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备战2025年高考数学精品教案第十章计数原理、概率、随机变量及其分布第5讲事件的相互独立性、条件概率与全概率(Word版附解析)
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这是一份备战2025年高考数学精品教案第十章计数原理、概率、随机变量及其分布第5讲事件的相互独立性、条件概率与全概率(Word版附解析),共16页。
学生用书P236
1.事件的相互独立性
(1)定义:对任意两个事件A,B,如果P(AB)=① P(A)P(B) ,则称事件A与事件B相互独立,简称独立.
(2)性质:若事件A与B相互独立,则A与② B ,A与③ B ,A与B也都相互独立.
(3)推广:如果事件A1,A2,…,An相互独立,那么这n个事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,即P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An).
注意 若事件A与事件B是互斥事件(或对立事件),则A与B不相互独立.
2.条件概率
(1)定义:一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=④ P(AB)P(A) 为在⑤ 事件A 发生的条件下,⑥ 事件B 发生的条件概率,简称条件概率.
(2)性质:设P(A)>0,则
a.P(Ω|A)=1;
b.若B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)=⑦ P(B|A)+P(C|A) ;
c.设B和B互为对立事件,则P(B|A)=⑧ 1-P(B|A) .
注意 (1)P(B|A)与P(A|B)是不相同的,P(B|A)表示在事件A发生的条件下事件B发生的概率,P(A|B)表示在事件B发生的条件下事件A发生的概率.
(2)当A,B相互独立时,P(B|A)=P(B).
3.全概率公式
一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,则对任意的事件B⊆Ω,有P(B)=⑨ ∑i=1nP(Ai)P(B|Ai) .
拓展 贝叶斯公式:设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,则对任意的事件B⊆Ω,P(B)>0,有P(Ai|B)=P(Ai)P(B|Ai)P(B)=P(Ai)P(B|Ai)∑k=1nP(Ak)P(B|Ak),i=1,2,…,n.
1.下列说法错误的是( A )
A.对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立
B.若事件A,B相互独立,则P(B|A)=P(B)
C.抛掷2枚质地均匀的硬币,“第一枚为正面向上”为事件A,“第二枚为正面向上”为事件B,则A,B相互独立
D.若事件A1与A2是对立事件,则对任意的事件B⊆Ω,有P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)
2.下列说法错误的是( A )
A.P(A|B)<P(AB)B.P(A|B)=P(A)P(B)可能成立
C.0≤P(A|B)≤1D.P(A|A)=1
解析 由条件概率公式P(A|B)=P(AB)P(B)及0<P(B)≤1,知P(A|B)≥P(AB),故A说法错误;当事件B包含事件A时,有P(AB)=P(A),此时P(A|B)=P(A)P(B),故B说法正确;易知0≤P(A|B)≤1,P(A|A)=1,故C,D说法正确.故选A.
3.[易错题]设甲乘汽车、火车前往某目的地的概率分别为0.6,0.4,汽车和火车正点到达目的地的概率分别为0.9,0.8,则甲正点到达目的地的概率为( C )
解析 设事件A表示甲正点到达目的地,事件B表示甲乘火车前往目的地,事件C表示甲乘汽车前往目的地.由题意知P(B)=0.4,P(C)=0.6,P(A|B)=0.8,P(A|C)=0.9.由全概率公式得P(A)=P(B)P(A|B)+P(C)P(A|C)=0.4×0.8+0.6×0.9=0.32+0.54=0.86.故选C.
4.将两颗骰子各掷一次, 记事件A为“两个点数不同”,B为“至少出现一个6点”, 则条件概率P(A|B), P(B|A)分别等于( A )
A.1011,13B.13,1011C.111,13D.13,111
解析 由题意可得n(A)=6×5=30,n(B)=6×6-5×5=11,n(AB)=2×5=10,∴P(A|B)=n(AB)n(B)=1011,P(B|A)=n(AB)n(A)=1030=13.故选A.
5.[教材改编]设10件产品中有4件不合格品,从中任意选取2件,则在所选取的产品中发现有一件是不合格品时,另一件也是不合格品的概率是 15 .
解析 记事件A为“选取的2件产品中发现有一件是不合格品”,事件B为“另一件是不合格品”,则AB为“2件都是不合格品”.
解法一 记n(A),n(AB)分别为事件A,AB所包含的基本事件个数,则n(A)=C41C61+C42=30,n(AB)=C42=6,故P(B|A)=n(AB)n(A)=630=15.
解法二 P(A)=1-C62C102=23,P(AB)=C42C102=215,所以P(B|A)=P(AB)P(A)=21523=15.
学生用书P237
命题点1 相互独立事件
角度1 相互独立事件的判断
例1 [2021新高考卷Ⅰ]有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回地随机取两次,每次取1个球.甲表示事件“第一次取出的球的数字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的数字是2”,丙表示事件“两次取出的球的数字之和是8”,丁表示事件“两次取出的球的数字之和是7”,则( B )
A.甲与丙相互独立B.甲与丁相互独立
C.乙与丙相互独立D.丙与丁相互独立
解析 事件甲发生的概率P(甲)=16,事件乙发生的概率P(乙)=16,事件丙发生的概率P(丙)=56×6=536,事件丁发生的概率P(丁)=66×6=16.
事件甲与事件丙同时发生的概率为0,P(甲丙)≠P(甲)P(丙),故A错误;(对任意两个事件A和B,且P(A)>0,P(B)>0,则P(AB)=P(A)P(B)⇔事件A和B相互独立)事件甲与事件丁同时发生的概率为16×6=136,P(甲丁)=P(甲)P(丁),故B正确;
事件乙与事件丙同时发生的概率为16×6=136,P(乙丙)≠P(乙)P(丙),故C错误;
事件丙与事件丁是互斥事件,不是相互独立事件,故D错误.故选B.
方法技巧
判断事件是否相互独立的方法
(1)由事件本身的性质直接判断两个事件的发生是否相互影响.
(2)利用“事件A,B相互独立⇔P(AB)=P(A)·P(B)”判断.
角度2 相互独立事件的概率的求解
例2 11分制乒乓球比赛,每赢一球得1分,当某局打成10∶10平后,每球交换发球权,先多得2分的一方获胜,该局比赛结束.甲、乙两位同学进行单打比赛,假设甲发球时甲得分的概率为0.5,乙发球时甲得分的概率为0.4,各球的结果相互独立.在某局双方10∶10平后,甲先发球,两人又打了X个球该局比赛结束.
(1)P(X=2)= 0.5 ;
(2)事件“X=4且甲获胜”的概率为 0.1 .
解析 (1)“X=2”包含的事件为“甲连赢两球”或“乙连赢两球”.因此P(X=2)=0.5×0.4+(1-0.5)×(1-0.4)=0.5.
(2)“X=4且甲获胜”包含的事件为“前两球甲、乙各得1分,后两球均为甲得分”.因此所求概率为[0.5×(1-0.4)+(1-0.5)×0.4]×0.5×0.4=0.1.
方法技巧
求相互独立事件同时发生的概率的思路
(1)相互独立事件同时发生的概率等于他们各自发生的概率之积.
(2)当正面计算较复杂或难以入手时,可从其对立事件入手计算.
训练1 为了普及安全教育,某市组织了一次学生安全知识竞赛,规定每队3人,每人回答一个问题,答对得1分,答错得0分.在竞赛中,假设甲队每人回答问题的正确率均为23,乙队每人回答问题的正确率分别为12,23,34,且两队各人回答问题正确与否相互之间没有影响.
(1)分别求甲队总得分为3分与1分的概率;
(2)求甲队总得分为2分且乙队总得分为1分的概率.
解析 (1)记“甲队总得分为3分”为事件A,“甲队总得分为1分”为事件B.
甲队得3分,即3人都回答正确,其概率P(A)=23×23×23=827,
甲队得1分,即3人中只有1人回答正确,其余2人都回答错误,其概率P(B)=23×(1-23)×(1-23)+(1-23)×23×(1-23)+(1-23)×(1-23)×23=29.
故甲队总得分为3分与1分的概率分别为827,29.
(2)记“甲队总得分为2分”为事件C,“乙队总得分为1分”为事件D.
甲队得2分,即甲队3人中有2人回答正确,1人回答错误,则P(C)=23×23×1-23+23×1-23×23+1-23×23×23=49,
乙队得1分,即乙队3人中只有1人回答正确,其余2人回答错误,则P(D)=12×(1-23)×(1-34)+(1-12)×23×(1-34)+(1-12)×(1-23)×34=14.
由题意得事件C与事件D相互独立,
则甲队总得分为2分且乙队总得分为1分的概率为P(CD)=P(C)P(D)=49×14=19.
命题点2 条件概率
例3 (1)[2023全国卷甲]某地的中学生中有60%的同学爱好滑冰,50%的同学爱好滑雪,70%的同学爱好滑冰或爱好滑雪.在该地的中学生中随机调查一位同学,若该同学爱好滑雪,则该同学也爱好滑冰的概率为( A )
A.0.8B.0.6C.0.5D.0.4
解析 令事件A,B分别表示该同学爱好滑冰、该同学爱好滑雪,事件C表示该同学爱好滑雪的条件下也爱好滑冰,则P(A)=0.6,P(B)=0.5,P(AB)=P(A)+P(B)-0.7=0.4,所以P(C)=P(A|B)=P(AB)P(B)=0.40.5=0.8,故选A.
(2)[2023重庆联考]从5名男生2名女生中任选3人参加学校组织的演讲比赛,则在男生甲被选中的条件下,男生乙和女生丙至少一人被选中的概率是( C )
A.12B.47C.35D.23
解析 解法一 设男生甲被选中为事件A,男生乙和女生丙至少一人被选中为事件B,则PBA=n(AB)n(A)=C41+C41+1C62=915=35,故选C.
解法二 在男生甲被选中的情况下,基本事件总数为C62=15,其中男生乙和女生丙都没有被选中的基本事件数为C42=6,所以所求概率为1-615=35,(方法:在解决至多、至少的有关问题时,常考虑其对立事件的概率)
故选C.
方法技巧
求条件概率的常用方法
训练2 (1)[2022天津高考]现有52张扑克牌(去掉大小王),每次取一张,取后不放回,则两次都抽到A的概率为 1221 ;在第一次抽到A的条件下,第二次也抽到A的概率是 117 .
解析 设事件A1= “第一次抽到A”,事件A2= “第二次抽到A”.
第1空 解法一 不放回地取两次的可能结果种数为52×51,事件A1A2包含的可能结果种数为4×3,所以P(A1A2)=4×352×51=1221.
解法二 不放回地取两次,可以看成一次取出两张牌,所以共有C522种可能结果,事件A1A2包含的可能结果种数为C42,所以P(A1A2)=C42C522=4×3252×512=1221.
第2空 解法一 因为P(A1)=452,所以P(A2|A1)=P(A1A2)P(A1)=4×352×51452=117.
解法二 缩小样本空间,已知第一次抽到的是A牌,所以还剩下51张牌,其中有3张A牌,所以P(A2|A1)=351=117.
(2)现有五瓶墨水,其中红色一瓶,蓝色、黑色各两瓶,某同学从中随机抽取两瓶,若取出的两瓶中至少有一瓶是蓝色,则另一瓶是红色或黑色的概率为 67 .
解析 设事件A为“取出的两瓶中至少有一瓶是蓝色”,事件B为“取出的两瓶中另一瓶是红色”,事件C为“取出的两瓶中另一瓶是黑色”,事件D为“取出的两瓶中另一瓶是红色或黑色”,则D=B∪C,且B与C互斥.由题意得,P(A)=C21C31+C22C52=710,PAB=C21C11C52=15,P(AC)=C21C21C52=25,所以P(D|A)=P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)=P(AB)P(A)+P(AC)P(A)=15710+25710=67.故取出的两瓶中有一瓶是蓝色,另一瓶是红色或黑色的概率为67.
命题点3 全概率公式的应用
例4 (1)某考生回答一道四选一的考题,假设他知道答案的概率为0.5,知道答案时,答对的概率为1,而不知道答案时猜对的概率为0.25,那么他答对题目的概率为( A )
C.0.5D.0
解析 用A表示事件“考生答对题目”,用B表示事件“考生知道答案”,则B表示事件“考生不知道答案”,则P(B)=0.5,P(B)=0.5,P(A|B)=1,P(A|B)=0.25,则P(A)=P(A|B)P(B)+P(A|B)P(B)=1×0.5+0.25×0.5=0.625.
(2)在孟德尔豌豆试验中,子二代的基因型为DD,Dd,dd,其中D为显性基因,d为隐性基因,且这三种基因型的比为1∶2∶1.如果在子二代中任意选取2颗豌豆作为父本杂交,那么子三代中基因型为dd的概率为 14 .
解析 记事件B=“子三代中基因型为dd”,事件A1=“选择的是Dd,Dd”,事件A2=“选择的是dd,dd”,事件A3=“选择的是dd,Dd”,则P(A1)=12×12=14,P(A2)=14×14=116,P(A3)=2×14×12=14.
在子二代中任取2颗豌豆作为父本杂交,分以下三种情况讨论:
①若选择的是Dd,Dd,则子三代中基因型为dd的概率为P(B|A1)=14;
②若选择的是dd,dd,则子三代中基因型为dd的概率为P(B|A2)=1;
③若选择的是dd,Dd ,则子三代中基因型为dd的概率为P(B|A3)=12.
综上所述,P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)×P(B|A3)=14×14+116×1+14×12=14.
因此,子三代中基因型为dd的概率是14.
方法技巧
全概率公式的应用步骤
(1)按照确定的标准,将一个复杂事件分解为若干个互斥事件Ai(i=1,2,…,n);
(2)求P(Ai)(i=1,2,…,n)和所求事件B在各个互斥事件Ai发生条件下的概率PBAii=1,2,···,n;
(3)代入全概率公式求P(B).
训练3 (1)[多选/2023广东六校联考]某高校有甲、乙两家餐厅,王同学每天都选择两家餐厅中的一家就餐,第一天去甲、乙两家餐厅就餐的概率分别为0.4和0.6.如果他第一天去甲餐厅,那么第二天去甲餐厅的概率为0.6;如果第一天去乙餐厅,那么第二天去甲餐厅的概率为0.5.则王同学( AC )
A.第二天去甲餐厅的概率为0.54
B.第二天去乙餐厅的概率为0.44
C.第二天去了甲餐厅,则第一天去乙餐厅的概率为59
D.第二天去了乙餐厅,则第一天去甲餐厅的概率为49
解析 设A1=“王同学第一天去甲餐厅”,A2=“王同学第二天去甲餐厅”,B1=“王同学第一天去乙餐厅”,B2=“王同学第二天去乙餐厅”,则P(A1)=0.4,P(B1)=0.6,P(A2|A1)=0.6,P(A2|B1)=0.5.由题意得P(A2|B1)=P(A2)P(B1|A2)P(B1)=0.5,所以P(A2)P(B1|A2)=0.3 ①.
易知Ω=A1∪B1,且A1与B1互斥,则由全概率公式得PA2=PA1PA2A1+PB1×PA2B1=0.4×0.6+0.6×0.5=0.54 ②,所以A正确.
P(B2)=1-P(A2)=0.46,B错误.(注意题干“王同学每天都选择两家餐厅中的一家就餐”,故P(A2)+P(B2)=1)
由①②得P(B1|A2)=0.3P(A2)==59,C正确.P(A1|B2)=P(A1)P(B2|A1)P(B2)=P(A1)[1-P(A2|A1)]P(B2)=0.4×(1-0.6)0.46=823,所以D错误.故选AC.
(2)人们为了解一只股票未来一定时期内价格的变化,往往会去分析影响股票价格的基本因素,比如利率的变化.现假设人们经分析估计利率下调的概率为60%,利率不变的概率为40%.根据经验,人们估计,在利率下调的情况下,该只股票价格上涨的概率为80%,而在利率不变的情况下,其价格上涨的概率为40%,则该只股票将上涨的概率为 64% .
解析 记A为事件“利率下调”,那么A即为“利率不变”,记B为事件“股票价格上涨”.
依题设知P(A)=60%,P(A)=40%,
P(B|A)=80%,P(B|A)=40%,
于是P(B)=P(AB)+P(AB)=P(A)P(B|A)+P(A)·P(B|A)=60%×80%+40%×40%=64%.
1.[命题点1角度1/多选/2023石家庄市二检]先后两次掷一枚质地均匀的骰子,事件A=“两次掷出的点数之和是6”,事件B=“第一次掷出的点数是奇数”,事件C=“两次掷出的点数相同”,则( BD )
A.A与B互斥B.B与C相互独立
C.P(A)=16D.P(AC)=136
解析 对于A选项,若第一次掷出的点数为1,第二次掷出的点数为5,则事件A和事件B同时发生,因此A选项不正确;
对于B选项,事件B发生的概率为P(B)=12,事件C发生的概率为P(C)=C61C61C61=16,事件B与事件C同时发生的概率为P(BC)=C31C61C61=112,P(BC)=P(B)·P(C),所以事件B与事件C相互独立,所以B选项正确;
对于C选项,事件A有(1,5),(5,1),(2,4),(4,2),(3,3),共5种情况,所以P(A)=536,所以C选项不正确;
对于D选项,事件A与事件C同时发生的概率为P(AC)=136,所以D选项正确.选BD.
2.[命题点1角度2/2022全国卷乙]某棋手与甲、乙、丙三位棋手各比赛一盘,各盘比赛结果相互独立.已知该棋手与甲、乙、丙比赛获胜的概率分别为p1,p2,p3,且p3>p2>p1>0.记该棋手连胜两盘的概率为p,则( D )
A.p与该棋手和甲、乙、丙的比赛次序无关
B.该棋手在第二盘与甲比赛,p最大
C.该棋手在第二盘与乙比赛,p最大
D.该棋手在第二盘与丙比赛,p最大
解析 设棋手在第二盘与甲比赛连胜两盘的概率为P甲,在第二盘与乙比赛连胜两盘的概率为P乙,在第二盘与丙比赛连胜两盘的概率为P丙,
由题意可知,P甲=2p1[p2(1-p3)+p3(1-p2)]=2p1p2+2p1p3-4p1p2p3,
P乙=2p2[p1(1-p3)+p3(1-p1)]=2p1p2+2p2p3-4p1p2p3,
P丙=2p3[p1(1-p2)+p2(1-p1)]=2p1p3+2p2p3-4p1p2p3.
所以P丙-P甲=2p2(p3-p1)>0,P丙-P乙=2p1(p3-p2)>0,所以P丙最大,故选D.
3.[命题点2]某光学仪器厂制造的透镜,第一次落下时打破的概率为12;第一次落下未打破,第二次落下时打破的概率为710;若前两次未打破,第三次落下时打破的概率为910.则透镜落下三次未打破的概率为 3200 .
解析 以Ai(i=1,2,3)表示事件“透镜落下第i次时打破”,以B表示事件“透镜落下三次未打破”.
因为B=A1A2A3, 所以P(B)=P(A1A2A3)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2)=(1-12)(1-710)(1-910)=3200.
4.[命题点3/2023福州八中检测]设验血诊查某种疾病的误诊率为5%,即若用A表示验血为阳性,B表示受验者患病,则P(A|B)=P(A|B)=0.05.若已知受验人群中有0.5%的人患此病,即P(B)=0.005,则一个验血为阳性的人确患此病的概率为 19218 .
解析 由题意,可得P(B|A)=P(AB)P(A),P(A|B)=1-0.05=0.95,P(B)=0.995.
易知事件AB表示从受验人群中随机抽取一人,此人患病且验血为阳性,
则P(AB)=P(B)P(A|B).
由全概率公式可得P(A)=P(B)P(A|B)+P(B)P(A|B).所以P(B|A)=P(B)P(A|B)P(B)P(A|B)+P(B)P(A|B)=0.005××0.95+0.995×0.05=19218.
学生用书·练习帮P387
1.已知P(B)=0.3,P(B|A)=0.9,P(B|A)=0.2,则P(A)=( A )
A.17B.37D.0.1
解析 由P(B)=P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A),可得0.3=P(A)×0.9+(1-P(A))×0.2,解得P(A)=17.
2.甲、乙两选手进行象棋比赛,已知每局比赛甲获胜的概率为0.6,乙获胜的概率为0.4,若采用三局两胜制,则甲最终获胜的概率为( D )
解析 甲最终获胜的情况可能为甲连胜2局或甲前2局1胜1负,第3局胜,则甲最终获胜的概率P=0.62+C21×0.6×0.4×0.6=0.648.
3.[2024惠州市一调]甲、乙两位游客慕名来到惠州旅游,准备从惠州西湖、罗浮山、南昆山、盐洲岛和大亚湾红树林公园5个景点中各随机选择一个景点游玩,记事件A为“甲和乙选择的景点不同”,事件B为“甲和乙恰好一人选择罗浮山”,则P(B|A)=( B )
A.15B.25C.925D.920
解析 由题意知,P(A)=A52C51C51=45,P(AB)=C21A41C51C51=825,所以P(B|A)=P(AB)P(A)=82545=25,故选B.
4.[2024福州市一检]一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中2个红球,2个黄球,每次从中随机摸出1个球,摸出的球不再放回.则第二次摸到黄球的条件下,第一次摸到红球的概率为( C )
A.13B.12C.23D.34
解析 解法一 记“第i次摸到红球”为事件Ai,“第i次摸到黄球”为事件Bi,i=1,2.则P(B2)=P(A1)·P(B2|A1)+P(B1)P(B2|B1)=24×23+24×13=12,
P(A1B2)=P(A1)P(B2|A1)=24×23=13,故P(A1|B2)=P(A1B2)P(B2)=23.选C.
解法二 记“第i次摸到红球”为事件Ai,“第i次摸到黄球”为事件Bi,i=1,2.
由抽签的公平性可知P(B2)=24=12,又P(A1B2)=2×24×3=13,所以P(A1|B2)=P(A1B2)P(B2)=23,选C.
5.[多选/2024江西分宜中学、临川一中等校联考]甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,用事件A1,A2和A3分别表示从甲罐取出的球是红球、白球、黑球,再从乙罐中随机取出一球,用事件B表示从乙罐取出的球是红球.则下列结论正确的是( AD )
A.P(B|A1)=511
B.P(B)=25
C.事件B与事件A1相互独立
D.A1,A2,A3两两互斥
解析 由题意知P(A1)=510=12,P(A2)=210=15,P(A3)=310,P(B|A1)=4+110+1=511,P(B|A2)=411,P(B|A3)=411,
则P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=12×511+15×411+310×411=922≠P(B|A1),(提示:若P(B)P(A1)=P(BA1),即P(B)=P(BA1)P(A1)=P(B|A1),则事件B与事件A1相互独立)
所以事件B与事件A1不相互独立,故A正确,B,C不正确.显然A1,A2,A3两两互斥,故D正确.故选AD.
6.[2023武汉市5月模拟]设样本空间Ω={a,b,c,d}含有等可能的样本点,且A={a,b},B={a,c},C={a,d},则A,B,C三个事件 是 (填“是”或“不是”)两两独立的,且P(ABC)P(A)P(B)P(C)= 2 .
解析 由题意得,P(A)=24=12,P(B)=12,P(C)=12,
因为AB={a},所以P(AB)=14,
又P(A)P(B)=12×12=14,所以P(AB)=P(A)P(B),即A与B相互独立,
同理可推出B与C,A与C分别相互独立,则A,B,C三个事件是两两独立的.
因为ABC={a},所以P(ABC)=14,则P(ABC)P(A)P(B)P(C)=1412×12×12=2.
7.[2024贵阳市模拟]某校高一、高二、高三年级的学生人数之比为3∶3∶4,3个年级的学生都报名参加公益志愿活动,经过选拔,高一年级有13的学生成为公益活动志愿者,高二、高三年级各有14的学生成为公益活动志愿者.
(1)设事件B=“在3个年级中随机抽取的1名学生是公益活动志愿者”;事件Ai=“在3个年级中随机抽取1名学生,该学生来自高i年级”(i=1,2,3).请完成下表中不同事件的概率:
(2)若在3个年级中随机抽取1名学生,该学生是公益活动志愿者,根据以上表中所得数据,求该学生来自高一年级的概率.
解析 (1)补充表格如下.
(由全概率公式,得PB=PA1PBA1+PA2·PBA2+PA3PBA3=310×13+310×14+25×14=1140)
(2)该学生来自高一年级的概率P(A1|B)=P(A1B)P(B)=P(A1)P(B|A1)P(B)=310×131140=411.
8.[2024山东威海统考]某大学在一次调查学生是否有自主创业打算的活动中,获得了如下数据.
(1)若m=24,n=36,根据调查数据判断,能否依据α=0.01的独立性检验认为该校学生有无自主创业打算与性别有关.
(2)若m=15,n=60,从这些学生中随机抽取一人.
(i)若已知抽到的人有自主创业打算,求该学生是男生的概率;
(ii)判断“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”是否相互独立.
附:χ2=n(ad-bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),n=a+b+c+d.
解析 (1)零假设为H0:该校学生有无自主创业打算与性别无关.
χ2=(16+64+24+36)×(16×36-64×24)2(16+64)×(24+36)×(16+24)×(64+36)=16825=6.72>6.635,
依据小概率值α=0.01的?2独立性检验,可以认为该校学生有无自主创业打算与性别有关.
(2)(i)记A为“抽到的人有自主创业打算”,B为“抽到的人是男生”.
解法一 P(A)=16+1516+15+64+60=31155=15,P(AB)=1616+64+15+60=16155,所以P(B|A)=P(AB)P(A)=1631.
解法二 P(B|A)=n(AB)n(A)=1616+15=1631.
(ii)解法一 由(i)知A为“抽到的人无自主创业打算”,B为“抽到的人是男生”,则AB为“抽到的人无自主创业打算且是男生”.
P(A)=1-P(A)=45,P(B)=64+1616+15+64+60=1631,P(AB)=64155,
所以P(AB)=P(A)P(B),
所以“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”相互独立.
解法二 零假设为H'0:该校学生有无自主创业打算与性别无关.
根据题意得到如下2×2列联表:
χ12=155×(16×60-64×15)280×75×124×31=0,零假设成立,所以该校学生有无自主创业打算与性别无关,
所以“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”相互独立.
9.[多选/2023江苏海安中学三模]记A,B为随机事件,则下列说法正确的有( BC )
A.若事件A,B互斥,P(A)=12,P(B)=13,则P(A∪B)=56
B.若事件A,B相互独立,P(A)=12,P(B)=13,则P(A∪B)=23
C.若P(A)=12,P(A|B)=34,P(A|B)=38,则P(B)=13
D.若P(A)=12,P(A|B)=34,P(A|B)=38,则P(B|A)=14
解析
10.[多选/2023广州市二检]有3台车床加工同一型号的零件,第1台加工的次品率为8%,第2台加工的次品率为3%,第3台加工的次品率为2%,加工出来的零件混放在一起.已知第1,2,3台车床加工的零件数分别占总数的10%,40%,50%,从混放的零件中任取一个零件,则下列结论正确的是( BC )
A.该零件是第1台车床加工出来的次品的概率为0.08
B.该零件是次品的概率为0.03
C.如果该零件是第3台车床加工出来的,那么它不是次品的概率为0.98
D.如果该零件是次品,那么它不是第3台车床加工出来的概率为13
解析 记事件A为“车床加工的零件为次品”,记事件Bi为“第i台车床加工的零件,i=1,2,3”.则P(A|B1)=8%,P(A|B2)=3%,P(A|B3)=2%,P(B1)=10%,P(B2)=40%,P(B3)=50%.
对A,任取一个零件,该零件是第1台车床加工出来的次品的概率为PAB1=PAB1PB1=8%×10%=0.008,故A错误.
对B,任取一个零件,该零件是次品的概率为P(A)=P(AB1)+P(AB2)+P(AB3)=8%×10%+3%×40%+2%×50%=0.03,故B正确.
对C,如果该零件是第3台车床加工出来的,那么它不是次品的概率为P(A|B3)=1-PAB3=1-2%=0.98,故C正确.
对D,如果该零件是次品,那么它不是第3台车床加工出来的概率,可以考虑它的对立事件的概率:如果该零件是次品,那么它是第3台车床加工出来的概率,即P(B3|A),所以所求概率为1-P(B3|A)=1-P(AB3)P(A)=1-P(A|B3)P(B3)P(A)=1-2%×50%0.03=23,故D错误.故选BC.
11.[多选/2023新高考卷Ⅱ]在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.发送0时,收到1的概率为α(0<α<1),收到0的概率为1-α;发送1时,收到0的概率为β(0<β<1),收到1的概率为1-β.考虑两种传输方案:单次传输和三次传输.单次传输是指每个信号只发送1次;三次传输是指每个信号重复发送3次.收到的信号需要译码,译码规则如下:单次传输时,收到的信号即为译码;三次传输时,收到的信号中出现次数多的即为译码(例如,若依次收到1,0,1,则译码为1).( ABD )
A.采用单次传输方案,若依次发送1,0,1,则依次收到1,0,1的概率为(1-α)(1-β)2
B.采用三次传输方案,若发送1,则依次收到1, 0,1的概率为β(1-β)2
C.采用三次传输方案,若发送1,则译码为1的概率为β(1-β)2+(1-β)3
D.当0<α<0.5时,若发送0,则采用三次传输方案译码为0的概率大于采用单次传输方案译码为0的概率
解析 由题意,发0收1的概率为α,发0收0的概率为1-α; 发1收0的概率为β,发1收1的概率为1-β.对于A,发1收1的概率为1-β,发0收0的概率为1-α,发1收1的概率为1-β,所以所求概率为(1-α)(1-β)2,故A选项正确.
对于B,相当于发了1,1,1,收到1,0,1,则概率为(1-β)β(1-β)=β(1-β)2,故B选项正确.
对于C,相当于发了1,1,1,收到1,1,0或1,0,1或0,1,1或1,1,1,则概率为C32β(1-β)2+C33(1-β)3=3β(1-β)2+(1-β)3,故C不正确.
对于D,发送0,采用三次传输方案译码为0,相当于发0,0,0,收到0,0,1或0,1,0或1,0,0或0,0,0,则此方案的概率P1=C32α(1-α)2+C33(1-α)3=3α(1-α)2+(1-α)3;发送0,采用单次传输方案译码为0的概率P2=1-α,当0<α<0.5时,P1-P2=3α(1-α)2+(1-α)3-(1-α)=α(1-α)(1-2α)>0,故D选项正确.综上,选ABD.
12.在2023年成都大运会的射击比赛项目中,中国队取得了优异的比赛成绩,激发了全国射击运动的开展,某市举行了一场射击表演赛,规定如下:表演赛由甲、乙两位选手进行,每次只能有一位选手射击;由抽签的方式确定第一次射击的人选,甲、乙两人被抽到的概率相等;若中靶,此人继续射击,若未中靶,换另一人射击.已知甲每次中靶的概率为34,乙每次中靶的概率为45,每次射击结果相互独立.
(1)若每次中靶得10分,未中靶不得分,求3次射击后甲得20分的概率;
(2)求第n次射击的人是乙的概率.
解析 (1)3次射击后甲得20 分的情况有以下2种:
第1次、第2次都是甲射击且中靶,第3次甲射击未中靶,其概率P1=12×34×34×14=9128;(提示:只有甲、乙两位选手,且第一次射击时甲、乙两人被抽到的概率相等,所以第一次射击甲、乙被抽到的概率均为12)
第1次乙射击未中靶,第2次、第3次甲射击均中靶,其概率P2=12×15×34×34=9160.
所以3次射击后甲得20分的概率P=P1+P2=9128+9160=81640.
(2)设“第n次射击的人是乙”为事件An,
则P(An+1)=P(An)×45+[1-P(An)]×14=1120P(An)+14,
所以P(An+1)-59=1120[P(An)-59],
易知P(A1)=12,所以P(A1)-59=-118,
所以数列{P(An)-59}是首项为-118,公比为1120的等比数列,
所以P(An)-59=-118×(1120)n-1,
则P(An)=59-118×(1120)n-1,
故第n次射击的人是乙的概率为59-118×(1120)n-1.
13.[设问创新/2023江苏金陵中学等校三模]一只不透明的袋中装有10个相同的小球,分别标有数字0~9,先后从袋中随机取两只小球.用事件A表示“第二次取出小球的标号是2”,事件B表示“两次取出小球的标号之和是m”.
(1)若用不放回的方式取球,求P(A).
(2)若用有放回的方式取球,求证:事件A与事件B相互独立的充要条件是m=9.
解析 (1)用C表示“第一次取出小球的标号是2”,则P(C)=110,
所以P(C)=1-P(C)=910,P(A|C)=0,P(A|C)=19.
所以P(A)=P(CA+CA)=P(C)×P(A|C)+P(C)×P(A|C)=110×0+910×19=110.(也可以直接分析得到P(A)=910×19=110)
(2)记第一次取出小球的标号为x,第二次取出小球的标号为y,用数组(x,y)表示两次取球的情况,记样本空间为Ω,则n(Ω)=100.
下面证明充分性:
当m=9时,事件B发生的情况为(0,9),(1,8),(2,7),(3,6),(4,5),(5,4),(6,3),(7,2),(8,1),(9,0),共10种,事件AB发生的情况为(7,2),共1种,
因此P(B)=n(B)n(Ω)=10100=110,
P(AB)=n(AB)n(Ω)=1100,
又P(A)=110,于是P(AB)=P(A)P(B),
所以事件A与事件B相互独立,充分性成立.
下面证明必要性:
因为事件A与事件B相互独立,所以P(AB)=P(A)P(B),即P(A)=P(AB)P(B),
而P(A)=110,P(AB)P(B)=n(AB)n(B),于是n(AB)n(B)=110,
易知事件AB发生的情况只有一种,即(m-2,2),所以n(AB)=1,则n(B)=10,
令x+y=m,由0≤x≤9,0≤y≤9,可得关于x的不等式组0≤x≤9,0≤m-x≤9,
要使上述不等式有10个整数解,只能m=9,所以必要性成立.
综上,事件A与事件B相互独立的充要条件是m=9.课标要求
命题点
五年考情
命题分析预测
1.结合有限样本空间,了解两个随机事件独立性的含义.结合古典概型,利用独立性计算概率.
2.结合古典概型,了解条件概率,能计算简单随机事件的条件概率.
3.结合古典概型,了解条件概率与独立性的关系,会用乘法公式计算概率.
4.结合古典概型,会利用全概率公式计算概率.
相互独立事件
2023新高考卷ⅡT12;2022全国卷乙T10;2022全国卷甲T19; 2021新高考卷ⅠT8;2020全国卷ⅠT19;2019全国卷ⅠT15;2019全国卷ⅡT18
本讲为高考的命题热点,主要考查:(1)相互独立事件的概率计算,两事件相互独立的判断等,有时候单独命题,有时候与其他知识综合考查;(2)条件概率,近两年考查频率较高,复习备考中要引起重视;(3)全概率公式,这是新教材增加的点,在2023年新高考卷Ⅰ中已命题,命题概率大.在2025年高考备考中应强化对条件概率和全概率公式的理解和应用.
条件概率
2023全国卷甲T6;2022新高考卷ⅠT20;2022新高考卷ⅡT19;2022天津T13
全概率公式的应用
2023新高考卷ⅠT21
定义法
先分别计算概率P(AB)和P(A),然后代入公式P(B|A)=P(AB)P(A)PA>0.
样本
点法
先求事件A包含的样本点数n(A),再求事件AB包含的样本点数n(AB),得P(B|A)=n(AB)n(A).
缩样法
即缩小样本空间的方法,就是去掉第一次抽到的情况,只研究剩下的情况,用古典概型的概率公式求解.
事件概率
P(A1)
P(A2)
P(A3)
P(B|A1)
P(B|A2)
P(B|A3)
P(B)
概率值
13
事件概率
P(A1)
P(A2)
P(A3)
P(B|A1)
P(B|A2)
P(B|A3)
P(B)
概率值
310
310
25
13
14
14
1140
男生人数
女生人数
有自主创业打算
16
m
无自主创业打算
64
n
α
0.10
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
男生人数
女生人数
合计
有自主创业打算
16
15
31
无自主创业打算
64
60
124
合计
80
75
155
选项
分析过程
正误
A
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)=(1-12)+13-P(AB),而P(B)=P(AB)+P(AB)=P(AB)=13,∴P(AB)=13,∴P(A∪B)=12
✕
B
PA∪B=PA+PB-PAB=PA+PB-PAPB=12+13-12×13=23
√
C
令P(B)=x,则P(B)=1-x,又P(A|B)=P(AB)P(B)=P(AB)x=34,
∴P(AB)=34x,又P(A|B)=P(AB)P(B)=P(AB)1-x=38,∴P(AB)=38(1-x),P(A)=P(AB)+P(AB)=34x+38(1-x)=1-12,解得x=13
√
D
由C知P(B)=13,P(AB)=34×13=14,∴P(B|A)=P(AB)P(A)=P(B)-P(AB)P(A)=13-1412=16
✕
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