2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第4节古典概型与事件的相互独立性.docx
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1、第四节古典概型与事件的相互独立性考试要求:1理解古典概型、事件的相互独立性及其概率计算公式2会计算一些随机事件所含的样本点数及事件发生的概率一、教材概念结论性质重现1古典概型的判断古典概型的定义试验具有如下共同特征:(1)有限性:样本空间的样本点只有有限个(2)等可能性:每个样本点发生的可能性相等我们将具有以上两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型一个试验是否为古典概型,关键在于这个试验是否具有古典概型的两个特征:有限性和等可能性2古典概型的概率计算公式一般地,设试验E是古典概型,样本空间包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)_
2、kn_nAn,其中n(A)和n()分别表示事件A和样本空间包含的样本点个数频率的计算公式与古典概型的概率计算公式的异同名称不同点相同点频率计算公式频率计算中的k,n均随随机试验的变化而变化,但随着试验次数的增多,它们的比值逐渐趋近于概率值都计算了一个比值kn古典概型的概率计算公式kn是一个定值,对同一个随机事件而言,k,n都不会变化3相互独立事件的判断相互独立事件的定义:对任意两个事件A与B,如果P(AB)P(A)P(B)成立,则称事件A与事件B相互独立,简称为独立4相互独立事件的性质当事件A与事件B相互独立时,则事件A与事件B相互独立,事件A与事件B相互独立,事件A与事件B相互独立1两个事件
3、相互独立,是指它们其中一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响一般地,两个事件不可能既互斥又相互独立,因为互斥事件是不可能同时发生的,而相互独立事件是以它们能够同时发生为前提的相互独立事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,这一点与互斥事件的概率和也是不同的2事件间的独立性关系:已知两个事件A,B相互独立,它们的概率分别为P(A),P(B),则有事件表示概率A,B同时发生ABP(A)P(B)A,B都不发生ABP(A)P(B)A,B恰有一个发生(AB)(AB)P(A)P(B)P(A)P(B)A,B中至少有一个发生(AB)(AB)(AB)P(A)P(B)P(A)P(B)P(A)P(B
4、)A,B中至多有一个发生(AB)(AB)(AB)P(A)P(B)P(A)P(B)P(A)P(B)二、基本技能思想活动经验1判断下列说法的正误,对的画“”,错的画“”(1)“P(AB)P(A)P(B)”是“事件A,B相互独立”的充要条件()(2)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个事件是等可能事件()(3)某袋中装有大小均匀的三个红球、两个黑球、一个白球,那么每种颜色的球被摸到的可能性相同()(4)必然事件与任何一个事件相互独立()2若P(AB)16,P(A)13,P(B)14,则事件A与B的关系是()A互斥B相互独立C互为对立D无法判断B解析:因为P(A)13,所以
5、P(A)23,又P(B)14,所以事件A与事件B不对立又因为P(AB)16,所以有P(AB)P(A)P(B),所以事件A与B相互独立但不一定互斥3甲、乙独立地解决同一数学问题,甲解决这个问题的概率是0.9,乙解决这个问题的概率是0.8,那么其中至少1人解决这个问题的概率是()A0.26B0.72C0.98D0.18C解析:设A为“甲解决这个问题”,B为“乙解决这个问题”,则AB表示“无人解决这个问题”,而P(AB)0.20.10.02,故至少1人解决这个问题的概率为0.984抛掷两枚质地均匀的骰子,向上的点数之差的绝对值为3的概率是()A19B16C118D112B解析:抛掷两枚质地均匀的骰子
6、,向上的点数之差的绝对值为3的情况有(1,4),(4,1),(2,5),(5,2),(3,6),(6,3),共6个样本点,而抛掷两枚质地均匀的骰子包含的样本点有36个,所以所求概率p63616故选B5已知甲、乙、丙三人去参加某公司面试,他们被该公司录取的概率分别是16,14,13,且三人录取结果相互之间没有影响,则他们三人中至少有一人被录取的概率为_712解析:因为甲,乙,丙三人被该公司录取的概率分别是16,14,13,且三人录取结果相互之间没有影响,所以他们三人都没有被录取的概率为116114113512,故他们三人中至少有一人被录取的概率为1512712考点1简单的古典概型的概率基础性(1
7、)(2022新高考卷)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A16B13C12D23D解析:从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,共有C7221(种)不同的取法,若两数不互质,不同的取法有:(2,4),(2,6),(2,8),(3,6),(4,6),(4,8),(6,8),共7种,故所求概率p2172123故选D(2)(2022全国甲卷)从分别写有1,2,3,4,5,6的6张卡片中无放回随机抽取2张,则抽到的2张卡片上的数字之积是4的倍数的概率为()A15B13C25D23C解析:从6张卡片中无放回随机抽取2张,共有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),
8、(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),15种情况,其中数字之积为4的倍数的有(1,4),(2,4),(2,6),(3,4),(4,5),(4,6),6种情况,故概率为61525故选C(3)设O为正方形ABCD的中心,在O,A,B,C,D中任取三点,则取到的三点共线的概率为()A15B25C12D45A解析:从O,A,B,C,D中任取3点的情况有(O,A,B),(O,A,C),(O,A,D),(O,B,C),(O,B,D),(O,C,D),(A,B,C),(A,B,D),(B,C,D),(A,C,D),
9、共有10种不同的情况由图可知取到的三点共线的有(O,A,C)和(O,B,D)两种情况,所以所求概率为21015故选A古典概型中样本点个数的探求方法(1)列举法:适合于给定的样本点个数较少且易一一列举出的问题(2)树状图法:适合于较为复杂的问题,注意在确定样本点(x,y)时可看成是有序的,如(1,2)与(2,1)不同(3)排列组合法:在求一些较复杂的样本点个数时,可利用排列或组合的知识1从长度为2,4,6,8,9的5条线段中任取3条,则这3条线段能构成一个三角形的概率为()A25B12C35D710B解析:从5条线段中任取3条,共有C5310种不同的取法,其中能构成一个三角形的有:(2,8,9)
10、,(4,6,8),(4,6,9),(4,8,9),(6,8,9),共有5种,所以这3条线段能构成一个三角形的概率p510122(多选题)先后抛掷两颗均匀的骰子,第一次出现的点数记为a,第二次出现的点数记为b,则下列说法正确的是()Aab7时概率为16Bab6时概率为15Ca2b时的概率为16Dab是3的倍数的概率是13AD解析:先后抛掷两颗均匀的骰子,第一次出现的点数记为a,第二次出现的点数记为b,样本点的总数为6636个,对于选项A:ab7包含的样本点有(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1),共6个,所以ab7时的概率为63616故选项A正确对于选项B:ab6
11、包含的样本点有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),共5个,所以ab6时的概率为53615故选项B不正确对于选项C:a2b包含的样本点有(2,1),(3,1),(4,1),(4,2),(5,1),(5,2),(6,1),(6,2),(6,3),共9个,所以a2b时的概率为93614故选项C不正确对于选项D:ab是3的倍数包含的样本点有(1,2),(1,5),(2,1),(2,4),(3,3),(3,6),(4,2),(4,5),(5,1),(5,4),(6,3),(6,6),共有12个,所以ab是3的倍数的概率是123613故选项D正确故选AD考点2古典概型的交汇问题综合
12、性考向1古典概率和数1742年6月7日,哥德巴赫在给大数学家欧拉的信中提出:任一大于2的偶数都可写成两个质数的和这就是著名的“哥德巴赫猜想”,可简记为“11”1966年我国数学家陈景润证明了“12”,获得了该研究的世界最优成果若在不超过20的所有质数中,随机选取两个不同的数,则两数之和不超过20的概率是()A37B47C514D914B解析:不超过20的所有质数有2,3,5,7,11,13,17,19,共8个,从中选取2个不同的数有C8228种,和超过20的共有(2,19),(3,19),(5,17),(5,19),(7,17),(7,19),(11,13),(11,17),(11,19),(
13、13,17),(13,19),(17,19),共12种,所以两数之和不超过20的概率是28122847考向2古典概型和数列斐波那契数列又称黄金分割数列,因为数学家昂纳多斐波那契以兔子繁殖为例子引入,故又称为“兔子数列”,在数学上斐波那契数列被以下递推方法定义:数列an满足:a1a21,an2an1an(nN*)现从该数列的前10项中随机的抽取一项,则该数除以3余数为1的概率为()A18B14C38D12D解析:数列an满足:a1a21,an2an1an(nN*),数列的前10项为:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55该数列被3除所得的余数为1,1,2,0,2,2,1,0,1,1,所以
14、10项中共有5项满足除以3余数为1,故概率p51012故选D考向3古典概型和平面向量(1)设平面向量a(m,1),b(2,n),其中m,n1,2,3,4,记“a(ab)”为事件A,则事件A发生的概率为()A18B14C13D12A解析:有序数对(m,n)的所有可能结果数为4416由a(ab),得m22m1n0,即n(m1)2由于m,n1,2,3,4,故事件A包含的样本点为(2,1)和(3,4),共2个所以所求的概率P(A)21618故选A(2)已知kZ,AB(k,1),AC(2,4)若|AB|4,则ABC是直角三角形的概率是_37解析:因为|AB|k2+14,所以15k15因为kZ,所以k3,
15、2,1,0,1,2,3当ABC为直角三角形时,应有ABAC,或ABBC,或ACBC由ABAC0,得2k40,所以k2因为BCACAB(2k,3),由ABBC0,得k(2k)30,所以k1或3由ACBC0,得2(2k)120,所以k8(舍去)故使ABC为直角三角形的k值为2,1或3,所以所求概率p37考向4古典概型与函数的交汇(1)已知函数f (x)13x3ax2b2x1若a是从1,2,3三个数中任取的一个数,b是从0,1,2三个数中任取的一个数,则该函数有两个极值点的概率为()A79B13C59D23D解析:(1)f (x)x22axb2由题意知f (x)0有两个不等实根,即4(a2b2)0,
16、所以ab,有序数对(a,b)所有可能结果有339(种),其中满足ab的有(1,0),(2,0),(3,0),(2,1),(3,1),(3,2),共6种故所求概率p6923(2)已知a0,1,2,b1,1,3,5,则函数f (x)ax22bx在区间(1,)上为增函数的概率是()A512B13C14D16A解析:因为a0,1,2,b1,1,3,5,所以样本点总数n3412函数f (x)ax22bx在区间(1,)上为增函数当a0时,f (x)2bx,符合条件的只有(0,1),即a0,b1当a0时,需要满足ba1,符合条件的有(1,1),(1,1),(2,1),(2,1),共4种所以函数f (x)ax
17、22bx在区间(1,)上为增函数的概率是512求解古典概型交汇问题的思路求解古典概型的交汇问题,关键是把相关的内容转化为事件,然后利用古典概型的有关知识解决,其解题流程为:已知集合M1,1,3,5和N1,1,2,4设关于x的二次函数f (x)ax24bx1(a,bR)(1)若b1时,从集合M取一个数作为a的值,求方程f (x)0有解的概率;(2)若从集合M和N中各取一个数作为a和b的值,求函数yf (x)在区间1,)上是增函数的概率解:(1)因为b1,由方程f (x)ax24x10有解,得a0, =164a0,即a4,且a0因为aM1,1,3,5,所以a1,1,3,故方程f (x)0有解的概率
18、为p34(2)由于二次函数f (x)ax24bx1图象的对称轴为x2ba,要使yf (x)在区间1,)上为增函数,应有a0且2ba1,即a2b,且a0若a1,则b1;若a3,则b1,1;若a5,则b1,1,2而所有的(a,b)共有4416个,所以所求概率为p61638考点3事件的相互独立性综合性(1)有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回的随机取两次,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()A甲与丙相互独立B甲与丁相互独立C乙与丙
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