(完整word版)高中数学概率重点问题探讨(word文档良心出品).pdf
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1、第 1 页 共 8 页高中数学中古典概率应用上之易错处探究一、基本概念(1)分类计数原理:nmmmN21(2)分步计算原理:nmmmN21(3)排列:一般地,从n个元素中取出m个元素(nm),按照一定的顺序排成一列,叫做从n个元素中取出m个元素的一个排列。从n个元素中取出m个元素(nm)的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号mnA表示,)1()2)(1(mnnnnAmn。(4)组合:一般地,从n个不同元素中取出m个元素(nm)并成一组,叫做从n个元素中取出m个元素的一个组合。从n个元素中取出m个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号m
2、nC表示。!)1()2)(1(mmnnnnAACmmmnmn。(5)必然事件:在一定的条件下必然要发生的事件。(6)不可能事件:在一定的条件下不可能发生的事件。(7)随机事件:在一定的条件下可能发生也可能不发生的事件。(8)在相同的条件下,进行了n次试验,在这n次试验中,事件 A发生的次数An称为事件 A发生的频数。比值nnA称为事件 A发生的频率。(9)一般地,在大量重复进行同一实验时,事件A发生的频率nnA总是接近于某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件A的频率,记作)(AP,且一次实验连同其中可能出现的每一个结果称为一个基本事件,通常此试验中的某一个事件A由几个基本事件组成,如
3、果一次实验中可能出现的结果有n个,即此实验由n个基本事件组成。而且所有结果出现的可能性相等,那么每一个基本事件的概率都是n1。如果某个事件 A包含的结果有m个,那么事件 A的概率nmAP)(。第 2 页 共 8 页二、重点问题剖析1.“有放回摸球”与“无放回摸球”“有放回摸球”与“无放回摸球”主要有以下区别:(1)无放回摸球主要是指每次摸出的球放在袋外,下次再摸球时总数比前次少一;而有放回的摸球是每次摸出一球放在袋内,下次再摸球时袋内球的总数不变。(2)“无放回摸球”各次抽取不是相互独立的,而“有放回摸球”每次是相互独立的。下面通过一个例题来进一步的说明“无放回摸球”与“有放回摸球”的区别。例
4、 1 袋中有 1,2,3,N 号球各一个,采用无放回,有放回的两种方式摸球,试求在第 k 次摸球时首先摸到一号球的概率。解:设iB为事件“第 i 次摸到一号球”),2,1(ki。无放回摸球若把 k 次摸出的 k 个球排成一排,则从N 个球任取 k 个球的每个排列就是一个基本事件,因此基本事件的总数为以数码1,2,N 中任取 k 个数码的排列数,kNPn。下面求事件kB包含的基本事件数m,事件kB可分两步完成:先在第k 个位置上排上1号球,只有一种排法,再在前1k个位置排其它1N个球,共有11kNP种排法,由乘法原理知,事件kB包含的基本事件数为11111kNkNPPm,从而NPPnmBPkNk
5、Nk1)(11。有放回的摸球因为有放回摸球,每次袋中都有N 个球,共摸 k 次,故共有kN种可能结果,既基本事件总数为kNn。事件kB可分为两步完成:前1k次未摸到 1 号球,共有1kNm,于是kkrNNnmBP1)1()(。分析:对于有放回摸球与无放回摸球题型,在审题时一定要注意是有放回还是无放回,然后根据题意来考虑排列与组合的应用,总之,一定要抓住题目的隐含条件与已知条件的关系,所要求的问题与已知条件之间的连接点,这样才能够很快的解决问题而不至于错误。2.“隔板法”文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 H
6、Z8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4
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9、4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4
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11、4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10
12、C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2第 3 页 共 8 页隔板法是插空法的一种特殊情况,它的使用非常广泛,能解决一大类组合问题。下面用一个具体的例子来说明它的使用的优越性。例 2 将 9 个相同的小球放到六个不同的盒子里,每个盒子至少
13、放一个球,有多少种不同放法。解法一:先在盒子里各放一个球,再把剩下的3 个球放到 6 个盒子里,分三类:3 个球放到一个盒子里,有16C种放法;3 个球放到两个盒子里,球数分别为2,1,共26P种放法;3 个球放到 3 个盒子里,每个盒子各一个球,共36C种放法。根据分类计数原理,共有56262616CPC种放法。解法二(隔板法):把 6 个盒子看做由平行的7 个隔板组成的,每一个满足要求的放法、相当于 9 个小球和 7 个隔板的一个排列,其中2 个隔板在两头,任何2 个隔板之间至少有 1 个球(既任何 2 个隔板不相邻),把两头的 2 个隔板拿掉,每一个满足要求的放法还相当于再排成一列的9
14、个小球间 8 个空档中插入 5 个隔板,不同的放球方法即插隔板的方法,共有5658C种。分析:对于用隔板法解决概率问题,一般都是将问题的思考角度进行转化,使问题从多向思维向单一思维转化,然后把问题的本质找出来进行剖析,问题自然就很好理解了。上述解法 2 应用了对应的方法,转化为插空问题,计算比较简单,但不易理解,等理解透彻后,就会发现隔板法是非常好用的,是具有普适性的方法。但一定要注意的是应用此法的前提是小球是完全相同(不加区分),盒子是不同的,每个盒子至少放一球。例 3 要从高一年级8 个班中产生 12 学生代表,每个班至少产生一名代表,则代表名额的分配的方案至少有多少种?解:这个问题如果用
15、原始的方法来分析,是比较麻烦的额,但如果转化问题的角度,用“隔板法”来理解,这个问题就容易解决了。把12 个名额看做 12个相同小球,8 个班看做 8 个不同的盒子,用隔板法知道名额分配方法共有711C种。3.分组问题分组问题时排列组合中的一个难点,主要有以下两种情况。(1)非平均分组问题在非平均分组问题中,不管是给出组名或不给出组名,其分组的方法相同。例 4 把 12 人分成如下三组,分别求出以下各种分组的方法数:分成甲、乙、丙三组,其中甲组7 人、乙组 3 人、丙组 2 人。分成三组,其中一组7 人、一组 3 人、一组 2 人。解:先从 12 人中任选 7 人为甲组,余下 5 人中任选 3
16、 人为乙组,剩下2 人为丙组,则共有2235712CCC种不同的方法。先从 12 人中任选 7 人为一组有712C种选法,再从余下5 人中任选 3 人有35C种选文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码
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22、2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8
23、Z2文档编码:CK4V10H10C4P4 HZ8H8D3W1L10 ZK8S1E9B8Z2第 4 页 共 8 页法,剩下的两人为一组,共有2235712CCC种不同的选法。分析:在第一个问题中,学生很容易受到干扰,就是对于甲、乙、丙三组,和分成三组时否需要乘以33A的问题。但是由于各组的人数不同,这个问题属于非平均分组问题,虽然第一小问给出了分组的名称,但是这个并不影响最后的结果,它们的分组方法都是一样的。(2)平均分分组问题。分析:上面的非平均分组问题中,是否给出组名对结果没有影响,但在平均分组问题中一定要注意问题是否给出了具体的组名,它们的结果是不同的。例 5 有 6 本不同的书,按下列要
24、求分配,各有多少种分发。分给甲、乙、丙三人,每人2 本;平均分成三份。解:从 6 本书中任取 2 本给一个人,再从剩下的4 本中取 2 本给另外一个人,剩下的 2 本给最后一个人,共有22264290C C C种分法。设平均分成三堆有x 种分法,在分给甲乙、丙三人每人各2 本,则应有32223642xAC C C种分法。所以有22264233C C CxA种不同的分法。说明:上面例子中可以看出:两个问题都是分成三堆,每堆两本,属于平均分组问题,而(1)分到甲、乙、丙三人,属于到位问题,相当于给出了甲、乙、丙三个指定的组,但(2)没有给出组名,因而是不同的。规律:一般地,把nm个元素平均分到m个
25、不同的位置,有(1)2nnnnnmn mnnC CCC 种方法,把nm个不同元素平均分成m组有(1)2!nnnnnmn mnnCCCCm种分法。4.圆排列与重复组合问题(1)圆排列定义 1:从n个不同的元素中任取()m mn个,按照一定的顺序排成圆形,叫做一个圆排列。定义 2:从n个不同的元素中取出()m mn个元素的所有圆排列的个数,叫做圆排列数,用符号mnR表示。例 6 5 个朋友坐在圆桌周围时,席位排列方法有几种?解:设 5 个人分别为 a,b,c,d,e,把他们排成一排时,排列的数目是5!,排成圆形时,像下图那样只是转了一个地方的排法被看做是一样的,所以根据乘法原理得:5555!R文档
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