高一数学下学期考点精讲+精练(人教A版2019必修第二册)第01讲有限样本空间与随机事件(原卷版+解析)
展开知识点1 随机试验
(1)随机现象与确定性现象
一般地,把在一定条件下能预知结果的现象称为确定性现象.比如把石头抛向空中,它会掉到地面上来;我们生活的地球每天都在绕太阳转动;一个人随着岁月的消逝,一定会衰老死亡……这类现象称为确定性现象.这里的确定性有两层含义:一是在一定条件下必然发生,二是可以预知结果.随机现象是在一定条件下(试验或观察)不能事先预知结果,且个个结果发生的频率具有稳定性的现象,如射击命中的环数;抛掷一枚骰子所出现的点数等等.
随机试验
我们把对随机现象的实现和对他的观察称为随机试验,简称试验.常用字母E表示.我们感兴趣的是具有以下特点的随机试验:①试验可以在相同条件下重复进行;②试验的所有可能,结果是明确可知的,并且不止一个;③每次试验总是恰好出现这些,可能结果中的一个,但事先不能确定出现哪个结果.
注:对于随机试验而言,每次试验的结果如何是无法预料的,但随着试验的重复进行,其结果的出现会呈现出一定的规律性,我们称之为随机现象的统计规律性.
知识点2 事件的分类
(1)我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点.
(2)全体样本点的集合称为试验E的样本空间,如果一个随机试验有n个可能的结果w1,w2,…,wn,则称样本空间Ω={w1,w2,…,wn}为有限样本空间.(3)样本空间Ω的子集称为随机事件,简称事件;只包含一个样本点的事件称为基本事件.随机事件是由若干个基本事件构成的,当然,基本事件也是随机事件.
(4)Ω作为自身的子集,包含了所有的样本点,在每次试验中总有一个样本点发生,所以Ω总会发生,我们称Ω为必然事件.
(5)空集不包含任何样本点,在每次试验中都不会发生,我们称为不可能事件.
注:必然事件与不可能事件不具有随机性,是随机事件的两个极端情形.
知识点2 对事件分类的两个关键点
(1)条件:在条件S下事件发生与否是与条件相对而言的,没有条件,无法判断事件是否发生.
(2)结果发生与否:有时结果较复杂,要准确理解结果包含的各种情况.
考点一 事件类型的判断
解题方略:
对事件类型判断的两个关键点
(1)条件:在一定条件下事件发生与否是与条件相对而言的,没有条件,无法判断事件是否发生;
(2)结果发生与否:若一定发生的,则为必然事件,一定不发生的则为不可能事件;若不确定发生与否,则称其为随机事件,随机事件有时结果较复杂,要准确理解结果包含的各种情况.
【例1】指出下列事件是必然事件、不可能事件还是随机事件:
(1)某人购买福利彩票一注,中奖500万元;
(2)三角形的两边之和大于第三边;
(3)没有空气和水,人类可以生存下去;
(4)从分别标有1,2,3,4的四张标签中任取一张,抽到1号标签;
(5)科学技术达到一定水平后,不需任何能量的“永动机”将会出现.
变式1:指出下列事件是必然事件、不可能事件,还是随机事件:
(1)我国东南沿海某地明年将受到3次冷空气的侵袭;
(2)抛掷硬币10次,至少有一次正面向上;
(3)同一门炮向同一目标发射多枚炮弹,其中50%的炮弹击中目标;
(4)没有水分,种子发芽.
变式2:下列事件中,随机事件的个数为( )
①方程ax+b=0有一个实数根;
②2020年5月1日,来中国旅游的人数为1万;
③在常温下,锡块熔化;
④若a>b,那么ac>bc.
A.1 B.2
C.3 D.4
变式3:已知集合A是集合B的真子集,下列关于非空集合A,B的四个命题:
①若任取x∈A,则x∈B是必然事件;
②若任取x∉A,则x∈B是不可能事件;
③若任取x∈B,则x∈A是随机事件;
④若任取x∉B,则x∉A是必然事件.
其中正确的命题有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
变式4:在25件同类产品中,有2件次品,从中任取3件产品,其中不可能事件为( )
A.3件都是正品 B.至少有1件次品
C.3件都是次品 D.至少有1件正品
变式5:在8件同类产品中,有5件正品,3件次品,从中任意抽取4件,下列事件中的必然事件是( )
A.4件都是正品
B.至少有一件次品
C.4件都是次品
D.至少有一件正品
变式6:在200件产品中,有192件一级品,8件二级品,则下列事件:
①在这200件产品中任意选出9件,全部是一级品;
②在这200件产品中任意选出9件,全部是二级品;
③在这200件产品中任意选出9件,不全是二级品;
④在这200件产品中任意选出9件,其中不是一级品的件数小于10.
其中________是必然事件;________是不可能事件;________是随机事件.(填序号)
考点二 确定样本空间
解题方略:
确定样本空间的方法
1列举法:把试验的全部结果一一列举出来.此方法适合于较为简单的试验问题.(当样本点个数较少时,可直接列举出所有样本点.)
2列表法:将样本点用表格的方式表示出来,通过表格可以弄清样本点的总数,以及要求的事件所包含的样本点个数.列表法适用于较简单的试验问题,样本点个数较多的试验不适合用列表法.
3树状图法:树状图法是使用树状的图形把样本点列举出来的一种方法,树状图法便于分析样本点间的结构关系,对于较复杂的问题,可以作为一种分析问题的主要手段,树状图法适用于较复杂的试验问题.(样本点个数较多且相对复杂时,可采用树状图法)
【例2】将一枚骰子先后抛掷两次,则:
(1)一共有几个样本点?
(2)“出现的点数之和大于8”包含几个样本点?
变式1:袋中装有红、白、黄、黑除颜色外其他方面都相同的四个小球,从中任取一球的样本空间Ω1=______,从中任取两球的样本空间Ω2=__________.
变式2:一个家庭有两个小孩儿,则样本空间为( )
A.{(男,女),(男,男),(女,女)}
B.{(男,女),(女,男)}
C.{(男,男),(男,女),(女,男),(女,女)}
D.{(男,男),(女,女)}
考点三 事件与事件的表示
解题方略:
1.判随机事件的结果是相对于条件而言的,要确定样本空间,(1)必须明确事件发生的条件;(2)根据题意,按一定的次序列出所有样本点. 特别要注意结果出现的机会是均等的,按规律去写,要做到既不重复也不遗漏.
2.试验中当试验的结果不唯一时,一定要将各种可能都要考虑到,尤其是有顺序和无顺序的情况最易出错.
3.一次摸出两张卡片,这两张卡片是没有顺序的,是无序问题;先后各取一张卡片,则这两张卡片是有顺序的,前后是有区别的.试验结果的有序与无序是确定样本点时要考虑的重要因素,所以要认真阅读题干中的关键词,判断是否要考虑顺序问题.
【例3】从1,2,3,…,10中任意选一个数,这个试验的样本空间为________,“它是偶数”这一事件包含的样本点个数为________.
变式1:在投掷两枚骰子的试验中,点数之和为8的事件含有的样本点有________个.
变式2:用3种不同颜色给甲、乙两个小球随机涂色,每个小球只涂一种颜色,记事件A表示“甲、乙两个小球所涂颜色不同”,则事件A的样本点的个数为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
变式3:先后抛掷均匀的1分、2分硬币各一枚,观察落地后硬币的正、反面情况,则下列事件包含3个样本点的是( )
A.“至少一枚硬币正面向上”
B.“只有一枚硬币正面向上”
C.“两枚硬币都是正面向上”
D.“两枚硬币一枚正面向上,另一枚反面向上”
变式4:将一枚质地均匀且四个面上分别标有1,2,3,4的正四面体先后抛掷两次,其底面落于桌面上,记第一次朝下面的数字为x,第二次朝下面的数字为y.用(x,y)表示一个样本点.则满足条件“eq \f(x,y)为整数”这一事件包含样本点个数为________个.
变式5:同时转动如图所示的两个转盘,记转盘甲得到的数为x,转盘乙得到的数为y,结果为(x,y).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)求这个试验包含的样本点的总数;
(3)用集合表示下列事件:
①M=“x+y=5”;
②N=“x<3,且y>1”;
③T=“xy=4”;
④P=“x+y是偶数”.
【例5】在一个不透明的口袋中装有大小相同标号不同的5张卡片,其中3张红色,2张白色.
(1)从中一次摸出两张卡片,此试验共有多少个样本点?
(2)从中先后各取一张卡片(每次取后立即放回),此试验共有多少个样本点?
变式1:从含有两件正品a1,a2和一件次品b1的3件产品中每次任取1件,连续取两次.
(1)当不放回抽取时,写出样本空间Ω1;
(2)当放回抽取时,写出样本空间Ω2.
练习一 事件类型的判断
1、【多选】下面事件是随机事件的是( )
A.某项体育比赛出现平局
B.抛掷一枚硬币,出现反面向上
C.全球变暖会导致海平面上升
D.一个三角形的三边长分别为1,2,3
2、质点O从直角坐标平面上的原点开始,等可能地向上、下、左、右四个方向移动,每次移动一个单位长度,观察该点平移4次后的坐标,则事件“平移后的点位于第一象限”是________事件.
3、在1,2,3,…,10这10个数字中,任取3个数字,那么“这三个数字的和大于6”这一事件是( )
A.必然事件 B.不可能事件
C.随机事件 D.以上选项均不正确
4、下列现象中,不可能事件是( )
A.三角形的内角和为180°
B.a⊥α,b⊥α,a∥b
C.锐角三角形中两内角和小于90°
D.三角形中任意两边之和大于第三边
练习二 确定样本空间
1、写出下列试验的样本空间:
(1)甲、乙两队进行一场足球赛,观察甲队比赛结果(包括平局)________;
(2)从含有6件次品的50件产品中任取4件,观察其中次品数________.
2、从1,2,3,4中任取三个数字组成三位数,写出该试验的样本空间.
练习三 事件与事件的表示
1、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,则样本点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2、甲、乙两人做出拳游戏(锤、剪、布).
(1)写出样本空间;
(2)写出事件“甲赢”;
(3)写出事件“平局”.
3、一个口袋内装有大小相同的5个球,其中3个白球,2个黑球,从中一次摸出2个球.
(1)共有多少个样本点?
(2)2个都是白球包含几个样本点?
4、先后抛掷两枚质地均匀的硬币.
(1)写出该实验的样本空间;
(2)出现“一枚正面,一枚反面”的结果有多少种?
5、已知集合A={-9,-7,-5,-3,-1,0,2,4,6,8},从集合A中任取不相同的两个数作为点P的坐标,则事件“点P落在x轴上”包含的样本点共有( )
A.7个 B.8个
C.9个 D.10个
6、设有一列北上的火车,已知停靠的站由南至北分别为S1,S2,…,S10站.若甲在S3站买票,乙在S6站买票,设样本空间Ω表示火车所有可能停靠的站,令A表示甲可能到达的站的集合,B表示乙可能到达的站的集合.
(1)写出该事件的样本空间Ω;
(2)写出事件A,事件B包含的样本点的集合;
(3)铁路局需为该列车准备多少种北上的车票?
7、已知关于x的二次函数f(x)=ax2-bx+1,设集合P={1,2,3},Q={-1,1,2,3,4}.试验:分别从集合P和Q中随机取一个数a和b得到数对(a,b).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)写出事件“函数y=f(x)有零点”包含的样本点的个数;
(3)写出事件“函数y=f(x)在区间[1,+∞)上是增函数”所包含的样本点.
第1讲 有限样本空间与随机事件
知识点1 随机试验
(1)随机现象与确定性现象
一般地,把在一定条件下能预知结果的现象称为确定性现象.比如把石头抛向空中,它会掉到地面上来;我们生活的地球每天都在绕太阳转动;一个人随着岁月的消逝,一定会衰老死亡……这类现象称为确定性现象.这里的确定性有两层含义:一是在一定条件下必然发生,二是可以预知结果.随机现象是在一定条件下(试验或观察)不能事先预知结果,且个个结果发生的频率具有稳定性的现象,如射击命中的环数;抛掷一枚骰子所出现的点数等等.
随机试验
我们把对随机现象的实现和对他的观察称为随机试验,简称试验.常用字母E表示.我们感兴趣的是具有以下特点的随机试验:①试验可以在相同条件下重复进行;②试验的所有可能,结果是明确可知的,并且不止一个;③每次试验总是恰好出现这些,可能结果中的一个,但事先不能确定出现哪个结果.
注:对于随机试验而言,每次试验的结果如何是无法预料的,但随着试验的重复进行,其结果的出现会呈现出一定的规律性,我们称之为随机现象的统计规律性.
知识点2 事件的分类
(1)我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点.
(2)全体样本点的集合称为试验E的样本空间,如果一个随机试验有n个可能的结果w1,w2,…,wn,则称样本空间Ω={w1,w2,…,wn}为有限样本空间.(3)样本空间Ω的子集称为随机事件,简称事件;只包含一个样本点的事件称为基本事件.随机事件是由若干个基本事件构成的,当然,基本事件也是随机事件.
(4)Ω作为自身的子集,包含了所有的样本点,在每次试验中总有一个样本点发生,所以Ω总会发生,我们称Ω为必然事件.
(5)空集不包含任何样本点,在每次试验中都不会发生,我们称为不可能事件.
注:必然事件与不可能事件不具有随机性,是随机事件的两个极端情形.
知识点2 对事件分类的两个关键点
(1)条件:在条件S下事件发生与否是与条件相对而言的,没有条件,无法判断事件是否发生.
(2)结果发生与否:有时结果较复杂,要准确理解结果包含的各种情况.
考点一 事件类型的判断
解题方略:
对事件类型判断的两个关键点
(1)条件:在一定条件下事件发生与否是与条件相对而言的,没有条件,无法判断事件是否发生;
(2)结果发生与否:若一定发生的,则为必然事件,一定不发生的则为不可能事件;若不确定发生与否,则称其为随机事件,随机事件有时结果较复杂,要准确理解结果包含的各种情况.
【例1】指出下列事件是必然事件、不可能事件还是随机事件:
(1)某人购买福利彩票一注,中奖500万元;
(2)三角形的两边之和大于第三边;
(3)没有空气和水,人类可以生存下去;
(4)从分别标有1,2,3,4的四张标签中任取一张,抽到1号标签;
(5)科学技术达到一定水平后,不需任何能量的“永动机”将会出现.
【解析】(1)购买一注彩票,可能中奖,也可能不中奖,所以是随机事件.
(2)所有三角形的两边之和都大于第三边,所以是必然事件.
(3)空气和水是人类生存的必要条件,没有空气和水,人类无法生存,所以是不可能事件.
(4)任意抽取,可能得到1,2,3,4号标签中的任一张,所以是随机事件.
(5)由能量守恒定律可知,不需任何能量的“永动机”不会出现,所以是不可能事件.
变式1:指出下列事件是必然事件、不可能事件,还是随机事件:
(1)我国东南沿海某地明年将受到3次冷空气的侵袭;
(2)抛掷硬币10次,至少有一次正面向上;
(3)同一门炮向同一目标发射多枚炮弹,其中50%的炮弹击中目标;
(4)没有水分,种子发芽.
【解析】(1)我国东南沿海某地明年可能受到3次冷空气侵袭,也可能不是3次,是随机事件.
(2)抛掷硬币10次,也可能全是反面向上,也可能有正面向上,是随机事件.
(3)同一门炮向同一目标发射,命中率可能是50%,也可能不是50%,是随机事件.
(4)没有水分,种子不可能发芽,是不可能事件.
变式2:下列事件中,随机事件的个数为( )
①方程ax+b=0有一个实数根;
②2020年5月1日,来中国旅游的人数为1万;
③在常温下,锡块熔化;
④若a>b,那么ac>bc.
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】①②④是随机事件,③是不可能事件.故选C.
变式3:已知集合A是集合B的真子集,下列关于非空集合A,B的四个命题:
①若任取x∈A,则x∈B是必然事件;
②若任取x∉A,则x∈B是不可能事件;
③若任取x∈B,则x∈A是随机事件;
④若任取x∉B,则x∉A是必然事件.
其中正确的命题有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【解析】∵集合A是集合B的真子集,∴A中的任意一个元素都是B中的元素,而B中至少有一个元素不在A中,因此①正确,②错误,③正确,④正确.故选C.
变式4:在25件同类产品中,有2件次品,从中任取3件产品,其中不可能事件为( )
A.3件都是正品 B.至少有1件次品
C.3件都是次品 D.至少有1件正品
【解析】25件产品中只有2件次品,所以不可能取出3件都是次品.故选C.
变式5:在8件同类产品中,有5件正品,3件次品,从中任意抽取4件,下列事件中的必然事件是( )
A.4件都是正品
B.至少有一件次品
C.4件都是次品
D.至少有一件正品
【解析】抽取4件中至多3件次品,即至少有一件正品.选D.
变式6:在200件产品中,有192件一级品,8件二级品,则下列事件:
①在这200件产品中任意选出9件,全部是一级品;
②在这200件产品中任意选出9件,全部是二级品;
③在这200件产品中任意选出9件,不全是二级品;
④在这200件产品中任意选出9件,其中不是一级品的件数小于10.
其中________是必然事件;________是不可能事件;________是随机事件.(填序号)
【解析】200件产品中,8件是二级品,现从中任意选出9件,当然不可能全是二级品,不是一级品的件数最多为8,小于10.
答案:③④ ② ①
考点二 确定样本空间
解题方略:
确定样本空间的方法
1列举法:把试验的全部结果一一列举出来.此方法适合于较为简单的试验问题.(当样本点个数较少时,可直接列举出所有样本点.)
2列表法:将样本点用表格的方式表示出来,通过表格可以弄清样本点的总数,以及要求的事件所包含的样本点个数.列表法适用于较简单的试验问题,样本点个数较多的试验不适合用列表法.
3树状图法:树状图法是使用树状的图形把样本点列举出来的一种方法,树状图法便于分析样本点间的结构关系,对于较复杂的问题,可以作为一种分析问题的主要手段,树状图法适用于较复杂的试验问题.(样本点个数较多且相对复杂时,可采用树状图法)
【例2】将一枚骰子先后抛掷两次,则:
(1)一共有几个样本点?
(2)“出现的点数之和大于8”包含几个样本点?
【解析】方法1:(列举法):
(1)用(x,y)表示结果,其中x表示骰子第1次出现的点数,y表示骰子第2次出现的点数,则试验的样本空间Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)},共36个样本点.
(2)“出现的点数之和大于8”包含以下10个样本点:(3,6),(4,5),(4,6),(5,4),(5,5),(5,6),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6).
方法2:(列表法):
如图所示,坐标平面内的数表示相应两次抛掷后出现的点数的和,样本点与所描点一一对应.
(1)由图知,样本点总数为36.
(2)“点数之和大于8”包含10个样本点(已用虚线圈出).
方法3:(树状图法):
一枚骰子先后抛掷两次的所有可能结果用树状图表示.如图所示:
(1)由图知,共36个样本点.
(2)“点数之和大于8”包含10个样本点(已用“√”标出).
变式1:袋中装有红、白、黄、黑除颜色外其他方面都相同的四个小球,从中任取一球的样本空间Ω1=______,从中任取两球的样本空间Ω2=__________.
【解析】从中任取一球有4种可能,分别为红、白、黄、黑,构成的样本空间Ω1={红,白,黄,黑}.
从中任取两球有6种可能,分别为(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑),构成的样本空间Ω2={(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑)}.
答案:{红,白,黄,黑} {(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑)}
变式2:一个家庭有两个小孩儿,则样本空间为( )
A.{(男,女),(男,男),(女,女)}
B.{(男,女),(女,男)}
C.{(男,男),(男,女),(女,男),(女,女)}
D.{(男,男),(女,女)}
【解析】随机试验的所有结果要保证等可能性.两小孩儿有大小之分,所以(男,女)与(女,男)是不同的样本点.故选C.
考点三 事件与事件的表示
解题方略:
1.判随机事件的结果是相对于条件而言的,要确定样本空间,(1)必须明确事件发生的条件;(2)根据题意,按一定的次序列出所有样本点. 特别要注意结果出现的机会是均等的,按规律去写,要做到既不重复也不遗漏.
2.试验中当试验的结果不唯一时,一定要将各种可能都要考虑到,尤其是有顺序和无顺序的情况最易出错.
3.一次摸出两张卡片,这两张卡片是没有顺序的,是无序问题;先后各取一张卡片,则这两张卡片是有顺序的,前后是有区别的.试验结果的有序与无序是确定样本点时要考虑的重要因素,所以要认真阅读题干中的关键词,判断是否要考虑顺序问题.
【例3】从1,2,3,…,10中任意选一个数,这个试验的样本空间为________,“它是偶数”这一事件包含的样本点个数为________.
【解析】任选一个数,共有10种不同选法,故样本空间为Ω={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},其中偶数共有5种,故“它是偶数”这一事件包含的样本点个数为5.
答案:Ω={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} 5
变式1:在投掷两枚骰子的试验中,点数之和为8的事件含有的样本点有________个.
【解析】样本点为(2,6),(3,5),(4,4),(5,3),(6,2),共5个.
变式2:用3种不同颜色给甲、乙两个小球随机涂色,每个小球只涂一种颜色,记事件A表示“甲、乙两个小球所涂颜色不同”,则事件A的样本点的个数为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【解析】设3种不同颜色分别用A,B,C表示,该事件的样本空间Ω={(A,A),(A,B),(A,C),(B,A),(B,B),(B,C),(C,A),(C,B),(C,C)},其中事件A={(A,B),(A,C),(B,A),(B,C),(C,A),(C,B)}共6个样本点.故选D.
变式3:先后抛掷均匀的1分、2分硬币各一枚,观察落地后硬币的正、反面情况,则下列事件包含3个样本点的是( )
A.“至少一枚硬币正面向上”
B.“只有一枚硬币正面向上”
C.“两枚硬币都是正面向上”
D.“两枚硬币一枚正面向上,另一枚反面向上”
【解析】“至少一枚硬币正面向上”包括“1分正面向上,2分正面向下”“1分正面向下,2分正面向上”“1分、2分都正面向上”三个样本点.故选A.
变式4:将一枚质地均匀且四个面上分别标有1,2,3,4的正四面体先后抛掷两次,其底面落于桌面上,记第一次朝下面的数字为x,第二次朝下面的数字为y.用(x,y)表示一个样本点.则满足条件“eq \f(x,y)为整数”这一事件包含样本点个数为________个.
【解析】先后抛掷两次正四面体,该试验的样本空间Ω={(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)}.共16个样本点.
用A表示满足条件“eq \f(x,y)为整数”的事件,则A={(1,1),(2,1),(2,2),(3,1),(3,3),(4,1),(4,2),(4,4)},共8个样本点.
答案:8
变式5:同时转动如图所示的两个转盘,记转盘甲得到的数为x,转盘乙得到的数为y,结果为(x,y).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)求这个试验包含的样本点的总数;
(3)用集合表示下列事件:
①M=“x+y=5”;
②N=“x<3,且y>1”;
③T=“xy=4”;
④P=“x+y是偶数”.
【解析】(1)Ω={(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)样本点总数为16.
(3)①“x+y=5”包含以下4个样本点:
(1,4),(2,3),(3,2),(4,1).
所以M={(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)}
②“x<3,且y>1”包含以下6个样本点:
(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4).
所以N={(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4)}
③“xy=4”包含以下3个样本点:(1,4),(2,2),(4,1).
所以T={(1,4),(2,2),(4,1)}
④“x+y是偶数”包括两种情况,①x,y都是奇数;②x,y都是偶数,故“x+y是偶数”这一事件包含以下8个样本点:(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(2,2),(2,4),(4,2),(4,4).
所以P={(1,1),(1,3),(3,1),(3,3),(2,2),(2,4),(4,2),(4,4)}.
【例5】在一个不透明的口袋中装有大小相同标号不同的5张卡片,其中3张红色,2张白色.
(1)从中一次摸出两张卡片,此试验共有多少个样本点?
(2)从中先后各取一张卡片(每次取后立即放回),此试验共有多少个样本点?
【解析】不妨记3张红色卡片为1,2,3号,2张白色卡片为4,5号.
(1)“从中一次摸出两张卡片”,无顺序,故这个试验中等可能出现的结果有10种,分别为(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5)(其中(1,2)表示摸到1号、2号卡片),故共有10个样本点.
(2)“从中先后各取一张卡片(每次取后立即放回)”,有顺序,故这个试验中的样本点有25个.
变式1:从含有两件正品a1,a2和一件次品b1的3件产品中每次任取1件,连续取两次.
(1)当不放回抽取时,写出样本空间Ω1;
(2)当放回抽取时,写出样本空间Ω2.
【解析】(1)Ω1={(a1,a2),(a1,b1),(a2,b1)}.
(2)Ω2={(a1,a1),(a1,a2),(a1,b1),(a2,a1),(a2,a2),(a2,b1),(b1,a1),(b1,a2),(b1,b1)}.
练习一 事件类型的判断
1、【多选】下面事件是随机事件的是( )
A.某项体育比赛出现平局
B.抛掷一枚硬币,出现反面向上
C.全球变暖会导致海平面上升
D.一个三角形的三边长分别为1,2,3
【解析】体育比赛出现平局、抛掷一枚硬币出现反面向上均为随机事件;全球变暖会导致冰川溶化,海平面上升是必然事件,因为三角形两边之和大于第三边,而1+2=3,所以一个三角形的三边长分别为1,2,3是不可能事件.故选A、B.
2、质点O从直角坐标平面上的原点开始,等可能地向上、下、左、右四个方向移动,每次移动一个单位长度,观察该点平移4次后的坐标,则事件“平移后的点位于第一象限”是________事件.
【解析】质点平移4次后,该点可能在第一象限,也可能不在第一象限,故是随机事件.
3、在1,2,3,…,10这10个数字中,任取3个数字,那么“这三个数字的和大于6”这一事件是( )
A.必然事件 B.不可能事件
C.随机事件 D.以上选项均不正确
【解析】若取1,2,3,则和为6,否则和大于6,所以“这三个数字的和大于6”是随机事件.故选C.
4、下列现象中,不可能事件是( )
A.三角形的内角和为180°
B.a⊥α,b⊥α,a∥b
C.锐角三角形中两内角和小于90°
D.三角形中任意两边之和大于第三边
【解析】锐角三角形中两内角和大于90°.故选C
练习二 确定样本空间
1、写出下列试验的样本空间:
(1)甲、乙两队进行一场足球赛,观察甲队比赛结果(包括平局)________;
(2)从含有6件次品的50件产品中任取4件,观察其中次品数________.
【解析】(1)对于甲队来说,有胜、平、负三种结果;
(2)从含有6件次品的50件产品中任取4件,其次品的个数可能为0,1,2,3,4,不能再有其他结果.
答案:(1)Ω={胜,平,负} (2)Ω={0,1,2,3,4}
2、从1,2,3,4中任取三个数字组成三位数,写出该试验的样本空间.
【解析】画出树状图,如图:
由图可知样本空间Ω={123,124,132,134,142,143,213,214,231,234,241,243,312,314,321,324,341,342,412,413,421,423,431,432}.
练习三 事件与事件的表示
1、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,则样本点共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解析】该生选报的所有可能情况是:数学和计算机、数学和航空模型、计算机和航空模型,所以样本点有3个.故选C
2、甲、乙两人做出拳游戏(锤、剪、布).
(1)写出样本空间;
(2)写出事件“甲赢”;
(3)写出事件“平局”.
【解析】(1)Ω={(锤,剪),(锤,布),(锤,锤),(剪,锤),(剪,剪),(剪,布),(布,锤),(布,剪),(布,布)}.
(2)记“甲赢”为事件A,则A={(锤,剪),(剪,布),(布,锤)}.
(3)记“平局”为事件B,则B={(锤,锤),(剪,剪),(布,布)}.
3、一个口袋内装有大小相同的5个球,其中3个白球,2个黑球,从中一次摸出2个球.
(1)共有多少个样本点?
(2)2个都是白球包含几个样本点?
【解析】(1)采用列举法.
分别记白球为1,2,3号,黑球为4,5号,则有以下样本点:(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10个(其中(1,2)表示摸到1号、2号).
(2)“2个都是白球”包含(1,2),(1,3),(2,3)三个样本点.
4、先后抛掷两枚质地均匀的硬币.
(1)写出该实验的样本空间;
(2)出现“一枚正面,一枚反面”的结果有多少种?
【解析】抛掷两枚硬币,第一枚硬币可能的基本结果用x表示,第二枚硬币可能的基本结果用y表示,那么试验的样本点可用(x,y)表示.
(1)该试验的样本空间Ω={(正面,正面),(正面,反面),(反面,正面),(反面,反面)}.
(2)设事件A=“一枚正面,一枚反面”,则A={(正面,反面),(反面,正面)}共2种结果.
5、已知集合A={-9,-7,-5,-3,-1,0,2,4,6,8},从集合A中任取不相同的两个数作为点P的坐标,则事件“点P落在x轴上”包含的样本点共有( )
A.7个 B.8个
C.9个 D.10个
【解析】“点P落在x轴上”包含的样本点的特征是纵坐标为0,横坐标不为0,因A中有9个非零数.故选C.
6、设有一列北上的火车,已知停靠的站由南至北分别为S1,S2,…,S10站.若甲在S3站买票,乙在S6站买票,设样本空间Ω表示火车所有可能停靠的站,令A表示甲可能到达的站的集合,B表示乙可能到达的站的集合.
(1)写出该事件的样本空间Ω;
(2)写出事件A,事件B包含的样本点的集合;
(3)铁路局需为该列车准备多少种北上的车票?
【解析】(1)Ω={S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10}.
(2)A={S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10};
B={S7,S8,S9,S10}.
(3)铁路局需要准备从S1站发车的车票共计9种,从S2站发车的车票共计8种,……,从S9站发车的车票1种,合计共9+8+…+2+1=45(种).
7、已知关于x的二次函数f(x)=ax2-bx+1,设集合P={1,2,3},Q={-1,1,2,3,4}.试验:分别从集合P和Q中随机取一个数a和b得到数对(a,b).
(1)写出这个试验的样本空间;
(2)写出事件“函数y=f(x)有零点”包含的样本点的个数;
(3)写出事件“函数y=f(x)在区间[1,+∞)上是增函数”所包含的样本点.
【解析】(1)这个试验的样本空间为Ω={(1,-1),(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,-1),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,-1),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4)}.
(2)函数y=f(x)有零点等价于Δ=b2-4a≥0,有(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共6个样本点.
(3)由题意知a>0,函数y=f(x)图像的对称轴为直线x=,在区间[1,+∞)上是增函数,所以有≤1,满足条件的样本点为(1,-1),(1,1),(1,2),(2,-1),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,-1),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4).
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