10.1 随机事件与概率10.1.1 有限样本空间与随机事件学习目标核心素养1.结合具体实例,理解样本点和有限样本空间的含义.(重点)2.理解随机事件与样本点的关系.(重点、难点)1.通过对随机事件、必然事件、不可能事件概念的学习,培养学生数学抽象素养.2.通过写出试验的样本空间,培养学生数学建模素养.1.随机试验的概念和特点(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,常用字母E来表示.(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.2.样本点和样本空间定义字母表示样本点我们把随机试验E的每个可能的基本结果称为样本点用ω表示样本点6
样本空间全体样本点的集合称为试验E的样本空间用Ω表示样本空间有限样本空间如果一个随机试验有n个可能结果ω1,ω2,…,ωn,则称样本空间Ω={ω1,ω2,…,ωn}为有限样本空间Ω={ω1,ω2,…,ωn}3.三种事件的定义随机事件我们将样本空间Ω的子集称为随机事件,简称事件,并把只包含一个样本点的事件称为基本事件.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发生必然事件Ω作为自身的子集,包含了所有的样本点,在每次试验中总有一个样本点发生,所以Ω总会发生,我们称Ω为必然事件不可能事件空集∅不包含任何样本点,在每次试验中都不会发生,我们称∅为不可能事件思考1:如何确定试验的样本空间?[提示] 确定试验的样本空间就是写出试验的所有可能的结果,并写成Ω={ω1,ω2,…,ωn}的形式.思考2:观察随机试验时,其可能出现的结果的数量一定是有限的吗?[提示] 不一定,也可能是无限的.如在实数集中,任取一个实数.1.下列现象中,是随机现象的有( )①在一条公路上,交警记录某一小时通过的汽车超过300辆.②若a为整数,则a+1为整数.③发射一颗炮弹,命中目标.④检查流水线上一件产品是合格品还是次品.A.1个 B.2个 C.3个 D.4个C [当a为整数时,a+1一定为整数,是确定性现象,其余3个均为随机现象.]2.从数字1,2,3中任取两个数字,则该试验的样本空间Ω=.{12,13,23} [从数字1,2,3中任取两个数字,共有3个结果:12,13,23,6
所以Ω={12,13,23}.]3.在200件产品中,有192件一级品,8件二级品,则下列事件:①“在这200件产品中任意选9件,全部是一级品”;②“在这200件产品中任意选9件,全部都是二级品”;③“在这200件产品中任意选9件,不全是一级品”.其中是随机事件;是不可能事件.(填上事件的编号)①③ ② [因为二级品只有8件,故9件产品不可能全是二级品,所以②是不可能事件.]事件类型的判断【例1】 下列事件:①任取一个整数,被2整除;②小明同学在某次数学测试中成绩一定不低于120分;③甲、乙两人进行竞技比赛,甲的实力远胜于乙,在一次比赛中甲一定获胜;④当圆的半径变为原来的2倍时,圆的面积是原来的4倍.其中随机事件的个数是( )A.1 B.3 C.0 D.4B [①②③均是可能发生也可能不发生的事件,为随机事件,④是一定发生的事件,为必然事件.故选B.]判断一个事件是哪类事件要看两点一看条件,因为三种事件都是相对于一定条件而言的;二看结果是否发生,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.指出下列事件是必然事件、不可能事件还是随机事件:(1)某人购买福利彩票一注,中奖500万元;(2)三角形的内角和为180°;6
(3)没有空气和水,人类可以生存下去;(4)同时抛掷两枚硬币一次,都出现正面向上;(5)从分别标有1,2,3,4的四张标签中任取一张,抽到1号标签;(6)科学技术达到一定水平后,不需任何能量的“永动机”将会出现.[解] (1)购买一注彩票,可能中奖,也可能不中奖,所以是随机事件.(2)所有三角形的内角和均为180°,所以是必然事件.(3)空气和水是人类生存的必要条件,没有空气和水,人类无法生存,所以是不可能事件.(4)同时抛掷两枚硬币一次,不一定都是正面向上,所以是随机事件.(5)任意抽取,可能得到1,2,3,4号标签中的任一张,所以是随机事件.(6)由能量守恒定律可知,不需任何能量的“永动机”不会出现,所以是不可能事件.确定试验的样本空间[探究问题]1.如何确定试验的样本空间?[提示] 确定试验的样本空间就是写出试验的所有可能的结果,并写成Ω={ω1,ω2,…,ωn}的形式.2.写试验的样本空间要注意些什么?[提示] 要考虑周全,应想到试验的所有可能的结果,避免发生遗漏和出现多余的结果.【例2】 指出下列试验的样本空间:(1)从装有红、白、黑三种颜色的小球各1个的袋子中任取2个小球;(2)从1,3,6,10四个数中任取两个数(不重复)作差.[思路探究] 根据题意,按照一定的顺序列举试验的样本空间.[解] (1)样本空间Ω={(红球,白球),(红球,黑球),(白球,黑球)}.(2)由题意可知:1-3=-2,3-1=2,1-6=-5,6-1=5,1-10=-9,10-1=9,6
3-6=-3,6-3=3,3-10=-7,10-3=7,6-10=-4,10-6=4.即试验的样本空间Ω={-2,2,-5,5,-9,9,-3,3,-7,7,-4,4}.1.求本例(2)中试验的样本点的总数.[解] 样本点的总数为12.2.满足“两个数的差大于0”的样本点有哪些?[解] 满足“两个数的差大于0”的样本点有:2,5,9,3,7,4,共6个.3.在本例(1)中,从装有红、白、黑三种颜色的小球各1个的袋子中任取1个小球,记下颜色后放回,连续取两次,指出试验的样本空间.[解] 样本空间Ω={(红球,红球),(红球,白球),(红球,黑球),(白球,白球),(白球,红球),(白球,黑球),(黑球,黑球),(黑球,白球),(黑球,红球)}.4.在本例(2)中,从1,3,6,10四个数中任取两个数(不重复)分别作为平面内点的纵横坐标,指出试验的样本空间.[解] 由题意可知:样本空间Ω={(1,3),(1,6),(1,10),(3,1),(3,6),(3,10),(6,1),(6,3),(6,10),(10,1),(10,3),(10,6)}.1.辨析随机事件、必然事件、不可能事件时要注意看清条件,在给定的条件下判断是一定发生(必然事件),还是不一定发生(随机事件),还是一定不发生(不可能事件).2.写随机试验的样本空间时,要按照一定的顺序,特别注意题目的关键字,如“先后”“依次”“顺序”“放回”“不放回”等.1.判断正误(1)试验的样本点的个数是有限的.( )(2)某同学竞选本班班长成功是随机事件.( )(3)连续抛掷一枚硬币2次,“(正面,反面),(反面,正面)”6
是同一个样本点.( )[提示] (1)错误.试验的样本点的个数也可能是无限的.(2)正确.(3)错误.“(正面,反面)”表示第一次得到正面,第二次得到反面,而“(反面,正面)”表示第一次得到反面,第二次得到正面,所以二者是不同的样本点.[答案] (1)× (2)√ (3)×2.下列事件不是随机事件的是( )A.东边日出西边雨 B.下雪不冷化雪冷C.清明时节雨纷纷D.梅子黄时日日晴B [B是必然事件,其余都是随机事件.]3.下列试验:①当x是实数时,x-|x|=2;②某班一次数学测试,及格率低于75%;③从分别标有0,1,2,3,…,9这十个数字的纸团中任取一个,取出的纸团是偶数;④体育彩票某期的特等奖号码.其中的随机事件是( )A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④C [由随机事件的定义知②③④是随机事件.]4.从a,b,c,d中任取两个字母,写出该试验的样本空间及其包含的样本点数.[解] 该试验的结果中,含a的有ab,ac,ad;不含a,含b的有bc,bd;不含a,b,含c的有cd,∴Ω={ab,ac,ad,bc,bd,cd},即该试验的样本点数为6.6