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第11讲:古典概型(教师版)

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古典概型

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1.根据本节课的内容和学生的实际水平,通过模拟试验让学生理解古典概型的特征:试验结果的有限性和每一个试验结果出现的等可能性,观察类比各个试验,正确理解古典概型的两大特点;树立从具体到抽象、从特殊到一般的辩证唯物主义观点,培养学生用随机的观点来理性地理解世界,使得学生在体会概率意义

2.鼓励学生通过观察、类比,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,归纳总结出古典概型的概率计算公式,掌握古典概型的概率计算公式;注意公式:P(A)=

A包含的基本事件个数的使

总的基本事件个数用条件——古典概型,体现了化归的重要思想.掌握列举法,学会运用分类讨论的思想解决概率的计算问题,增强学生数学思维情趣.

1.古典概型的概念

同时具有以下两个特征的试验称为古典概型:

(1)________:在一次试验中,可能出现的结果只有________,即只有________不同的基本事件; (2)等可能性:每个基本事件发生的可能性是________. 有限性 有限个 有限个 均等的 2.概率的古典定义

在基本事件总数为n的古典概型中,

(1)每个基本事件发生的概率为______;

(2)如果随机事件A包含的基本事件数为m,由互斥事件的概率加法公式可得P(A)=_______,所以在古典概型中P(A)=________________________,这一定义称为概率的古典定义.

事件A包含的基本事件数1m

试验的基本事件总数nn3. 基本事件的概率

一般地,对于古典概型,如果试验的n个基本事件为A1,A2,…,An,由于基本事件是两两__________

的,则由________________________公式得P(A1)+P(A2)+…+P(An)=P(A1∪A2∪…∪An)=P(Ω)=1.又因为每个基本事件发生的可能性相等,即P(A1)=P(A2)=…=P(An),代入上式得n·P(A1)=1,即P(A1)=______.

互斥 互斥事件的概率加法

1 n

类型一 等可能事件的概率

例1:一个口袋内装有大小相同的1个白球和已编有不同号码的3个黑球,从中摸出2个球,求:

(1)基本事件总数;

(2)事件“摸出2个黑球”包含多少个基本事件? (3)摸出2个黑球的概率是多少?

[解析] 由于4个球的大小相同,摸出每个球的可能性是均等的,所以是古典概型. (1)从装有4个球的口袋内摸出2个球,基本事件总数为6.

(2)事件“从3个黑球中摸出2个球”={(黑1,黑2),(黑2,黑3),(黑1,黑3)},共3个基本事件.

1

(3)基本事件总数n=6,事件“摸出两个黑球”包含的基本事件数n=3,故P=. 2练习1:掷一颗骰子,观察掷出的点数. (1)求掷得奇数点的概率;

(2)求掷得点数不大于4的概率.

[答案] 基本事件空间Ω={1,2,3,4,5,6},基本事件总数为6.

31

(1)事件A=“掷得奇数点”={1,3,5},含基本事件数为3,∴P(A)==.

6242

(2)事件B=“掷得点数不大于4”={1,2,3,4},含基本事件数为4,∴P(B)==. 63

练习2:(2013·江西文,4)集合A={2,3},B={1,2,3},从A、B中各任意取一个数,则这两数之和等于4的概率是( )

2

A. 3[答案] C

类型二 古典概型的概率

例2:袋中装有6个小球,其中4个白球,2个红球,从袋中任意取出两球,求下列事件的概率: (1)A:取出的两球都是白球;

(2)B:取出的两球一个是白球,另一个是红球.

[解析] 首先应求出任取两球的基本事件的总数,然后需分别求出事件A:取出的两球都是白球的总数;事件B:取出的两球一个是白球,而另一个是红球的总数,便可套用公式解决之.

设4个白球的编号为1、2、3、4,2个红球的编号为5,6.从袋中的6个小球中任取两个的方法为(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15个.

(1)从袋中的6个小球中任取两个,所取的两球全是白球的方法总数,即是从4个白球中任取两

1B. 21

C. 31D. 6

个的方法总数,共有6个,即为(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4).

62

∴取出的两个小球全是白球的概率为P(A)==.

155

(2)从袋中的6个小球中任取两个,其中一个是红球,而另一个是白球,其取法包括(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),共8种.

8∴取出的两个小球一个是白球,另一个是红球的概率为P(B)=. 1528

[答案] (1) (2) 515

练习1:袋中有五张卡片,其中红色卡片三张,标号分别为1,2,3;蓝色卡片两张,标号分别为1,2.

(1)从以上五张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率;

(2)向袋中再放入一张标号为0的绿色卡片,从这六张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率.

[答案] (1)标号为1,2,3的三张红色卡片分别记为A,B,C,标号为1,2的两张蓝色卡片分别记为D,E,从五张卡片中任取两张的所有可能的结果为:

(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(B,C),(B,D),(B,E),(C,D),(C,E),(D,E)共10种.

由于每一张卡片被取到的机会均等,因此这些基本事件的出现是等可能的.

从五张卡片中任取两张,这两张卡片颜色不同且它们的标号之和小于4的结果为:(A,D),(A,E),(B,D),共3种.

3

所以这两张卡片颜色不同且它们的标号之和小于4的概率为.

10

(2)记F为标号为0的绿色卡片,从六张卡片中任取两张的所有可能的结果为:(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F),(B,C),(B,D),(B,E),(B,F),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D,F),(E,F),共15种.

由于每一张卡片被取到的机会均等,因此这些基本事件的出现是等可能的.从六张卡片中任取两张,这两张卡片颜色不同且它们的标号之和小于4的结果为:(A,D),(A,E),(B,D),(A,F),(B,F),(C,F),(D,F),(E,F),共8种.所以这两张卡片颜色不同且它们的标号之和小于4的8

概率为. 15

练习2:(2014·全国新课标Ⅰ文,13)将2本不同的数学书和1本语文书在书架上随机排成一行,则2本数学书相邻的概率为________.

2

[答案] 3

练习3:甲、乙两人参加普法知识竞赛,共有5道不同的题目,基中选择题3道,填空题2道,甲、乙两人依次各抽取一道题,求甲抽到选择题,乙抽到填空题的概率.

[答案] 设3道选择题分别为A,B,C,2道填空题分别为D,E,甲、乙两人依次各抽取一道题的情况有(A,B,),(B,A),(A,C),(C,A),(A,D),(D,A),(A,E),(E,A),(B,C),(C,B),(B,D),(D,B),(B,E),(E,B),(C,D),(D,C),(C,E),(E,C),(D,E),(E,D)20种,甲抽到选择题,乙抽到填空题的情况有(A,D),(A,E),(B,D),(B,E),(C,D),(C,E)共6种故63

所求概率为=. 2010

类型三 有放回取样与无放回取样的联系与区别

例3:口袋内有红、白、黄颜色大小完全相同的三个小球,求:

(1)从中任意摸出两个小球,摸出的是红球和白球的概率;

(2)从袋中摸出一个后放回,再摸出一个,两次摸出的球是一红一白的概率; (3)从袋中摸出一个后放回,再摸出一个,第一次摸得红球,第二次摸得白球的概率; (4)从袋中依次无放回的摸出两球,第一次摸得红球,第二次摸到白球的概率.

[解析] (1)任意摸出两个小球的基本事件空间为{(红,白),(红,黄),(白,黄)},所以,摸得1

红球和白球的概率为.

3

(2)有放回地取球.基本事件空间为:

{(红,红),(红,白),(红,黄),(白,白),(白,红),(白,黄),(黄,红),(黄,黄),(黄,白)}.而2

摸出一红一白包括(红,白),(白,红)两个基本事件,所以概率为. 9

(3)基本事件空间同(2),第一次摸得红球,第二次摸得白球,只包含(红,白)一个基本事件,所1

以概率为.

9

(4)基本事件空间为{(红,白),(红,黄),(白,红),(白,黄),(黄,红),(黄,白)},所以先摸1

出红球,再摸出白球的概率是.

6

练习1:(1)从含有两件正品a、b和一件次品c的3件产品中每次任取一件,取出后不放回,连续取两次,求取出的两件产品中恰有一件次品的概率;

(2)将(1)中条件“取出后不放回”改为“每次取出后放回”其余不变,再求取出的两件产品中恰有一件次品的概率.

[答案] (1)基本事件空间Ω={(a,b),(a,c),(b,c),(b,a),(c,a),(c,b)},其中(a,b)中的a表示第一次取出的产品,b表示第2次取出的产品,Ω中有6个基本事件,它们的出现都是等42

可能的,事件A=“取出的两件产品中,恰好有一件次品”包含4个基本事件,∴P(A)==. 63

(2)有放回的连续取两件,基本事件空间Ω={(a,a),(a,b),(a,c),(b,b),(b,a),(b,c),(c,c),(c,a),(c,b)}中共9个等可能的基本事件,事件B=“恰有一件次品”包含4个基本事件,4

∴P(B)=.

9

练习2:一个袋中已知有3个黑球,2个白球,第一次摸出球,然后再放进去,再摸第二次,则两次都是摸到白球的概率为( )

2A. 5[答案] D

类型四 古典概型与解析几何的结合

例4:设集合A={1,2},B={1,2,3},分别从集合A和B中随机取一个数a和b,确定平面上的一个点P(a,b),记“点P(a,b)落在直线x+y=n上”为事件Cn(2≤n≤5,n∈N),求使事件Cn的概率最大的n的所有可能取值.

[解析] 点P的所有可能值为(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3).若点P(a,b)落在直线x+y=n上(2≤n≤5),则

4B. 52C. 254D. 25

当n=2时,点P只能是(1,1); 当n=3时,点P可能是(1,2),(2,1); 当n=4时,点P可能是(1,3),(2,2); 当n=5时,点P只能是(2,3).

故事件C3、C4的概率最大,所以n可取3或4. [答案] n可取3或4

练习1:连掷骰子两次(骰子六个面上分别标以数字1,2,3,4,5,6)得到的点数分别记为a和b,则使直线3x-4y=0与圆(x-a)2+(y-b2)=4 相切的概率为________.

1

[答案]

18

练习2:设b和c分别是先后抛掷一枚骰子得到的点数,求方程x2+bx+c=0有实根的概率. [答案] 设事件A为“方程x2+bx+c=0有实根”,则 A={(b,c)|b2-4c≥0,b,c=1,2,…,6}.而(b,c)有: (1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6), (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6), (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6), (4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6), (5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6), (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6), 共36组.

其中,可使事件A成立的有:(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6),共19组.

19故事件A的概率P(A)=.

36

类型五 古典概型与统计的结合

例5:(2014·山东文,16)海关对同时从A、B、C三个不同地区进口的某种商品进行抽样检测,从各地区进口此种商品的数量(单位:件)如下表所示. 工作人员用分层抽样的方法从这些商品中共抽取6件样品进行检测.

地区 A B C 数量 50 150 100 (1)求这6件样品中来自A、B、C各地区商品的数量; (2)若在这6件样品中随机抽取2件送往甲机构进行进一步检测,求这2件商品来自相同地区的概率.

[解析] (1)A、B、C各地区商品的数量之比为50:150:100=1:3:2.

1

故从A地区抽取样本6×=1件,

63

故从B地区抽取样本6×=3件,

62

故从C地区抽取样本6×=2件.

6

(2)将这6件样品分别编号a1,b1,b2,b3,c1,c2,随机选取2件,不同的取法共有{(a1,b1),(a1,b2),(a1,b3),(a1,c1),(a1,c2),(b1,b2),(b1,b3),(b1,c1),(b1,c2),(b2,b3),(b2,c1),

第11讲:古典概型(教师版)

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