互斥事件中的特殊情况,但互斥事件不一定是对立事件,“互斥”是“对立”的必要不充分条件.
2.需准确理解题意,特别留心“至多……”“至少……”“不少于……”等语句的含义.失误与防范练出高分12345678910111213141.下列命题:①将一枚硬币抛两次,设事件M:“两次出现正面”,事件N:“只有一次出现反面”,则事件M与N互为对立事件;②若事件A与B互为对立事件,则事件A与B为互斥事件;③若事件A与B为互斥事件,则事件A与B互为对立事件;④若事件A与B互为对立事件,则事件A∪B为必然事件,其中,真命题是( )
A.①②④ B.②④
C.③④ D.①②151234567891011121314解析 对①,一枚硬币抛两次,共出现{正,正},{正,反},{反,正},{反,反}四种结果,则事件M与N是互斥事件,但不是对立事件,故①错;
对②,对立事件首先是互斥事件,故②正确;
对③,互斥事件不一定是对立事件,如①中两个事件,故③错;
对④,事件A、B为对立事件,则一次试验中A、B一定有一个要发生,故④正确.故B正确.
答案 B15123456789101112131415123456789101112131415答案 C3.在5张电话卡中,有3张移动卡和2张联通卡,从中任取2张,若事件“2张全是移动卡”的概率是 ,那么概率是 的事件是( )
A.至多有一张移动卡 B.恰有一张移动卡
C.都不是移动卡 D.至少有一张移动卡
解析 至多有一张移动卡包含“一张移动卡,一张联通卡”“两张全是联通卡”两个事件,它是“2张全是移动卡”的对立事件,故选A.123456789101112131415A4.从存放的号码分别为1,2,3,…,10的卡片的盒子中,有放回地取100次,每次取一张卡片并记下号码,统计结果如下:123456789101112131415则取到号码为奇数的卡片的频率是( )
A.0.53 B.0.5 C.0.47 D.0.37解析 取到号码为奇数的卡片的次数为:13+5+6+18+11=53,则所求的频率为 =0.53.故选A.
答案 A1234567891011121314155.对一批产品的长度(单位:毫米)进行抽样检测,下图为检测结果的频率分布直方图.根据标准,产品长度在区间[20,25)上的为一等品,在区间[15,20)和区间[25,30)上的为二等品,在区间[10,15)和[30,35)上为三等品.用频率估计概率,现从该批产品中随机抽取一件,则其为二等品的概率为( )123456789101112131415A.0.09 B.0.20 C.0.25 D.0.45123456789101112131415解析 设区间[25,30)对应矩形的另一边长为x,则所有矩形面积之和为1,即(0.02+0.04+0.06+0.03+x)×5=1,解得x=0.05.产品为二等品的概率为0.04×5+0.05×5=0.45.
答案 D1234567891011121314156.在200件产品中,有192件一级品,8件二级品,则下列事件:
①在这200件产品中任意选出9件,全部是一级品;
②在这200件产品中任意选出9件,全部是二级品;
③在这200件产品中任意选出9件,不全是二级品.
其中________是必然事件;________是不可能事件;________是随机事件.③②①7.已知某运动员每次投篮命中的概率都为40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三个随机数为一组,代表三次投篮的结果.经随机模拟产生了如下20组随机数:
907 966 191 925 271 932 812 458 569 683
431 257 393 027 556 488 730 113 537 989
据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为________.123456789101112131415123456789101112131415答案 0.251234567891011121314158.若随机事件A,B互斥,A,B发生的概率均不等于0,且P(A)=2-a,
P(B)=4a-5,则实数a的取值范围是_________.9.某保险公司利用简单随机抽样方法,对投保车辆进行抽样,样本车辆中每辆车的赔付结果统计如下:123456789101112131415(1)若每辆车的投保金额均为2 800元,估计赔付金额大于投保金额的概率;解 设A表示事件“赔付金额为3 000元”,B表示事件“赔付金额为4 000元”,以频率估计概率得123456789101112131415由于投保金额为2 800元,赔付金额大于投保金额对应的情形是赔付金额为3 000元和4 000元,所以其概率为P(A)+P(B)=0.15+0.12=0.27.(2)在样本车辆中,车主是新司机的占10%,在赔付金额为4 000元的样本车辆中,车主是新司机的占20%,估计在已投保车辆中,新司机获赔金额为4 000元的概率.
解 设C表示事件“投保车辆中新司机获赔4 000元”,由已知,样本车辆中车主为新司机的有0.1×1 000=100(辆),而赔付金额为4 000元的车辆中,车主为新司机的有0.2×120=24(辆),所以样本车辆中新司机车主获赔金额为4 000元的频率为 =0.24,由频率估计概率得P(C)=0.24.12345678910111213141512345678910111213141510.从某学校的800名男生中随机抽取50名测量其身高,被测学生身高全部介于155 cm和195 cm之间,将测量结果按如下方式分组:第一组[155,160),第二组[160,165),…,第八组[190,195],如图是按上述分组方法得到的频率分布直方图的一部分,已知第一组与第八组人数相同,第六组的人数为4.(1)求第七组的频率;
解 第六组的频率为 =0.08,所以第七组的频率为1-0.08-5×(0.008×2+0.016+0.04×2+0.06)=0.06.123456789101112131415123456789101112131415(2)估计该校的800名男生的身高的中位数以及身高在180 cm以上(含180 cm)的人数;123456789101112131415解 身高在第一组[155,160)的频率为0.008×5=0.04,
身高在第二组[160,165)的频率为0.016×5=0.08,
身高在第三组[165,170)的频率为0.04×5=0.2,
身高在第四组[170,175)的频率为0.04×5=0.2,
由于0.04+0.08+0.2=0.32<0.5,0.04+0.08+0.2+0.2=0.52>0.5,估计这所学校的800名男生的身高的中位数为m,则170
由0.04+0.08+0.2+(m-170)×0.04=0.5,
得m=174.5,
所以可估计这所学校的800名男生的身高的中位数为174.5.
由直方图得后三组频率为0.08+0.06+0.008×5=0.18,
所以身高在180 cm以上(含180 cm)的人数为0.18×800=144.123456789101112131415(3)若从身高属于第六组和第八组的所有男生中随机抽取两名男生,记他们的身高分别为x,y,事件E={|x-y|≤5},事件F={|x-y|>15},求P(E∪F).123456789101112131415解 第六组[180,185)的人数为4,设为a,b,c,d,第八组[190,195]的人数为2,设为A,B,则从中选两名男生有ab,ac,ad,bc,bd,cd,aA,bA,cA,dA,aB,bB,cB,dB,AB,共15种情况,
因事件E={|x-y|≤5}发生当且仅当随机抽取的两名男生在同一组,所以事件E包含的基本事件为ab,ac,ad,bc,bd,cd,AB,共7种情况,故P(E)= .123456789101112131415由于|x-y|max=195-180=15,
所以事件F={|x-y|>15}是不可能事件,P(F)=0.
由于事件E和事件F是互斥事件,
所以P(E∪F)=P(E)+P(F)= .12345678910111213141511.在一次随机试验中,彼此互斥的事件A,B,C,D的概率分别是0.2,0.2,0.3,0.3,则下列说法正确的是( )
A.A+B与C是互斥事件,也是对立事件
B.B+C与D是互斥事件,也是对立事件
C.A+C与B+D是互斥事件,但不是对立事件
D.A与B+C+D是互斥事件,也是对立事件123456789101112131415解析 由于A,B,C,D彼此互斥,且A+B+C+D是一个必然事件,故其事件的关系可由如图所示的Venn图表示,由图可知,任何一个事件与其余3个事件的和事件必然是对立事件,任何两个事件的和事件与其余两个事件的和事件也是对立事件,故选D.
答案 D12.如图所示,茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,则甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率为________.123456789101112131415解析 记其中被污损的数字为x,依题意得甲的5次综合测评的平均成绩是 ×(80×2+90×3+8+9+2+1+0)=90,123456789101112131415所以x的可能取值是0~7,123456789101112131415912345678910111213141514.如图,A地到火车站共有两条路径L1和L2,现随机抽取100位从A地到达火车站的人进行调查,调查结果如下:(1)试估计40分钟内不能赶到火车站的概率;
解 由已知共调查了100人,其中40分钟内不能赶到火车站的有12+12+16+4=44(人),
故用频率估计相应的概率为0.44.123456789101112131415(2)分别求通过路径L1和L2所用时间落在上表中各时间段内的频率;
解 选择L1的有60人,选择L2的有40人,故由调查结果得频率为123456789101112131415(3)现甲、乙两人分别有40分钟和50分钟时间用于赶往火车站,为了尽最大可能在允许的时间内赶到火车站,试通过计算说明,他们应如何选择各自的路径.
解 设A1,A2分别表示甲选择L1和L2时,在40分钟内赶到火车站;B1,B2分别表示乙选择L1和L2时,在50分钟内赶到火车站.
由(2)知P(A1)=0.1+0.2+0.3=0.6,
P(A2)=0.1+0.4=0.5,
∵P(A1)>P(A2),∴甲应选择L1;
同理,P(B1)=0.1+0.2+0.3+0.2=0.8,
P(B2)=0.1+0.4+0.4=0.9,
∵P(B1)∴乙应选择L2.12345678910111213141515.随机抽取一个年份,对西安市该年4月份的天气情况进行统计,结果如下:123456789101112131415(1)在4月份任取一天,估计西安市在该天不下雨的概率;123456789101112131415(2)西安市某学校拟从4月份的一个晴天开始举行连续2天的运动会,估计运动会期间不下雨的概率.
解 称相邻的两个日期为“互邻日期对”(如,1日与2日,2日与3日等),这样,在4月份中,前一天为晴天的互邻日期对有16个,其中后一天不下雨的有14个,所以晴天的次日不下雨的频率为 ,以频率估计概率,运动会期间不下雨的概率为 .123456789101112131415本课结束