高考数学一轮复习(知识回扣+热点突破+能力提升)随机事件的概率 理 北师大版

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第四节随机事件的概率
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1.了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,了解概率意义以及频率与概率的区别.2.了解两个互斥事件的概率加法公式.
1.随机事件的概率的定义
在相同的条件下,大量重复进行同一试验时,随机事件A发生的频率会在某个常数附近摆动,即随机事件A发生的频率具有稳定性.这时这个常数叫作随机事件A的概率,记作P(A),且0≤P(A)≤1.
3.概率的几个基本性质
(1)概率的取值范围:[0,1].
(2)必然事件的概率P(E)=1.
(3)不可能事件的概率P(F)=0.
1.概率和频率有什么区别和联系?
提示:频率随着试验次数的变化而变化,概率却是一个常数,它是频率的科学抽象.当试验次数越来越大时,频率也越来越向概率接近,只要次数足够多,所得频率就近似地看作随机事件的概率.
2.互斥事件和对立事件有什么区别和联系?
提示:互斥事件和对立事件都是针对两个事件而言的.在一次试验中,两个互斥事件有可能都不发生,也可能有一个发生;而对立事件则是必有一个发生,但不能同时发生.所以两个事件互斥但未必对立;反之两个事件对立则它们一定互斥.
1.下列事件中,随机事件的个数为( ) ①物体在只受重力的作用下会自由下落; ②方程x 2
+2x +8=0有两个实根;
③某信息台每天的某段时间收到信息咨询的请求次数超过10次; ④下周六会下雨.
A .1
B .2
C .3
D .4
解析:选B ①为必然事件,②为不可能事件,③④为随机事件.
2.(教材习题改编)从装有5个红球和3个白球的口袋内任取3个球,那么互斥而不对立的事件是( )
A .至少有一个红球与都是红球
B .至少有一个红球与都是白球
C .至少有一个红球与至少有一个白球
D .恰有一个红球与恰有两个红球
解析:选D 对于A 中的两个事件不互斥,对于B 中的两个事件互斥且对立,对于C 中的两个事件不互斥,对于D 中的两个事件互斥而不对立.
3.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]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:选B 由对立事件的概率可求该同学的身高超过175 cm 的概率为 1-0.2-0.5=0.3.
4.甲、乙两人下棋,两人和棋的概率是12,乙获胜的概率是13
,则乙不输的概率是________.
解析:乙不输的事件为两人和棋或乙获胜,因此乙不输的概率为12+13=5
6.
答案:56
5.给出下列三个命题:
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
7;
③随机事件发生的频率就是这个随机事件发生的概率. 其中错误的命题有________个.
解析:①错,不一定是10件次品;②错,3
7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.
答案:3
[例1] (1)一个均匀的正方体玩具的各个面上分别标有数字1,2,3,4,5,6.将这个玩具向上抛掷1次,设事件A 表示“向上的一面出现奇数点”,事件B 表示“向上的一面出现的数不超过3”,事件C 表示“向上的一面出现的点数不小于4”,则( )
A .A 与
B 是互斥而非对立事件 B .A 与B 是对立事件
C .B 与C 是互斥而非对立事件
D .B 与C 是对立事件
(2)判断下列给出的每对事件是互斥事件还是对立事件,并说明理由.从40张扑克牌(红桃、黑桃、方块、梅花各10张,且点数都为1~10)中,任取一张.
①“抽出红桃”与“抽出黑桃”; ②“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”;
③“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”.
[自主解答] (1)A ∩B ={出现点数1或3},事件A ,B 不互斥更不对立;B ∩C =∅,B ∪C =Ω(Ω为所有基本事件的全集),故事件B 、C 是对立事件.
(2)①是互斥事件,不是对立事件.
原因:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出红桃”和“抽出黑桃”是不可能同时发生的,所以是互斥事件,但是,不能保证其中必有一个发生,这是由于还有可能抽出“方块”或者“梅花”,因此,二者不是对立事件.
②既是互斥事件,又是对立事件.
原因:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”是不可能同时发生的,且其中必有一个发生,所以它们既是互斥事件,又是对立事件.
③不是互斥事件,也不是对立事件.
原因:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”这两个事件可能同时发生,如抽得牌点数为10,因此,二者不是互斥事件,当然不可能是对立事件.
[答案] (1)D 【方法规律】 1.互斥事件的理解
(1)互斥事件研究的是两个事件之间的关系. (2)所研究的两个事件是在一次试验中所涉及的.
(3)两个事件互斥是从“试验的结果不能同时出现”来确定的. 2.从集合的角度理解互斥事件和对立事件
(1)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的交集为空集. (2)事件A 的对立事件A -
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.
从装有5只红球,5只白球的袋中任意取出3只球,判断下列每对事件是否为互斥事件,是否为对立事件:
(1)“取出2只红球和1只白球”与“取出1只红球和2只白球”;
(2)“取出2只红球和1只白球”与“取出3只红球”;
(3)“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只白球”;
(4)“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只红球”.
解:任取3只球,共有以下4种可能结果:“3只红球”,“2只红球1只白球”,“1只红球2只白球”,“3只白球”.
(1)“取出2只红球和1只白球”与“取出1只红球和2只白球”不可能同时发生,是互斥事件,但有可能两个都不发生,故不是对立事件.
(2)“取出2只红球1只白球”,与“取出3只红球”不可能同时发生,是互斥事件,可能同时不发生,故不是对立事件.
(3)“取出3只红球”与“取出3只球中至少有一只白球”不可能同时发生,故互斥.其中必有一个发生,故对立.
(4)“取出3只红球”与“取出3只球中至少有1只红球”可能同时发生,故不是互斥事件,也不可能是对立事件.
1.随机事件的频率与概率有着一定的联系,在统计学中,可通过计算事件发生的频率去估算事件的概率,因此,它们也成为近几年高考的命题热点.多以解答题的形式出现,有时也会以选择、填空题的形式出现.多为容易题或中档题.
2.高考对该部分内容的考查主要有以下几个命题角度:
(1)列出频率分布表;
(2)由频率估计概率;
(3)由频率计算某部分的数量.
[例2] (2013·湖南高考)某人在如图所示的直角边长为4米的三角形地块的每个格点(指纵、横直线的交叉点以及三角形的顶点)处都种了一株相同品种的作物.根据历年的种植经验,一株该种作物的年收获量Y(单位:kg)与它的“相近”作物株数X之间的关系如下表所示:
米. (1)完成下表,并求所种作物的平均年收获量;
(2)的概率.
[自主解答] (1)所种作物的总株数为1+2+3+4+5=15,其中“相近”作物株数为1的作物有2株,“相近”作物株数为2的作物有4株,“相近”作物株数为3的作物有6株,“相近”作物株数为4的作物有3株.列表如下:
51×2+48×4+45×6+42×315=102+192+270+126
15=46.
(2)由(1)知,P (Y =51)=215,P (Y =48)=4
15
.
故在所种作物中随机选取一株,它的年收获量至少为48 kg 的概率为P (Y ≥48)=P (Y =51)+P (Y =48)=215+415=2
5
.
【互动探究】
若本例中的条件不变,试估计年收获量介于[42,48]之间的可能性. 解:依题意知:
法一:P (42≤x ≤48)=P (x =42)+P (x =45)+P (x =48) =
315+615+415=1315
. 法二:P (42≤x ≤48)=1-P (x =51)=1-215=13
15.
随机事件的频率与概率的常见类型及解题策略
(1)补全或写出频率分布表.可直接依据已知条件,逐一计数,写出频率.
(2)由频率估计概率.可以根据频率与概率的关系,由频率直接估计概率.
(3)由频率估计某部分的数值.可由频率估计概率,再由概率估算某部分的数值.某射击运动员进行双向飞碟射击训练,各次训练的成绩如下表:
(2)这个运动员击中飞碟的概率约为多少?
解:利用频率公式依次计算出击中飞碟的频率.
(1)射击次数100,击中飞碟数是81,故击中飞碟的频率是81
100
=0.81,同理可求得下面的频率依次是0.792,0.82,0.82,0.793,0.794,0.807;
(2)击中飞碟的频率稳定在0.81,故这个运动员击中飞碟的概率约为0.81.
[例3] (2013·赣州模拟)经统计,在某储蓄所一个营业窗口等候的人数及相应的概率如下:
求:
(2)至少3人排队等候的概率是多少?
[自主解答] 记“无人排队等候”为事件A,“1人排队等候”为事件B,“2人排队等候”为事件C,“3人排队等候”为事件D,“4人排队等候”为事件E,“5人及5人以上排队等候”为事件F,则事件A、B、C、D、E、F互斥.
(1)记“至多2人排队等候”为事件G,则G=A∪B∪C,
所以P(G)=P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)=0.1+0.16+0.3=0.56.
(2)法一:记“至少3人排队等候”为事件H,则
H=D∪E∪F,
所以P(H)=P(D∪E∪F)=P(D)+P(E)+P(F)=0.3+0.1+0.04=0.44.
法二:记“至少3人排队等候”为事件H,则其对立事件为事件G,所以P(H)=1-P(G)=0.44.
【方法规律】
求复杂互斥事件概率的两种方法
(1)直接求法:将所求事件分解为一些彼此互斥的事件的和,运用互斥事件概率的加法公式计算.
(2)间接求法:先求此事件的对立事件,再用公式P(A)=1-P(A)求得,即运用逆向思维(正难则反),特别是“至多”“至少”型题目,用间接求法就会较简便.提醒:应用互斥事件概率的加法公式,一定要注意首先确定各个事件是否彼此互斥,然后求出各事件发生的概率,再求和(或差).
某商场有奖销售活动中,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;
(3)1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率.
解:(1)P (A )=11 000,P (B )=101 000=1100,P (C )=501 000=1
20.
故事件A ,B ,C 的概率分别为
11 000,1100,1
20
. (2)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 )=1+10+501 000=61
1 000.
故1张奖券的中奖概率为
61
1 000
. (3)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,∴P (N )=1-P (A ∪B )=1-⎝
⎛⎭⎪
⎫11 000+1100=9891 000
.
故1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率为989
1 000
.
———————————[课堂归纳——通法领悟]———————————————— 1个难点——对频率和概率的理解
(1)依据定义求一个随机事件的概率的基本方法是通过大量的重复试验,用事件发生的频率近似地作为它的概率,但是,某一事件的概率是一个常数,而频率随着试验次数的变化而
变化.
(2)概率意义下的“可能性”是大量随机事件现象的客观规律,与我们日常所说的“可能”“估计”是不同的.也就是说,单独一次结果的不确定性与积累结果的有规律性,才是概率意义下的“可能性”,事件A的概率是事件A的本质属性.
1个重点——对互斥事件与对立事件的理解
(1)对于互斥事件要抓住如下特征进行理解:
①互斥事件研究的是两个事件之间的关系;
②所研究的两个事件是在一次试验中涉及的;
③两个事件互斥是从试验的结果中不能同时出现来确定的.
(2)对立事件是互斥事件的一种特殊情况,是指在一次试验中有且只有一个发生的两个事件,集合A的对立事件记作A.从集合的角度来看,事件A所含结果的集合正是全集U中由事件A所含结果组成的集合的补集,即A∪A=U,A∩A=∅.对立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是对立事件.
易误警示(十四)
忽视概率加法公式的应用条件致误
[典例] 抛掷一枚质地均匀的骰子,向上的一面出现1点,2点,3点,4点,5点,6点的概率都是1
6
,记事件A 为“出现奇数点”,事件B 为“向上的点数不超过3”,求P (A ∪B ).
[解题指导] 由于A ∪B 中会有出现点数为1点,2点,3点,5点四个互斥事件.因此,可用概率加法公式.
[解] 记事件“出现1点”“出现2点”“出现3点”“出现5点”分别为A 1,A 2,A 3,
A 4,由题意知这四个事件彼此互斥.
故P (A ∪B )=P (A 1)+P (A 2)+P (A 3)+P (A 4)=16+16+16+16=2
3
.
[名师点评] 1.如果审题不仔细,未对A ∪B 事件作出正确判断,误认为P (A ∪B )=P (A )+P (B ),则易出现P (A ∪B )=1的错误.
2.解决互斥事件的有关问题时,应重点注意以下两点:
(1)应用加法公式时,一定要注意其前提条件是涉及的事件是互斥事件. (2)对于事件P (A ∪B )≤P (A )+P (B ),只有当A 、B 互斥时,等号成立.
[全盘巩固]
1.给出以下结论:
①互斥事件一定对立;
②对立事件一定互斥;
③互斥事件不一定对立;
④事件A与B的和事件的概率一定大于事件A的概率;
⑤事件A与B互斥,则有P(A)=1-P(B).
其中正确命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:选C 对立必互斥,互斥不一定对立,所以②③正确,①错;又当A∪B=A时,P(A ∪B)=P(A),所以④错;只有A与B为对立事件时,才有P(A)=1-P(B),所以⑤错.2.从存放号码分别为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:
A.0.53 B.0.5 C.0.47 D.0.37
解析:选A 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53
=0.53.
100
3.某种产品分甲、乙、丙三级,其中乙、丙两级均属次品,在正常生产情况下,出现乙级品和丙级品的概率分别是5%和3%,则抽检一件产品是正品(甲级品)的概率为( ) A.0.95 B.0.97 C.0.92 D.0.08
解析:选C 记“抽检一件产品是甲级品”为事件A ,“抽检一件产品是乙级品”为事件
B ,“抽检一件产品是丙级品”为事件
C ,这三个事件彼此互斥,因而抽检一件产品是正品(甲
级品)的概率为P (A )=1-P (B )-P (C )=1-5%-3%=92%=0.92.
4.从16个同类产品(其中有14个正品,2个次品)中任意抽取3个,下列事件中概率为1的是( )
A .三个都是正品
B .三个都是次品
C .三个中至少有一个是正品
D .三个中至少有一个是次品
解析:选C 16个同类产品中,只有2件次品,抽取三件产品,A 是随机事件,B 是不可能事件,C 是必然事件,D 是随机事件,又必然事件的概率为1,故C 正确.
5.从某校高二年级的所有学生中,随机抽取20人,测得他们的身高(单位:cm)分别为: 162 153 148 154 165 168 172 171 173 150 151 152 160 165 164 179 149 158 159 175
根据样本频率分布估计总体分布的原理,在该校高二年级的所有学生中任抽一人,估计该生的身高在155.5 cm ~170.5 cm 之间的概率为( )
A.25
B.12
C.23
D.13
解析:选A 从已知数据可以看出,在随机抽取的这20位学生中,身高在155.5 cm ~170.5 cm 之间的学生有8人,频率为2
5,故可估计在该校高二年级的所有学生中任抽一人,其身高在
155.5 cm ~170.5 cm 之间的概率为2
5
.
6.在一次随机试验中,彼此互斥的事件A 、B 、C 、D 的概率分别为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
解析:选D 因为P (A )=0.2,P (B )=0.2,P (C )=0.3,P (D )=0.3,且P (A )+P (B )+P (C )+P (D )=1,所以A 与B +C +D 是互斥,也是对立事件.
7.一个袋子中有红球5个,黑球4个,现从中任取5个球,则至少有1个红球的概率为________.
解析:“从中任取5个球,至少有1个红球”是必然事件,必然事件发生的概率为1. 答案:1
8.抛掷一粒骰子,观察掷出的点数,设事件A 为“出现奇数点”,事件B 为“出现2点”,已知P (A )=12,P (B )=1
6
,则出现奇数点或2点的概率为________.
解析:由题意知“出现奇数点”的概率是事件A 的概率,“出现2点”的概率是事件B 的概率,事件A ,B 互斥,则“出现奇数点或2点”的概率为P (A )+P (B )=12+16=2
3
.
答案:23
9.甲、乙两颗卫星同时监测台风,在同一时刻,甲、乙两颗卫星准确预报台风的概率分别为0.8和0.75,则在同一时刻至少有一颗卫星预报准确的概率为________.
解析:P =1-0.2×0.25=0.95. 答案:0.95
10.假设甲、乙两种品牌的同类产品在某地区市场上销售量相等,为了解他们的使用寿命,现从这两种品牌的产品中分别随机抽取100个进行测试,结果统计如下:
(1)估计甲品牌产品寿命小于200小时的概率;
(2)这两种品牌产品中,某个产品已使用了200小时,试估计该产品是甲品牌的概率. 解:(1)甲品牌产品寿命小于200小时的频率为5+20100=1
4,用频率估计概率,可得甲品牌
产品寿命小于200小时的概率为1
4
.
(2)根据频数分布图可得寿命大于200小时的两种品牌产品共有75+70=145(个),其中甲品牌产品有75个,所以在样本中,寿命大于200小时的产品是甲品牌的频率是75145=15
29,
用频率估计概率,所以已使用了200小时的该产品是甲品牌的概率为15
29
.
11. (2014·通化模拟)有A 、B 、C 、D 、E 五位工人参加技能竞赛培训.现分别从A 、B 二人在培训期间参加的若干次预赛成绩中随机抽取8次.用如图所示茎叶图表示这两组数据.
(1)A 、B 二人预赛成绩的中位数分别是多少?
(2)现要从A 、B 中选派一人参加技能竞赛,从平均状况和方差的角度考虑,你认为派哪位工人参加合适?请说明理由;
(3)若从参加培训的5位工人中选2人参加技能竞赛,求A 、B 二人中至少有一人参加技能竞赛的概率.
解:(1)A 的中位数是83+852=84,B 的中位数是84+82
2=83.
(2)派A 参加比较合适.理由如下:
x A =1
8(75+80+80+83+85+90+92+95)=85, x B =18
(73+79+81+82+84+88+95+98)=85,
s 2A =18
[(75-85)2+(80-85)2+(80-85)2+(83-85)2+(85-85)2+(90-85)2
+(92-
85)2+(95-85)2
]=41,
s 2B =1
8
[(73-85)2+(79-85)2+(81-85)2+(82-85)2+(84-85)2+(88-85)2
+(95-
85)2+(98-85)2
]=60.5.
∵x A =x B ,s 2
A <s 2
B ∴A 的成绩较稳定,派A 参加比较合适.
(3)任派两个(A ,B ),(A ,C ),(A ,D ),(A ,E ),(B ,C ),(B ,D ),(B ,E ),(C ,D ),(C ,
E ),(D ,E )共10种情况;A 、B 两人都不参加有(C ,D ),(C ,E ),(D ,E )3种.
至少有一个参加的对立事件是两个都不参加,所以P =1-310=7
10
.
12.(2012·北京高考)近年来,某市为了促进生活垃圾的分类处理,将生活垃圾分为厨余垃圾、可回收物和其他垃圾三类,并分别设置了相应的垃圾箱.为调查居民生活垃圾分类投放情况,现随机抽取了该市三类垃圾箱中总计1 000吨的生活垃圾,数据统计如下(单位:吨).
(1)(2)试估计生活垃圾投放错误的概率;
(3)假设厨余垃圾在“厨余垃圾”箱、“可回收物”箱、“其他垃圾”箱的投放量分别为
a ,
b ,
c ,其中a >0,a +b +c =600.当数据a ,b ,c 的方差s 2最大时,写出a ,b ,c 的值(结
论不要求证明),并求此时s 2
的值.
注:s 2
=1n
[(x 1-x -)2+(x 2-x -)2+…+(x n -x -)2],其中x -为数据x 1,x 2,…,x n 的平均

解:(1)厨余垃圾投放正确的概率约为
“厨余垃圾”箱里厨余垃圾量厨余垃圾总量=400400+100+100=2
3
.
(2)设生活垃圾投放错误为事件A ,则事件A 表示生活垃圾投放正确.
事件A 的概率约为“厨余垃圾”箱里厨余垃圾量、“可回收物”箱里可回收物量与“其他垃圾”箱里其他垃圾量的总和除以生活垃圾总量,即P (A )≈
400+240+60
1 000
=0.7,所以
P (A )≈1-0.7=0.3.
(3)当a =600,b =c =0时,s 2
取得最大值.
因为x -=13(a +b +c )=200,所以s 2=13[(600-200)2+(0-200)2+(0-200)2
]
=80 000. [冲击名校]
袋中有红球、黑球、黄球、绿球若干,从中任取一球,得到红球的概率为1
3
,得到黑球或
黄球的概率为512,得到黄球或绿球的概率为5
12
,求得到黑球、得到黄球、得到绿球的概率分别是多少?
解:记“得到红球”为事件A ,“得到黑球”为事件B ,“得到黄球”为事件C ,“得到绿球”为事件D ,事件A ,B ,C ,D 显然彼此互斥,则由题意可知,
P (A )=13
,①
P (B ∪C )=P (B )+P (C )=512
,② P (C ∪D )=P (C )+P (D )=5
12,③
由事件A 和事件B ∪C ∪D 是对立事件可得
P (A )=1-P (B ∪C ∪D )=1-[P (B )+P (C )+P (D )],
即P (B )+P (C )+P (D )=1-P (A )=1-13=2
3,④
②③④联立可得P (B )=14,P (C )=16,P (D )=1
4
.
即得到黑球、得到黄球、得到绿球的概率分别是14,16,1
4.
[高频滚动]
已知(1+x +mx 2)10
的展开式中x 4
的系数大于-330,求m 的取值范围.
解:因为(1+x +mx 2)10
=[1+x (mx +1)]10
=1+C 1
10x ×(mx +1)+C 2
10x 2
(mx +1)2
+C 3
10x 3
(mx +1)3
+C 4
10x 4
(mx +1)4
+…+C 1010x 10
(mx +1)10
.
由此可知,上式中只有第三、四、五项的展开式中含有x 4
项,其系数分别为:C 2
10m 2
,C 3
10C 2
3
m ,C 410.
由已知,得C 2
10m 2
+C 3
10C 2
3m +C 4
10>-330.
化简整理,得m 2+8m +12>0,即(m +2)(m +6)>0. 解得m >-2或m <-6.
故m 的取值范围为(-∞,-6)∪(-2,+∞).。

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