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第二节 古典概型
[考纲传真] 1.理解古典概型及其概率计算公式.2.会计算一些随机事件所包含的基本事件数及事件发生的概率.
1.基本事件的特点
(1)任何两个基本事件是互斥的.
(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.
2.古典概型
(1)
(2)概率计算公式:P(A)=.
确定基本事件个数的三种方法
(1)列举法:此法适合基本事件较少的古典概型.
(2)列表法(坐标法):此法适合多个元素中选定两个元素的试验.
(3)树状图法:适合有顺序的问题及较复杂问题中基本事件个数的探求.
[基础自测]
1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个结果是等可能事件. ( )
(2)从-3,-2,-1,0,1,2中任取一数,取到的数小于0与不小于0的可能性相同. ( )
(3)利用古典概型的概率可求“在边长为2的正方形内任取一点,这点到正方形中心距离小于或等于1”的概率. ( )
[答案] (1)× (2)√ (3)×
2.(教材改编)
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从1,2,3,4,5中随机取出三个不同的数,则其和为偶数的基本事件个数为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
C [任取三个数和为偶数共有:(1,2,3),(1,2,5),(1,3,4),(1,4,5),(2,3,5),(3,4,5)共6个,选C.]
3.(教材改编)袋中装有6个白球,5个黄球,4个红球,从中任取一球,则取到白球的概率为( )
A. B.
C. D.
A [从袋中任取一球,有15种取法,其中取到白球的取法有6种,则所求概率为P==.]
4.(教材改编)一个口袋内装有2个白球和3个黑球,则在先摸出1个白球后放回的条件下,再摸出1个白球的概率是________.
[先摸出1个白球后放回,再摸出1个白球的概率,实质上就是第二次摸到白球的概率,因为袋内装有2个白球和3个黑球,因此概率为.]
5.现从甲、乙、丙3人中随机选派2人参加某项活动,则甲被选中的概率为________.
[从甲、乙、丙3人中随机选派2人参加某项活动,有甲乙,甲丙,乙丙三种可能,则甲被选中的概率为.]
古典概型的概率计算
【例1】 (1)(2017·全国卷Ⅱ)
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从分别写有1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为( )
A. B. C. D.
(2)袋中有形状、大小都相同的4个球,其中1个白球,1个红球,2个黄球,从中一次随机摸出2个球,则这2个球颜色不同的概率为________.
(1)D (2) [(1)从5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张的情况如图:
基本事件总数为25,第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的事件数为10,
∴所求概率P==.
故选D.
(2)设取出的2个球颜色不同为事件A,基本事件有:(白,红),(白,黄),(白,黄),(红,黄),(红,黄),(黄,黄),共6种,事件A包含5种,故P(A)=.]
(3)某旅游爱好者计划从3个亚洲国家A1,A2,A3和3个欧洲国家B1,B2,B3中选择2个国家去旅游.
①若从这6个国家中任选2个,求这2个国家都是亚洲国家的概率;
②若从亚洲国家和欧洲国家中各任选1个,求这2个国家包括A1但不包括B1的概率.
[解] ①由题意知,从6个国家中任选两个国家,其一切可能的结果组成的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,A3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},共15个.
所选两个国家都是亚洲国家的事件所包含的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},共3个,则所求事件的概率为P==.
②从亚洲国家和欧洲国家中各任选一个,其一切可能的结果组成的基本事件有:{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1
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},{A3,B2},{A3,B3},共9个.
包括A1但不包括B1的事件所包含的基本事件有:{A1,B2},{A1,B3},共2个,则所求事件的概率为P=.
[拓展探究] (1)本例(2)中,若将4个球改为颜色相同,标号分别为1,2,3,4的四个小球,从中一次取两球,求标号和为奇数的概率.
(2)本例(2)中,若将条件改为有放回地取球,取两次,求两次取球颜色相同的概率.
[解] (1)基本事件数仍为6.设标号和为奇数为事件A,则A包含的基本事件为(1,2),(1,4),(2,3),(3,4),共4种,
所以P(A)==.
(2)基本事件为(白,白),(白,红),(白,黄),(白,黄),(红,红),(红,白),(红,黄),(红,黄),(黄,黄),(黄,白),(黄,红),(黄,黄),(黄,黄),(黄,白),(黄,红),(黄,黄),共16种,其中颜色相同的有6种,
故所求概率P==.
[规律方法] 求古典概型概率的步骤
(1)判断本试验的结果是否为等可能事件,设出所求事件A;
(2)分别求出基本事件的总数n与所求事件A中所包含的基本事件个数m;
(3)利用公式,求出事件A的概率.
(1)(2016·全国卷Ⅲ)小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M,I,N中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则小敏输入一次密码能够成功开机的概率是( )
A. B. C. D.
(2)从分别写有1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为( )
A. B. C. D.
(1)C (2)D [(1)∵Ω={(M,1),(M,2),(M,3),(M,4),(M,5),(I,1),(I,
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2),(I,3),(I,4),(I,5),(N,1),(N,2),(N,3),(N,4),(N,5)},
∴事件总数有15种.
∵正确的开机密码只有1种,∴P=.
(2)如表所示
第二次
第一次
1
2
3
4
5
1
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(1,4)
(1,5)
2
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,1)
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
4
(4,1)
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
5
(5,1)
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
总计有25种情况,满足条件的有10种,
所以所求概率为=.故选D.]
古典概型与统计的综合应用
【例2】 空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,空气质量按照AQI大小分为六级,0~50为优;51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~300为重度污染;大于300为严重污染.一环保人士记录2018年某地某月10天的AQI的茎叶图如图所示.
(1)利用该样本估计该地本月空气质量优良(AQI≤100)的天数;(按这个月总共30天计算)
(2)若从样本中的空气质量不佳(AQI>100)的这些天中,随机地抽取两天深入分析各种污染指标,求该两天的空气质量等级恰好不同的概率.
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[解] (1)从茎叶图中发现该样本中空气质量优的天数为1,空气质量良的天数为3,故该样本中空气质量优良的频率为=,估计该月空气质量优良的频率为,从而估计该月空气质量优良的天数为30×=12.
(2)该样本中为轻度污染的共4天,分别记为a1,a2,a3,a4;为中度污染的共1天,记了b;为重度污染的共1天,记为c.从中随机抽取两天的所有可能结果有:(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a1,b),(a1,c),(a2,a3),(a2,a4),(a2,b),(a2,c),(a3,a4),(a3,b),(a3,c),(a4,b),(a4,c),(b,c),共15个.
其中空气质量等级恰好不同的结果有(a1,b),(a1,c),(a2,b),(a2,c),(a3,b),(a3,c),(a4,b),(a4,c),(b,c),共9个.
所以该两天的空气质量等级恰好不同的概率为=.
[规律方法] 求解古典概型与统计交汇问题的思路
(1)依据题目的直接描述或频率分布表、频率分布直方图、茎叶图等统计图表给出的信息,提炼出需要的信息.
(2)进行统计与古典概型概率的正确计算.
交强险是车主必须为机动车购买的险种,若普通6座以下私家车投保交强险第一年的费用(基准保费)统一为a元,在下一年续保时,实行的是费率浮动机制,且保费与上一年度车辆发生道路交通事故的情况相联系.发生交通事故的次数越多,费率也就越高,具体浮动情况如下表:
交强险浮动因素和费率浮动比率表
浮动因素
浮动比率
A1
上一个年度未发生有责任道路交通事故
下浮10%
A2
上两个年度未发生有责任道路交通事故
下浮20%
A3
上三个及以上年度未发生有责任道路交通事故
下浮30%
A4
上一个年度发生一次有责任不涉及死亡的道路交通事故
0%
A5
上一个年度发生两次及两次以上有责任道路交通事故
上浮10%
A6
上一个年度发生有责任道路交通死亡事故
上浮30%
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某机构为了研究某一品牌普通6座以下私家车的投保情况,随机抽取了60辆车龄已满三年该品牌同型号私家车的下一年续保时的情况,统计得到了下面的表格:
类型
A1
A2
A3
A4
A5
A6
数量
10
5
5
20
15
5
(1)求一辆普通6座以下私家车在第四年续保时保费高于基本保费的频率;
(2)某二手车销售商专门销售这一品牌的二手车,且将下一年的交强险保费高于基本保费的车辆记为事故车.假设购进一辆事故车亏损5 000元,一辆非事故车盈利10 000元.且各种投保类型车的频率与上述机构调查的频率一致,完成下列问题:
①若该销售商店内有6辆(年龄已满三年)该品牌二手车,某顾客欲在店内随机挑选2辆车,求这2辆车恰好有一辆为事故车的概率;
②若该销售商一次购进120辆(年龄已满三年)该品牌二手车,求一辆车盈利的平均值.
[解] (1)一辆普通6座以下私家车第四年续保时保费高于基本保费的频率为=.
(2)①由统计数据可知,该销售商店内的6辆该品牌(年龄已满三年)的二手车有2辆事故车,设为b1,b2.4辆非事故车设为a1,a2,a3,a4.从6辆车中随机挑选2辆车的情况有(b1,b2),(b1,a1),(b1,a2),(b1,a3),(b1,a4),(b2,a1),(b2,a2),(b2,a3),(b2,a4),(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a2,a3),(a2,a4),(a3,a4),共15种.
其中2辆车恰好有一辆为事故车的情况有(b1,a1) ,(b1,a2),(b1,a3),(b1,a4),(b2,a1),(b2,a2),(b2,a3),(b2,a4),共8种.
所以该顾客在店内随机挑选2辆车,这2辆车恰好有一辆为事故车的概率为.
②由统计数据可知,该销售商一次购进120辆该品牌(车龄已满三年)的二手车有事故车40辆,非事故车80辆,
[(-5 000)×40+10 000×80]=5 000(元).
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1.(2018·全国卷Ⅱ)从2名男同学和3名女同学中任选2人参加社会服务,则选中的2人都是女同学的概率为( )
A.0.6 B.0.5 C.0.4 D.0.3
D [将2名男同学分别记为x,y,3名女同学分别记为a,b,c.设“选中的2人都是女同学”为事件A,则从5名同学中任选2人参加社区服务的所有可能情况有(x,y),(x,a),(x,b),(x,c),(y,a),(y,b),(y,c),(a,b),(a,c),(b,c),共10种,其中事件A包含的可能情况有(a,b),(a,c),(b,c),共3种,故P(A)==0.3.故选D.]
2.(2016·全国卷Ⅰ)为美化环境,从红、黄、白、紫4种颜色的花中任选2种花种在一个花坛中,余下的2种花种在另一个花坛中,则红色和紫色的花不在同一花坛的概率是( )
A. B. C. D.
C [从4种颜色的花中任选2种颜色的花种在一个花坛中,余下2种颜色的花种在另一个花坛的种法有:红黄—白紫、红白—黄紫、红紫—白黄、黄白—红紫、黄紫—红
白、白紫—红黄,共6种,其中红色和紫色的花不在同一花坛的种法有:红黄—白紫、红白—黄紫、黄紫—红白、白紫—红黄,共4种,故所求概率为P==,故选C.]
3.(2015·全国卷Ⅰ)如果3个正整数可作为一个直角三角形三条边的边长,则称这3个数为一组勾股数,从1,2,3,4,5中任取3个不同的数,则这3个数构成一组勾股数的概率为( )
A. B. C. D.
C [从1,2,3,4,5中任取3个不同的数共有如下10个不同的结果:(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5),(2,3,4),(2,3,5),(2,4,5),(3,4,5),其中勾股数只有(3,4,5),所以概率为.故选C.]
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