数学人教A版必修3课件:3.2.1 古典概型1
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1.古典概型的特点 如果某类概率模型具有以下两个特点:
(1)试验中所有可能出现的基本事件_只__有__有__限__个__; (2)每个基本事件出现的_可__能__性__相__等__. 我们将具有这两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.
2.古典概型的概率公式 A包含的基本事件的个数
对于任何事件 A,P(A)=_____基__本__事__件__的__总__数_____.
(3)记“至少摸出 1 个黑球”为事件 B, 则事件 B 包含的基本事件为 ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,共 7 个基本事 件, 所以 P(B)=170=0.7, 即至少摸出 1 个黑球的概率为 0.7.
1.求古典概型概率的计算步骤 (1)确定基本事件的总数 n; (2)确定事件 A 包含的基本事件的个数 m; (3)计算事件 A 的概率 P(A)=mn . 2.解决古典概型问题的基本方法是列举法,但对于较复杂的 古典概型问题,可采用转化的方法:一是将所求事件转化为彼此 互斥事件的和;二是先求对立事件的概率,再求所求事件的概率.
【答案】 (1)A (2)C
1.基本事件具有以下特点:①不可能再分为更小的随机事件; ②两个基本事件不可能同时发生.
2.判断随机试验是否为古典概型,关键是抓住古典概型的两 个特征——有限性和等可能性,二者缺一不可.
[再练一题] 1.下列试验是古典概型的为________. ①从 6 名同学中选出 4 人参加数学竞赛,每人被选中的可能性大小; ②同时掷两颗骰子,点数和为 6 的概率; ③近三天中有一天降雨的概率; ④10 人站成一排,其中甲、乙相邻的概率.
随手练
某校高一年级要组建数学、计算机、航空模型三个兴趣小组,某学生只选
报其中的 2 个,则基本事件共有( )
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
【解析】 基本事件有(数学,计算机),(数学,航空模型),(计算机,航空 模型)共 3 个.
【答案】 C
教材整理 2 古典概型 阅读教材,完成下列问题.
3.2.1 古典概型
1.了解基本事件的特点,能写出一次试验所出现的基本事件.(易 错易混点)
2.理解古典概型及其概率计算公式,会判断古典概型.(难点) 3.会用列举法求古典概型的概率.(重点)
[基础·初探] 教材整理 1 基本事件的特点 阅读教材,完成下列问题. 1.任何两个基本事件是_互__斥__的__. 2.任何事件(除不可能事件)都可以表示成_基__本__事__件__的__和__.
(1)记事件 A 为“三次颜色恰有两次同色”. ∵A 中含有基本事件个数为 m=6,
∴P(A)=mn =68=0.75. (2)记事件 B 为“三次颜色全相同”. ∵B 中含基本事件个数为 m=2, ∴P(B)=mn =28=0.25. (3)记事件 C 为“三次摸到的红球多于白球”. ∵C 中含有基本事件个数为 m=4, ∴P(C)=48=0.5.
(3)记“点数之和能被 3 整除”为事件 C,则事件 C 包含的基本事件共 12 个: (1,2),(2,1),(1,5),(5,1),(2,4),(4,2),(3,3),(3,6),(6,3),(4,5),(5,4),(6,6).故 P(C)=1326=13.
出一本是物理书的概率为________.
【解析】 从中随机抽出一本书共有 10 种取法,抽到物理书有 3 种情况,
故抽到物理书的概率为130.
【答案】
3 10
[小组合作型] 类型 1 基本事件和古典概型的判断
例 1 (1)抛掷一枚骰子,下列不是基本事件的是( ) A.向上的点数是奇数 B.向上的点数是 3 C.向上的点数是 4 D.向上的点数是 6
[再练一题] 3.袋中有红、白色球各一个,每次任取一个,有放回地摸三次,求基本事 件的个数,写出所有基本事件的全集,并计算下列事件的概率: (1)三次颜色恰有两次同色;(2)三次颜色全相同; (3)三次摸到的红球多于白球.
解 每个基本事件为(x,y,z),其中 x,y,z 分别取红、白球,故基本事件 个数 n=8 个.全集 I={(红,红,红),(红,红,白),(红,白,红),(白,红, 红),(红,白,白),(白,红,白),(白,白,红),(白,白,白)}.
(1)记“点数之和出现 7 点”为事件 A,从图中可以看出,事件 A 包含的基本 事件共 6 个:(6,1),(5,2),(4,3),(3,4),(2,5),(1,6).故 P(A)=366=16.
(2)记“出现两个 4 点”为事件 B,从图中可以看出,事件 B 包含的基本事件 只有 1 个,即(4,4).故 P(B)=316.
[探究共研型] 探究点 1 基本事件的特征
探究 1 为什么说基本事件是彼此互斥的? 【提示】 基本事件是试验的最基本结果,这些基本结果不能用其他结果 加以描述.在一次试验中,只可能出现一种结果,即产生一个基本事件,如掷 骰子试验中,一次试验只会出现一个点数,任何两个点数不可能在一次试验中 同时发生,即基本事件不可能同时发生,因而基本事件是彼此互斥的,但其他 试验结果都可以用基本事件加以描述.
解 (1)这个试验包含的基本事件有:(正,正,正),(正,正,反),(正,反, 正),(反,正,正),(正,反,反),(反,正,反),(反,反,正),(反,反,反).
(2)这个试验包含的基本事件的总数是 8. (3)“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含以下 3 个基本事件:(正,正,反), (正,反,正),(反,正,正).
2.甲、乙、丙三名同学站成一排,甲站在中间的概率是( )
1
1
A.6
B.2
1
2
C.3
D.3
【解析】 基本事件有:甲乙丙、甲丙乙、乙甲丙、乙丙甲、丙甲乙、丙
乙甲共六个,甲站在中间的事件包括乙甲丙、丙甲乙共 2 个,所以甲站在中间
的概率:P=26=13.
【答案】 C
3.若书架上放的数学、物理、化学书分别是 5 本,3 本,2 本,则随机抽
【解析】 (1)向上的点数是奇数包含三个基本事件:向上的点数是 1,向上 的点数是 3,向上的点数是 5,则 A 项不是基本事件,B,C,D 项均是基本事 件.故选 A.
(2)A 项中由于点数的和出现的可能性不相等,故 A 不是;B 项中的基本事 件是无限的,故 B 不是;C 项满足古典概型的有限性和等可能性,故 C 是;D 项中基本事件既不是有限个也不具有等可能性,故 D 不是.
下列三类试验都不是古典概型: (1)基本事件个数有限,但非等可能; (2)基本事件个数无限,但等可能; (3)基本事件个数无限,也不等可能.
探究 4 举例说明古典概型的概率与模型选择无关? 【提示】 以“甲、乙、丙三位同学站成一排,计算甲站在中间的概率”为例, 若从三个同学的站位顺序来看,则共有“甲乙丙”、“甲丙乙”、“乙甲丙”、“乙丙 甲”、“丙甲乙”、“丙乙甲”六种结果,其中“甲站在中间”包含“乙甲丙”、“丙甲乙” 两个基本事件,因此所求事件的概率为 P=26=13;若仅从甲的站位来看,则只有 “甲站 1 号位”、“甲站 2 号位”、“甲站 3 号位”三种结果,其中“甲站在中间”只有 “甲站 2 号位”这一种情况,因此所求概率为 P=13.
类型 3 简单的古典概型的概率计算
例 3 袋子中装有除颜色外其他均相同的编号为 a,b 的 2 个黑球和编号为 c,d, e 的 3 个红球,从中任意摸出 2 个球.
(1)写出所有不同的结果; (2)求恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球的概率; (3)求至少摸出 1 个黑球的概率.
【精彩点拨】 (1)可以利用初中学过的树状图写出;(2)找出恰好摸出 1 个 黑球和 1 个红球的基本事件,利用古典概型的概率计算公式求出;(3)找出至少 摸出 1 个黑球的基本事件,利用古典概型的概率计算公式求出.
1.在求基本事件时,一定要按规律去写,这样不容易漏写. 2.确定基本事件是否与顺序有关. 3.写基本事件时,主要用列举法,具体写时可用列表法或 树状图法.
[再练一题] 2.连续掷 3 枚硬币,观察这 3 枚硬币落在地面上时是正面朝上还是反面朝 上. (1)写出这个试验的所有基本事件; (2)求这个试验的基本事件的总数; (3)“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含哪些基本事件?
探究 2 基本事件的表示方法有哪些?
【提示】 写出所有的基本事件可采用的方法较多,例如列表法、坐标系 法、树状图法,但不论采用哪种方法,都要按一定的顺序进行,做到不重不漏.Leabharlann 探究点 2 古典概型的特征
探究 3 古典概型有何特点?何为非古典概型?
【提示】 一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的 两个特点:有限性和等可能性,并不是所有的试验都是古典概型.
(2)下列是古典概型的是( ) A.任意抛掷两枚骰子,所得点数之和作为基本事件 B.求任意的一个正整数平方的个位数字是 1 的概率,将取出的正整数作为 基本事件 C.从甲地到乙地共 n 条路线,求某人正好选中最短路线的概率 D.抛掷一枚均匀硬币首次出现正面为止 【精彩点拨】 结合基本事件及古典概型的定义进行判断,基本事件是最 小的随机事件,而古典概型要两个特征——有限性和等可能性.
随手练 1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若一次试验的结果所包含的基本事件的个数为有限个,则该试验符合古 典概型.( ) (2)“抛掷两枚硬币,至少一枚正面向上”是基本事件.( ) (3)从装有三个大球、一个小球的袋中,取出一球的试验是古典概型.( ) (4)一个古典概型的基本事件数为 n,则每一个基本事件出现的概率都是 1 n.( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√
解 (1)用树状图表示所有的结果为:
所以所有不同的结果是 ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de. (2)记“恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球”为事件 A, 则事件 A 包含的基本事件为 ac,ad,ae,bc,bd,be,共 6 个基本事件, 所以 P(A)=160=0.6, 即恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球的概率为 0.6.
例 4 先后抛掷两枚大小相同的骰子. (1)求点数之和出现 7 点的概率; (2)求出现两个 4 点的概率; (3)求点数之和能被 3 整除的概率.
【精彩点拨】 明确先后掷两枚骰子的基本事件总数,然后用古典概型概 率计算公式求解,可借图来确定基本事件情况.
解 如图所示,从图中容易看出基本事件与所描点一一对应,共 36 种.
(1)试验的基本事件; (2)事件“朝下点数之和大于 3”; (3)事件“朝下点数相等”; (4)事件“朝下点数之差的绝对值小于 2”.
【精彩点拨】 根据事件的定义,按照一定的规则找到试验中所有可能发 生的结果,列举出来即可.
解 (1)这个试验的基本事件为: (1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4), (4,1),(4,2),(4,3),(4,4). (2)事件“朝下点数之和大于 3”包含以下 13 个基本事件: (1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3), (4,4). (3)事件“朝下点数相等”包含以下 4 个基本事件:(1,1),(2,2),(3,3),(4,4). (4)事件“朝下点数之差的绝对值小于 2”包含以下 10 个基本事件:(1,1),(1,2), (2,1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),(3,4),(4,3),(4,4).
【解析】 ①②④是古典概型,因为符合古典概型的定义和特点.③不是 古典概型,因为不符合等可能性,降雨受多方面因素影响.
【答案】 ①②④
类型 2 基本事件的计数问题
例 2 有两个正四面体的玩具,其四个面上分别标有数字 1,2,3,4,下面做投掷这 两个正四面体玩具的试验:用(x,y)表示结果,其中 x 表示第 1 个正四面体玩具 朝下的点数,y 表示第 2 个正四面体玩具朝下的点数.试写出:
(1)试验中所有可能出现的基本事件_只__有__有__限__个__; (2)每个基本事件出现的_可__能__性__相__等__. 我们将具有这两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.
2.古典概型的概率公式 A包含的基本事件的个数
对于任何事件 A,P(A)=_____基__本__事__件__的__总__数_____.
(3)记“至少摸出 1 个黑球”为事件 B, 则事件 B 包含的基本事件为 ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,共 7 个基本事 件, 所以 P(B)=170=0.7, 即至少摸出 1 个黑球的概率为 0.7.
1.求古典概型概率的计算步骤 (1)确定基本事件的总数 n; (2)确定事件 A 包含的基本事件的个数 m; (3)计算事件 A 的概率 P(A)=mn . 2.解决古典概型问题的基本方法是列举法,但对于较复杂的 古典概型问题,可采用转化的方法:一是将所求事件转化为彼此 互斥事件的和;二是先求对立事件的概率,再求所求事件的概率.
【答案】 (1)A (2)C
1.基本事件具有以下特点:①不可能再分为更小的随机事件; ②两个基本事件不可能同时发生.
2.判断随机试验是否为古典概型,关键是抓住古典概型的两 个特征——有限性和等可能性,二者缺一不可.
[再练一题] 1.下列试验是古典概型的为________. ①从 6 名同学中选出 4 人参加数学竞赛,每人被选中的可能性大小; ②同时掷两颗骰子,点数和为 6 的概率; ③近三天中有一天降雨的概率; ④10 人站成一排,其中甲、乙相邻的概率.
随手练
某校高一年级要组建数学、计算机、航空模型三个兴趣小组,某学生只选
报其中的 2 个,则基本事件共有( )
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
【解析】 基本事件有(数学,计算机),(数学,航空模型),(计算机,航空 模型)共 3 个.
【答案】 C
教材整理 2 古典概型 阅读教材,完成下列问题.
3.2.1 古典概型
1.了解基本事件的特点,能写出一次试验所出现的基本事件.(易 错易混点)
2.理解古典概型及其概率计算公式,会判断古典概型.(难点) 3.会用列举法求古典概型的概率.(重点)
[基础·初探] 教材整理 1 基本事件的特点 阅读教材,完成下列问题. 1.任何两个基本事件是_互__斥__的__. 2.任何事件(除不可能事件)都可以表示成_基__本__事__件__的__和__.
(1)记事件 A 为“三次颜色恰有两次同色”. ∵A 中含有基本事件个数为 m=6,
∴P(A)=mn =68=0.75. (2)记事件 B 为“三次颜色全相同”. ∵B 中含基本事件个数为 m=2, ∴P(B)=mn =28=0.25. (3)记事件 C 为“三次摸到的红球多于白球”. ∵C 中含有基本事件个数为 m=4, ∴P(C)=48=0.5.
(3)记“点数之和能被 3 整除”为事件 C,则事件 C 包含的基本事件共 12 个: (1,2),(2,1),(1,5),(5,1),(2,4),(4,2),(3,3),(3,6),(6,3),(4,5),(5,4),(6,6).故 P(C)=1326=13.
出一本是物理书的概率为________.
【解析】 从中随机抽出一本书共有 10 种取法,抽到物理书有 3 种情况,
故抽到物理书的概率为130.
【答案】
3 10
[小组合作型] 类型 1 基本事件和古典概型的判断
例 1 (1)抛掷一枚骰子,下列不是基本事件的是( ) A.向上的点数是奇数 B.向上的点数是 3 C.向上的点数是 4 D.向上的点数是 6
[再练一题] 3.袋中有红、白色球各一个,每次任取一个,有放回地摸三次,求基本事 件的个数,写出所有基本事件的全集,并计算下列事件的概率: (1)三次颜色恰有两次同色;(2)三次颜色全相同; (3)三次摸到的红球多于白球.
解 每个基本事件为(x,y,z),其中 x,y,z 分别取红、白球,故基本事件 个数 n=8 个.全集 I={(红,红,红),(红,红,白),(红,白,红),(白,红, 红),(红,白,白),(白,红,白),(白,白,红),(白,白,白)}.
(1)记“点数之和出现 7 点”为事件 A,从图中可以看出,事件 A 包含的基本 事件共 6 个:(6,1),(5,2),(4,3),(3,4),(2,5),(1,6).故 P(A)=366=16.
(2)记“出现两个 4 点”为事件 B,从图中可以看出,事件 B 包含的基本事件 只有 1 个,即(4,4).故 P(B)=316.
[探究共研型] 探究点 1 基本事件的特征
探究 1 为什么说基本事件是彼此互斥的? 【提示】 基本事件是试验的最基本结果,这些基本结果不能用其他结果 加以描述.在一次试验中,只可能出现一种结果,即产生一个基本事件,如掷 骰子试验中,一次试验只会出现一个点数,任何两个点数不可能在一次试验中 同时发生,即基本事件不可能同时发生,因而基本事件是彼此互斥的,但其他 试验结果都可以用基本事件加以描述.
解 (1)这个试验包含的基本事件有:(正,正,正),(正,正,反),(正,反, 正),(反,正,正),(正,反,反),(反,正,反),(反,反,正),(反,反,反).
(2)这个试验包含的基本事件的总数是 8. (3)“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含以下 3 个基本事件:(正,正,反), (正,反,正),(反,正,正).
2.甲、乙、丙三名同学站成一排,甲站在中间的概率是( )
1
1
A.6
B.2
1
2
C.3
D.3
【解析】 基本事件有:甲乙丙、甲丙乙、乙甲丙、乙丙甲、丙甲乙、丙
乙甲共六个,甲站在中间的事件包括乙甲丙、丙甲乙共 2 个,所以甲站在中间
的概率:P=26=13.
【答案】 C
3.若书架上放的数学、物理、化学书分别是 5 本,3 本,2 本,则随机抽
【解析】 (1)向上的点数是奇数包含三个基本事件:向上的点数是 1,向上 的点数是 3,向上的点数是 5,则 A 项不是基本事件,B,C,D 项均是基本事 件.故选 A.
(2)A 项中由于点数的和出现的可能性不相等,故 A 不是;B 项中的基本事 件是无限的,故 B 不是;C 项满足古典概型的有限性和等可能性,故 C 是;D 项中基本事件既不是有限个也不具有等可能性,故 D 不是.
下列三类试验都不是古典概型: (1)基本事件个数有限,但非等可能; (2)基本事件个数无限,但等可能; (3)基本事件个数无限,也不等可能.
探究 4 举例说明古典概型的概率与模型选择无关? 【提示】 以“甲、乙、丙三位同学站成一排,计算甲站在中间的概率”为例, 若从三个同学的站位顺序来看,则共有“甲乙丙”、“甲丙乙”、“乙甲丙”、“乙丙 甲”、“丙甲乙”、“丙乙甲”六种结果,其中“甲站在中间”包含“乙甲丙”、“丙甲乙” 两个基本事件,因此所求事件的概率为 P=26=13;若仅从甲的站位来看,则只有 “甲站 1 号位”、“甲站 2 号位”、“甲站 3 号位”三种结果,其中“甲站在中间”只有 “甲站 2 号位”这一种情况,因此所求概率为 P=13.
类型 3 简单的古典概型的概率计算
例 3 袋子中装有除颜色外其他均相同的编号为 a,b 的 2 个黑球和编号为 c,d, e 的 3 个红球,从中任意摸出 2 个球.
(1)写出所有不同的结果; (2)求恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球的概率; (3)求至少摸出 1 个黑球的概率.
【精彩点拨】 (1)可以利用初中学过的树状图写出;(2)找出恰好摸出 1 个 黑球和 1 个红球的基本事件,利用古典概型的概率计算公式求出;(3)找出至少 摸出 1 个黑球的基本事件,利用古典概型的概率计算公式求出.
1.在求基本事件时,一定要按规律去写,这样不容易漏写. 2.确定基本事件是否与顺序有关. 3.写基本事件时,主要用列举法,具体写时可用列表法或 树状图法.
[再练一题] 2.连续掷 3 枚硬币,观察这 3 枚硬币落在地面上时是正面朝上还是反面朝 上. (1)写出这个试验的所有基本事件; (2)求这个试验的基本事件的总数; (3)“恰有两枚硬币正面朝上”这一事件包含哪些基本事件?
探究 2 基本事件的表示方法有哪些?
【提示】 写出所有的基本事件可采用的方法较多,例如列表法、坐标系 法、树状图法,但不论采用哪种方法,都要按一定的顺序进行,做到不重不漏.Leabharlann 探究点 2 古典概型的特征
探究 3 古典概型有何特点?何为非古典概型?
【提示】 一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的 两个特点:有限性和等可能性,并不是所有的试验都是古典概型.
(2)下列是古典概型的是( ) A.任意抛掷两枚骰子,所得点数之和作为基本事件 B.求任意的一个正整数平方的个位数字是 1 的概率,将取出的正整数作为 基本事件 C.从甲地到乙地共 n 条路线,求某人正好选中最短路线的概率 D.抛掷一枚均匀硬币首次出现正面为止 【精彩点拨】 结合基本事件及古典概型的定义进行判断,基本事件是最 小的随机事件,而古典概型要两个特征——有限性和等可能性.
随手练 1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若一次试验的结果所包含的基本事件的个数为有限个,则该试验符合古 典概型.( ) (2)“抛掷两枚硬币,至少一枚正面向上”是基本事件.( ) (3)从装有三个大球、一个小球的袋中,取出一球的试验是古典概型.( ) (4)一个古典概型的基本事件数为 n,则每一个基本事件出现的概率都是 1 n.( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√
解 (1)用树状图表示所有的结果为:
所以所有不同的结果是 ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de. (2)记“恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球”为事件 A, 则事件 A 包含的基本事件为 ac,ad,ae,bc,bd,be,共 6 个基本事件, 所以 P(A)=160=0.6, 即恰好摸出 1 个黑球和 1 个红球的概率为 0.6.
例 4 先后抛掷两枚大小相同的骰子. (1)求点数之和出现 7 点的概率; (2)求出现两个 4 点的概率; (3)求点数之和能被 3 整除的概率.
【精彩点拨】 明确先后掷两枚骰子的基本事件总数,然后用古典概型概 率计算公式求解,可借图来确定基本事件情况.
解 如图所示,从图中容易看出基本事件与所描点一一对应,共 36 种.
(1)试验的基本事件; (2)事件“朝下点数之和大于 3”; (3)事件“朝下点数相等”; (4)事件“朝下点数之差的绝对值小于 2”.
【精彩点拨】 根据事件的定义,按照一定的规则找到试验中所有可能发 生的结果,列举出来即可.
解 (1)这个试验的基本事件为: (1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4), (4,1),(4,2),(4,3),(4,4). (2)事件“朝下点数之和大于 3”包含以下 13 个基本事件: (1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3), (4,4). (3)事件“朝下点数相等”包含以下 4 个基本事件:(1,1),(2,2),(3,3),(4,4). (4)事件“朝下点数之差的绝对值小于 2”包含以下 10 个基本事件:(1,1),(1,2), (2,1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),(3,4),(4,3),(4,4).
【解析】 ①②④是古典概型,因为符合古典概型的定义和特点.③不是 古典概型,因为不符合等可能性,降雨受多方面因素影响.
【答案】 ①②④
类型 2 基本事件的计数问题
例 2 有两个正四面体的玩具,其四个面上分别标有数字 1,2,3,4,下面做投掷这 两个正四面体玩具的试验:用(x,y)表示结果,其中 x 表示第 1 个正四面体玩具 朝下的点数,y 表示第 2 个正四面体玩具朝下的点数.试写出: