2013届高考数学(理)一轮复习课件:12.2 古典概型(人教A版)
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点评 通过树形结构图,可以很方便地求出基本事件的总数.
古典概型的概率问题
例 2 现有 8 名世博会志愿者,其中志愿者 A1、A2、A3 通晓 日语,B1、B2、B3 通晓俄语,C1、C2 通晓韩语.从中选出 通晓日语、俄语和韩语的志愿者各 1 名组成一个小组. (1)求 A1 被选中的概率; (2)求 B1 和 C1 不全被选中的概率.
(1)考虑在统计中频率和概率的关系; (2)基本事件是从等级系数为 4 和等级系数为 5 的两种日用品 中选两件. 解 (1)由频率分布表得 a+0.2+0.45+b+c=1, 即 a+b+c=0.35. 因为抽取的 20 件日用品中,等级系数为 4 的恰有 3 件, 3 所以 b= =0.15. 20 2 等级系数为 5 的恰有 2 件,所以 c= =0.1. 20 从而 a=0.35-b-c=0.1,所以 a=0.1,b=0.15,c=0.1.
变式训练 1
盒中有 3 只灯泡,其中 2 只是正品,1 只是次品. (1)从中取出 1 只,然后放回,再取 1 只,求①连续 2 次取出 的都是正品所包含的基本事件总数;②两次取出的一个为正 品,一个为次品所包含的基本事件总数; (2)从中一次任取出 2 只,求 2 只都是正品的概率.
解 (1)将灯泡中 2 只正品记为 a1,a2,1 只次品记为 b1, 则第一次取 1 只,第二次取 1 只,基本事件总数为 9 个,
(A1,B1,C2),(A1,B2,C1),(A1,B2,C2),(A1,B3,C1), (A1,B3,C2)}, 6 1 事件 M 由 6 个基本事件组成,因而 P(M)= = . 18 3
(2)用 N 表示“B1 和 C1 不全被选中”这一事件, 由于 N ={(A1, B1,C1),(A2,B1,C1),(A3,B1,C1)},事件 N 由 3 个基本事 3 1 件组成,所以 P( N )= = ,由对立事件的概率公式得 P(N) 18 6 1 5 =1-P( N )=1- = . 6 6
(2)由统计图知,样本中身高在 170~185 cm 之间的学生有 14 +13+4+3+1=35(人),样本容量为 70,所以样本中学生身 35 高在 170~185 cm 之间的频率 f= =0.5.故由 f 估计该校学生 70 身高在 170~185 cm 之间的概率 p=0.5.
(3)样本中身高在 180~185 cm 之间的男生有 4 人,设其编号为 ①②③④,样本中身高在 185~190 cm 之间的男生有 2 人,设 其编号为⑤⑥.
(1)估计该校男生的人数; (2)估计该校学生身高在 170~185 cm 之间的概率;
(3)从样本中身高在 180~190 cm 之间的男生中任选 2 人,求 至少有 1 人身高在 185~190 cm 之间的概率.
解 (1)样本中男生人数为 40,由分层抽样比例为 10%估计全 校男生人数为 400.
(2)从日用品 x1,x2,x3,y1,y2 中任取两件,所有可能的结果 为:{x1,x2},{x1,x3},{x1,y1},{x1,y2},{x2,x3},{x2, y1},{x2,y2},{x3,y1},{x3,y2},{y1,y2}.
设事件 A 表示“从日用品 x1,x2,x3,y1,y2 中任取两件,其 等级系数相等”,则 A 包含的基本事件为{x1,x2},{x1,x3}, {x2,x3},{y1,y2},共 4 个. 又基本事件的总数为 10, 4 故所求的概率 P(A)= =0.4. 10
一轮复习讲义
古典概型
要点梳理
1.基本事件的特点
忆一忆知识要点
(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. 2.古典概型 具有以下两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称 古典概型. (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 .
探究提高
在古典概型条件下, 当基本事件总数为 n 时, 每一个基本事件 1 发生的概率均为n,要求事件 A 的概率,关键是求出基本事件 总数 n 和事件 A 中所含基本事件数 m,再由古典概型概率公 m 式 P(A)= n 求出事件 A 的概率.
变式训练 3
(2010· 陕西)为了解学生身高情况,某校以 10%的比例对全校 700 名学生按性别进行分层抽样调查,测得身高情况的统计图 如下:
基本事件及事件的构成
例 1 有两颗正四面体的玩具,其四个面上分别标有数字 1,2,3,4,下面做投掷这两颗正四面体玩具的试验:用(x, y)表示结果, 其中 x 表示第 1 颗正四面体玩具出现的点数, y 表示第 2 颗正四面体玩具出现的点数.试写出: (1)试验的基本事件; (2)事件“出现点数之和大于 3”; (3)事件“出现点数相等”.
探究提高
解决古典概型的关键是:列出所有的基本事件,并且确定构成 事件的基本事件. 第(2)问既可以转化为求事件和的概率,也可以运用对立事件 求解. 一般涉及“至多”、 “至少”等事件的概率计算问题时, 可以考虑求其对立事件的概率,从而简化运算.
变式训练 2
(2011· 山东)甲、乙两校各有 3 名教师报名支教,其中甲校 2 男 1 女,乙校 1 男 2 女. (1)若从甲校和乙校报名的教师中各任选 1 名,写出所有可能的 结果,并求选出的 2 名教师性别相同的概率; (2)若从报名的 6 名教师中任选 2 名,写出所有可能的结果,并 求选出的 2 名教师来自同一学校的概率.
从中选出的 2 名教师性别相同的结果为:(A,D),(B,D),(C, E),(C,F),共 4 种.所以选出的 2 名教师性别相同的概率为 4 . 9
(2)从甲校和乙校报名的教师中任选 2 名的所有可能的结果为: (A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F),(B,C),(B, D),(B,E),(B,F),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D, F),(E,F),共 15 种.
[难点正本
疑点清源]
对古典概型的理解 1.一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概 型的两个特征——有限性和等可能性, 只有同时具备这两 个特点的概型才是古典概型. 正确的判断试验的类型是解 决概率问题的关键. 2.古典概型是一种特殊的概率模型,但并不是所有的试验都 是古典概型.
3.从集合的角度去看待概率,在一次试验中,等可能出现 的全部结果组成一个集合 I,基本事件的个数 n 就是集 合 I 的元素个数, 事件 A 是集合 I 的一个包含 m 个元素 的子集. cardA m 故 P(A)= = . cardI n
从中选出的 2 名教师来自同一学校的结果为: (A,B),(A,C),(B,C),(D,E),(D,F),(E,F),共 6 种. 6 2 所以选出的 2 名教师来自同一学校的概率为 = . 15 5
古典概型概率的综合应用
例3 (2011· 福建)某日用品按行业质量标准分成五个等级,等 级系数 X 依次为 1,2,3,4,5.现从一批该日用品中随机抽取 20 件,对其等级系数进行统计分析,得到频率分布表如下: X 1 2 3 4 5 f a 0.2 0.45 b c (1)若所抽取的 20 件日用品中,等级系数为 4 的恰有 3 件, 等级系数为 5 的恰有 2 件,求 a,b,c 的值; (2)在(1)的条件下, 将等级系数为 4 的 3 件日用品记为 x1, 2, x x3,等级系数为 5 的 2 件日源自文库品记为 y1,y2,现从 x1,x2, x3,y1,y2 这 5 件日用品中任取两件(假定每件日用品被取出 的可能性相同), 写出所有可能的结果, 并求这两件日用品的 等级系数恰好相等的概率.
解 (1)甲校两男教师分别用 A、B 表示,女教师用 C 表示;乙 校男教师用 D 表示,两女教师分别用 E、F 表示.
从甲校和乙校报名的教师中各任选 1 名的所有可能的结果为: (A,D),(A,E),(A,F),(B,D),(B,E),(B,F),(C,D), (C,E),(C,F),共 9 种.
(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“出现点数相等”包含以下 4 个基本事件:
(1,1),(2,2),(3,3),(4,4).
探究提高
解决古典概型问题首先要搞清所求问题是否是古典概型问题, 其判断依据是:(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.其次要搞清基本事 件的总数以及所求事件中包含的基本事件的个数, 然后利用古 典概型的概率公式求解.
审题路线图 (1)基本事件为取两个球 ↓(两球一次取出,不分先后,可用集合的形式表示) 把取两个球的所有结果列举出来 ↓ {1,2},{1,3},{1,4},{2,3},{2,4},{3,4} ↓两球编号之和不大于 4 (注意:和不大于 4,应为小于 4 或等于 4) ↓{1,2},{1,3} 2 1 ↓利用古典概型概率公式 P= = 6 3 (2)两球分两次取,且有放回 ↓(两球的编号记录是有次序的,用坐标的形式表示) 基本事件的总数可用列举法表示
由于出现的结果有限,每次每颗只能有四种结果,且每种结果 出现的可能性是相等的,所以是古典概型.由于试验次数少, 故可将结果一一列出.
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“出现点数之和大于 3”包含以下 13 个基本事件:
①连续 2 次取出的都是正品所包含的基本事件为(a1,a1)(a1, a2)(a2,a1)(a2,a2)共 4 个基本事件;
②两次取出的一个为正品,一个为次品所包含的基本事件为 (a1,b1)(a2,b1)(b1,a1)(b1,a2)共 4 个基本事件.
(2)“从中一次任取 2 只”得到的基本事件总数是 3,即 a1a2, a1b1,a2b1,“2 只都是正品”的基本事件数是 1,所以其概率 1 为 P= . 3
要点梳理
忆一忆知识要点
3.如果一次试验中可能出现的结果有 n 个,而且所有结果出 1 现的可能性都相等, 那么每一个基本事件的概率都是 n ; 如果某个事件 A 包括的结果有 m 个,那么事件 A 的概率 m P(A)= n . 4.古典概型的概率公式 A包含的基本事件的个数 基本事件的总数 P(A)= .
(1)确定基本事件总数,可用列举法.确定事件所包含的 基本事件数,用公式求解. (2)可转化为全被选中的情况求解.
解
(1)从 8 人中选出日语、俄语和韩语志愿者各 1 名,其一
切可能的结果组成的基本事件集合 Ω={(A1,B1,C1),(A1, B1,C2),(A1,B2,C1),(A1,B2,C2),(A1,B3,C1),(A1, B3,C2),(A2,B1,C1),(A2,B1,C2),(A2,B2,C1),(A2, B2,C2),(A2,B3,C1),(A2,B3,C2),(A3,B1,C1),(A3, B1,C2),(A3,B2,C1),(A3,B2,C2),(A3,B3,C1),(A3, B3,C2)}由 18 个基本事件组成.由于每一个基本事件被抽取 的机会均等,因此这些基本事件的发生是等可能的. 用 M 表示“A1 恰被选中”这一事件,则 M={(A1,B1,C1),
从上述 6 人中任选 2 人的树状图为:
故从样本中身高在 180~190 cm 之间的男生中任选 2 人的所有 可能结果数为 15,至少有 1 人身高在 185~190 cm 之间的可能 9 3 结果数为 9,因此,所求概率 p2= = . 15 5
审题路线图
六审细节更完善
(14 分)一个袋中装有四个形状大小完全相同的球, 球的编号分 别为 1,2,3,4. (1)从袋中随机取两个球,求取出的球的编号之和不大于 4 的 概率; (2)先从袋中随机取一个球,该球的编号为 m,将球放回袋中, 然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为 n,求 n<m+2 的 概率.
古典概型的概率问题
例 2 现有 8 名世博会志愿者,其中志愿者 A1、A2、A3 通晓 日语,B1、B2、B3 通晓俄语,C1、C2 通晓韩语.从中选出 通晓日语、俄语和韩语的志愿者各 1 名组成一个小组. (1)求 A1 被选中的概率; (2)求 B1 和 C1 不全被选中的概率.
(1)考虑在统计中频率和概率的关系; (2)基本事件是从等级系数为 4 和等级系数为 5 的两种日用品 中选两件. 解 (1)由频率分布表得 a+0.2+0.45+b+c=1, 即 a+b+c=0.35. 因为抽取的 20 件日用品中,等级系数为 4 的恰有 3 件, 3 所以 b= =0.15. 20 2 等级系数为 5 的恰有 2 件,所以 c= =0.1. 20 从而 a=0.35-b-c=0.1,所以 a=0.1,b=0.15,c=0.1.
变式训练 1
盒中有 3 只灯泡,其中 2 只是正品,1 只是次品. (1)从中取出 1 只,然后放回,再取 1 只,求①连续 2 次取出 的都是正品所包含的基本事件总数;②两次取出的一个为正 品,一个为次品所包含的基本事件总数; (2)从中一次任取出 2 只,求 2 只都是正品的概率.
解 (1)将灯泡中 2 只正品记为 a1,a2,1 只次品记为 b1, 则第一次取 1 只,第二次取 1 只,基本事件总数为 9 个,
(A1,B1,C2),(A1,B2,C1),(A1,B2,C2),(A1,B3,C1), (A1,B3,C2)}, 6 1 事件 M 由 6 个基本事件组成,因而 P(M)= = . 18 3
(2)用 N 表示“B1 和 C1 不全被选中”这一事件, 由于 N ={(A1, B1,C1),(A2,B1,C1),(A3,B1,C1)},事件 N 由 3 个基本事 3 1 件组成,所以 P( N )= = ,由对立事件的概率公式得 P(N) 18 6 1 5 =1-P( N )=1- = . 6 6
(2)由统计图知,样本中身高在 170~185 cm 之间的学生有 14 +13+4+3+1=35(人),样本容量为 70,所以样本中学生身 35 高在 170~185 cm 之间的频率 f= =0.5.故由 f 估计该校学生 70 身高在 170~185 cm 之间的概率 p=0.5.
(3)样本中身高在 180~185 cm 之间的男生有 4 人,设其编号为 ①②③④,样本中身高在 185~190 cm 之间的男生有 2 人,设 其编号为⑤⑥.
(1)估计该校男生的人数; (2)估计该校学生身高在 170~185 cm 之间的概率;
(3)从样本中身高在 180~190 cm 之间的男生中任选 2 人,求 至少有 1 人身高在 185~190 cm 之间的概率.
解 (1)样本中男生人数为 40,由分层抽样比例为 10%估计全 校男生人数为 400.
(2)从日用品 x1,x2,x3,y1,y2 中任取两件,所有可能的结果 为:{x1,x2},{x1,x3},{x1,y1},{x1,y2},{x2,x3},{x2, y1},{x2,y2},{x3,y1},{x3,y2},{y1,y2}.
设事件 A 表示“从日用品 x1,x2,x3,y1,y2 中任取两件,其 等级系数相等”,则 A 包含的基本事件为{x1,x2},{x1,x3}, {x2,x3},{y1,y2},共 4 个. 又基本事件的总数为 10, 4 故所求的概率 P(A)= =0.4. 10
一轮复习讲义
古典概型
要点梳理
1.基本事件的特点
忆一忆知识要点
(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. 2.古典概型 具有以下两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称 古典概型. (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 .
探究提高
在古典概型条件下, 当基本事件总数为 n 时, 每一个基本事件 1 发生的概率均为n,要求事件 A 的概率,关键是求出基本事件 总数 n 和事件 A 中所含基本事件数 m,再由古典概型概率公 m 式 P(A)= n 求出事件 A 的概率.
变式训练 3
(2010· 陕西)为了解学生身高情况,某校以 10%的比例对全校 700 名学生按性别进行分层抽样调查,测得身高情况的统计图 如下:
基本事件及事件的构成
例 1 有两颗正四面体的玩具,其四个面上分别标有数字 1,2,3,4,下面做投掷这两颗正四面体玩具的试验:用(x, y)表示结果, 其中 x 表示第 1 颗正四面体玩具出现的点数, y 表示第 2 颗正四面体玩具出现的点数.试写出: (1)试验的基本事件; (2)事件“出现点数之和大于 3”; (3)事件“出现点数相等”.
探究提高
解决古典概型的关键是:列出所有的基本事件,并且确定构成 事件的基本事件. 第(2)问既可以转化为求事件和的概率,也可以运用对立事件 求解. 一般涉及“至多”、 “至少”等事件的概率计算问题时, 可以考虑求其对立事件的概率,从而简化运算.
变式训练 2
(2011· 山东)甲、乙两校各有 3 名教师报名支教,其中甲校 2 男 1 女,乙校 1 男 2 女. (1)若从甲校和乙校报名的教师中各任选 1 名,写出所有可能的 结果,并求选出的 2 名教师性别相同的概率; (2)若从报名的 6 名教师中任选 2 名,写出所有可能的结果,并 求选出的 2 名教师来自同一学校的概率.
从中选出的 2 名教师性别相同的结果为:(A,D),(B,D),(C, E),(C,F),共 4 种.所以选出的 2 名教师性别相同的概率为 4 . 9
(2)从甲校和乙校报名的教师中任选 2 名的所有可能的结果为: (A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F),(B,C),(B, D),(B,E),(B,F),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D, F),(E,F),共 15 种.
[难点正本
疑点清源]
对古典概型的理解 1.一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概 型的两个特征——有限性和等可能性, 只有同时具备这两 个特点的概型才是古典概型. 正确的判断试验的类型是解 决概率问题的关键. 2.古典概型是一种特殊的概率模型,但并不是所有的试验都 是古典概型.
3.从集合的角度去看待概率,在一次试验中,等可能出现 的全部结果组成一个集合 I,基本事件的个数 n 就是集 合 I 的元素个数, 事件 A 是集合 I 的一个包含 m 个元素 的子集. cardA m 故 P(A)= = . cardI n
从中选出的 2 名教师来自同一学校的结果为: (A,B),(A,C),(B,C),(D,E),(D,F),(E,F),共 6 种. 6 2 所以选出的 2 名教师来自同一学校的概率为 = . 15 5
古典概型概率的综合应用
例3 (2011· 福建)某日用品按行业质量标准分成五个等级,等 级系数 X 依次为 1,2,3,4,5.现从一批该日用品中随机抽取 20 件,对其等级系数进行统计分析,得到频率分布表如下: X 1 2 3 4 5 f a 0.2 0.45 b c (1)若所抽取的 20 件日用品中,等级系数为 4 的恰有 3 件, 等级系数为 5 的恰有 2 件,求 a,b,c 的值; (2)在(1)的条件下, 将等级系数为 4 的 3 件日用品记为 x1, 2, x x3,等级系数为 5 的 2 件日源自文库品记为 y1,y2,现从 x1,x2, x3,y1,y2 这 5 件日用品中任取两件(假定每件日用品被取出 的可能性相同), 写出所有可能的结果, 并求这两件日用品的 等级系数恰好相等的概率.
解 (1)甲校两男教师分别用 A、B 表示,女教师用 C 表示;乙 校男教师用 D 表示,两女教师分别用 E、F 表示.
从甲校和乙校报名的教师中各任选 1 名的所有可能的结果为: (A,D),(A,E),(A,F),(B,D),(B,E),(B,F),(C,D), (C,E),(C,F),共 9 种.
(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“出现点数相等”包含以下 4 个基本事件:
(1,1),(2,2),(3,3),(4,4).
探究提高
解决古典概型问题首先要搞清所求问题是否是古典概型问题, 其判断依据是:(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.其次要搞清基本事 件的总数以及所求事件中包含的基本事件的个数, 然后利用古 典概型的概率公式求解.
审题路线图 (1)基本事件为取两个球 ↓(两球一次取出,不分先后,可用集合的形式表示) 把取两个球的所有结果列举出来 ↓ {1,2},{1,3},{1,4},{2,3},{2,4},{3,4} ↓两球编号之和不大于 4 (注意:和不大于 4,应为小于 4 或等于 4) ↓{1,2},{1,3} 2 1 ↓利用古典概型概率公式 P= = 6 3 (2)两球分两次取,且有放回 ↓(两球的编号记录是有次序的,用坐标的形式表示) 基本事件的总数可用列举法表示
由于出现的结果有限,每次每颗只能有四种结果,且每种结果 出现的可能性是相等的,所以是古典概型.由于试验次数少, 故可将结果一一列出.
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“出现点数之和大于 3”包含以下 13 个基本事件:
①连续 2 次取出的都是正品所包含的基本事件为(a1,a1)(a1, a2)(a2,a1)(a2,a2)共 4 个基本事件;
②两次取出的一个为正品,一个为次品所包含的基本事件为 (a1,b1)(a2,b1)(b1,a1)(b1,a2)共 4 个基本事件.
(2)“从中一次任取 2 只”得到的基本事件总数是 3,即 a1a2, a1b1,a2b1,“2 只都是正品”的基本事件数是 1,所以其概率 1 为 P= . 3
要点梳理
忆一忆知识要点
3.如果一次试验中可能出现的结果有 n 个,而且所有结果出 1 现的可能性都相等, 那么每一个基本事件的概率都是 n ; 如果某个事件 A 包括的结果有 m 个,那么事件 A 的概率 m P(A)= n . 4.古典概型的概率公式 A包含的基本事件的个数 基本事件的总数 P(A)= .
(1)确定基本事件总数,可用列举法.确定事件所包含的 基本事件数,用公式求解. (2)可转化为全被选中的情况求解.
解
(1)从 8 人中选出日语、俄语和韩语志愿者各 1 名,其一
切可能的结果组成的基本事件集合 Ω={(A1,B1,C1),(A1, B1,C2),(A1,B2,C1),(A1,B2,C2),(A1,B3,C1),(A1, B3,C2),(A2,B1,C1),(A2,B1,C2),(A2,B2,C1),(A2, B2,C2),(A2,B3,C1),(A2,B3,C2),(A3,B1,C1),(A3, B1,C2),(A3,B2,C1),(A3,B2,C2),(A3,B3,C1),(A3, B3,C2)}由 18 个基本事件组成.由于每一个基本事件被抽取 的机会均等,因此这些基本事件的发生是等可能的. 用 M 表示“A1 恰被选中”这一事件,则 M={(A1,B1,C1),
从上述 6 人中任选 2 人的树状图为:
故从样本中身高在 180~190 cm 之间的男生中任选 2 人的所有 可能结果数为 15,至少有 1 人身高在 185~190 cm 之间的可能 9 3 结果数为 9,因此,所求概率 p2= = . 15 5
审题路线图
六审细节更完善
(14 分)一个袋中装有四个形状大小完全相同的球, 球的编号分 别为 1,2,3,4. (1)从袋中随机取两个球,求取出的球的编号之和不大于 4 的 概率; (2)先从袋中随机取一个球,该球的编号为 m,将球放回袋中, 然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为 n,求 n<m+2 的 概率.