数学竞赛中的概率专题
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概率、统计【知识精要】1. 排列、组合问题的基本原理:加法(分类)和乘法(分步)原理。
解决此类问题常见要点:(1)不重复,不遗漏;(2)正面考虑比较麻烦时,考虑间接法;(2)特殊位置、元素优先考虑;(3)转化思想,对于陌生问题,尽量转化为熟悉模型。
2.隔板法模型:将m 个名额分给k 个人()m k ≥,每人至少一个的方法是11k m C --;引申1:方程12k x x x m ++⋅⋅⋅+=(1,,)i i x x Z m Z +≥∈∈的解有11k m C --组;引申2:方程12k x x x m ++⋅⋅⋅+=(0,,)i i x x Z m Z +≥∈∈的解有11k m k C -+-组。
3.解决概率问题,必须对等可能事件、互斥事件、相互独立事件的模型要了如指掌。
【例题精讲】+【习题精练】例1:3个人传球,由甲发球,5次传球之后,仍回到甲手中,有多少种传球方法? 解:将问题转化为右图填图问题。
中间可能有甲或无甲,则有1122222210C C A A +=种不同的传球方法。
练习1:(2000全国高中数学联赛12题)如果:(1)a ,b ,c ,d 都属于{1,2,3,4};(2)a ≠b ,b ≠c ,c ≠d ,d ≠a ;(3)a 是a ,b ,c ,d 中的最小值,那么,可以组成的不同的四位数abcd 的个数是_________.解:当abcd 恰有2个不同数字时,共组成246C =种不同数字; 当abcd 恰有3个不同数字时,共组成34(211)16C ++=种不同数字; 当abcd 恰有2个不同数字时,共组成246C =种不同数字; 所以总共有6+16=6=28种。
例2:使直线1ax by +=和圆2250x y +=只有整数公共点的有序实数对(,)a b的个数为:( )A 、72B 、74C 、78D 、82解:第一象限圆上有(7,1),(5,5),(1,7)三个整点,故平面上共有12个整点,分割线或切线,共有2121278C +=条,但该直线不过原点,应减去6条,故共有72条,选A 。
【高中数学竞赛专题大全】竞赛专题11 概率 (50题竞赛真题强化训练)一、填空题1.(2018·安徽·高三竞赛)从1,2,…,10中随机抽取三个各不相同的数字,其样本方差21s ≤的概率=_________. 【答案】115【解析】 【详解】123x x x <<的样本方差()3221113i i s x x ==-≤∑,当且仅当1x 、2x 、3x 是连续的正整数.故()231081115P s C ≤==.故答案为1152.(2018·广东·高三竞赛)袋中装有m 个红球和n 个白球,m >n≥4.现从中任取两球,若取出的两个球是同色的概率等于取出的两个球是异色的概率,则满足关系40m n +≤的数组(m ,n )的个数为_______. 【答案】3 【解析】 【详解】记“取出两个红球”为事件A ,“取出两个白球”为事件B ,“取出一红一白两个球”为事件C ,则()22m m n C P A C +=,()22n m n C P B C +=,()112m nm nC C P C C +⋅=. 依题意得()()()P A P B P C +=,即2211m n m n C C C C +=.所以()2m n m n +=-,从而m n +为完全平方数.又由4m n >≥及40m n +≤,得940m n ≤+≤. 所以9,3,m n m n +=⎧⎨-=⎩或16,4,m n m n +=⎧⎨-=⎩或25,5,m n m n +=⎧⎨-=⎩或36,6,m n m n +=⎧⎨-=⎩. 解之得(m ,n )=(6,3)(舍去),或(10,6),或(15,10),或(21,15). 故符合题意的数组(m ,n )有3个.故答案为33.(2018·广东·高三竞赛)已知点A (1,1),B (1,02),C (3,02)经过点A 、B 的直线和经过点A 、C 的直线与直线()01y a a =<<所围成的平面区域为G.已知平面矩形区域(){},02,01x y x y <<<<中任意一点进入区域G 的可能性为116,则a=__________. 【答案】12 【解析】 【详解】直线AB 方程为21y x =-,直线AC 方程为23y x =-+,直线y a =与它们的交点为D (1,2a a -),E (3,2a a -).G 的面积等于三角形ADE 的面积()212a -,因此()211416a -=,解之得12a =. 故答案为124.(2019·全国·高三竞赛)已知甲、乙两人进行一种博弈游戏,甲获胜的概率为23,乙获胜的概率为13.若其中一人比另一人多赢两局,则游戏结束那么,需要进行的游戏局数的数学期望为_______. 【答案】185. 【解析】 【详解】设所求的数学期望为E ξ.注意到,两局就结束的概率等于22215339⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.若两局没有结束,则必定恰赢了一局,回到初始状态,此时的数学期望为2E ξ+,从而, ()541822995E E E ξξξ⨯++=⇒=. 故答案为1855.(2019·全国·高三竞赛)两人约定:在某天一同去A 地,早上7点到8点之间在B 地会合,但先到达B 地者最多在原地等待5min 分钟,如果没有见到对方则自己先行.设两人到达B 地的时间是随机的、独立的、等可能的.那么,两人能够在当天一同去A 地的概率是______. 【答案】23144【解析】 【详解】设两人到达A 地的时间分别是7点过m 分和7点过n 分(0m ≤、60n ≤).用数对(),m n 表示两人分别到达A 地的时间.则在直角坐标系中,点(),m n 的存在域是一个边长为60的正方形,其面积为3600.显然,两人能够在当天一同去A 地等价于5m n -≤.此时,相应点的存在域是正方形中位于两直线5m n -=±之间的部分区域(如图),其面积为2360055575-=. 故所求概率为575233600144=. 故答案为231446.(2019·全国·高三竞赛)在面积为1的正方形ABCD 中任取一点P ,则PAB △、PBC 、PCD 、PDA 的面积均大于16的概率是____.【答案】19【解析】 【详解】如图,以A 为原点,AB 为x 轴建立直角坐标系.设(),p x y ,01x <<,01y <<. 由题设知x ,y 必满足()()112611261112611126x y x y ⎧>⎪⎪⎪>⎪⎨⎪->⎪⎪⎪->⎩,即12331233x y ⎧<<⎪⎪⎨⎪<<⎪⎩. 因此,满足题设条件的点p 必在直线13x =,23x =和13y =,23y =所围成的正方形区域内.所以所求概率为2211319⎛⎫⎪⎝⎭=. 故答案为197.(2019·全国·高三竞赛)圆周上有10个等分点.则以这10个等分点中的4个点为顶点的凸四边形中,梯形所占的个数比为______. 【答案】27【解析】 【详解】任选4点,共有410210C =个凸四边形,其中,梯形的两条平行边既可以从5组平行于直径的5条平行弦中选取,也可以从5组不平行于直的4条平行弦中选取,去除矩形,梯形共有60个.所以,梯形所占的个数比为27. 故答案为278.(2019·全国·高三竞赛)记{}{}1,3,5,7,9,2,4,6,8A B ==.现抛掷硬币从A 、B 中无放回地取出数字组成九位数,规则是:若硬币出现正面时,就从集合A 中取出一个最小的数;若硬币出现反面时,就从集合B 中取出一个最小的数.当一个集合的数字被取完而另一个集合还有数字时,另一集合剩下的数字就按从小到大的顺序添在后面按此规则,取出的数字恰好为123456789的概率为________. 【答案】1256【解析】 【详解】由规则知,抛掷硬币的正反面序列为:正反正反正反正反. 所以,取出的数字恰好为123456789的概率为8112256⎛⎫= ⎪⎝⎭.故答案为12569.(2021·全国·高三竞赛)在1,2,3,…,10这10个正整数中任取4个,记ξ为这四个数中两数相邻的组数,则ξ的数学期望E ξ=__________. 【答案】65【解析】 【分析】 【详解】易知ξ的取值为1,2,3,且:327741013233765C C E C ξ⨯⨯+⨯⨯+⨯==. 故答案为:65.10.(2018·全国·高三竞赛)甲、乙、丙、丁各拿一个足球同时进行一次传球,要求每个人可以将球传给另外三人中的任何一人.一次传球后,每个人仍各有一个球的概率为______. 【答案】19【解析】 【详解】 433139P ⨯== 11.(2018·全国·高三竞赛)袋内有8只白球和2只红球,每次从中随机取出一只球,然后放回1只白球.则第四次恰取完所有红球的概率为______. 【答案】0.0434 【解析】【详解】第四次恰取完所有红球的概率为2229182918210.043410101010101010101010⎛⎫⎛⎫⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.12.(2019·全国·高三竞赛)从{}1,2,,100中任取5个数(可以相同).则取到合数的个数的数学期望是______. 【答案】3710【解析】 【详解】{}1,2,,100中合数共有74个,设ξ为取到合数的个数.则()()557426i 05100100iiP C i ξ-⎛⎫⎛⎫==≤≤ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.故ξ服从二项分布.因此,7437510010E ξ=⨯=. 故答案为371013.(2018·全国·高三竞赛)甲有一个箱子,里面有红球和白球共4个;乙有一个箱子,里面有2个红球、1个白球、1个黄球.现在,甲从他的箱子中任取2个球,乙从他的箱子中任取1个球,如果取出的3个球颜色全不同,则甲获胜.为了保证甲获胜的概率最大,则甲的箱子中的红球个数为____. 【答案】2 【解析】 【详解】设甲的箱子中有()1n n ≥个红球,则白球有4n -个.故甲获胜的概率为()114214414.24n n C C P n n C C -==-422n n +-≤=,即()44n n -≤,当且仅当2n =时,上式等号成立,P 最大.14.(2019·全国·高三竞赛)两人作一种游戏:连续旋转一枚硬币若干次,当正(或反)面向上的次数累计达到5次时游戏结束.游戏结束时,如果正面向上的次数累计达到5次,则A 胜;否则B 胜.那么,旋转不足9次就决出胜负的概率为______.【答案】93128【解析】 【详解】考察旋转9次才结束游戏的情形.此时,前8次旋转中正面向上和反面向上各有4次,其概率为488C 352128=,于是,旋转不足9次就结束游戏的概率为35931128128-=. 故答案为9312815.(2019·全国·高三竞赛)设1210,,,a a a 是2000,2001,,2009的一个排列,记数列{}n a 的前n 项和为n S .则排列1210,,,a a a 满足“()110i S i ≤≤都不是3的倍数”的概率为______.【答案】150【解析】 【详解】 设2000,2001,,2009的一个排列为一个基本事件M .则基本事件总数为1010N A =.下面计算所求事件M 含的基本事件数.(1)首项不能是3的倍数,除首项以外各项均可是3的倍数,从而,3的倍数有39A 种排法;(2)去掉3的倍数后,考虑模3余2、余1的数的位置(用i a 模3的余数代替i a ): 当11a =时,21a =,32a =,41a =,……此时,含1的项比含2的项多,这与已知矛盾; 当12a =时,22a =,31a =,……此时,满足题设要求.综上,模3余2、余l 的数的位置唯一确定,它们的各自排法分别有44A 和33A 种.因此,事件M 含基本事件数为343943m A A A =.故所求概率150m P N ==. 故答案为15016.(2019·全国·高三竞赛)一副扑克牌除去大、小王共52张.洗好后,四个人顺次每人抓13张.则两个红A (即红桃A 、方块A )在同一个人手中的概率为________. 【答案】417【解析】 【详解】注意到,牌洗好后每个人的牌就定下来了,即已将52张牌排在了52个位置上. 记四组牌号为:1,5,9,13,⋯,49;2,6,10,14,⋯,50; 3,7,11,15,⋯,51;4,8,12,16,⋯,52.则红桃A 、方块A 在同一组中的排列数为25013504M A A =.从而,所求概率为452!17M P ==. 故答案为41717.(2018·湖北·高三竞赛)一枚骰子连贯投掷四次,从第二次起每次出现的点数都不小于前一次出现的点数的概率为______. 【答案】772【解析】 【详解】设1234a a a a 、、、分别是四次投掷骰子得到的点数,那么()1234,,,a a a a 共有46种不同的情况. 如果从第二次起每次出现的点数都不小于前一次出现的点数,则 1234a a a a ≤≤≤.若1234a a a a 、、、的值都相等,则()1234,,,a a a a 有16C 种不同的情况;若1234a a a a 、、、恰好取两个不同的值,则()1234,,,a a a a 有263C 种不同的情况;若1234a a a a 、、、恰好取3个不同的值,则()1234,,,a a a a 有363C 种不同的情况;若1234a a a a 、、、恰好取4个不同的值,则()1234,,,a a a a 有46C 种不同的情况.因此,满足1234a a a a ≤≤≤的情况共有1234666633126C C C C +++=(种).故所求的概率为41267672=. 18.(2019·上海·高三竞赛)某侦察班有12名战士,其中报务员有3名.现要将这12名战士随机分成3组,分别有3名战士、4名战士、5名战士,那么每一组都有1名报务员的概率是________.【答案】311【解析】 【详解】由题意可知,所有的分组方法34129C C N =,满足题意的分组方法23973!C C n =,则满足题意的概率值:2397341293!C C 3C C 11P ==.故答案为:311. 19.(2019·贵州·高三竞赛)已知m ∈{11,13,15,17,19},n ∈{2000,2001,…,2019},则mn 的个位数是1的概率为____________ . 【答案】25【解析】 【详解】当m =11,n ∈{2000,2001,…,2019}时,mn 的个位数都是1,此时有20种选法; 当m =13,n ∈{2000,2004,2008,2012,2016}时,mn 的个位数都是1,此时有5种选法; 当m =15时,mn 的个位数不可能为1,此时有0种选法;当m =17,n ∈{2000,2004,2008,2012,2016}时,mn 的个位数都是1,此时有5种选法; 当m =19,n ∈{2000,2002,2004,…,2018}时,m 的个位数都是1,此时有10种选法. 综上,所求概率为205051025205++++=⨯.故答案为:25.20.(2021·全国·高三竞赛)有甲乙两个盒子,甲盒中有5个球,乙盒中有6个球(所有球都是一样的).每次随机选择一个盒子,并从中取出一个球,直到某个盒子中不再有球时结束.则结束时是甲盒中没有球的概率为______. 【答案】319512【解析】 【分析】 【详解】相当于前十次中至少有五次选择了甲盒的概率,即5101011101051319222512i i p CC ===+=∑.故答案为:319512. 21.(2021·全国·高三竞赛)先后三次掷一颗骰子,则其中某两次的点数和为10的概率为___________. 【答案】23108【解析】 【分析】 【详解】有两次为5的概率为213531166216C C +=, 有两次为6和4的概率为211134323306216A C C C +=, 所以概率为163023216216108+=. 故答案为:23108. 22.(2018·福建·高三竞赛)从如图所示的,由9个单位小方格组成的,33⨯方格表的16个顶点中任取三个顶点,则这三个点构成直角三角形的概率为______.【答案】514【解析】 【详解】先计算矩形的个数,再计算直角三角形的个数.如图所示,根据矩形特点,由这16个点可以构成224436C C ⨯=个不同的矩形.又每个矩形可以分割成4个不同的直角三角形,且不同的矩形,分割所得的直角三角形也不同.因此,可得436144⨯=个直角顶点在矩形顶点的不同的直角三角形.再算直角顶点不在矩形顶点:(1)在12⨯的矩形中,有直角顶点不在矩形顶点,边长分别为()2,2,2的直角三角形两个.而12⨯矩形横向、纵向各有6个,故共有21224⨯=个. (2)在23⨯的矩形中,有直角顶点不在矩形顶点,边长分别为5,5,10的直角三角形4个,边长分别为(2,22,10的直角三角形4个.而23⨯矩形横向、纵向各有两个,故共有()44432+⨯=个. 所以,所求的概率31614424322005401414P C ++===⨯. 23.(2018·全国·高三竞赛)从集合{}1,2,,2014中随机地、不放回地取出三个数123a a a 、、,然后再从剩下的2011个数中同样随机地、不放回地取出三个数123b b b 、、.则将123a a a ⨯⨯为长、宽、高的砖能放进以123b b b ⨯⨯为长、宽、高的盒子中的概率为__________. 【答案】14【解析】 【详解】不妨设123a a a <<,123b b b <<,当且仅当11a b <,22a b <,33a b <时砖可放入盒中. 设126c c c <<<是从{}1,2,,2014中选出的六个数,再从中选出三个,有36C =20种方法.这三个作为123a a a 、、,剩下三个作为123b b b 、、,符合要求的1a 只能为1c . 2a 若为2c ,则3a 可为3c 或4c 或5c ;2a 若为3c ,则3a 可为4c 或5c .故符合要求的取法为5种,概率51204p ==. 24.(2018·全国·高三竞赛)小明、小红分别独立重复投掷均匀的色子,直到第-次出现6点为止.则小明和小红投掷的次数相差不超过1的概率为________. 【答案】833【解析】 【详解】设小明、小红投掷次数分别为ξη、.则所求为()()()1,11,]i P i P i i P i i ξηξηξη+∞===+==++=+=∑.由独立性,知所求概率为()()()()()()111)i P i P i P i P i P i P i ξηξηξη+∞=⎡⎤==+==++=+=⎣⎦∑=111151515151266666666i i i ii ---+∞=⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦∑=833.25.(2018·全国·高三竞赛)设n 为正整数.从集合{}1,2,,2015中任取一个正整数n 恰为方程236n n n ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦的解的概率为_______([]x 表示不超过实数x 的最大整数). 【答案】10072015【解析】 【详解】当()6n k k Z +=∈时,6322n k k ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,66233636n n k k k k k ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦.满足题中方程的n 为6,12,…,2010,共335个; 当()65n k k Z +=-∈时,653322n k k -⎡⎤⎡⎤==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 6565221333636n n k k k k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=-+-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦. 满足题中方程的n 为1,7,13,…,2011,共336个; 当()64n k k Z +=-∈时,643222n k k -⎡⎤⎡⎤==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 6464221333636n n k k k k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=-+-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦. 满足题中方程的n 不存在;当()63n k k Z +=-∈时,633222n k k -⎡⎤⎡⎤==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 6363211323636n n k k k k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=-+-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦. 满足题中方程的n 为3,9,15,…,2013,共336个; 当()62n k k Z +=-∈时,623122n k k -⎡⎤⎡⎤==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,6262211323636n n k k k k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=-+-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦. 满足题中方程的n 不存在;当()61n k k Z +=-∈时,613122n k k -⎡⎤⎡⎤==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 6161211323636n n k k k k k --⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=-+-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦. 满足题中方程的n 不存在. 因此,从集合{}1,2,,2015中任取一个正整数n 恰为题中方程的解的概率为335336336100720152015++=. 26.(2018·全国·高三竞赛)抛一颗色子三次,所得点数分别为m 、n 、p .则函数322132n y mx x px =--+在[)1,+∞上为增函数的概率为______. 【答案】1124【解析】 【详解】 注意到,()322132n f x mx x px =--+ 在[)1,+∞上为增函数等价于()220f x mx nx p =-->'在[)1,+∞上恒成立,等价于()10f '>,即2m n p >+.当2m =时,3n p +≤,有3种;当3m =时,5n p +≤,有10种; 当4m =时,7n p +≤,有21种;当5m =时,9n p +≤,有30种; 当6m =时,11n p +≤,有35种. 故所求概率为331021303511624++++=.27.(2019·全国·高三竞赛)将编号为1,2,…,9的几颗珍珠随机固定在一串项链上,假设每颗珍珠的距离相等,记项链上所有相邻珍珠编号之差的绝对值之和为T 则T 取得最小值的放法的概率为______. 【答案】1315【解析】 【详解】由题设,知珍珠的固定方法共有9!47!92=⨯⨯(种). 在项链所在的圆周上,从1~9有优弧和劣弧两条路径,设12,,,k x x x ⋅⋅⋅是依次排列在这段弧上的珍珠号码.则()()()11211219198k k T x x x x x x x x =-+-+⋅⋅⋅+-≥-+-+⋅⋅⋅+-=, 当且仅当1219k x x x <<<⋅⋅⋅<<时,等号成立.因此,T 取得最小值的放法共有0123677772C C C C +++=(种).故所求概率为62147!315=⨯. 28.(2018·全国·高三竞赛)小张、小李、小华、小明四人玩轮流投掷一枚标准色子的游戏.若有一人投到的数最小,且无人与他并列,则判他获胜;若投出最小数的人多于一个,则将没投出最小数的人先淘汰,再让剩下的人重新做一轮游戏,这样不断地进行下去,直到某个人胜出为止.已知第一个投掷色子的小张投到了数3.则他获胜的概率是______. 【答案】175864【解析】 【详解】考虑第一轮次中可能出现的四种情形. (1)小张获胜.这种概率是313168P ⎛⎫== ⎪⎝⎭.(2)小张与另外某一人打成平局.这种概率是213131668C ⎛⎫⨯⨯= ⎪⎝⎭,故形成此情形且小张最终获胜的概率是21118216P =⨯=(注意该游戏永不停止地进行下去的概率是0,下同).(3)小张与另外某两个人打成平局,这种概率是2231316624C ⎛⎫⨯⨯= ⎪⎝⎭,故形成此情形且小张最终获胜的概率是311124372P =⨯=. (4)所有人均打成平局.这种概率是3116216⎛⎫= ⎪⎝⎭,故形成此情形且小张最终获胜的概率是41112164864P =⨯=. 综上,小张在游戏中获胜的概率为1234111117581672864864P P P P P =+++=+++=. 29.(2018·全国·高三竞赛)从集合{}1,2,,2011⋅⋅⋅中任意选取两个不同的数a 、b ,使得a b n +=(n 为某正整数)的概率为12011.则ab 的最小值为______. 【答案】2010. 【解析】 【详解】记使得a b n +=的方法有k 种.则22011110052011k k C=⇒=. 考虑ab 尽量小,且使a b n +=的方法有1005种. 取2011n =.则120102************+=+=⋅⋅⋅=+. 此时,2011a b +=的选法恰有1005种. 于是,ab 的最小值为120102010⨯=.30.(2018·全国·高三竞赛)A B 、两队进行乒乓球团体对抗赛,每队各三名队员,每名队员出场一次. A B 、两队的三名队员分别是1A 、23A A 、,123B B B 、、,且i A 对j B 的胜率为()13ii j i j ≤≤+、.则A 队得分期望的最大可能值是______. 【答案】9160【解析】 【详解】设123A A A ,,胜率为123,,,p p p A 则队得分期望为123p p p ++, 计算123123123123123123246255336354446435++++++++++++,,,,,,可知,当132132:,:,:A B A B A B 时,期望最大为9160. 31.(2018·全国·高三竞赛)将1~6这16个正整数随机地填入44⨯棋盘的16个格子中(每格填写一数),则使每行、每列填数之和皆为偶数的概率为______. 【答案】412145【解析】 【详解】首先,将44⨯棋盘染黑白两色,使黑、白两种格子各有8个,且每行(或列)中同色的格子有偶数个. 分三种情况讨论:(1)若第一列为两黑两自,则该列有24C 种染法.考虑后三列每行黑格的个数,则有12323223334+⨯⨯+⨯⨯+⨯=种染法.(2)若第一列为四黑,则后三列共有2234321C C +=种染法.(3)若第一列为四白,则后三列共有21种染法.对于以上每种染法,将1~16中的偶数填入黑格中,奇数填入白格中,得到满足条件的填法.故所求概率为()()26342128!4116!2145⨯+⨯⨯=.32.(2019·全国·高三竞赛)某人练习打靶,开始时,他距靶100m ,此时,进行第一次射击.若此次射击不中,则后退50m 进行第二次射击,一直进行下去.每次射击前都后退50m ,直到命中为止,已知他第一次的命中率为14,且命中率与距离的平方成反比.则他能够命中的概率等于_________. 【答案】12 【解析】 【详解】记事件“第n 次射击命中”为n A ,其概率为()n P A .则()114P A =. 又第n 次射击时距离靶()()()100501501n n m +-=-, 则()()()2122111n P A P A n n ⎛⎫== ⎪+⎝⎭+.于是,前n 次内命中的概率为()()()()121211n n n P P A A A P A P A P A =-⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-⋅⋅⋅()21111324211111492233111n n n n n ⎡⎤+⎛⎫⎛⎫=---⋅⋅⋅-=-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎢⎥ ⎪⎪++⎝⎭⎝⎭+⎢⎥⎣⎦()1212121n nn n +=-⋅=++.令n →∞,得1lim 2n n P →∞=. 因此,此人能够命中的概率是12.故答案为1233.(2019·全国·高三竞赛)如图,给定由()12n n +个点组成的正三角形点阵.在其中任意取三个点,以这三点为顶点构成的正三角形的概率为__________.【答案】224n n +-【解析】 【详解】设正三角形点阵的凸包为正ABC ∆,边长为1n -.首先,计算正△DEF 的个数,其中,D 、E 、F 为上述正三角形点阵内的点. 如图,将AB 、AC 分别延长到点,B C '',使得''1BB CC ==.将BB '分成n 等份.对正三角形点阵内任一点X ,过X 作AB 、AC 的平行线与B C ''的交点,并分别记为b c X X 、. 下面分两种情形.1.正△DEF 与正△ABC 的对应边平行,则正△DEF 与边B C ''上有序三点组()b ,,c c E F F 一一对应,有3n+1C 个正三角形.2.正△D E F '''不与正△ABC 对应边平行,作正△D E F '''的外接正△DEF ,使得正△DEF 与正△ABC 的对应边平行,则正△D E F '''与边B’C’上有序四点组()b b ,',',c c E D D F 一一对应,有41n C +个正三角形.综上,共有344n+112n n C C C +++=个正三角形.从而,所求概率为()42321224n n n C C n n ++=+-. 故答案为224n n +-34.(2019·全国·高三竞赛)有7名运动员分别获得某项比赛的一、二、三等奖,已知一等奖的人数不少于1人,二等奖的人数不少于2人,三等奖的人数不少于3人.则恰有2人获一等奖的概率为______. 【答案】613【解析】 【详解】按一、二、三等奖的顺序,获奖人数有三种情况:()1,2,4,()1,3,3,()2,2,3.当()1,2,4时,发奖方式有12476465711052C C C ⨯=⨯⨯=(种); 当()1,3,3时,发奖方式有1337636547114032C C C ⨯⨯=⨯⨯=⨯(种); 当()2,2,3时,发奖方式有322742765431210322C C C ⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯(种). 故恰有2人获一等奖的概率为 210621014010513=++.35.(2019·全国·高三竞赛)某校进行投篮比赛,共有64人参加.已知每名参赛者每次投篮的命中率为34.规定:只有连续命中两次才能被录取,一旦录取就停止投篮,否则一直投满4次.设ξ表示录取人数.则E ξ______. 【答案】54 【解析】 【详解】每位参赛者被录取的概率为33133113313321644444444434444256p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故录取人数ξ服从二项分布,即216~64,256B ξ⎛⎫ ⎪⎝⎭.所以,2166454256E ξ=⨯=. 故答案为5436.(2019·全国·高三竞赛)数字钟分别用两个数字显示小时、分、秒(如10:03:18).在同一天的05:00:00~23:00:00(按小时计算)之间,钟面上的六个数字都不相同的概率是______. 【答案】61540【解析】 【详解】为了满足题中的条件,设钟面显示应为()1212121112::6,6,h h m m s s m s h h <<≠. 当16h <,26h <时,1m 和1s 应在小于7中的另外四个数中选择.因而,1m 有四种选择方式,1s 有三种选择方式.由于已选择了四个数字,2m 和2s 就只能从剩余的六个数字中选择,它们分别有六种、五种的选择方式.在05:00:00—23:00:00之间,这种情形共有时间总数是743652520⨯⨯⨯⨯=.当1h 、2h 中只有一个小于6时,类似可求在05:00:00~23:00:00之间,这种情形共有时间总数是854654800⨯⨯⨯⨯=.因此,钟面上的六个数字都不相同的次数是250048007320+=,概率为732061183600540=⨯.37.(2021·浙江金华第一中学高三竞赛)甲,乙两人进行一场七局四胜制的游戏,任何一人累计获胜四局即为胜方,同时游戏结束,另一人为负方.若在每局中,双方各有12的概率获胜,则游戏结束时胜方比负方多获胜的局数的数学期望为______. 【答案】3516【解析】 【分析】 【详解】由题可设游戏结束时胜方比负方多获胜的局数为X ,则X 可能取值为1,2,3,4, 比七局,前六场两人三胜三负,胜方比负方多获胜一场,63615(1)216P X C ⎛⎫=== ⎪⎝⎭;比六局,前五场胜方三胜两负,胜方比负方多获胜两场,63515(2)2216P X C ⎛⎫=== ⎪⎝⎭;比五局,前四场胜方三胜一负,胜方比负方多获胜三场,53411(3)224P X C ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,比四局,胜方连胜四局,411(4)228P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,所以551135()123416164816E X =⨯+⨯+⨯+⨯=. 故答案为:3516. 38.(2019·四川·高三竞赛)设一个袋子里有红、黄、蓝色小球各一个现每次从袋子里取出一个球(取出某色球的概率均相同),确定颜色后放回,直到连续两次均取出红色球时为止,记此时取出球的次数为ξ,则ξ的数学期望为_____ . 【答案】12 【解析】 【详解】设所求数学期望为E ,第一次取出的球的颜色分别为红、黄、蓝的取法的次数ξ的数学期望为E (a )、E (b )、E (c ).则E (b )=E (c ).因为第一次取出的球的颜色为红、黄、蓝的概率是相同的,所以()2()3E a E b E +=,①先考虑第一次取出的球是红色的,若第二次取出的球是红色的,则操作结束;若不然,第一个为红球,第二个球的颜色为黄或蓝,忽略第一个球,剩下的取球方式可以视为一种新的取法(即第一个球的颜色是黄或蓝),则12()2(1())33E a E b =⨯++②再考虑第一次取出的球的颜色是黄或蓝,忽略第一个球,剩下的取球方式可以视为一种新的取法,则()1E b E =+③ 由①、②、③,解得E =12. 故答案为:12.39.(2019·广西·高三竞赛)从1,2,…,20中任取3个不同的数,这3个数构成等差数列的概率为____________ . 【答案】338【解析】 【详解】设取出的3个不同的数分别为a 、b 、c .不同的取法共有320C 种,若这3个数构成等差数列,则有a +c =2b .故、c 同为奇数或同为偶数,且a 与c 确定后,b 随之而定.从而所求概率为221010320338C C P C +==. 故答案为:338. 二、解答题(共0分)40.(2018·黑龙江·高三竞赛)为响应国家“精准扶贫,产业扶贫”的战略,哈市面向全市征如《扶贫政策》义务宣传志愿者,从年龄在[20,45]的500名志愿者中随机抽取100名,其年龄频率分布直方图如图所示.(1)求图中x 的值;(2)在抽出的100名志愿者中按年龄采用分层抽样的方法抽取10名参加中心广场的宣传活动,再从这10名志愿者中选取3名担任主要负责人.记这3名志愿者中“年龄低35岁”的人数为X ,求X 的分布列及数学期望.【答案】(1)0.06x =(2)分布列见解析,期望为1.8 【解析】 【详解】(1)根据频率分布直方图可得()0.010.020.040.0751x ++++⨯=,解得0.06x =.(2).用分层抽样的方法,从100志愿者中选取10名,则其中年龄“低于35岁”的人有6铭,“年龄不低于35岁”的人有4名,故X 的可能取值为0,1,2,3.()343101030C P X C ===,()12643103110C C P X C ===,()2164310122C C P X C ===,()36310136C P X C ===.故X 的分布列为: X 0 1 2 3 P 1303101216所以()13110123 1.8301026E X =⨯+⨯+⨯+⨯=.41.(2018·湖南·高三竞赛)棋盘上标有第0,1,2,⋅⋅⋅,100站,棋子开始时位于第0站,棋手抛掷均匀硬币走跳棋游戏.若掷出正面,棋子向前跳出一站;若掷出反面,棋子向前跳出两站,直到跳到第99站(胜利大本营)或第100站(失败集中营)是,游戏结束.设棋子跳到第n 站的概率为n P . (1)求3P 的值;(2)证明:111()(299)2n n n n P P P P n ++-=--≤≤;(3)求99100P P 、的值.【答案】(1)58(2)111()(2n 99)2n n n n P P P P +--=-≤≤(3)1009911132P ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 【解析】 【详解】(1)棋子跳到第3站有以下三种途径:连续三次掷出正面,其概率在18;第一次掷出反面,第二次掷出正面,其概率为14;第一次掷出正面,第二次掷出反面,其概率为14,因此3P =58.(2)易知棋子先跳到第2n -站,再掷出反面,其概率为212n P -;棋子先跳到第1n -站,再掷出正面,其概率为112n P -,因此有()1212n n n P P P --=+, 即()11212n n n n P P P P ----=-+, 也即()()1112992n n n n P P P P n +--=-≤≤. (3)由(2)知数列{}()11n n P P n --≥是首项为{}()11n n P P n --≥ 1011122P P -=-=-,公比为12-的等比数列.因此有()()11101122nn n n n P P P P ---⎛⎫-=--= ⎪⎝⎭.由此得到 999899100111211122232P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+-+=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 由于若跳到第99站时,自动停止游戏,故有10098991111232P P ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭. 42.(2018·全国·高三竞赛)已知数列{}n a 满足10a =,并且对任意的1,11n n n n Z a a a 取或++∈-+的概率均为12.(1)设21n a +的值为随机变量X ,试求X 的概率分布; (2)求X 的绝对值的数学期望E|X|.【答案】(1)见解析;(2)2212n n n nC -. 【解析】 【详解】(1)设1n n n d a a +=-.则对任意正整数,n n d 取1或-1的概率均为12,且()22211111n nn i i i i i a a a a d ++===+-=∑∑.设21n a k +=.显然,2k n ≤,并设此时122,,,n d d d ⋅⋅⋅中有x 个1,2n-x 个-1.则X-(2n-x)=k. 因此,k=2(x-n)只能取[-2n,2n]之间的偶数值.对于偶数2m(m=0,±1,...,±n),事件{X=2m}相当于在2n 个数122,,,n d d d ⋅⋅⋅中,有n+m 个取1,n-m 个取-1,因此,X 的概率分布可表示为()()2220,1,,2n mn n C P X m m n +=-==±⋅⋅⋅±(2)对任意1≤i≤n ,易知P(X=-2m)=P(X=2m).从而,()()22121,2,,2n m nn C P X m m n +-===⋅⋅⋅.2222211112?22n m nn n m nn n n m m C E X m mC ++--====∑∑()2222112nn mn mnn n m n m CnC ++-=⎡⎤=+-⎣⎦∑()1212221122nn m n mn nn m nCnC +-+--==-∑ 12122211122n nn m n m n n n m m n C n C +-+--==⎛⎫=- ⎪⎝⎭∑∑ ()212222*********.2222n n n n n n n n nC n C n ---⎡⎤=⨯⨯--=⎢⎥⎣⎦ 43.(2018·全国·高三竞赛)掷骰子(为均匀的正方体,六个面分别标有1、2、3、4、5、6)游戏规则如下:第一次掷9枚骰子,将其中显示为1的骰子拿出放到一边;第二次掷剩下的骰子,再将显示为1的骰子拿出;……,直到未掷出显示为1的骰子或骰子全部拿出,游戏结束.已知恰好掷9次结束游戏的概率为u v uab c d(a、b 、c 、d 为不同的质数,u v N +∈、).求uv bcd +. 【答案】2012 【解析】 【详解】由游戏规则,知若恰好掷9次结束游戏,则前八次中每次恰好有1枚骰子显示为1,第九次无论显示是否为1,游戏均结束,其中,第()1,2,,8k k =⋅⋅⋅次掷10k -枚骰子,恰有1枚显示为1的概率为191010156k k k C ---⨯⨯. 则191891010125566k u k k v u kk k k C ab k c d ----==⨯⨯==∏∏ 363737444040379!5565756632⨯⨯⨯===⨯ 7a ⇒=,5b =,3c =,2d =,37u =,40v =.故37405322012uv bcd +=⨯+=.44.(2018·全国·高三竞赛)从集合{}()1,2,,,2S n n N n +=⋅⋅⋅∈≥的子集中先后取出两个不同的子集P 、Q ,求以下事件发生的概率: (1)PQ ,且Q P ;(2)Card ()()01P Q k k n ⋂=≤≤- 【答案】(1)()1321221n n n n ----;(2)()3221kn n- 【解析】 【详解】由集合S 共有2n 个子集,知有序子集对(),P Q 的取法共有()22221n nn A =-种.(1)考虑“P Q ,且Q P ”的对立事件:“P ⊂≠ Q 或Q ⊂≠ P ”.若P ⊂≠ Q ,记Card ()()1Q i i n =≤≤..则Q 有in C 种取法.而P 是Q 的真子集,于是,P 有21i -种取法.从而,满足P ⊂≠ Q 的子集对(),P Q 的取法总数为()121232nn niiiiin n n nn i i i C C C ===-=-=-∑∑∑.由对称性,Q ⊂≠ P 的取法也有32n n -种.因此,P Q ,且Q P 的概率为()()()12323211221221n n nnnnn n----=---. (2)集合{}1,2,,S n =⋅⋅⋅中含有n 的子集的个数为12n -个.于是,事件Card ()()01P Q k k n ⋂=≤≤-等价于在n k -元集合S S '=\()P Q ⋂中先后选取两个子集P '、Q ',使得P Q '⋂'=∅.设Card ()()0P i i k ='≤≤.则P '有ik C 种取法.于是,,s Q C P '⊆'.从而,Q '有2k i -种取法.此时,子集对(),P Q ''共有12k ik C -种选法.故满足P Q '⋂'=∅的子集对(),P Q ''有023kk i i kk i C -==∑(个).因此,Card ()()01P Q k k n ⋂=≤≤-的概率为()3221kn n-. 45.(2019·全国·高三竞赛)甲乙两人参加竞选,结果是甲得n 票,乙得m 票()n m >. 试求:唱票中甲累计的票数始终超过乙累计的票数的概率. 【答案】n mn m-+ 【解析】 【详解】若唱甲当选,则记为1;若唱乙当选,则记为1-. 每一种唱票方式都对应一个由n 个1和m 个1-组成的排列. 用k S 表示谴责k 项的和,在直角坐标系中标出点(),k k S ,并将点(),k k S 与点()11,k k S ++用线段联结()00,1,2,,,0k m n S 其中=⋅⋅⋅+=. 这样,每一种唱票方式都对应一条联结()0,0O 与(),A m n n m +-的折线. 而甲累计的票数始终领先等价于所有的点(),k k S 都在x 轴的上方,即折线与x 轴无交点(我们称为“好折线”,反之为“坏折线”).显然,联结O 、A 的“自由”(无限定条件)折线有C nm n +条,这是因为在m n +段中选择n 段为上升有C nm n +种方法.对每一条坏折线,有如下两种情形:一是经过点()1,1S -,二是经过点()1,1T . 对于第一种情形,坏折线是由S 到A 的自由折线,从而,这样的折线有1C nn m +-条.对于第二种情形,注意到过()1,1T 的坏折线必与x 轴相交,设其横坐标最小的交点为P . 将此折线位于P 左边的部分作关于x 轴的对称折线,便得到过点()1,1S -的坏折线,于是,坏折线的条数也有1C nn m +-条. 所以,合乎条件的好折线的条数为11111C 2C C C 1C n n n nm n m n m n m n m n m m n -++-+-+-+-⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭.综上所述,所求的概率为()11C C 1C C m mn m n m n nn m n mn m m n mn n n m +-+-++--⎛⎫-⋅== ⎪+⎝⎭. 46.(2019·全国·高三竞赛)如图,正六边形ABCDEF 的中心为O ,对A 、B 、C 、D 、E 、F 、O 这七个点中的任意两点,以其中一点为起点、另一点为终点作向量.任取其中两个向量,以它们的数量积的绝对值作为随机变量ξ.试求ξ的概率分布列及其数学期望E ξ.【答案】见解析 【解析】 【详解】所作出的向量数为2721C =,则可取221210C =对向量.设所取向量分别为a 、b .由于···cos ,a b a b a b ξ==,因此,可不考虑向量的方向.不妨令所取两向量的夹角均为它们所在直线的夹角(取值范围为[]0,90︒︒),则任意两向量之间的夹角均属于集合{}0,30,60,90︒︒︒︒,每个向量的模值属于集合{}3,2,其中,模为1的个数为1236,模为2的个数为3.若2a b ==,则它们之间的夹角必为60︒,·2a b =,其概率为1321221070⨯⨯=. 若3a b =0︒或60︒.当夹角为0︒时,·3a b =,其概率为1611221070⨯⨯=;当夹角为60︒时,3·2a b =,其概率为1462221035⨯⨯=. 若1a b ==,则它们之间的夹角可能为0︒或60︒.易知其概率分别为。
比赛概率问题及解决方法比赛概率问题是一个常见的数学问题,涉及到概率论和统计学的知识。
这类问题通常涉及到各种比赛,比如足球、篮球、网球等,需要计算某个事件发生的概率。
解决比赛概率问题的一般步骤如下:1. 确定事件:首先需要明确要计算哪个事件发生的概率,比如进球、胜利、输掉比赛等。
2. 列举所有可能的结果:将所有可能的结果列举出来,并确定每个结果发生的概率。
3. 计算概率:根据概率的定义,概率是某个事件发生的次数与所有可能结果的总数之比。
因此,需要计算出某个事件发生的次数和所有可能结果的总数,然后相除得到概率。
4. 给出答案:将计算出的概率值作为答案,并解释其含义和背景。
以下是一个具体的例子:在一场足球比赛中,甲队和乙队进行比赛,每队有11名球员。
如果一名球员被罚下场,该队将少一人。
假设甲队和乙队都有一名球员被罚下场,那么甲队获胜的概率是多少?首先,我们需要确定事件:甲队获胜。
接下来,列举所有可能的结果:甲队和乙队都有一名球员被罚下场,那么甲队和乙队各有10名球员。
在这种情况下,甲队获胜的情况有:1. 甲队进了1个球,而乙队没有进球;2. 甲队进了2个球,而乙队只进了1个球;3. 甲队进了3个球,而乙队进了1个球;4. 甲队进了3个球,而乙队没有进球;5. 甲队进了4个球,而乙队进了1个球;6. 甲队进了4个球,而乙队没有进球。
根据这些情况,我们可以计算出甲队获胜的概率:1. 甲队进了1个球,而乙队没有进球的概率是P(A)=××××…×(因为总共进行了100次进攻);2. 甲队进了2个球,而乙队只进了1个球的概率是P(B)=××××…×;3. 甲队进了3个球,而乙队进了1个球的概率是P(C)=×××××…×;4. 甲队进了3个球,而乙队没有进球的概率是P(D)=×××××…×;5. 甲队进了4个球,而乙队进了1个球的概率是P(E)=××××××…×;6. 甲队进了4个球,而乙队没有进球的概率是P(F)=××××××…×。
第23讲概率初步内容概述理解概率的含义;利用各种计数方法计算概率问题。
典型问题兴趣篇1.在多家商店中调查某商品的价格,所得的数据如下(单位:元).请填出表23-1,并根据此表画出扇形统计图.2.在一只口袋里装着2个红球,3个黄球和4个黑球.从口袋中任取一个球,请问:(1)这个球是红球的概率有多少?(2)这个球是黄球或者是黑球的概率有多少?(3)这个球是绿球的概率有多少?不是绿球的概率又有多少?3.一只普通的骰子有6个面,分别写有1、2、3、4、5、6.掷出这枚骰子,它的任何一面朝上的概率都是61.假设你将某一个骰子连续投掷了9次,每次的结果都是l 点朝上,那么第十次投掷后,朝上的面上的点数恰好是奇数的概率是多少?的点数恰好是奇数的概率是多少?4.冬冬与阿奇做游戏:由冬冬抛出3枚硬币,如果抛出的结果中,有2枚或2枚以上的硬币正面朝上,冬冬就获胜;否则阿奇获胜.请问:这个游戏公平吗?冬冬就获胜;否则阿奇获胜.请问:这个游戏公平吗?5.有黑桃、红桃、方块、草花这4种花色的扑克牌各2张,从这8张牌中任意取出2张,请问:这2张扑克牌花色相同的概率是多少?扑克牌花色相同的概率是多少?6.小悦从1、2、3、4、5这5个自然数中任选一个数,冬冬从2、3、4、5、6、7这、6个自然数中任选一个数.选出的两个数中,恰好有一个数是另一个数的倍数的概率是多少?一个数.选出的两个数中,恰好有一个数是另一个数的倍数的概率是多少?7.一只口袋里装有5个黑球和3个白球,另一只口袋里装有4个黑球和4个白球,从两只口袋里各取出一个球.请问:取出的两个球颜色相同的概率是多少?一个球.请问:取出的两个球颜色相同的概率是多少?8.阿奇一次掷出了8枚硬币,结果恰有4枚硬币正面朝上的概率是多少?有超过4枚的硬币正面朝上的概率是多少?概率是多少?9.在一次军事演习中,进攻方决定对目标进行两次炮击.第一炮命中的概率是0.6,第二炮命中的概率是0.8.请问:两炮都击中目标的概率是多少?恰好有__炮击中目标的概率是多少?两炮都未击中目标的概率是多少?是多少?10.张先生每天早晨上班时有31的概率碰上堵车,在不堵车的时候,张先生按时到达单位的概率为0.9,迟到的概率为0.1;而堵车的时候,张先生上班迟到的概率高达0.8,按时到达的概率只有0.2.请问:张先生上班迟到的概率是多少?先生上班迟到的概率是多少?拓展篇148请根据上面数据,填出表2323——2,并根据此表画出扇形统计图.,并根据此表画出扇形统计图.2.口袋里装着100张卡片,分别写着l ,2,3,…,100.从中任意抽出一张,请问:从中任意抽出一张,请问:(1)抽出的卡片上的数正好是37的概率是多少?的概率是多少?(2)抽出的卜片上的数是偶数的概率是多少?抽出的卜片上的数是偶数的概率是多少?(3)抽出的卡片上的数是质数的概率是多少?抽出的卡片上的数是质数的概率是多少?(4)抽出的卡片上的数正好是101的概率是多少?的概率是多少?(5)抽出的卡片上的数小于200的概率是多少?的概率是多少?3.在标准英文字典中,由2个不同字母组成的单词一共有55个,如果从26个字母中任取2个不同的排列起来,那么恰好能排成一个单词的概率是多少?列起来,那么恰好能排成一个单词的概率是多少?4.妈妈去家乐福购物,正好碰上了橘子、香蕉、葡萄和榴莲大降价,于是她决定从这4种水果中任选一种买回家,爸爸下班时路过集贸市场,发现有苹果、橘子、香蕉、葡萄和梨出售,他也决定任选一种买回5.小悦掷出了2枚骰子,掷出的2个数字之和恰好等于10的概率有多少?的概率有多少?6.盒子里装着20支圆珠笔,其中有5支红色的,7支蓝色的和8支黑色的,从中随意抽出4支,每种颜色的笔都被抽出的概率是多少?色的笔都被抽出的概率是多少?7.如图23-1,格线表示了允许小球滑落的通道.每一个小球在交点处有一半的可能向左滑落,有一半的点的概率是多少?可能向右滑落,从A点放一个小球让其落下.请问:小球最终落到B点的概率是多少?8.6名小朋友在操场上做游戏.他们被老师分成3组,每组2个人.请问:赵倩和孙莉恰好分到了同一组的概率是多少?的概率是多少?9.某工厂生产了200件商品,合格率为99%,那么从中抽取1件恰好是次品的概率为1%.请问:从中抽小?查5件,发现次品的概率比5%大还是比5%小?10.用一枚材料不均匀的正方体骰子,掷出1的概率为0.1,掷出2的概率为0.2,掷出3的概率为0.2,.请问:掷出4的概率为0.1,掷出5的概率为0.3,掷出6的概率为0.1.请问:(1)如果连续9次掷出l,第10次掷出的点数是3的倍数的概率是多少?的倍数的概率是多少?(2)连续掷两次骰子,第一次掷出3,第二次掷出4的概率是多少?的概率是多少?(3)如果又拿来一枚这样的骰子,并同时掷出这两枚骰子.这两枚掷出的点数不同的概率是多少?11.(1)口袋里装有3张卡片,一张一面红一面黄,一张一面黄一面蓝,一张一面蓝一面红.张莉从口袋中此时这张卡片的另一面是蓝色的概率是多少? 随意摸出其中一张,发现朝向自己的一面恰好是红色.请问:此时这张卡片的另一面是蓝色的概率是多少?(2)口袋里装有4张卡片,两张两面全黑,一张两面全白,一张一面黑一面白.张莉从口袋中摸出其中一张,发现朝向自己的一面恰好是黑色.请问:此时这张卡片的另一面还是黑色的概率是多少?12.甲、乙两人在靶场射击.甲击中目标的概率是0.6,乙击中目标的概率是0.7.两人朝着同一个目标各射击一次,结果目标被击中了.请问:恰好是甲击中目标而乙没有击中的概率是多少?超越篇1.小悦与阿奇比赛下军旗,两人水平相当,两人约定赛7局,先赢4局者胜.现在已经比了3局,小悦局.请问:小悦获得最后胜利的概率有多少?胜了2局,阿奇胜了1局.请问:小悦获得最后胜利的概率有多少?2.六年级三班有40名学生.这40名同学中有2人(含多人)的生日相同的概率,和这40人生日都不相同的概率比较,哪个大?同的概率比较,哪个大?3.甲、乙、丙、丁四人玩扑克,发牌以后每人拿到13张牌(整副牌共52张).结果甲、乙两人共拿了11张黑桃.请问:丙、丁两人恰好每人拿到1张黑桃的概率是多少?有一人拿到2张黑桃,另一人没有拿到黑桃的概率又是多少?黑桃的概率又是多少?4.用血清甲胎蛋白法诊断肝癌:如果患者患有肝癌,那么诊断出肝癌的概率为0.95;如果患者没有患肝癌,那么诊断出不是肝癌的概率为0.9.假设人群中肝癌患病率为0.0004.现在李强在体检中被诊断为患有位小数)肝癌,请问:他实际患有肝癌的概率是多少?(结果保留3位小数)5.如图23-2,这是一张街道图,每一小段路的长度都是500米.小悦从A点出发,任选一条最短路线走向B点,冬冬从B点出发,任选一条最短路线走向A点,小悦每分钟走18米,冬冬每分钟走24米.他们两人在途中相遇的概率是多少?们两人在途中相遇的概率是多少?6.某男子练射击,在有戴眼镜的情况命中率为20%,没戴眼镜则命中率为0%.其在连续射击5次后都未命中目标,求其戴了眼镜的概率.命中目标,求其戴了眼镜的概率.7.如图2323——3,格线表示了允许小球滑落的通道.每一个小球在交点处有32的可能向左滑落,只有31的可能向右滑落,如果从A 点放一个小球让其落下,那么小球最终落到B 点的概率有多大?点的概率有多大?8.飞机上有100个座位,按顺序从1到100编号,有100个乘客,他们分别拿到了从1号到100号的座位,这些乘客会按号码顺序登机并应当对号入座,如果他们发现对应号座位被别人坐了,就会在剩下空的座位随便挑一个坐.现在假设l 号乘客疯了(其他人没疯),他会在100个座位中随便选一个座位坐下.请问:第100人正确坐到自己坐位的概率是多少?人正确坐到自己坐位的概率是多少?。
“统计与概率”主要研究现实生活中的数据和客观世界中的随机现象,兼有应用性和趣味性,其内容及延伸贯穿于初等数学到高等数学,因此成为小学数学中新增内容.1.能准确判断事件发生的等可能性以及游戏规则的公平性问题.2.运用排列组合知识和枚举等计数方法求解概率问题.3.理解和运用概率性质进行概率的运算.一、概率的古典定义如果一个试验满足两条:⑴试验只有有限个基本结果;⑵试验的每个基本结果出现的可能性是一样的.这样的试验,称为古典试验.对于古典试验中的事件A ,它的概率定义为:()mP A n=,n 表示该试验中所有可能出现的基本结果的总数目,m 表示事件A 包含的试验基本结果数.小学奥数中所涉及的概率都属于古典概率.其中的m 和n 需要我们用枚举、加乘原理、排列组合等方法求出.二、对立事件对立事件的含义:两个事件在任何一次试验中有且仅有一个发生,那么这两个事件叫作对立事件 如果事件A 和B 为对立事件(互斥事件),那么A 或B 中之一发生的概率等于事件A 发生的概率与事件B 发生的概率之和,为1,即:()()1P A P B +=.三、相互独立事件事件A 是否发生对事件B 发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件.如果事件A 和B 为独立事件,那么A 和B 都发生的概率等于事件A 发生的概率与事件B 发生的概率之积,即:()()()P A B P A P B ⋅=⋅.模块一、概率的意义【例 1】 气象台预报“本市明天降雨概率是80%”.对此信息,下列说法中正确的是________.①本市明天将有80%的地区降水. ②本市明天将有80%的时间降水. ③明天肯定下雨. ④明天降水的可能性比较大.【例 2】 约翰与汤姆掷硬币,约翰掷两次,汤姆掷两次,约翰掷两次,……,这样轮流掷下去.若约翰连续两次掷得的结果相同,则记1分,否则记0分.若汤姆连续两次掷得的结果中至少有1次硬币的正面向上,则记1分,否则记0分.谁先记满10分谁就赢. 赢的可能性较大(请填汤姆或约翰).教学目标例题精讲知识要点7-9-1.概率200尾,发现其中有25条鱼是被作过标记的,如果两次捕捞之间鱼的数量没有增加或减少,那么请你估计这个池塘中一共有鱼多少尾?【例 4】一个小方木块的六个面上分别写有数字2、3、5、6、7、9,小光、小亮两人随意往桌面上扔放这个木块.规定:当小光扔时,如果朝上的一面写的是偶数,得1分.当小亮扔时,如果朝上的一面写的是奇数,得1分.每人扔100次,______得分高的可能性比较大.【例 5】一个骰子六个面上的数字分别为0,1,2,3,4,5,现在来掷这个骰子,把每次掷出的点数依次求和,当总点数超过12时就停止不再掷了,这种掷法最有可能出现的总点数是____.【例 6】从小红家门口的车站到学校,有1路、9路两种公共汽车可乘,它们都是每隔10分中开来一辆.小红到车站后,只要看见1路或9路,马上就上车,据有人观察发现:总有1路车过去以后3分钟就来9路车,而9路车过去以后7分钟才来1路车.小红乘坐______路车的可能性较大.模块二、计数求概率【例 7】如图所示,将球放在顶部,让它们从顶部沿轨道落下,球落到底部的从左至右的概率依次是_______.【例 8】一辆肇事车辆撞人后逃离现场,警察到现场调查取证,目击者只能记得车牌是由2、3、5、7、9五个数字组成,却把它们的排列顺序忘记了,警察在调查过程中,如果在电脑上输入一个由这五个数字构成的车牌号,那么输入的车牌号正好是肇事车辆车牌号的可能性是______.【例 9】分别先后掷2次骰子,点数之和为6的概率为多少?点数之积为6的概率为多少?【例 10】甲、乙两个学生各从09:这10个数字中随机挑选了两个数字(可能相同),求:⑴这两个数字的差不超过2的概率,⑵两个数字的差不超过6的概率.【例 11】工厂质量检测部门对某一批次的10件产品进行抽样检测,如果这10件产品中有两件产品是次品,那么质检人员随机抽取2件产品,这两件产品恰好都是次品的概率为多少?这两件产品中有一件是次品的概率为多少?这两件产品中没有次品的概率为多少?【例 13】从6名学生中选4人参加知识竞赛,其中甲被选中的概率为多少?【例 14】一块电子手表,显示时与分,使用12小时计时制,例如中午12点和半夜12点都显示为12:00.如果在一天(24小时)中的随机一个时刻看手表,至少看到一个数字“1”的概率是______.【例 15】从立方体的八个顶点中选3个顶点,你能算出:⑴它们能构成多少个三角形?⑵这些三角形中有多少个直角三角形?⑶随机取三个顶点,这三个点构成直角三角形的可能性有多少?【例 16】一个标准的五角星(如图)由10个点连接而成,从这10个点随机选取3个点,则这三个点在同一条直线上的概率为多少,这三个点能构成三角形的概率为多少?如果选取4个点,则这四个点恰好构成平行四边形的概率为多少?【例 17】如图9个点分布成边长为2厘米的方阵(相邻点与点之间的距离为1厘米),在这9个点中任取3个点,则这三个点构成三角形的概率为多少?这三个点构成面积为12平方厘米的三角形的概率为多少?构成面积为1平方厘米的三角形的概率为多少?构成面积为32平方厘米的概率为多少?构成面积为2平方厘米的三角形的概率为多少?【例 18】甲、乙、丙、丁四人互相传球,由甲开始第一次传球,每个人接到球后,都随机从其他人中选择一个人将球传出,那么第四次传球恰好传回甲手里的概率是多少?模块三、对立事件与相互独立事件【例 19】一张圆桌旁有四个座位,A、B、C、D四人随机坐到四个座位上,求A与B不相邻而坐的概率.【例 20】某小学六年级有6个班,每个班各有40名学生,现要在六年级的6个班中随机抽取2个班,参加电视台的现场娱乐活动,活动中有1次抽奖活动,将抽取4名幸运观众,那么六年级学生小宝成为幸运观众的概率为多少?【例 21】从装有3个白球,2个黑球的口袋中任意摸出两球,全是白球的概率.【例 22】A、B、C、D、E、F六人抽签推选代表,公证人一共制作了六枚外表一模一样的签,其中只有一枚刻着“中”,六人按照字母顺序先后抽取签,抽完不放回,谁抽到“中”字,即被推选为代表,那么这六人被抽中的概率分别为多少?【巩固】如果例题中每个人抽完都放回,任意一个人如果抽中,则后边的人不再抽取,那么每个人抽中的概率为多少?【例 23】在某次的考试中,甲、乙、丙三人优秀(互不影响)的概率为0.5,0.4,0.2,考试结束后,最容易出现几个人优秀?【巩固】在某次的考试中,甲、乙两人优秀(互不影响)的概率为0.5,0.4,考试结束后,只有乙优秀的概率为多少?【例 24】某射手在百步之外射箭恰好射到靶心的概率为40%,如果该射手在百步之外连射三箭,三箭全部射中靶心的概率为多少?有一箭射中靶心的概率为多少?有两箭射中靶心的概率为多少?【例 25】设每门高射炮击中敌机的概率为0.6,今欲以99%的把握击中敌机,则至少应配备几门高射炮同时射击?【例 26】某地天气变化的概率是:如果今天晴天,那么明天晴天的概率是34.如果今天下雨,那么明天晴天的概率是13.今天是星期三,天气温暖晴好.小明一家想在星期六去泡温泉,那么星期六晴天的概率是多少?。
组合计数问题和概率组合计数问题是教学竞赛中常见的一类问题,也是数学竞赛中与实际生活联系最为直接的内容。
计数问题的顺利解决会给其他排列组合问题的解决打下竖实的基础。
概率作为新增内容,拓展了排列组合的研究和应用的领域。
实则是以排列组合为基础的内容,所以概率的考查通常与计数问题联系在一起,既要用到排列组合的知识来解答,也要用到排列、组合的解题思路。
解组合计数问题的基本方法有枚举法和利用基本计数原理及基本公式、映射方法、算二次方法、递推方法、容斥原理等,其中蕴含的数学思想有分类讨论的思想、化纳和转化的思想、函数与方程的思想等重要的数学思想。
例1. (2004年全国高中联赛题)设三位数为abc n =,若以a ,b ,c 为三条边的长可以构成一个等腰(含等边)三角形,则这样的三位数n 有A .45个B .81个C .165个D .216个解:选C 。
理由:a , b , c 要构成三角形边长,显然不为零,即a , b , c ∈{1, 2, 3, …, 9}。
(1)若构成等边三角形,则c b a ==可取{1, 2, …, 9}中任何一个值,所以这样的三位数的个数为9191==C n 。
(2)若构成等腰(非等边)三角形,设这样的三角形个数为n 2,且等腰三角形的三边长为a 1, b 1=c 1。
当111c b a =<时,即腰大于底边时,等腰(非等边)三角形由数组(a 1, b 1)惟一确定,有29C 个;当111c b a =>时,即腰小于底边时,这时数组(a 1, b 1)有29C 个,但必须1112b a b <<才能构成三角形。
而不能构成三角形的组数(a 1, b 1)是共20种情况,故这时等腰(非等边)三角形只有2039-C 个。
同时,每个数组(a 1, b 1)可形成23C 个三位abc ,故156)20(2929232=-+=C C C n 。
综上,16521=+=n n n ,故选C 。
(2006年全国)12. 袋内有8个白球和2个红球,每次从中随机取出一个球,然后放回1个白球,则第4次恰好取完所有红球的概率为 0.0434 .【解】第4次恰好取完所有红球的概率为22291829182110101010101010101010⎛⎫⎛⎫⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=0.0434. (2008年全国)3.甲乙两人进行乒乓球比赛,约定每局胜者得1分,负者得0分,比赛进行到有一人比对方多2分或打满6局时停止.设甲在每局中获胜的概率为23,乙在每局中获胜的概率为13,且各局胜负相互独立,则比赛停止时已打局数ξ的期望E ξ为 ( B ) A.24181 B. 26681 C. 27481D. 670243 [解法一] 依题意知,ξ的所有可能值为2,4,6. 设每两局比赛为一轮,则该轮结束时比赛停止的概率为22215()()339+=. 若该轮结束时比赛还将继续,则甲、乙在该轮中必是各得一分,此时,该轮比赛结果对下轮比赛是否停止没有影响.从而有5(2)9P ξ==, 4520(4)()()9981P ξ===, 2416(6)()981P ξ===, 故520162662469818181E ξ=⨯+⨯+⨯=. [解法二] 依题意知,ξ的所有可能值为2,4,6.令k A 表示甲在第k 局比赛中获胜,则k A 表示乙在第k 局比赛中获胜.由独立性与互不相容性得12125(2)()()9P P A A P A A ξ==+=, 1234123412341234(4)()()()()P P A A A A P A A A A P A A A A P A A A A ξ==+++332112202[()()()()]333381=+=, 1234123412341234(6)()()()()P P A A A A P A A A A P A A A A P A A A A ξ==+++2221164()()3381==, 故520162662469818181E ξ=⨯+⨯+⨯=. 14. (05)将编号为1,2,…,9的九个小球随机放置在圆周的九个等分点上,每个等分点上各有一个小球.设圆周上所有相邻两球号码之差的绝对值之和为要S.求使S 达到最小值的放法的概率.(注:如果某种放法,经旋转或镜面反射后可与另一种放法重合,则认为是相同的放法)解:九个编号不同的小球放在圆周的九个等分点上,每点放一个,相当于九个不同元素在圆周上的一个圆形排列,故共有8!种放法,考虑到翻转因素,则本质不同的放法有2!8种. …5分 下求使S 达到最小值的放法数:在圆周上,从1到9有优弧与劣弧两条路径,对其中任一条路径,设k x x x ,,,21 是依次排列于这段弧上的小球号码,则.8|91||)9()()1(||9|||||1|211211=-=-++-+-≥-++-+-k k x x x x x x x x 上式取等号当且仅当9121<<<<<k x x x ,即每一弧段上的小球编号都是由1到9递增排列.因此1682=⋅=最小S .…………………………………………………………………10分 由上知,当每个弧段上的球号}9,,,,1{21k x x x 确定之后,达到最小值的排序方案便唯一确定.在1,2,…,9中,除1与9外,剩下7个球号2,3,…,8,将它们分为两个子集,元素较少的一个子集共有6372717072=+++C C C C 种情况,每种情况对应着圆周上使S 值达到最小的唯一排法,即有利事件总数是62种,故所求概率.31512!826==P ……………20分 (2004年全国) 13.一项“过关游戏”规则规定:在第n 关要抛掷一颗骰子n 次,如果这n 次抛掷所出现的点数之和大于n 2,则算过关。
竞赛班高考数学练习(4)——概率问题综合训练一、选择题1.袋中有形状、大小都相同且编号分别为1,2,3,4,5的5个球,其中1个白球,2个红球,2个黄球.从中一次随机取出2个球,则这2个球颜色不同的概率为()A. B.C. D.2.某市某校在秋季运动会中,安排了篮球投篮比赛.现有20名同学参加篮球投篮比赛,已知每名同学投进的概率均为0.4,每名同学有2次投篮机会,且各同学投篮之间没有影响.现规定:投进两个得4分,投进一个得2分,一个未进得0分,则其中一名同学得2分的概率为()A. 0.5B. 0.48C. 0.4D. 0.323.袋中有大小相同的3个红球,7个白球,从中不放回地依次摸取2球,在已知第一次取出白球的前提下,第二次取得红球的概率是()A. B. C. D.4.抛掷两枚均匀骰子,观察向上的点数,记事件A为“两个点数不同”,事件B为“两个点数中最大点数为4”,则()A. B. C. D.5.设为两个随机事件,给出以下命题:(1)若为互斥事件,且,,则;(2)若,,,则为相互独立事件;(3)若,,,则为相互独立事件;(4)若,,,则为相互独立事件;(5)若,,,则为相互独立事件.其中正确命题的个数为()A. 1B. 2C. 3D. 46.甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以和表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B表示由乙罐取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是________(写出所有正确结论的编号).①;②;③事件与事件相互独立;④是两两互斥的事件;⑤的值不能确定,因为它与中空间哪一个发生有关7.有8件产品,其中4件是次品,从中有放回地取3次(每次1件),若X表示取得次品的次数,则()A. B. C. D.8.一袋中有5个白球、3个红球,现从袋中往外取球,每次任取一个记下颜色后放回,直到红球出现10次时停止,设停止时共取了X次球,则等于()A. B. C. D.9.某人射击一发子弹,命中目标的概率为0.8,现在他射击19发子弹,则击中目标的子弹数最可能是()A. 14B. 15C.16D.15或1610.甲、乙两队进行篮球决赛,采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时,该队获胜,决赛结束).根据前期比赛成绩,甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”.设甲队主场取胜的概率为0.6,客场取胜的概率为0.5,且各场比赛结果相互独立,则甲队以4∶1获胜的概率是()A.0.16B. 0.17C.0.18D.0.1911.在一次抗洪抢险中,准备用射击的方法引爆从桥上游漂流而下的一个巨大的汽油罐,已知只有5发子弹,第一次命中只能使汽油流出,第二次命中才能引爆,每次射周是相互独立的,且命中的概率都是(1)求油罐被引爆的概率;(2)如果引爆或子弹打光则停止,求射击次数不小于4的概率.12.盒中有张卡片,其中张写有字母,张写有字母,每次从中任取张卡片,直到取出卡片为止.(Ⅰ)若不放回抽取卡片,求取卡片次数 的分布列;(Ⅱ)若有放回抽取卡片,求取卡片次数的分布列.13.将一个半径适当的小球放入下图所示容器最上方的入口处,小球将自由下落.小球在下落的过程中,将3次遇到黑色障碍物,最后落入A 袋或B 袋.已知小球每次遇到黑色障碍物时,向左,右两边下落的概率都是12(Ⅰ)求小球落入A 袋中的概率;;(Ⅱ)在容器入口处依次放入4个小球,记ξ为落入A 袋中的小球个数,试求=3ξ的概率14. 把圆周分成四等份,是其中一个分点,动点在四个分点上按逆时针方向前进.现在投掷一个质地均匀的正四面体,它的四个面上分别写有1、2、3、4四个数字.点出发,按照正四面体底面上数字前进几个分点,转一周之前连续投掷. (1)求点恰好返回点的概率; (2)在点转一周恰能返回点的所有结果中,用随即变量表示点能返回点的投掷次数,求的分数列和期望.15.2019全国美丽乡村篮球大赛在中国农村改革的发源地-安徽凤阳举办,其间甲、乙两人轮流进行篮球定点投篮比赛(每人各投一次为一轮),在相同的条件下,每轮甲乙两人在同一位置,甲先投,每人投一次球,两人有1人命中,命中者得1分,未命中者得1-分;两人都命中或都未命中,两人均得0分,设甲每次投球命中的概率为,乙每次投球命中的概率为,且各次投球互不影响.(1)经过1轮投球,记甲的得分为X ,求X 的分布列; (2)若经过n 轮投球,用表示经过第i 轮投球,累计得分,甲的得分高于乙的得分的概率.①求;②规定,经过计算机计算可估计得)1(11≠⋅+⋅+⋅=-+b p c p b p a p i i i i ,请根据①中的值分别写出a ,c 关于b 的表达式,并由此求出数列}{P n 的通项公式.竞赛班高考数学练习(4)——参考答案1.D2.B.【详解】设“第一次投进球”为事件,“第二次投进球”为事件,则得2分的概率为.故选B.3.B【详解】设事件为“第一次取白球”,事件为“第二次取红球”,则,,故.故选:B4.C【详解】由题意,抛掷两枚均匀骰子,构成的基本事件的总数共有36种,其中记事件为“两个点数不同”的基本事件共有种,又由事件“两个点数不同且最大点数为4”的基本事件为:,共有6种,所以,故选C.5.D【详解】若为互斥事件,且,则,故(1)正确;若,则由相互独立事件乘法公式知相互独立,故(2)正确;若,则,由对立事件概率计算公式和相互独立事件乘法公式知为相互独立事件,故(3)正确;若,当为相互独立事件时,,故(4)错误;若,则由对立事件概率计算公式和相互独立事件乘法公式知为相互独立事件,故(5)正确.6.②④【解析】试题分析:;;因为,所以事件B与事件A1不独立;A1,A2,A3是两两互斥的事件;综上选②④7.D因为是有放回地取产品,所以每次取产品取到次品的概率为。
竞赛中的概率和统计高二数学组 马莉《概率和统计》作为高中必修内容,现在已经有些年头啦,这里我就近两年高中数学竞赛中,出现有关这方面的一些试题,进行分类解析。
以便大家能从中领略到它数学机理,从而为今后的教学也提供一些参考。
一.等可能事件类这类题主要考查,学生对等可能事件的概率的理解和处理能力。
解决它首要的准确地确定题给事件概率的类型,再确定总事件数,以及题给条件事件数。
例1,(2004山东高中联赛)将红、黄、蓝、白、黑5个小球分别放入红、黄、蓝、白、黑5个盒子里,每个合子里只放1个小球,则红球不在红盒内且黄球不在黄盒内的概率是___.分析:这是一道等可能事件题,它属于存放双错位问题。
首先没有条件限制时放法共有:5!=120(种)。
下面考虑红球不在红盒内的放法:(1)它被放入黄盒内有:4!=24(种);(2)它不在黄盒内有(要考虑黄求不在黄盒内)有:331313A C C =54(种)。
则符合条件的根的概率为:1205424+==N n P =0、65。
例2,(2003天津高中联赛)有20张卡片分别写有字1,2,3,…,19,20。
将它们放入一个盒中,有4个人从中各抽取一张卡片,取到两个较小数字的二人在同一组,取得两个较大数字的二人在同一组,若其中二人分别到5和14,则此二人在同一组的概率等于( )(A )21(B )512(C )515(D )517 分析:这是一道等可能事件。
首先,二人分别抽到5和14两张,另外二人需从剩下18张中抽取,共有18×17种情况。
同时抽到5和14的二人在一组两种情况:(ⅰ)5和14为较小数,另二人需从15~20的6张当中抽取,有5×6种方法。
(ⅱ)5和14为较大数,另二人需从1~4的4张当中抽取,有3×4种方法。
则满足条件的概率为:51718171230=⨯+。
例3,正四面体的4个面分别写有数字1、2、3、4,将4个这样的均匀四面体同时投掷于桌面上,与桌面接触的4个面上的4个数的乘积能被4整除的概率是( )(《中等数学》,05,7,高中训练题(78))分析:这是一道等可能事件的概率题。
第一讲 概率基础知识第一章 事件与概率一、随机事件与样本空间1. 随机试验(1) 试验可以在相同的条件下重复进行;(2) 试验的所有可能结果都是明确可知的,并且不止一个;(3) 每次试验问题恰好出现这些可能结果中的一个,但在一次试验之前却不能肯定这次试验会出现哪一个结果.随机试验的每一个可能的结果,称为基本事件,它们的全体称常作样本空间,通用字母Ω表示. Ω中的点,即基本事件,有时也称作样本点,通常用ω表示.例1. 一个盒子中有十个相同的球,但5个是白色的,另外5个是黑色的,搅匀后从中任取一球,观察其颜色.令1ω={取得白球},2ω={取得黑球}, 则12{,}ωωΩ=.例2. 讨论某电话交换台在单位时间内收到的呼唤次数,令 i ={收到的呼唤次数i },则{0,1,2,}Ω=例3. 一个盒子中有十个相同的球,分别标以号码1,2,10,从中任取一球,令i ={取得球的标号为i },则{1,2,,10}Ω=在随机试验中,通常我们关心的是满足某种条件的那些样本点所组成的集合,如在例3中,我们可以研究A ={球的标号等于6},B ={球的标号是偶数},C ={球的标号不大于5}这些结果是否发生?其中A 是一个基本事件,而B 和C 则由多个基本事件所组成,相对于基本事件,就称它们为复杂事件. 无论是基本事件还是复杂事件,它们在试验中发生与否,都带有随机性,所以都叫做随机事件,简称事件. 习惯上,人们通常用大写字母,,A B C 等表示事件. 在试验中,如果出现A 中所包含的某一个基本事件ω,则称A 发生,并记为A ω∈.注:随机事件是样本空间的一个子集,例如例3中,{1,2,,10}Ω=,显然,前述的随机事件,,A B C 都是样本空间Ω的子集,它们可以简单地表示为{6}A =,{2,4,6,8,10}B =,{1,2,3,4,5}C =.因为在一次试验中,必然要出现Ω中的某一个基本事件ω,即ω∈Ω. 也就是在试验中,Ω必然会发生,所以通常用Ω来代表一个必然事件. 相应地,空集φ可以看作是Ω的子集,在任意一次试验中,不可能有ωφ∈,也就是说,φ永远不可能发生,所以φ是不可能事件.2. 事件间的关系和运算(1) 子事件 如果事件A 发生必然导致事件B 发生,则称B 包含了A ,或称A 是B 的一个子事件,记作A B ⊂. 对于任一事件A ,我们约定A φ⊂.(2) 如果有A B ⊂,B A ⊂同时成立,则称事件A 与B 相等,记作A B =(3) 和事件 “事件A 与B 中至少有一个发生”,这样的一个事件称作事件A 与B 的和事件,记作AB .(4) 积事件 “事件A 与B 同时发生”,这样的一个事件称作事件A 与B 的积事件,记作AB .(5) 差事件 “事件A 发生而B 不发生”,这样的一个事件称作事件A 与B 的差事件,记作A B -.(6) 若事件A 与B 不能同时发生,也就是说AB φ=,则称事件A 与B 互不相容. (7) 对立事件 若A 是一个事件,令A A =Ω-,则称A 是A 的对立事件或逆事件.显然, AA AA φ==Ω.3. 事件的运算满足的运算律(1) 交换律 , A B B A A B B A ==(2) 结合律 ()()()(), A B C A B C AB C A BC ==(3) 分配律()()()(), AB C ACBC AB C A C BC ==(4) 对偶原理 , A B A B A B A B ==例1. 设,,A B C 是Ω中的随机事件,则事件“A 与B 发生,C 不发生”可以表示为ABC ;“A 、B 、C 中至少有二个发生” 可以表示为AB BC AC ;“A 、B 、C 中恰好有二个发生” 可以表示为ABC ABC ABC ;二、概率的统计定义随机事件在一次试验中可能发生也可能不发生,具有偶然性,但在大量的重复试验中却呈现出明显的规律性.1. 频率 若随机事件A 在n 次重复试验中发生了A n 次,称()An n f A n=为A 的频率. 易知频率具有下述性质:(1) 非负性 ()0n f A ≥;(2) 规范性 若Ω为必然事件,则()1n f Ω=; (3) 有限可加性 若AB φ=,则()()()n n n f AB f A f B =+.随机事件在具有波动性的同时又呈现一种稳定性,即频率总是在某一常数附近摆动,而且随着n 的增大,摆动越来越小并稳定于这个常数. 随机事件的这种在大量的重复试验中所呈现出来的必然规律性称为频率的稳定性. 频率的这种稳定性是随机事件本身所固有的客观属性,是不随人的意志改变的,只要试验在相同的条件下进行,频率所接近和稳定到的这个常数就不会改变,这个常数标志着随机事件出现的可能性的大小,因此可以用这个常数作为度量随机事件发生的可能性大小的客观尺度,并称之为概率.2. 概率 在相同的条件下,重复作n 次试验,设事件A 发生发生了A n 次,如果当n 增大时,事件A 发生的频率An n稳定地在某一常数p 附近摆动,就为此常数p 为事件A 发生的概率,记作()P A p =.注:对于一个随机事件来说,它发生的可能性上的度量是由它自身决定的,并且是客观存在的.因为频率的本质就是概率,因而频率的性质也是概率应该具有的性质: (1) 非负性 ()0P A ≥;(2) 规范性 若Ω为必然事件,则()1P Ω=; (3) 有限可加性 若AB φ=,则()()()P AB P A P B =+.除此之外,概率还有以下几个常见的性质(4) 不可能事件的概率为0,即()0P φ=; (5) 对任一事件A ,有()1()P A P A =-; (6) 若A B ⊂,则()()()P A B P A P B -=-; (7)加法公式 对任意的两个事件A 、B ,有()()()()P AB P A P B P AB =+-更一般地,有111111()()()(1)n n nn nn i i i j i j k i i i j n i j k n i i P A P A P A A P A A A P A -=≤<≤≤<<≤==⎛⎫⎛⎫=-+-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑ 三、古典概型古典概型是一类最简单的随机试验,它具有下述特征: (1) 样本空间的元素只有有限个,不妨设为n 个,并记它们为1,,n ωω;(2) 每个基本事件发生的可能性大小是相同的,即有1()()n P P ωω==对于上述古典概型,它的样本空间1{,,}n ωωΩ=,由于11()()()n P P P ωω=Ω=++于是11()()n P P nωω===对任意一个随机事件A ,如果A 是k 个基本事件的和,即12ki ii A ωωω=,则()A A k P A n ===中所含的基本事件数的有利事件数基本事件总数基本事件总数1. 在分别写有2,3,4,5,7,8的六张卡片中任取两张,把卡片上的数字组成一个分数,求所得分数是既约分数的概率.2. 把10本书任意放在书架上,求其中指定的3本放在一起的概率.3. 1~2000随机取一整数,问取到的整数不能被6或8整除的概率是多少?4. 已知10个晶体管中有7个正品及3个次品,每次任意抽取一个来测试,测试后不再放回,直到把3个次品都找到为止,求需要测试7次的概率.5. 从n 双不同的鞋子中任取2(2)r r n <只,求下列事件的概率:(1) 没有成对的鞋子; (2) 只有一对鞋子; (3) 恰有二对鞋子; (4) 有r 对鞋子.解:(1)设A =“没有成对的鞋子”,要使A 发生,先从n 双中取出2r 双,再从每双中取出一只,因此2122222222()2()r r r rn nr rn nC C C P A C C == (2)设B 表示“只有一对鞋子”的事件,要使B 发生,先从n 双鞋子中取出一双,其两只全取出,再从剩下的1n -双中取出22r -双,从其每双中取出一只,所以()221222121222()r r n n rnC C C C P B C ---=(3) 设C 表示“只有二对鞋子”的事件,则242242222()r r n n rnC C P C C ---= (4) 设D 表示“只有r 对鞋子”的事件,则22()r nr nC PD C =课堂练习从5双不同的手套中任取4只,求 (1) 恰有一双配对的概率; (2) 至少有2只配成一双的概率.6. 袋中有a 个黑球,b 个白球,现在把球随机地一个一个摸出来,求第k 次摸出的球是黑球的概率()1k a b ≤≤+.解法1. 给a b +个球分别编号,把摸出的球依次排列在a b +个位置上,则所有可能的排列相当于对a b +个相异的元素进行全排列,所以样本点的总数为()!a b +,有利场合数可以这样考虑:第k 个位置上放一个黑球有a 种放法,而另外1a b +-个位置上相当于对1a b +-个球进行全排列,有()1!a b +-种放法,故所求概率为()()1!!k a a b a P a b a b⋅+-==++ 解法 2. 把没有区别的,将摸出的球仍依次放在a b +个位置上,样本点的总数为a b a b b C C +,有利场合数可以这样考虑:第k 个位置上必须放一个黑球,剩下的1a -个黑球和b 个白球放在1a b +-个位置上,共有111a ba ab b C C C -+-种放法,故所求概率为111a b a a b b k a ba b bC C C a P C C a b -+-+==+ 本例表明,摸得黑球的概率与摸球的先后次序无关. 这个结论与我们日常生活的经验是一致的,例如体育比赛中进行抽签,对各队机会均等,与抽签的先后次序无关. 7. (彩票问题) 一种福利彩票为幸福35选7,即从01,02,,35中不重复地开出7个基本号码和一个特殊号码. 中奖的规则如下,试求各等奖的中奖概率.幸福35选7的中奖规则解:因为不重复地选取号码是一种不放回抽样,所以样本空间Ω含有735C 个样本点. 要中奖应把抽取看成是在三种类型中抽取: 7个基本号码;第二类号码:1个特殊号码; 第三类号码:27个无用号码. 记k p 为第中第k 等奖的概率(1,,7k =),可得各等的中奖概率如下:70067127173510.149106724520C C C p C -===⨯; 6106712727357 1.0410*******C C C p C -===⨯; 60167127373518928.106106724520C C C p C -===⨯; 51167127473556784.318106724520C C C p C -===⨯; 5023712757357371 1.096106724520C C C p C -===⨯;41237127673512285 1.827106724520C C C p C -===⨯; 403313371277127773520475030.448106724520C C C C C C p C -+===⨯. 若记事件A 为“中奖”,则A 为事件“不中奖”,且由()()1P A P A +=,可得17()0.033485P A p p =++=,不中奖的概率为()1()0.966515P A P A =-=.这就说明,一百个中约有3人中奖;而中头奖的概率只有60.14910-⨯,即二千万个中约有3人中头奖. 因此购买彩票要有平常心,期望值不要过高.注:一定要注意古典概型成立的条件,如下面的题目:随机掷两颗骰子,求事件A =“两次点数之和至少是5”的概率. 解: 样本空间{(,)|,1,6}i j i j Ω==,而A =“两次点数之和至少是5”的逆事件A =“两次点数之和小于或等于4”包含6个样本点,所以61()1()1366P A P A =-=-= 8. 从一副扑克牌(52张)中任取13张牌,试求下列事件的概率: (1)至少有一张“红桃”的概率; (2)缺“方块”的概率;(3)“方块”或“红桃”中至少缺一种花色的概率;解:从一副扑克牌(52张)中任取13张牌,这是不放回抽样. 不考虑取出的牌的先后次序,思考起来比较容易,Ω中点数为1352C .(1) 设A=“至少有一张“红桃””,则13391352()1()1C P A P A C =-=-.(2) 记B=“缺方块”,由对称性,13391352()()1C P B P A C ==-.(3) 记C=“方块或红桃中至少缺一种花色”,则有C B A =,()()()()()P C P BA PB P A P BA ==+-1313131313393926392613131313525252522C C C C C C C C C -=+-=. 在求解古典概型的问题时,要用事件的记号来表示事件,并能用事件的运算律及概率的性质化简复杂的问题,这是非常重要的.四、几何概型若将某随机试验进行一次,相当于向某一可度量的区域D 内随机地投一点,并且此点落在D 中任意区域G 内可能性的大小与G 的度量成正比,而与G 的位置和形状无关,即所投点在D 中“均匀分布”,我们称此试验为几何型随机试验,或几何概型.在几何概型中,取D 中的点为样本点,于是样本空间D Ω=,样本点所具有的“均匀分布性”与古典概型中的“等可能性”相当,实际上几何概型就是古典概型的推广.令事件A 表示“点落入区域G 内”,则定义事件A 的概率为G 的度量()G μ(线段的长度,平面区域的面积等)与样本空间的度量()D μ之比,即()()()G P A D μμ=. 例1 设有一均匀的陀螺,其圆周上均匀地刻上区间[0,3)上的诸数字,旋转此陀螺,求其停下时圆周上触及桌面的点的刻度位于(0,1)上的概率.例2 两个人约定在时间间隔T 分钟内在某地会面,先到者等候t 分钟后离去,试求两人能会面的概率.例3 设一质点“均匀”地落入(0,1]中,以A 表示质点落在12(0,]内,以k A 表示质点落在(11122,k k+⎤⎦内,则1k k A A ∞==.这是一个几何概型,而且有1()2P A =,11()2k k P A +=,于是 111111()()22k k k k k k P A P A P A ∞∞∞+===⎛⎫==== ⎪⎝⎭∑∑.例4. 把长度为(0)a a >的线段l 任意折成三段,求它们可以构成一个三角形的概率.注:若把本例改为:把长度为(0)a a >的线段l 任意折成三段,求它们可以构成一个正三角形的概率,令A =“折断的三线段能构成一个正三角形”,容易()0P A =,尽管()0P A =,但事件A 不是不可能事件,这是概率为0但不是不可能事件的一个例子. 课堂练习:甲乙两艘轮船驶向一个不能同时停泊两艘轮船的码头,它们在一昼夜内到达的时间是等可能的,如果甲船的停泊时间是1小时,乙船的停泊时间是2小时,求它们中任何一艘船都不需要等候码头空出的概率是多少?五、概率的公理化定义1. 事件域 设Ω为一样本空间,F 是由Ω的某些子集所构成的非空集类,若满足:(1)Ω∈F ;(2)若A F ∈,则A ∈F ;(3)若(1,2,)i A i ∈=F ,则有1i i A ∞=∈F .则称F 为事件域,F 中的元素称为事件.2. 概率 设()()P A A F ∈是定义在事件域F 上的一个集合函数,若它满足: (1)()1P Ω=;(2)对每一个A ∈F ,()0P A ≥;(3)若(1,2,)i A i ∈=F ,且两两互不相容,有11()k k k k P A P A ∞∞==⎛⎫= ⎪⎝⎭∑, 就称()P A 为事件域F 上的事件A 的概率.注:研究一个随机试验的步骤:首先定义样本Ω空间,然后指出所讨论事件的范围事件域——F ,最后确定概率P . 以后我们称三元组(,,)P ΩF 为概率空间.六、条件概率 乘法公式 全概率公式及贝叶斯公式1.条件概率 对于两个事件A ,B ,若()0P B >,则称()(|)()P AB P A B P B =为在事件B 发生的条件下,事件A 发生的条件概率.注:由定义可知,对任意的两个事件A 、B ,若()0P B >,则有()()(|)P AB P B P A B =并称上式为概率的乘法公式.例1.已知()0.5P A =,()0.6P B =,(|)0.8P B A =,求()P AB .例2.有外形相同的球分装三个盒子,每盒10个. 其中第一个盒子中7个球标有字母A ,3个球标有字母B ;第二个盒子中有红球和白球各5个;第三个盒子中则有红球8个,白球2个. 试验按如下规则进行:先在第一个盒子中任取一球,若取得的球标有字母A ,则在第二个盒子中任取一球;若第一次取得标有字母B 的球,则在第三个盒子中任取一球. 如果第二次取出的是红球,则称试验成功,求试验成功的概率.2.全概率公式 设12,,,n B B B 是一列互不相容的事件,且有1, ()0, 1,2,,ni i i B P B i n ==Ω>=则对任一事件A ,有1()()(|)ni i i P A P B P A B ==∑例3.某工厂有四条流水线生产同一种产品,该四条流水线的产量分别占总产量的15%, 20%, 30%, 35%,又这四条流水线的不合格品率依次为0. 05, 0.04 , 0.03, 0.02.现在从出厂产品中任取一件,问恰好抽到不合格品的概率是多少?例4 (赌徒破产模型)赌徒参加赌博,一开始他有x 元赌本,而庄家则有a x -元赌本. 假如每局赌徒赢的概率为p ,双方开始赌博直到一方输光为止,求赌徒最后输光的概率.解:记i A ={赌徒开始有i 元,最后输光},B ={第一局赌徒赢},则由全概率公式11()(|)()(|)()()()i i i i i P A P A B P B P A B P B pP A qP A +-=+=+,其中,1q p =-,记()i i p P A =,则有11i i i p pp qp +-=+,联合01,0a p p ==可以解得1,;2111,.2x aa x q q p p p q p p x p a ⎧⎛⎫⎛⎫-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪≠⎪⎪⎛⎫=-⎨ ⎪⎪⎝⎭⎪⎛⎫⎪-= ⎪⎪⎝⎭⎩当ax 时,就算赌局是公平的,即12p =,11x p x a =-≈,赌徒最后几乎必然要输光.课堂练习:m 个人相互传球,开始球从甲手中传出,每次传球时传球者等可能地把球传习给其余1m -个人中的任何一个,求第n 次传球时仍由甲传出的概率.3.贝叶斯(Bayes )公式 设12,,,n B B B 是一列互不相容的事件,且有1, ()0, 1,2,,ni i i B P B i n ==Ω>=则对任一事件A ,有1()(|)(|)()(|)i i i njjj P B P A B P B A P B P A B ==∑注:()i P B 是在试验以前就知道的概率,所以习惯上称它们为先验概率,而(|)i P B A 反映了在试验之后,对A 发生的“来源”的各种可能性大小,通常称为后验概率.例3.用甲胎蛋白法普查肝癌,令C ={被检验者患肝癌},A ={甲胎蛋白检验成阳性},则C ={被检验者未患肝癌},A ={甲胎蛋白检验成阴性},由过得去的资料已知(|)0.95, (|)0.90P A C P A C ==,又已知某地居民的肝癌发病率为()0.0004P C =. 在普查中查出一批甲胎蛋白检验结果为阳性的人,求这批人中真的患有肝癌的概率(|)P C A .七、独立性1. 定义 对任意的两个事件,若()()()P AB P A P B =成立,则称事件, A B 是相互独立的,简称为独立的.注:由定义可知,必然事件Ω与事不可能事件φ与任何件都是相互独立的. 2. 独立性的性质(1) (|)()P A B P A =;(2) 若, A B 是相互独立的,则事件A 与B ,A 与B 及A 与B 都是相互独立的; 例1.设()0P A >,()0P B >,试证:, A B 是相互独立与互不相容不能同时成立. 例2.设0()1P A <<,且(|)(|)P B A P B A =,试证:, A B 相互独立.例3.设12,,,n A A A 为n 个相互独立的事件,且()(1)k k P A p k n =≤≤,求下列事件的概率:(1) n 个事件全不发生; (2) n 个事件中至少有一个发生; (3) n 个事件不全发生.例4.设随机试验中,某一事件A 发生的概率为(0)εε>,证明:不论ε如何小,只要不断地独立重复做此试验,则A 迟早发生的概率为1.第二章 随机变量及其概率分布§1 随机变量许多随机试验,它们的可能结果可以直接用一个数来表示,例如,随意掷一颗骰子观察出现的点数,此试验的可能结果便可以用1,2,3,4,5,6来表示. 又如,测试灯泡的寿命,则试验的可能结果为任意非负实数. 像这类试验,我们自然地可以用一个变量X 来表示它们的结果.而有的随机试验,虽然它们的可能结果并不是数,但只要将每一个可能结果与一个实数相对应,那么,试验的不同可能结果就可以用一个变量来表示了. 例如,在掷硬币的试验中,若令“正面朝下”对应数0,“正面朝上”对应数1,则试验结果可以用变量ξ来表示,即0,1,ξ⎧=⎨⎩当正面朝下时当正面朝上时.总之,随机试验的可能结果都可以用一个变量来表示,这个变量取什么值取决于试验的可能结果,即样本点.定义 设(,,)P ΩF 是一个概率空间,若对每一个ω∈Ω,有一个实数()ξω与之相对应,而且对任意的实数x ,{|()}x ωξω<∈F ,则称实值单值函数()ξω为随机变量,简记为ξ. 通常用希腊字母,,ξηζ等来表示随机变量,用小写字母,,x y z 等表示随机变量的取值.引进随机变量后,我们就可以用数字的形式来表示事件了. 例如,{2}ξ=,{5}ξ<,{01}ξ≤<等. 这样的表示不仅简单,而且有利于进行各种数学运算.常见的随机变量有离散型和连续型两类,以下分别讨论.1)离散型随机变量.如果对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量.2)连续型随机变量.如果随机变量可以取某一区间内的一切值,这样的随机变量叫做连续随机变量.如随机变量ξ的密度函数为1,;()0,a xb p x b a ⎧≤≤⎪=-⎨⎪⎩其它求11()42P ξ<≤.§2 离散型随机变量1. 概率分布(分布列).设离散型随机变量ξ可能取的值为1x ,2x ,…,i x ,….ξ取每一个值i x (i =1,2,…)的概率()i i P x p ξ==,则表称为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列. 它完整地表示了ξ取值的概率分布情况. 2. 离散型随机变量的分布列具有下列性质: ① 0,1,2,i p i ≥=…; ② 121i p p p ++++=一般地,离散随机变量在某一范围内取值的概率等于它取这个范围内各个值的概率之和.下面介绍几种常见的离散分布及其性质(1) 两点分布(Bernoulli 分布) 如果随机变量ξ的分布如下:{1}P p ξ==, {0}P q ξ==,其中,01p <<, 1q p =-, 则称ξ服从参数为p 的两点分布.(2) 二项分布设随机变量ξ的概率分布为{}k k n kn P k C p q ξ-==,0,1,,k n =,其中01p <<, 1q p =-,n 为正整数,称则称ξ服从参数为n ,p 的二项分布, 记为(,)n p ξB例1某厂生产电子元件,其产品的次品率为5%,现从一批产品中任意的连续取出2件,其中次品数为ξ的概率分布是例2 一袋中装有6个同样大小的黑球,编号为1,2,3,4,5,6,现从中随机取出3个球,以ξ表示取出球的最大号码,求ξ的分布列.例3设随机变量ξ的概率密度函数为, 1 ()2, 1<20,x xf x x x≤≤⎧⎪=-+≤⎨⎪⎩ 0 其他(1)画出ξ的概率密度曲线;(2)求落在区间(0. 3 , 0. 7)内的概率.例4 在一袋中装有一只红球和9只白球,每次从袋中任取一球,取后放回,直到取到红为止,求取球次数ξ的分布列.例5 从一批有10个合格品和3个次品的产品中,一件一件地抽取产品,设各个产品被抽到的可能性相同. 在下列三种情况下,分别求出直到取出合格品为止时所需抽取次数ξ的分布列.(1)每次取出的产品都不放回此批产品中;(2)每次取出的产品都立即放回此批产品中,然后再取出一件产品;(3)每次取出一件产品后总以一件合格品放回此批产品中.全品题型设计基础题1.设离散型随机变量ξ的概率分布如下:ip则p的值为 ( )(A) 1/2 (B) 1/6 (C) 1/3 (D) 1/42. 已知随机变量ξ的分布列为:1()2kP kξ==,1,2,k=…, 则(24)Pξ<≤=( )(A) 3/16 (B) 1/4 (C) 1/16 (D) 5/163. 已知随机变量ξ的分布密度为:2, 1()0,x xf x≤≤⎧=⎨⎩0其它,11()42Pξ<≤=( )(A) 1/4 (B) 1/7 (C) 1/9 (D) 3/16 4. 设随机变量ξ分布列为1()(),1,2,33i P i a i ξ===,则a 的值为 ( ) (A) 1 (B) 9/13 (C) 11/13 (D) 27/135. 已知连续型随机变量ξ的概率密度函数为, (),0, x a p x A a x b x b ⎧⎪= ≤≤⎨⎪⎩0 <> , 其中A>0,则A的值为 ( )(A) 1 (B) b (C) 1/(b a -) (D) b a - 6. 已知随机变量ξ分布列为:1(),1,2,33P k k ξ=== ,则(35)D ξ+=( )(A) 6 (B) 9 (C) 3 (D) 47. 已知随机变量ξ服从二项分布,即163B ξ~(,),则2P ξ=()的值为( ) (A) 3/16 (B) 4/243 (C) 13/243 (D) 80/2438. 设随机变量ξ的概率分布为(),0,1,2,31cP k k k ξ===+,则c = . 9. 某处有供水龙头5个,调查表示每个水龙头被打开的可能为1/10,随机变量ξ表示同时被打开的水龙头的个数,则(3)P ξ== .10. 若随机变量ξ的概率密度函数0, 1(), 120, 2 x f x x a x x <⎧⎪=+≤≤⎨⎪>⎩ ,当(,)x ∈-∞+∞时,()f x 0≥,那么常数a = .11. 一批零件中有九个合格品与三个废品,安装机器时,从这批零件中任取一个,如果每次取出的废品不在放回,求在取得合格品以前已取出的废品的分布.12. 某厂生产电子元件,其产品的次品率为5%,现从一批产品中任意连续取出2件.(1) 求次品数ξ的取值范围; (2) 求ξ的分布列; (3) 求(1)P ξ≤.13. 金工车间有10台同类型的机床,每台机床配备的电动机功率为10千瓦,已知每台机床工作时,平均每小时实际开动12分钟,且开动与否是相互独立的.(1) 现因当地电力供应紧张,供电部门只提供50千瓦的电力,这10台机床能够正常工作的概率为多大?(2) 在一个工作班的8小时内,不能正常工作的时间大约是多少?第三章 随机变量的期望与方差知识要点归纳1. 期望1) 若离散型随机变量ξ的概率分布为kp则称1122()k k x p x p x p ξE =++++为ξ的数学期望.简称期望.2) 离散型随机变量的期望反映了离散型随机变量值的平均水平. 3) 数学期望的性质(),c c E = ()E a b aE b ξξ+=+, 其中(a b c ,,为常数).2. 方差1) 若离散型随机变量ξ所有可能的取值是1x ,2x ,…,n x ,…,且这些值的概率分别是1p ,2p ,…,n p ,…,则称:2221122()()()n n D x E p x E p x E p ξξξξ=-+-++-+……为ξ的方差.2) 随机变量ξ的方差反映了ξ的取值的稳定性. 3) 方差的性质① 设a b 、为常数,则2()D a b a D ξξ+=. ② 22()D E E ξξξ=-. 3.若(1,)B p ξ分布,则, (1)E p D p p ξξ==-;若ξ~(,)B n p ,则, (1)E np D np p ξξ==-.解题要点整合1.E ξ是一个实数,由ξ的分布唯一确定,即作为随机变量ξ是可变的,可取不同值,而E ξ是不变的,它描述ξ取值的平均状态.2.1122()k k x p x p x p ξE =++++直接给出了E ξ的求法,即随机变量取值与相应概率值分别相乘后相加.3. 因为()E a b aE b ξξ+=+,所以随机变量ξ线性函数a b ηξ=+的期望等于随机变量ξ期望的线性函数.此式可有如下几种特殊形式:当0b =时,()E a aE ξξ=.此式表明常量与随机变量乘积的数学期望等于这个常量与随机变量的期望和乘积.当1a =时,()E b E b ξξ+=+. 此式表明随机变量与常量和的期望等于随机变量的期望与这个常量的和.当0a =时,()E b b =. 此式表明常量的期望等于这个常量.4. D ξ表示随机变量ξ对E ξ的平均偏离程度,D ξ越大表明平均偏离程度越大,说明ξ的取值越分散,反之,D ξ越小,ξ的取值越集中,在E ξ来描述ξ的分散程度.5. D ξ与E ξ一样也是一个实数,由ξ的分布列唯一确定.6. 数学期望与方差,标准差都是离散型随机变量最重要的数字特征,它们分别反映了随机变量取值的平均水平、稳定程度、集中与离散的程度. 离散型随机变量的期望与方差都与随机变量的分布列有密切关系,方差又与数学期望紧密相连,复习时应重点记住以下重要公式与结论:一般地,若离散型随机变量ξ的分布列为则期望 1122()k k x p x p x p ξE =++++,方差 2221122()()()n n D x E p x E p x E p ξξξξ=-+-++-+……,标准差σξ= ()E a b aE b ξξ+=+,2()D a b a D ξξ+=. 若ξ~(,)B n p ,则E np ξ=,D npq ξ=,这里1q p =-.例1 一个带子里装有大小相同的3个红球和2个黄球,从中同时取出2个,则其中含红球个数的数学期望是____(用数字作答).练习:甲乙两人进行乒乓球比赛,约定每局胜者得1分,负者得0分,比赛进行到有一人比对方多2分或打满6局时停止.设甲在每局中获胜的概率为23,乙在每局中获胜的概率为13,且各局胜负相互独立,则比赛停止时已打局数ξ的期望E ξ为【 】A. 24181B. 26681C. 27481D. 670243例2 利用下列盈利表中的数据进行决策,应选择的方案是____.例3 若随机事件A 在1次试验中发生的概率为(01)p p <<,用随机变量ξ表示A 在1次试验中发生的次数. (1)求方差D ξ的最大值;(2)求21D E ξξ-的最大值.例4 甲、乙两种水稻在相同条件下各种植100亩,它们收获情况分布如下: 甲乙试评价哪种水稻品种较好.全品题型设计基 础 题1. 下面说法中正确的是 ( )A) 离散型随机变量ξ的期望E ξ反映了ξ取值的概率的平均值 B) 离散型随机变量ξ的方差D ξ反映了ξ取值的平均水平 C) 离散型随机变量ξ的期望E ξ反映了ξ取值的平均水平 D) 离散型随机变量ξ的方差D ξ反映了ξ取值的概率的平均值2. 已知ξ~(,)B n p ,8E ξ=, 1.6D ξ=,则n 与p 的值分别是 ( )A) 100和0. 08 B) 20和0. 4 C) 10和0. 2 D) 10和0. 83. 设离散型随机变量ξ满足()E ξ=-1,()D ξ=3,则2[3(2)]E ξ-等于( )A)9 B)6 C)30 D)36能 力 题4. 设掷1颗骰子出现的点数为ξ,则( )A ) 3.5E ξ= , 23.5D ξ= B) 3.5E ξ=, 3512D ξ=C) 3.5E ξ= , 3.5D ξ= D) 3.5E ξ=, 3516D ξ=5. 如果袋中有6个红球,4个白球,从中任取1球,记住颜色后放回,连续摸取4次,设ξ取得红球的次数,则ξ的期望E ξ=( )A)34 B) 125 C) 197 D) 136.设随机变量ξ服从二项分布,即ξ~(,)B n p 且3E ξ=,17p =,则n = ,D ξ= .7.抛掷3个骰子,当至少有一个5点或一个6点出现时,就说这次试验成功.则在54次试验中成功次数n 的期望为___.8.从一批含有13只正品、2只次品的产品中,不放回地抽取3次,每次抽取1只,设抽得次品数为ξ,则(51)E ξ+= .9. 一次数学单元考试由30个选择题构成,每个选择题有4个,其中有且只有一个选项是正确答案,每题选择正确得5分,不选或选错得0分,满分150分,学生甲选对任一题的概率为0. 9,学生乙选对任一题的概率为0. 85,求甲,乙在这次考试中的成绩期望. 10. 从学校乘汽车到火车站的途中有3个交通岗,假设在各个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,并且概率都是2/5,设ξ为途中遇到红灯的次数,求随机变量ξ的分布列,数学期望和方差.创 新 题11. 甲、乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量ξ和η,且ξ,η的分布列为。