2020高考数学理科大一轮复习导学案:第十章概率10.4
展开知识点一 频率与概率
1.在相同条件下,大量重复进行同一试验,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.我们把这个常数叫做随机事件A的概率.记作P(A).
2.频率反映了一个随机事件出现的频繁程度,但是频率是随机的,而概率是一个确定的值,通常人们用概率来反映随机事件发生的可能性的大小.有时也用频率来作为随机事件概率的估计值.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)事件发生的频率与概率是相同的.( × )
(2)在大量的重复试验中,概率是频率的稳定值.( √ )
(3)若随机事件A发生的概率为P(A),则0≤P(A)≤1.( √ )
(4)6张奖券中只有一张有奖,甲、乙先后各抽取一张,则甲中奖的概率小于乙中奖的概率.( × )
2.李老师在某大学连续3年主讲经济学院的高等数学,下表是李老师这门课3年来的考试成绩分布:
成绩 | 人数 |
90分以上 | 42 |
80~89分 | 172 |
70~79分 | 240 |
60~69分 | 86 |
50~59分 | 52 |
50分以下 | 8 |
经济学院一年级的学生王小明下学期将选修李老师的高等数学课,用已有的信息估计他得以下分数的概率:
(1)90分以上的概率:0.07.
(2)不及格(60分及以上为及格)的概率:0.1.
解析:(1)=0.07.
(2)=0.1.
知识点二 事件的关系与运算
3.甲:A1、A2是互斥事件;乙:A1、A2是对立事件.那么( B )
A.甲是乙的充分但不必要条件
B.甲是乙的必要但不充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件,也不是乙的必要条件
解析:对立事件一定互斥,互斥事件不一定对立.
4.(人教A必修3P121第4题)一个人打靶时连续射击两次,事件“至少有一次中靶”的互斥事件是( D )
A.至多有一次中靶 B.两次都中靶
C.只有一次中靶 D.两次都不中靶
解析:事件“至少有一次中靶”包括“中靶一次”和“中靶两次”两种情况,由互斥事件的定义,可知“两次都不中靶”与之互斥.
知识点三 概率的基本性质
1.概率的取值范围:0≤P(A)≤1.
2.必然事件的概率P(E)=1.
3.不可能事件的概率P(F)=0.
4.概率的加法公式.
如果事件A与事件B互斥,则P(A∪B)=P(A)+P(B).
5.对立事件的概率
若事件A与事件B互为对立事件,则A∪B为必然事件.P(A∪B)=1,P(A)=1-P(B).
5.经统计,在银行一个营业窗口每天上午9点钟排队等候的人数及相应概率如下表:
排队人数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | ≥5 |
概率 | 0.1 | 0.16 | 0.3 | 0.3 | 0.1 | 0.04 |
则该营业窗口上午9点钟时,至少有2人排队的概率是0.74.
解析:由表格知,至少有2人排队的概率P=0.3+0.3+0.1+0.04=0.74.
6.袋中装有除颜色外完全相同的红、黄、蓝三种颜色的球各2个,无放回地从中任取3个球,则恰有2个球同色的概率为.
解析:从装有红、黄、蓝三种颜色的球各2个的袋中无放回地任取3个球,共有C=20(种)取法,其中恰有2个球同色的取法有C·C=12(种),所以恰有2个球同色的概率为P==.
1.频率与概率
频率是随机的,不同的试验,得到频率也可能不同,概率是频率的稳定值,反映了随机事件发生的可能性的大小.
2.互斥与对立
对立事件一定互斥,但互斥事件不一定对立.
3.概率加法公式的注意点
(1)要确定A,B互斥方可运用公式.
(2)A,B为对立事件时并不一定A与B发生的可能性相同,即P(A)=P(B)可能不成立.
考向一 随机事件的关系判断
【例1】 (1)把语文、数学、英语三本学习书随机地分给甲、乙、丙三位同学,每人一本,则事件A:“甲分得语文书”,事件B:“乙分得数学书”,事件C:“丙分得英语书”,则下列说法正确的是( )
A.A与B是不可能事件
B.A+B+C是必然事件
C.A与B不是互斥事件
D.B与C既是互斥事件也是对立事件
(2)一袋中装有5个大小形状完全相同的小球,其中红球3个,白球2个,从中任取2个小球,若事件“2个小球全是红球”的概率为,则概率是的事件是( )
A.恰有一个红球 B.两个小球都是白球
C.至多有一个红球 D.至少有一个红球
【解析】 (1)“A,B,C”都是随机事件,可能发生,也可能不发生,故A,B选项都不正确;“A,B”可能同时发生,故“A”与“B”不互斥,C正确;“B”与“C”既不互斥,也不对立,D不正确.
(2)因为=1-,所以概率是的事件是“2个小球全是红球”的对立事件,应为:“一个红球一个白球”与“两个都是白球”的和事件,即为“至多有一个红球”.
【答案】 (1)C (2)C
1.互斥、对立事件的判别方法
(1)在一次试验中,不可能同时发生的两个事件为互斥事件.
(2)两个互斥事件,若有且仅有一个发生,则这两个事件为对立事件.
2.解答本例(1)不要忽视了随机事件的所有可能情况,甲既可以分得语文书,也可以分得数学书、英语书.
(1)设A与B是互斥事件,A,B的对立事件分别记为,,则下列说法正确的是( C )
A.A与互斥
B.与互斥
C.P(A+B)=P(A)+P(B)
D.P(+)=1
(2)从1,2,3,4,5这五个数中任取两个数,其中:①恰有一个是偶数和恰有一个是奇数;②至少有一个是奇数和两个都是奇数;③至少有一个是奇数和两个都是偶数;④至少有一个是奇数和至少有一个是偶数.上述事件中,是对立事件的是( C )
A.① B.②④
C.③ D.①③
解析:(1)根据互斥事件的定义可知,A与,与都有可能同时发生,所以A与互斥,与互斥是不正确的;P(A+B)=P(A)+P(B)正确;与既不一定互斥,也不一定对立,所以D错误.
(2)从1,2,3,4,5这五个数中任取两个数有3种情况:一奇一偶,两个奇数,两个偶数.
其中“至少有一个是奇数”包含一奇一偶或两个奇数这两种情况,它与两个都是偶数是对立事件.
又①②④中的事件可以同时发生,不是对立事件.
考向二 随机事件的频率与概率
【例2】 已知国家某5A级大型景区对拥挤等级与每日游客数量n(单位:百人)的关系有如下规定:当n∈[0,100)时,拥挤等级为“优”;当n∈[100,200)时,拥挤等级为“良”;当n∈[200,300)时,拥挤等级为“拥挤”;当n≥300时,拥挤等级为“严重拥挤”.该景区对6月份的游客数量作出如图的统计数据:
(1)下面是根据统计数据得到的频率分布表,求出a,b的值,并估计该景区6月份游客人数的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
游客数量 (单位:百人) | [0,100) | [100,200) | [200,300) | [300,400] |
天数 | a | 10 | 4 | 1 |
频率 | b |
(2)某人选择在6月1日至6月5日这5天中任选2天到该景区游玩,求他这2天遇到的游客拥挤等级均为“优”的概率.
【解】 (1)游客人数在[0,100)范围内的天数共有15天,故a=15,b==,游客人数的平均值为50×+150×+250×+350×=120(百人).
(2)从5天中任选两天的选择方法有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10种,其中游客等级均为“优”的有(1,4),(1,5),(4,5),共3种,故所求概率为.
事件A发生的频率是利用频数nA除以试验总次数n所得到的值,且随着试验次数的增多,它在A的概率附近摆动幅度越来越小,即概率是频率的稳定值,因此在试验次数足够的情况下,给出不同事件发生的次数,可以利用频率来估计相应事件发生的概率.
某鲜花店将一个月(30天)某品种鲜花的日销售量与销售天数统计如下表,将日销售量在各区间的销售天数占总天数的值视为概率.
日销售量(枝) | (0,50) | [50,100) | [100,150) | [150,200) | [200,250] |
销售天数 | 3天 | 5天 | 13天 | 6天 | 3天 |
(1)求这30天中日销售量低于100枝的概率;
(2)若此花店在日销售量低于100枝的时候选择两天做促销活动,求这两天恰好是在日销售量低于50枝时的概率.
解:(1)设鲜花店日销售量为x枝,
则P(0<x<50)==,P(50≤x<100)==,所以这30天中日销售量低于100枝的概率
P=+=.
(2)日销售量低于100枝共有8天,从中任选两天做促销活动,共有28种情况;日销售量低于50枝共有3天,从中任选两天做促销活动,共有3种情况.
所以所求事件发生的概率P=.
考向三 互斥事件与对立事件的概率
【例3】 某超市为了解顾客的购物量及结算时间等信息,安排一名员工随机收集了在该超市购物的100位顾客的相关数据,如下表所示.
一次购物量 | 1至4件 | 5至8件 | 9至12件 | 13至16件 | 17件及以上 |
顾客数(人) | x | 30 | 25 | y | 10 |
结算时间 (分钟/人) | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
已知这100位顾客中一次购物量超过8件的顾客占55%.
(1)确定x,y的值,并估计顾客一次购物的结算时间的平均值;
(2)求一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率.(将频率视为概率)
【解】 (1)由已知得x+30=45,25+y+10=55,所以x=15,y=20.该超市所有顾客一次购物的结算时间组成一个总体,所收集的100位顾客一次购物的结算时间可视为总体的一个容量为100的简单随机样本,顾客一次购物的结算时间的平均值可用样本平均数估计,其估计值为
=1.9(分钟).
(2)方法1:记A为事件“一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟”,A1,A2,A3分别表示事件“该顾客一次购物的结算时间为1分钟”“该顾客一次购物的结算时间为1.5分钟”“该顾客一次购物的结算时间为2分钟”,将频率视为概率得P(A1)==,P(A2)==,P(A3)==.
因为A=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3是互斥事件,所以P(A)=P(A1∪A2∪A3)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=++=.
故一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率为.
方法2:记A表示事件“一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟”,则A的对立事件为“一位顾客一次购物的结算时间超过2分钟”,由题表,知P()==.
所以P(A)=1-P()=1-=.
故一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率为.
求复杂的互斥事件的概率一般有两种方法:一是直接求解法,将所求事件的概率分解为一些彼此互斥的事件的概率的和;二是间接法,先求该事件的对立事件的概率,再由PA=1-P()求解.当题目涉及“至多”“至少”型问题时,多考虑间接法.
某商场有奖销售中,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)=,P(B)==,P(C)==.故事件A,B,C的概率分别为,,.
(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)==.故1张奖券的中奖概率为.
(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-=.
故1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率为.