备考2024届高考数学一轮复习讲义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公式
展开(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.
研透高考 明确方向
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%.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.
2024年高考数学重难点突破讲义:学案 第2讲 互斥、对立、独立事件与条件概率、全概率公式: 这是一份2024年高考数学重难点突破讲义:学案 第2讲 互斥、对立、独立事件与条件概率、全概率公式,共9页。
备考2024届高考数学一轮复习讲义第十章计数原理概率随机变量及其分布第1讲两个计数原理: 这是一份备考2024届高考数学一轮复习讲义第十章计数原理概率随机变量及其分布第1讲两个计数原理,共5页。
备考2024届高考数学一轮复习讲义第十章计数原理概率随机变量及其分布第4讲随机事件与概率: 这是一份备考2024届高考数学一轮复习讲义第十章计数原理概率随机变量及其分布第4讲随机事件与概率,共9页。