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高一年级
数学
随机事件与概率(第三课时)
对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用P(A)表示.
思考
以下三个试验,它们的共同特征有哪些?
①袋子中装有10个质地和大小完全相同的球,分别标有
数字0,1,2,…,9,随机取出一个球,观察球的号码;
②抛掷一枚均匀硬币,观察它落地时哪一面朝上;
③掷一枚质地均匀骰子,观察它落地时朝上的面的点数.
①袋子中装有10个质地和大小完全相同的球,分别标有
数字0,1,2,…,9,随机取出一个球,观察球的号码:
样本空间Ω1
={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},
每个号码出现的可能性是相等的;
样本空间Ω2
={正面向上,反面向上},
哪面向上出现的可能性是相等的;
②抛掷一枚均匀硬币,观察它落地时哪一面朝上:
③掷一枚质地均匀骰子,观察它落地时朝上的面的点数:
样本空间Ω3
={1,2,3,4,5,6},
落地时朝上的面的点数出现的可能性是相等的.
Ω3
={1,2,3,4,5,6},
每个样本点发生的可能性相等.
样本空间
Ω1
={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},
样本点有限,
Ω2
={正面向上,反面向上},
具有以上两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型.
1.有限性:样本空间的样本点只有有限个;
2.等可能性:每个样本点发生的可能性相等.
问题1
一个班级中有18名男生、22名女生,采用抽签的方式,从中随机选择一名学生,事件A=“抽到男生”,如何度量事件A发生的可能性大小?
分析:班级中共有40名学生,从中选择一名学生,
样本点有限,
随机选取,选到每个学生的可能性都相等,
是古典概型.
问题1
一个班级中有18名男生、22名女生,采用抽签的方式,从中随机选择一名学生,事件A=“抽到男生”,如何度量事件A发生的可能性大小?
解:样本空间中共有40个样本点,
.
事件A=“抽到男生”包含18个样本点,
因此,事件A发生的可能性大小为
,
.
所以,
分析:用1表示硬币“正面朝上”,用0表示硬币“反面朝
上”,
等可能发生,
是古典概型.
样本点有限,
样本空间Ω
={(1,1,1),(1,1,0),(1,0,1),(1,0,0),
(0,1,1),(0,1,0),
(0,0,1),(0,0,0)},共有8个.
问题2
抛掷一枚质地均匀的硬币3次,事件B=“恰好一次正面朝上”,如何度量事件B发生的可能性大小?
问题2
抛掷一枚质地均匀的硬币3次,事件B=“恰好一次正面朝上”,如何度量事件B发生的可能性大小?
解:样本空间Ω
,共有8个有限的样本点,
事件B={(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)}包含3个样本点,
所以,事件B发生的可能性大小为
,
.
所以,
一般地,设试验E是古典概型,样本空间Ω包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率
:事件A包含的样本点个数
:样本空间Ω包含的样本点总个数
.
例
单项选择题是标准化考试中常用的题型,一般是从A,B,C,D四个选项中选择一个正确答案.如果考生掌握了考查的内容,他可以选择唯一正确的答案.假设考生有一题不会做,他随机地选择一个答案,答对的概率是多少?
随机选择一个答案,表明每个样本点发生的
可能性相等,
分析:
样本空间Ω={A,B,C,D},样本点有限,
是古典概型.
解:
设事件M=“选中正确答案”,
=4,
因为正确答案是唯一的,所以
=1,
样本空间Ω={A,B,C,D},
所以,考生随机选择一个答案,答对的概率
.
.
所以,
思考
在标准化考试中也有多选题,多选题是从A,B,C,
D四个选项中选出所有正确的答案(四个选项中至少有一
个选项是正确的).你认为单选题和多选题哪种更难选对?
为什么?
①只有一个选项:
A,B,C,
D
,共4种结果;
分析:多选题,至少有一个选项正确,可分为以下四类:
②含有两个选项:
AB,
AC,
AD,
BC,
BD,CD,共6种结果;
③含有三个选项:ABC,
ABD,
ACD,BCD,共4种结果;
④含有四个选项:ABCD,只有1种结果,
所有可能的选择共15种结果,
=15.
分析:因为正确答案是唯一的,
所以答对多选题包含的样本点数为1,
所以,答对多选题的概率是
.
所以答对多选题会更难.
因为
,
例
抛掷两枚质地均匀的骰子(标记为I号和II号),观察两枚骰子分别可能出现的基本结果.
(1)写出这个试验的样本空间,并判断这个试验是否为古典概型;
(2)求下列事件的概率:
A=“两个点数之和是5”;
B=“两个点数相等”;
C=“I号骰子的点数大于Ⅱ号骰子的点数”.
m表示I号骰子出现的点数,n表示Ⅱ号骰子出现的点数.
分析:用有序实数对(m,n)表示掷两枚骰子试验的结果,
1
2
3
4
5
6
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
(1,6)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
(2,6)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
(3,6)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
(4,6)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
(5,6)
6
(6,1)
(6,2)
(6,3)
(6,4)
(6,5)
(6,6)
m
n
样本空间Ω:
是古典概型.
=36
,满足有限性,
m表示I号骰子出现的点数,n表示Ⅱ号骰子出现的点数.
解:用有序实数对(m,n)表示掷两枚骰子试验的结果,
(1)样本空间
,
骰子的质地均匀,满足等可能性,
解:(2)事件A=“两个点数之和是5”,
包含的样本点:{(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)},
所以,
.
=4
,
n(Ω)=36
,
m+n=5,
即
解:(2)事件B=“两个点数相等”,
包含的样本点:
{(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6)},
所以,
.
=6
,
n(Ω)=36
,
m=n,
即
m>n,
即
分析:事件C=“I号骰子的点数大于Ⅱ号骰子的点数”,
m
n
1
2
3
4
5
6
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
(1,6)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
(2,6)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
(3,6)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
(4,6)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
(5,6)
6
(6,1)
(6,2)
(6,3)
(6,4)
(6,5)
(6,6)
=15
,
n(Ω)=36
,
解:(2)事件C=“I号骰子的点数大于Ⅱ号骰子的点数”,
包含的样本点:{(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),(6,1),
(3,2),(4,2),(5,2),(6,2),(4,3),(5,3),(6,3),
(5,4),(6,4),(6,5)},
.
所以,
思考
如果不给两枚骰子标记号,会出现什么情况?你能解释其中的原因吗?
例如,无法区别(1,2)和(2,1),
样本点(1,1)和(1,2)发生的可能性大小不相等,
不是古典概型.
不能区分所抛掷出的两个点数分别属于哪枚骰子,
(3)计算样本点总个数及事件A包含的样本点个数,求出事件A的概率.
(1)明确试验的条件及要观察的结果,用适当的符号(字母、数字、数组等)表示试验的可能结果(借助图表可以帮助我们不重不漏地列出所有的可能结果);
(2)根据实际问题情境判断样本点的等可能性;
归纳
求解古典概型问题的一般思路:
例
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、
3个黄球,从中不放回地依次随机摸出2个球,求下列事件
的概率:
(1)A=“第一次摸到红球”;
(2)B=“第二次摸到红球”;
(3)AB=“两次都摸到红球”.
分析:将两个红球编号为1,2,三个黄球编号为3,4,5.
第一次摸球时有5种等可能的结果,
第二次摸球时有4种等可能的结果.
因为从中不放回地依次随机摸出2个球,
解:样本空间Ω
第一次
第二次
1
2
3
4
5
1
×
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
2
(2,1)
×
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,1)
(3,2)
×
(3,1)
(3,5)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
×
(4,5)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
×
=20
.
解:(1)事件A=“第一次摸到红球”,
所以,
.
第一次
第二次
1
2
3
4
5
1
×
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
2
(2,1)
×
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,1)
(3,2)
×
(3,1)
(3,5)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
×
(4,5)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
×
=8
,
=20
,
解:(2)事件B=“第二次摸到红球”,
第一次
第二次
1
2
3
4
5
1
×
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
2
(2,1)
×
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,1)
(3,2)
×
(3,1)
(3,5)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
×
(4,5)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
×
所以,
.
=8
,
=20
,
解:(3)事件AB=“两次都摸到红球”,
第一次
第二次
1
2
3
4
5
1
×
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
2
(2,1)
×
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,1)
(3,2)
×
(3,1)
(3,5)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
×
(4,5)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
×
所以,
.
=2
,
=20
,
变式1
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中有放回地依次随机摸出2个球,求事件AB=“两次都摸到红球”的概率.
分析:将两个红球编号为1,2,三个黄球编号为3,4,5.
第一次摸球时有5种等可能的结果,
第二次摸球时有5种等可能的结果.
因为从中有放回地依次随机摸出2个球,
变式1
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中有放回地依次随机摸出2个球,求事件AB=“两次都摸到红球”的概率.
分析:用m表示第一次摸球出现的数字,
用n表示第二次摸球出现的数字,
用数组(m,n)表示两次摸球的结果.
变式1
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中有放回地依次随机摸出2个球,求事件AB=“两次都摸到红球”的概率.
=25
,
事件AB=“两次都摸到红球”包含的样本点是
{(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)},
所以,
.
=4
,
解:样本空间
,
变式2
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中同时摸出2个球,求事件AB=“两次都摸到红球”的概率.
分析:
分析:将两个红球编号为1,2,三个黄球编号为3,4,5.
同时摸球具有无序性,
=10
.
样本空间变为
={(1,2),
(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),
(3,5),(4,5)},
变式2
袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中同时摸出2个球,求事件AB=“两次都摸到红球”的概率.
=10
,
事件AB=“两次都摸到红球”包含的样本点是
{(1,2)},
所以,
.
=1
,
解:样本空间
,
小结
1.古典概型的概念
2.概率的定义
3.求解古典概型问题的一般思路
1.从两名男生(记为B1和B2)、两名女生(记为G1和G2)中任意抽取两人.
(1)分别写出有放回简单随机抽样、不放回简单随机抽样和按性别等比例分层抽样的样本空间;
(2)在三种抽样方式下,分别计算抽到的两人都是男生的概率.
作业
作业
2.判断下面的解答是否正确,并说明理由.
某运动员连续进行两次飞碟射击练习,观察命中目标的情况,用y表示命中,用n表示没有命中,那么试验的样本空间Ω={yy,yn,ny,nn},因此事件“两次射击都命中”的概率为0.25.
作业
3.从52张扑克牌(不含大小王)中随机地抽一张牌,计算下列事件的概率:
(1)抽到的牌是7;(2)抽到的牌不是7;(3)抽到的牌是方片;(4)抽到J或Q或K;(5)抽到的牌既是红心又是草花;
(6)抽到的牌比6大比9小;(7)抽到的牌是红花色;
(8)抽到的牌是红花色或黑花色.
作业
4.从0~9这10个数中随机选择一个数,求下列事件的概率:
(1)这个数平方的个位数字为1;
(2)这个数的四次方的个位数字为1.
再见!