10.1随机事件与概率 学案(教师版)
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1、10.1 随机事件与概率 【知识点梳理】1随机试验我们把对随机现象的实现和对它的观察称为随机试验 (random experiment),简称试验,常用字母E表示2随机试验的特点(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一个结果3样本空间我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点,全体样本点的集合称为试验E的样本空间 (sample space)一般地,我们用表示样本空间,用表示样本点在本书中,我们只讨论为有限集的情况如果一个随机试验有n个可能结果1,2,n,则称样本空间1,2
2、,n为有限样本空间.4随机事件一般地,随机试验中的每个随机事件都可以用这个试验的样本空间的子集来表示为了叙述方便,我们将样本空间的子集称为随机事件 (random event),简称事件,并把只包含一个样本点的事件称为基本事件(elementary event)随机事件一般用大写字母A,B,C,表示在每次试验中,当且仅当A中某个样本点出现时,称为事件A发生.5必然事件,不可能事件在每次试验中总有一个样本点发生,所以总会发生,我们称为必然事件而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6.事件的关系与运算定义表示法图示事件的运算包含关系一般地,对于事件A与事件B,如果事件A
3、发生,则事件B一定发生,这时称事件B包含事件A(或称事件A包含于事件B)BA (或AB )并事件若某事件发生当且仅当事件A发生或事件B发生,则称此事件为事件A与事件B的并事件(或和事件)AB (或A+B)交事件若某事件发生当且仅当事件A发生且事件B发生,则称此事件为事件A与事件B的交事件(或积事件)AB (或AB)互斥关系若AB为不可能事件,则称事件A与事件B互斥若AB,则A与B互斥对立关系若AB为不可能事件,AB为必然事件,那么称事件A与事件B互为对立事件,可记为BA或AB若AB,ABU,则A与B对立探究1 (1)并事件、交事件和集合的并集、交集意义一样吗?(2)互斥事件和对立事件的关系是怎
4、样的?答案 (1)并事件、交事件和集合的并集、交集的意义一样(2)互斥事件包括对立事件,即对立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是对立事件.探究2 从运算的含义总结事件的关系或运算?事件的关系或运算含义符号表示包含A发生导致B发生AB并事件(和事件)A与B至少一个发生AB或AB交事件(积事件)A与B同时发生AB或AB互斥(互不相容)A与B不能同时发生AB互为对立A与B有且仅有一个发生AB,AB7. 概率对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率(probability),事件A的概率用P(A)表示8. 古典概型(1)古典概型考察这些试验的共同特征,就是要看它们的样本点及样本空间有哪
5、些共性可以发现,它们具有如下共同特征:有限性:样本空间的样本点只有有限个;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(classical models of probability),简称古典概型(2)概率公式一般地,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).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9.概率的基本性质一般地,概率有如下性质:性质1:对任意的事件A,都有P(A)0.性质2:必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,即P()1,P()0.
6、性质3:如果事件A与事件B互斥,那么P(AB)P(A)P(B)性质4:如果事件A与事件B互为对立事件,那么P(B)1P(A),P(A)1P(B)性质5:如果AB,那么P(A)P(B)性质6:设A,B是一个随机试验中的两个事件,我们有P(AB)P(A)P(B)P(AB)【典型例题】题型一 样本空间例1(2022湖南高一课时练习)在0,1,2,9这10个数字中任意选取一个,写出试验的样本点和样本空间.【答案】见解析【解析】【分析】利用样本点和样本空间的定义进行求解即可.【详解】在0,1,2,9这10个数字中任意选取一个,试验的样本点为:0,1,2,3, 4,5,6,7,8,9;样本空间.解题技巧(
7、写样本空间的注意事项)在写试验结果时,一般采用列举法写出,必须首先明确事件发生的条件,根据日常生活经验,按一定次序列举,才能保证所列结果没有重复,也没有遗漏例2(2022湖南高一课时练习)抛掷一枚骰子和一枚硬币,写出样本空间.【答案】见解析.【解析】【分析】给抛掷一枚骰子的结果编号,给抛掷一枚硬币的结果编号,写出所有的可能组合即可.【详解】设表示抛掷骰子所得点数为,表示抛掷硬币反面朝上,表示抛掷硬币正面朝上,则分别表示“抛掷骰子所得点数为且抛掷硬币反面朝上”与“抛掷骰子所得点数为且抛掷硬币正面朝上.则样本空间,例3(2022全国高一)已知集合,从两个集合中各取一个元素构成点的坐标(1)写出这个
8、试验的样本空间;(2)求这个试验样本点的总数;(3)写出“得到的点是第一象限内的点”这一事件所包含的样本点;(4)说出事件所表示的实际意义【答案】(1)答案见解析;(2)(3)(4)得到的点是第三象限内的点.【解析】【分析】(1)将样本点一一列出在花括号内可得样本空间;(2)由样本空间可得样本点的个数;(3)找出横纵坐标都大于的样本点即可;(4)根据事件中样本点的坐标可得实际意义.(1)样本空间为:(2)由知这个试验样本点的总数为.(3)得到的点是第一象限内的点”这一事件所包含的样本点为.(4)事件表示得到的点是第三象限内的点.题型二 必然事件、不可能事件与随机事件的判断例4(2021全国高一
9、课时练习)指出下列事件是必然事件、不可能事件还是随机事件(1)中国体操运动员将在下届奥运会上获得全能冠军(2)出租车司机小李驾车通过几个十字路口都将遇到绿灯(3)若xR,则x211.(4)抛一枚骰子两次,朝上面的数字之和小于2.【答案】(1)随机事件(2)随机事件(3)是必然事件(4)不可能事件【解析】【分析】根据必然事件是一定会发生的,随机事件是可能发生,也可能不发生,不可能事件是不可能发生对每个问题逐一判断即可.(1)中国体操运动员将在下届奥运会上获得全能冠军可能发生,也可能不发生,所以是随机事件(2)出租车司机小李驾车通过几个十字路口都将遇到绿灯, 可能发生,也可能不发生,所以是随机事件
10、(3)若xR,则x211,一定会发生,是必然事件(4)抛一枚骰子两次,朝上面的数字之和小于2,不可能发生,是不可能事件解题技巧: (判断事件类型的步骤)要判定事件是何种事件,首先要看清条件,因为三种事件都是相对于一定条件而言的,第二步再看它是一定发生,还是不一定发生,还是一定不发生,一定发生的是必然事件,不一定发生的是随机事件,一定不发生的是不可能事件例5(2021全国高一课时练习)指出下列事件中,哪些是随机事件必然事件或不可能事件:(1)任取3条线段,这3条线段恰好能组成直角三角形;(2)任取1个正方体的3个顶点,这3个顶点不共面;(3)从1个三角形的3个顶点处各任画1条射线,这3条射线交于
11、一点;(4)把9写成两个实数的和,其中一定有1个数小于5;(5)实数a,b不都为0,但;(6)汽车排放尾气会污染环境;(7)明天早晨有雾;(8)明年7月28日的最高气温高于今年8月10日的最高气温.【答案】(1)随机事件(2)不可能事件(3)随机事件(4)必然事件(5)不可能事件(6)必然事件(7)随机事件(8)随机事件【解析】【分析】根据随机事件必然事件或不可能事件的概念直接判断.(1)任取3条线段,这3条线段恰好能组成直角三角形,是随机事件;(2)任取1个正方体的3个顶点,这3个顶点不共面,是不可能事件;(3)从1个三角形的3个顶点处各任画1条射线,这3条射线交于一点,是随机事件;(4)把
12、9写成两个实数的和,其中一定有1个数小于5,是必然事件;(5)实数a,b不都为0,但,是不可能事件;(6)汽车排放尾气会污染环境,是必然事件;(7)明天早晨有雾,是随机事件;(8)明年7月28日的最高气温高于今年8月10日的最高气温,是随机事件.例6(2020全国高一课时练习)某转盘被平均分成10份(如图所示).转动转盘,当转盘停止后,指针指向的数字即为转出的数字.问题(1)设事件“转出的数字是5”,事件A是必然事件、不可能事件还是随机事件?(2)设事件 “转出的数字是0”,事件B是必然事件、不可能事件还是随机事件?(3)设事件“转出的数字x满足,”,事件C是必然事件、不可能事件还是随机事件?
13、【答案】(1)随机事件;(2)不可能事件;(3)必然事件.【解析】根据必然事件、不可能事件还是随机事件的定义判断:(1)可能发生也可能不发生,(2)不可能发生;(3)一定会发生【详解】(1)“转出的数字是5”可能发生,也可能不发生,故事件A是随机事件.(2) “转出的数字是0”,即,不是样本空间的子集,故事件B是不可能事件.(3),故事件C是必然事件.【点睛】本题考查必然事件、不可能事件还是随机事件的概念,属于基础题题型三 事件关系的判断例7(2022湖北一模)从装有2个红球和2个黑球的袋子内任取2个球,下列选项中是互斥而不对立的两个事件的是()A“至少有1个红球”与“都是黑球”B“恰好有1个
14、红球”与“恰好有1个黑球”C“至少有1个黑球”与“至少有1个红球”D“都是红球”与“都是黑球”【答案】D【解析】【分析】根据互斥事件与对立事件的概念分析可得.【详解】从装有2个红球和2个黑球的袋子内任取2个球,可能的结果为:1红1黑2红2黑,对于A:“至少有1个红球”包括1红1黑2红,与“都是黑球”是对立事件,不符合;对于B:“恰好有1个红球”和恰好有1个黑球”是同一个事件,不符合题意;对于C:“至少有1个黑球”包括1红1黑2黑,“至少有1个红球”包括1红1黑2红,这两个事件不是互斥事件,不符合题意;对于D:“都是红球”与“都是黑球”是互斥事件而不是对立事件,符合题意;故选:D.解题技巧(事件
15、关系的判断方法)(1)两个事件是互斥事件还是对立事件,要根据互斥事件与对立事件的定义来判断,互斥事件是在任何一次试验中不能同时发生的两个事件,对立事件除要求两个事件互斥外,还要求在一次试验中必有一个事件发生(2)对立事件是互斥事件,是互斥中的特殊情况,但互斥事件不一定是对立事件例8(2021全国高一课时练习)抛掷一颗质地均匀的骰子,有如下随机事件:=“点数为i”,其中;=“点数不大于2”,=“点数大于2”,=“点数大于4”;E=“点数为奇数”,F=“点数为偶数”.判断下列结论是否正确.(1)与互斥;(2),为对立事件;(3);(4);(5),;(6);(7);(8)E,F为对立事件;(9);(
16、10)【答案】(1)正确;(2)错误;(3)正确;(4)正确;(5)正确;(6)正确;(7)正确;(8)正确;(9)正确;(10)正确.【解析】根据题意分别计算各个事件的基本事件,再逐个判断即可.【详解】解:该试验的样本空间可表示为,由题意知,.(1),满足,所以与互斥,故正确;(2),满足但不满足.所以为互斥事件,但不是对立事件,故错误;根据对应的集合易得,(3)正确;(4)正确;(5)正确;(6),所以,故正确;(7),故正确;(8)因为, ,所以E,F为对立事件,故正确;(9)正确;(10)正确.【点睛】本题主要考查了事件间的关系判断,属于基础题型.例9(2021全国高一课时练习)如图是
17、某班级50名学生订阅数学、语文、英语学习资料的情况,其中A表示订阅数学学习资料的学生,B表示订阅语文学习资料的学生,C表示订阅英语学习资料的学生(1)从这个班任意选择一名学生,用自然语言描述1,4,5,8各区域所代表的事件;(2)用A,B,C表示下列事件:至少订阅一种学习资料;恰好订阅一种学习资料;没有订阅任何学习资料.【答案】(1)答案见详解;(2)A+B+C;.【解析】【分析】(1)根据题设条件分别写出1,4,5,8各区域所代表的事件即可.(2)将所给事件分别用A,B,C表示出来即可.(1)由给定图形可知,区域1表示该生语文、数学、英语三种学习资料都订阅;区域4表示该生只订阅语文、数学两种
18、学习资料;区域5表示该生只订阅语文学习资料;区域8表示该生语文、数学、英语三种学习资料都没有订阅.(2)至少订阅一种学习资料的事件即是事件A发生,或者事件B发生,或者事件C发生,所以至少订阅一种学习资料的事件为:A+B+C;恰好订阅一种学习资料的事件包含只订阅数学资料的事件,只订阅语文资料的事件,只订阅英语资料的事件,它们互斥,所以恰好订阅一种学习资料的事件为:;没有订阅任何学习资料的事件是事件、同时发生,所以这个事件表示为:.题型四 事件的运算例10(2021全国高一课时练习)1.抛掷相同硬币3次,记“至少有一次正面向上”为事件A,“一次正面向上,两次反面向上”为事件B,“两次正面向上,一次
19、反面向上”为事件C,“至少一次反面向上”为事件D,“3次都正面向上”为事件E.(1)试判断事件A与事件B,C,E的关系;(2)试求AD,B+C所包含的样本点,并判断AD与B+C的关系.【答案】(1)BA,CA,EA,A=B+C+E(2)AD=有正面向上,也有反面向上,B+C=一次正面向上或两次正面向上,AD=B+C【解析】【分析】(1)写出事件A所包含的基本事件,可以看出是事件B,事件C和事件E的和,故可以得到答案;(2)写出事件D所包含的基本事件,与事件A进行比较,得到AD所包含的样本点,再写出B+C所包含的样本点,可得到AD与B+C的关系.(1)事件A为“至少有一次正面向上”,包含“一次正
20、面向上,两次反面向上”, “两次正面向上,一次反面向上”和“3次都正面向上”三个基本事件,所以BA,CA,EA,A=B+C+E(2)“至少一次反面向上”为事件D,包含“一次正面向上,两次反面向上”, “两次正面向上,一次反面向上”和“3次都反面向上”三个基本事件,可以看出事件A与事件D有相同的两个基本事件,即“一次正面向上,两次反面向上”, “两次正面向上,一次反面向上”,故AD=一次正面向上或两次正面向上,B+C=一次正面向上或两次正面向上,所以AD=B+C解题技巧: (事件运算的规律)(1)利用事件间运算的定义,列出同一条件下的试验所有可能出现的结果,分析并利用这些结果进行事件间的运算(2
21、)利用Venn图,借助集合间运算的思想,分析同一条件下的试验所有可能出现的结果,把这些结果在图中列出,并进行运算例11(2021全国高一课时练习)盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球.设事件“1个红球和2个白球”,事件“2个红球和1个白球”,事件“至少有1个红球”,事件“既有红球又有白球”,则:(1)事件与事件是什么关系?(2)事件与事件的交事件与事件是什么关系?【答案】(1).(2)事件与事件的交事件与事件相等.【解析】(1)根据事件与事件的基本事件分析即可.(2)分析事件的基本事件,再判断即可.【详解】(1)对于事件,可能的结果为1个红球和2个白球或2个红球和1个白球,故.(2)对
22、于事件,可能的结果为1个红球和2个白球,2个红球和1个白球或3个红球,故,所以事件与事件的交事件与事件相等.【点睛】本题主要考查了事件的基本关系的判断,属于基础题.例12(2021全国高一课时练习)设A,B,C表示三个随机事件,试将下列事件用A,B,C表示出来.(1)三个事件都发生;(2)三个事件至少有一个发生;(3)A发生,B,C不发生;(4)A,B都发生,C不发生;(5)A,B至少有一个发生,C不发生;(6)A,B,C中恰好有两个发生.【答案】(1);(2);(3);(4);(5);(6)【解析】【分析】由互斥事件和对立事件的定义、事件的间的关系求解即可【详解】解:(1)三个事件都发生表示
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