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考点梳理
1.条件概率及其性质
(1)对于任何两个事件A和B,在已知事件A发生的条件下,事件B发生的概率叫做条件概率,用符号P(B|A)来表示,其公式为P(B|A)=.
在古典概型中,若用n(A)表示事件A中基本事件的个数,则P(B|A)=.
(2)条件概率具有的性质:
①0≤P(B|A)≤1;
② 如果B和C是两互斥事件,则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A).
2.相互独立事件
(1)对于事件A、B,若A的发生与B的发生互不影响,则称A、B是相互独立事件.
(2)若A与B相互独立,则P(B|A)=P(B),
P(AB)=P(B|A)P(A)=P(A)P(B).
(3)若A与B相互独立,则A与,与B,与也都相互独立.
(4)若P(AB)=P(A)P(B),则A与B相互独立.
3.独立重复试验与二项分布
(1)独立重复试验
独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种试验中每一次试验只有两种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率都是一样的.
(2)二项分布
在n次独立重复试验中,设事件A发生的次数为k,在每次试验中事件A发生的概率为p,那么在n次独立重复试验中,事件A恰好发生k次的概率为P(X=k)=Cpk(1-p)n-k(k=0,1,2,…,n),此时称随机变量X服从二项分布,记作X~B(n,p),并称p为成功概率.
考点自测
1.甲、乙两队进行排球决赛,现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军,乙队需要再赢两局才能得冠军.若两队胜每局的概率相同,则甲队获得冠军的概率为( ).
A. B. C. D.
解析 问题等价为两类:第一类,第一局甲赢,其概率P1=;第二类,需比赛2局,第一局甲负,第二局甲赢,其概率P2==.故甲队获得冠军的概率为P1+P2=.
答案 A
2.小王通过英语听力测试的概率是,他连续测试3次,那么其中恰有1次获得通过的概率是( ).
A. B. C. D.
解析 所求概率P=C13-1=.
答案 A
3.如图,用K、A1、A2三类不同的元件连接成一个系统,当K正常工作且A1、A2至少有一个正常工作时,系统正常工作,已知K、A1、A2正常工作的概率依次为0.9,0.8,0.8,则系统正常工作的概率为( ).
A.0.960 B.0.864 C.0.720 D.0.576
解析 P=0.9[1-(1-0.8)2]=0.864.
答案 B
4.如果X~B,则使P(X=k)取最大值的k值为( ).
A.3 B.4 C.5 D.3或4
解析 采取特殊值法.
∵P(X=3)=C312,P(X=4)=C411,P(X=5)=C510,
从而易知P(X=3)=P(X=4)>P(X=5).
答案 D
5.把一枚硬币连续抛两次,记“第一次出现正面”为事件A,“第二次出现正面”为事件B,则P(B|A)等于( ).
A. B. C. D.
解析 法一 P(B|A)===.
法二 A包括的基本事件为{正,正},{正,反},AB包括的基本事件为{正,正},因此P(B|A)=.
答案 A
考向一 条件概率
【例1】从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A=“取到的2个数之和为偶数”,事件B=“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)等于( ).
A. B. C. D.
解析 P(A)===,P(A∩B)==.
由条件概率计算公式,得P(B|A)===.
答案 B
【训练1】如图,EFGH是以O为圆心,半径为1的圆的内接正方形.将一颗豆子随机地扔到该圆内,用A表示事件“豆子落在正方形EFGH内”,B表示事件“豆子落在扇形OHE(阴影部分)内”,则
(1)P(A)=________;(2)P(B|A)=________.
解析 圆的面积是π,正方形的面积是2,扇形的面积是,根据几何概型的概率计算公式得P(A)=,根据条件概率的公式得P(B|A)===.
答案
考向二 独立事件的概率
【例2】根据以往统计资料,某地车主购买甲种保险的概率为0.5,购买乙种保险但不购买甲种保险的概率为0.3.设各车主购买保险相互独立.
(1)求该地1位车主至少购买甲、乙两种保险中的一种的概率;
(2)求该地的3位车主中恰有1位车主甲、乙两种保险都不购买的概率.
解 (1)设“购买甲种保险”事件为A,“购买乙种保险”事件为B
由已知条件P(A)=0.5,P(B)=0.3,
∴P(B)P()=0.3,P(B)==0.6,
因此,1位车主至少购买甲、乙两种保险中的一种的概率为1-P( )=1-P()P()
=1-(1-0.5)(1-0.6)
=0.8.
(2)一位车主两种保险都不购买的概率为P=P( )=0.2,
因此3位车主中恰有1位车主甲、乙两种保险都不购买的概率为
C0.20.82=0.384.
【训练2】红队队员甲、乙、丙与蓝队队员A、B、C进行围棋比赛,甲对A、乙对B,丙对C各一盘.已知甲胜A、乙胜B、丙胜C的概率分别为0.6,0.5,0.5,假设各盘比赛结果相互独立.
(1)求红队至少两名队员获胜的概率;
(2)用ξ表示红队队员获胜的总盘数,求ξ的分布列和数学期望E(ξ).
解 (1)设甲胜A的事件为D,乙胜B的事件为E,丙胜C的事件为F,
则,,分别表示甲不胜A、乙不胜B、丙不胜C的事件.
因为P(D)=0.6,P(E)=0.5,P(F)=0.5,
由对立事件的概率公式知P()=0.4,P()=0.5,P()=0.5.
红队至少两人获胜的事件有:DE,DF,EF,DEF.
由于以上四个事件两两互斥且各盘比赛的结果相互独立,因此红队至少两人获胜的概率为P=P(DE)+P(DF)+P(EF)+P(DEF)=0.60.50.5+0.60.50.5+0.40.50.5+0.60.50.5=0.55.
(2)由题意知ξ可能的取值为0,1,2,3.
又由(1)知F,E,D是两两互斥事件,且各盘比赛的结果相互独立,因此P(ξ=0)=P()=0.40.50.5=0.1,
P(ξ=1)=P(F)+P(E)+P(D)
=0.40.50.5+0.40.50.5+0.60.50.5=0.35,
P(ξ=3)=P(DEF)=0.60.50.5=0.15.
由对立事件的概率公式得
P(ξ=2)=1-P(ξ=0)-P(ξ=1)-P(ξ=3)=0.4.
所以ξ的分布列为:
ξ
0
1
2
3
P
0.1
0.35
0.4
0.15
因此E(ξ)=00.1+10.35+20.4+30.15=1.6.
考向三 独立重复试验与二项分布
【例3】►一名学生每天骑车上学,从他家到学校的途中有6个交通岗,假设他在各个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是.
(1)设X为这名学生在途中遇到红灯的次数,求X的分布列;
(2)设Y为这名学生在首次停车前经过的路口数,求Y的分布列;
(3)求这名学生在途中至少遇到一次红灯的概率.
解 (1)将通过每个交通岗看做一次试验,则遇到红灯的概率为,且每次试验结果是相互独立的,故X~B.
所以X的分布列为
P(X=k)=Ck6-k,k=0,1,2,3,4,5,6.
(2)由于Y表示这名学生在首次停车时经过的路口数,显然Y是随机变量,其取值为0,1,2,3,4,5,6.
其中:{Y=k}(k=0,1,2,3,4,5)表示前k个路口没有遇上红灯,但在第k+1个路口遇上红灯,故各概率应按独立事件同时发生计算.
P(Y=k)=k(k=0,1,2,3,4,5),
而{Y=6}表示一路没有遇上红灯.
故其概率为P(Y=6)=6,
因此Y的分布列为:
Y
0
1
2
3
P
2
3
Y
4
5
6
P
4
5
6
(3)这名学生在途中至少遇到一次红灯的事件为
{X≥1}={X=1或X=2或…或X=6},
所以其概率为
P(X≥1)=(X=k)=1-P(X=0)
=1-6=.
【训练3】 某地区为下岗人员免费提供财会和计算机培训,以提高下岗人员的再就业能力,每名下岗人员可以选择参加一项培训、参加两项培训或不参加培训,已知参加过财会培训的有60%,参加过计算机培训的有75%,假设每个人对培训项目的选择是相互独立的,且各人的选择相互之间没有影响.
(1)任选1名下岗人员,求该人参加过培训的概率;
(2)任选3名下岗人员,记X为3人中参加过培训的人数,求X的分布列.
解 (1)任选1名下岗人员,记“该人参加过财会培训”为事件A,“该人参加过计算机培训”为事件B,由题设知,事件A与B相互独立,且P(A)=0.6,P(B)=0.75.
所以,该下岗人员没有参加过培训的概率是P( )=P()P()=(1-0.6)(1-0.75)=0.1.
∴该人参加过培训的概率为1-0.1=0.9.
(2)因为每个人的选择是相互独立的,所以3人中参加过培训的人数X服从二项分布X~B(3,0.9),
P(X=k)=C0.9k0.13-k,k=0,1,2,3,
∴X的分布列是
X
0
1
2
3
P
0.001
0.027
0.243
0.729
课堂练习
一、选择题
1.两个实习生每人加工一个零件.加工为一等品的概率分别为和,两个零件是否加工为一等品相互独立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为( ).
A. B. C. D.
解析 记两个零件中恰好有一个一等品的事件为A,则P(A)=P(A1)+P(A2)=+=.
答案 B
2.甲、乙两人同时报考某一所大学,甲被录取的概率为0.6,乙被录取的概率为0.7,两人是否被录取互不影响,则其中至少有一人被录取的概率为( ).
A.0.12 B.0.42 C.0.46 D.0.88
解析 由题意知,甲、乙都不被录取的概率为(1-0.6)(1-0.7)=0.12.
∴至少有一人被录取的概率为1-0.12=0.88.
答案 D
3.在4次独立重复试验中,随机事件A恰好发生1次的概率不大于其恰好发生两次的概率,则事件A在一次试验中发生的概率p的取值范围是( ).
A.[0.4,1] B.(0,0.4]
C.(0,0.6] D.[0.6,1]
解析 设事件A发生的概率为p,则Cp(1-p)3≤Cp2(1-p)2,解得p≥0.4,故选A.
答案 A
4.一位国王的铸币大臣在每箱100枚的硬币中各掺入了一枚劣币,国王怀疑大臣作弊,他用两种方法来检测.方法一:在10箱中各任意抽查一枚;方法二:在5箱中各任意抽查两枚.国王用方法一、二能发现至少一枚劣币的概率分别记为p1和p2.则( ).
A.p1=p2 B.p1
p2 D.以上三种情况都有可能
解析 p1=1-10=1-10
=1-5,
p2=1-5=1-5
则p1
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