专题3.1 随机事件的概率-20届高中数学同步讲义人教版(必修3)
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1、第三章 概率3.1 随机事件的概率1简单随机抽样(1)随机事件一般地,我们把在条件S下,_的事件,叫做相对于条件S的必然事件,简称必然事件.在条件S下,_的事件,叫做相对于条件S的不可能事件,简称不可能事件._与_统称为相对于条件S的确定事件,简称确定事件.在条件S下_的事件,叫做相对于条件S的随机事件,简称随机事件.确定事件和随机事件统称为事件,一般用大写字母表示.(2)频率和概率对于随机事件,知道它发生的可能性大小是非常重要的.用概率度量随机事件发生的可能性大小能为我们的决策提供关键性的依据.要获得随机事件发生的概率,最直接的方法就是进行试验(观察).在相同的条件S下重复n次试验,观察某一
2、事件A是否出现,称n次试验中事件A出现的次数为事件A出现的频数,称事件A出现的比例_为事件A出现的频率.一般地,随机事件A在每次试验中是否发生是不能预知的,但是在大量重复试验后,随着试验次数的增加,事件A发生的频率会逐渐稳定在区间0,1中的某个常数上.这个常数越接近于1,表明事件A发生的频率越大,频数就越多,也就是它发生的可能性越大;反过来,事件发生的可能性越小,频数就越小,这个常数也就越小.因此,我们可以用这个常数来度量事件A发生的可能性的大小.对于给定的随机事件A,由于事件A发生的频率随着试验次数的_稳定于概率,因此可以用来估计概率.注意:频率是事件A发生的次数与试验总次数的比值,与试验次
3、数有关.概率是一个确定的数,是客观存在的,与试验做没做、做多少次完全无关.2概率的意义(1)概率的正确理解:随机事件在一次试验中发生与否是随机的,但随机性中含有规律性.认识了这种随机性中的规律性,就能使我们比较准确地预测随机事件发生的可能性.(2)决策中的概率思想:如果我们面临的是从多个可选答案中挑选正确答案的决策任务,那么“使得样本出现的可能性最大”可以作为决策的准则,这种判断问题的方法称为极大似然法,极大似然法是统计学中重要的统计思想方法之一.3概率的基本性质(1)事件的关系与运算对于事件A与事件B,如果事件A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),记作(
4、或).与两个集合的包含关系类比,可用下图表示:不可能事件记作,任何事件都包含不可能事件.如果_,且_,那么称事件B与事件A相等,记作.若某事件发生当且仅当_,则称此事件为事件A与事件B的并事件(或和事件),记作(或).与两个集合的并集类比,可用下图表示:学-科网 若某事件发生当且仅当_,则称此事件为事件A与事件B的交事件(或积事件),记作(或).与两个集合的交集类比,可用下图表示:若为_,即,那么称事件A与事件B互斥.其含义是:事件A与事件B在任何一次试验中不会同时发生,可用下图表示:若为_,为_,那么称事件A与事件B互为对立事件.其含义是:事件A与事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生,可用
5、下图表示:(2)概率的几个基本性质由于事件的频数总是小于或等于试验的次数,所以频率在01之间,从而任何事件的概率都在01之间,即_.在每次试验中,必然事件一定发生,因此它的频率为1,从而必然事件的概率为_.在每次试验中,不可能事件一定不出现,因此它的频率为0,从而不可能事件的概率为_.当事件A与事件B互斥时,发生的频数等于A发生的频数与B发生的频数之和,从而的频率.则概率的加法公式为:如果事件A与事件B互斥,则_.若事件A与事件B互为对立事件,则为必然事件,.再由加法公式得_.K知识参考答案:1(1)一定会发生 一定不会发生 必然事件 不可能事件 可能发生也可能不发生 (2)增加3(1) 事件
6、A发生或事件B发生 事件A发生且事件B发生 不可能事件 不可能事件 必然事件 (2) 1 0 K重点频率与概率的区别与联系,事件间的关系,概率的加法公式K难点频率与概率的区别与联系,互斥事件与对立事件的区别与联系K易错在应用概率的加法公式时,不要忽略应用的前提是涉及的事件必须是互斥事件1事件类型的判断判断一个事件的类型,即判断一个事件是随机事件、必然事件还是不可能事件,先看条件,再看在该条件下所研究的事件是一定发生(必然事件)、不一定发生(随机事件),还是一定不发生(不可能事件),即可得到事件的类型.【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)某体操运动员将在某次运动会上获得
7、全能冠军;(2)某人给其朋友打电话,却忘记他朋友的电话号码的最后一个数字,就随意在键盘上按了一个数字,恰巧是他朋友的电话号码;学-科网(3)同时掷两枚骰子,向上一面的两个点数之和为13;(4)同时掷两枚骰子,向上一面的两个点数之和不小于2.【解析】(1)(2)可能发生也可能不发生,是随机事件;同时掷两枚骰子,向上一面的两个点数之和的范围是2,12,因此“向上一面的两个点数之和为13”不可能发生,因此(3)是不可能事件;“向上一面的两个点数之和不小于2”一定发生,因此(4)是必然事件.2考查互斥事件、对立事件的概念互斥事件和对立事件都是针对两个事件而言的,它们两者之间既有区别又有联系.在一次试验
8、中,两个互斥事件有可能都不发生,也可能有一个发生,但不可能两个都发生;而两个对立事件必有一个发生,但不可能两个事件同时发生,也不可能两个事件同时不发生.所以两个事件互斥,它们未必对立;反之两个事件对立,它们一定互斥.【例2】某商场有甲、乙两种电子产品可供顾客选购.记事件A为“只买甲产品”,事件B为“至少买一种产品”,事件C为“至多买一种产品”,事件D为“不买甲产品”,事件E为“一种产品也不买”.判断下列事件是不是互斥事件,如果是,再判断它们是不是对立事件.(1)A与C;(2)B与E;(3)B与D;(4)B与C;(5)C与E.【解析】利用互斥事件和对立事件的概念进行判断.(1)由于事件C“至多买
9、一种产品”中有可能只买甲产品,故事件A与事件C有可能同时发生,故事件A与C不是互斥事件.(2)事件B“至少买一种产品”与事件E“一种产品也不买”是不可能同时发生的,故事件B与E是互斥事件.又由于事件B与E必有一个发生,所以事件B与E还是对立事件.(3)事件B“至少买一种产品”中有可能买乙产品,即与事件D“不买甲产品”有可能同时发生,故事件B与D不是互斥事件.(4)若顾客只买一种产品,则事件B“至少买一种产品”与事件C“至多买一种产品”就同时发生了,所以事件B与C不是互斥事件.(5)若顾客一件产品也不买,则事件C“至多买一种产品”与事件E“一种产品也不买”就同时发生了,事实上事件C与E满足,所以
10、二者不是互斥事件.3由频率估计随机事件的概率随机事件在一次试验中是否发生虽然不能事先确定,但是在大量重复试验的情况下,随机事件的发生呈现一定的规律性,因而,可以从统计的角度,通过计算事件发生的频率去估算事件发生的概率.【例3】某超市为了解顾客的购物量及结算时间等信息,安排一名员工随机收集了在该超市购物的100位顾客的相关数据,如下表所示.一次购物量1至4件5至8件9至12件13至16件17件及以上顾客数(人)302510结算时间(分钟/人)11.522.53已知这100位顾客中一次购物量超过8件的顾客占55.(1)确定x,y的值,并估计顾客一次购物的结算时间的平均值;学科网(2)求一位顾客一次
11、购物的结算时间不超过2分钟的概率.(将频率视为概率)【解析】(1)由已知得,该超市所有顾客一次购物的结算时间组成一个总体,所收集的100位顾客一次购物的结算时间可视为总体的一个容量为100的简单随机样本,顾客一次购物的结算时间的平均值可用样本平均值估计,其估计值为(分钟).(2)记A为事件“一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟”,分别表示事件“该顾客一次购物的结算时间为1分钟”, “该顾客一次购物的结算时间为分钟”, “该顾客一次购物的结算时间为2分钟”.将频率视为概率,得.是互斥事件,.故一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率为.【名师点睛】本题考查概率、统计的基础知识,考查运算能力
12、、分析问题的能力.第一问中根据统计表和100位顾客中的一次购物量超过8件的顾客占55,知从而解得,再用样本估计总体,得出顾客一次购物的结算时间的平均值的估计值;第二问,通过设事件,判断事件之间互斥关系,从而求得一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率.4概率加法公式的应用概率加法公式应用的前提是“各事件是互斥事件”,对于较难判断关系的,必要时可利用Venn图或列出全部的试验结果进行分析求复杂事件的概率通常有两种方法:(1)将所求事件转化成几个彼此互斥的事件的和事件;(2)若将一个较复杂的事件转化为几个互斥事件的和事件时,需要分类太多,而其对立面的分类较少,可考虑利用对立事件的概率公式,即“
13、正难则反”.它常用来求“至少”或“至多”型事件的概率.【例4】如图是某市3月1日至14日的空气质量指数趋势图.空气质量指数小于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染,某人随机选择3月1日至3月13日中的某一天到达该市,并停留2天.(1)求此人到达当日空气质量优良的概率;(2)求此人在该市停留期间只有1天空气重度污染的概率.【解析】(1)在3月1日至3月13日这13天中,1日、2日、3日、7日、12日、13日共6天的空气质量优良,而此人任一天到达该地的概率为,所以此人到达当日空气质量优良的概率是.(2)根据题意,事件“此人在该市停留期间只有1天空气重度污染”等价于“此人到
14、达该市的日期是4日或5日或7日或8日”,所以此人在该市停留期间只有1天空气重度污染的概率为.【名师点睛】(1)先得出空气质量优良的天数,因为这个人哪一天到达该市的机会均等,故可用概率的加法公式求解;(2)先得出此人在该市停留期间只有1天空气重度污染的天数即可求出此人在该市停留期间只有1天空气重度污染的概率.5利用概率知识解决实际生活中的问题利用概率知识解决生活中的问题,只要是考查概率与频率的关系及由样本数据估计总体的能力,可用样本的频率近似估计总体的概率,或由此列出方程求解.【例5】某水产试验场实行某种鱼的人工孵化,10000个鱼卵能孵化8513尾鱼苗,根据概率的定义解答下列问题:(1)这种鱼
15、卵的孵化概率(孵化率)是多少?(2)30000个鱼卵大约能孵化多少尾鱼苗?(3)要孵化5000尾鱼苗,大概得准备多少个鱼卵?(精确到个位)【解析】(1)这种鱼卵的孵化概率.(2)30000个鱼卵大约能孵化尾鱼苗.(3)设大概需准备x个鱼卵,由题意知,所以(个).所以大概需准备5873个鱼卵.6忽略概率加法公式的应用前提致错【例6】某商店月收入(单位:元)在下列范围内的概率如下表所示:月收入1000, 1500)1500,2000)2000, 2500)2500, 3000)概率0.12ab0.14已知月收入在1000,3000)(元)范围内的概率为0.67,求月收入在1500,3000)(元)
16、范围内的概率.【错解】记这个商店月收入在1000,1500),1500,2000),2000,2500),2500,3000) (元)范围内的事件分别为A,B,C,D,则月收入在1500,3000)(元)范围内的事件为B+C+D,所以P(B+C+D)=1-P(A)=0.88.【错因分析】误用P(B+C+D)=1-P(A).事实上,本题中P(A)+P(B)+P(C)+P(D)1,故事件A与事件B+C+D并不是对立事件.【正解】因为事件A,B,C,D互斥,且P(A)+P(B)+P(C)+P(D)=0.67,所以P(B+C+D)=0.67-P(A)=0.55.【名师点睛】在应用概率加法公式时,一定要
17、注意其应用的前提是涉及的事件是互斥事件.对于事件A,B,有,只有当事件A,B互斥时,等号才成立.1下列事件为随机事件的是A百分制考试中,小强的考试成绩为105分B长和宽分别为a,b的长方形的面积为abC清明时节雨纷纷D抛一枚硬币,落地后正面朝上或反面朝上2下列事件为不可能事件的是A钝角三角形中两个小角之和小于90B三角形中大边对大角,大角对大边C锐角三角形中两个内角之和小于90D三角形中任意两边之和大于第三边3下列事件为随机事件的是A同性电荷,互相吸引B某人射击一次,射中9环C汽车排放尾气,污染环境D若a为实数,则|a|4”表示的实验结果是A第一枚6点,第二枚2点B第一枚5点,第二枚1点C第一
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