《概率论与数理统计》课后习题答案chapter1[1]
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第一章 思 考 题1.事件的和或者差的运算的等式两端能“移项”吗?为什么?2.医生在检查完病人的时候摇摇头“你的病很重,在十个得这种病的人中只有一个能救活. ”当病人被这个消息吓得够呛时,医生继续说“但你是幸运的.因为你找到了我,我已经看过九个病人了,他们都死于此病,所以你不会死” ,医生的说法对吗?为什么?3.圆周率 1415926.3=π是一个无限不循环小数, 我国数学家祖冲之第一次把它计算到小数点后七位, 这个记录保持了1000多年! 以后有人不断把它算得更精确. 1873年, 英国学者沈克士公布了一个π的数值, 它的数目在小数点后一共有707位之多! 但几十年后, 曼彻斯特的费林生对它产生了怀疑. 他统计了π的608位小数, 得到了下表:675844625664686762609876543210出现次数数字你能说出他产生怀疑的理由吗?答:因为π是一个无限不循环小数,所以,理论上每个数字出现的次数应近似相等,或它们出现的频率应都接近于0.1,但7出现的频率过小.这就是费林产生怀疑的理由.4.你能用概率证明“三个臭皮匠胜过一个诸葛亮”吗?5.两事件A 、B 相互独立与A 、B 互不相容这两个概念有何关系?对立事件与互不相容事件又有何区别和联系?6.条件概率是否是概率?为什么?习 题1.写出下列试验下的样本空间: (1)将一枚硬币抛掷两次答:样本空间由如下4个样本点组成{(,)(,)(,)(,)}Ω=正正,正反,反正,反反 (2)将两枚骰子抛掷一次答:样本空间由如下36个样本点组成{(,),1,2,3,4,5,6}i j i j Ω==(3)调查城市居民(以户为单位)烟、酒的年支出答:结果可以用(x ,y )表示,x ,y 分别是烟、酒年支出的元数.这时,样本空间由坐标平面第一象限内一切点构成 .{(,)0,0}x y x y Ω=≥≥2.甲,乙,丙三人各射一次靶,记-A “甲中靶” -B “乙中靶” -C “丙中靶” 则可用上述三个事件的运算来分别表示下列各事件: (1) “甲未中靶”: ;A (2) “甲中靶而乙未中靶”: ;B A (3) “三人中只有丙未中靶”: ;C AB(4) “三人中恰好有一人中靶”: ;C B A C B A C B A (5)“ 三人中至少有一人中靶”: ;C B A(6)“三人中至少有一人未中靶”: ;C B A 或;ABC (7)“三人中恰有两人中靶”: ;BC A C B A C AB(8)“三人中至少两人中靶”: ;BC AC AB (9)“三人均未中靶”: ;C B A (10)“三人中至多一人中靶”: ;C B A C B A C B A C B A(11)“三人中至多两人中靶”: ;ABC 或;C B A 3 .设,A B 是两随机事件,化简事件 (1)()()AB A B (2) ()()A B A B解:(1)()()AB A B AB AB B B ==,(2) ()()AB AB ()A BA B B A A B B ==Ω=.4.某城市的电话号码由5个数字组成,每个数字可能是从0-9这十个数字中的任一个,求电话号码由五个不同数字组成的概率.解:51050.302410P P ==.5.n 张奖券中含有m 张有奖的,k 个人购买,每人一张,求其中至少有一人中奖的概率。
第一章 概率论的基本概念1.[一] 写出下列随机试验的样本空间(1)记录一个小班一次数学考试的平均分数(充以百分制记分)([一] 1)⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯=n n n n o S 1001,ΛΛ,n 表小班人数(3)生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数。
([一] 2)S={10,11,12,………,n ,………}(4)对某工厂出厂的产品进行检查,合格的盖上“正品”,不合格的盖上“次品”,如连续查出二个次品就停止检查,或检查4个产品就停止检查,记录检查的结果。
查出合格品记为“1”,查出次品记为“0”,连续出现两个“0”就停止检查,或查满4次才停止检查。
([一] (3))S={00,100,0100,0101,1010,0110,1100,0111,1011,1101,1110,1111,} 2.[二] 设A ,B ,C 为三事件,用A ,B ,C 的运算关系表示下列事件。
(1)A 发生,B 与C 不发生。
表示为:C B A 或A - (AB+AC )或A - (B ∪C )(2)A ,B 都发生,而C 不发生。
表示为:C AB 或AB -ABC 或AB -C(3)A ,B ,C 中至少有一个发生表示为:A+B+C(4)A ,B ,C 都发生,表示为:ABC(5)A ,B ,C 都不发生,表示为:C B A 或S - (A+B+C)或C B A ⋃⋃(6)A ,B ,C 中不多于一个发生,即A ,B ,C 中至少有两个同时不发生 相当于C A C B B A ,,中至少有一个发生。
故 表示为:C A C B B A ++。
(7)A ,B ,C 中不多于二个发生。
相当于:C B A ,,中至少有一个发生。
故 表示为:ABC C B A 或++ (8)A ,B ,C 中至少有二个发生。
相当于:AB ,BC ,AC 中至少有一个发生。
故 表示为:AB +BC +AC6.[三] 设A ,B 是两事件且P (A )=0.6,P (B )=0.7. 问(1)在什么条件下P (AB )取到最大值,最大值是多少?(2)在什么条件下P (AB )取到最小值,最小值是多少?解:由P (A ) = 0.6,P (B ) = 0.7即知AB ≠φ,(否则AB = φ依互斥事件加法定理, P (A ∪B )=P (A )+P (B )=0.6+0.7=1.3>1与P (A ∪B )≤1矛盾).从而由加法定理得P (AB )=P (A )+P (B )-P (A ∪B )(*)(1)从0≤P (AB )≤P (A )知,当AB =A ,即A ∩B 时P (AB )取到最大值,最大值为P (AB )=P (A )=0.6,(2)从(*)式知,当A ∪B=S 时,P (AB )取最小值,最小值为 P (AB )=0.6+0.7-1=0.3 。
概率论与数理统计习题及答案习题 一1.写出下列随机试验的样本空间及下列事件包含的样本点. (1) 掷一颗骰子,出现奇数点. (2) 掷二颗骰子,A =“出现点数之和为奇数,且恰好其中有一个1点.”B =“出现点数之和为偶数,但没有一颗骰子出现1点.” (3)将一枚硬币抛两次, A =“第一次出现正面.”B =“至少有一次出现正面.”C =“两次出现同一面.”【解】{}{}1123456135A Ω==(),,,,,,,,;{}{}{}{}{}(2)(,)|,1,2,,6,(12),(14),(16),(2,1),(4,1),(6,1),(22),(24),(26),(3,3),(3,5),(4,2),(4,4),(4,6),(5,3),(5,5),(6,2),(6,4),(6,6);(3)(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(i j i j A B A B ΩΩ======= ,,,,,,正反正正反正反反正正正反正正正反反{}{},),(,),(,),C =正正正反反2.设A ,B ,C 为三个事件,试用A ,B ,C 的运算关系式表示下列事件: (1) A 发生,B ,C 都不发生; (2) A 与B 发生,C 不发生; (3) A ,B ,C 都发生;(4) A ,B ,C 至少有一个发生; (5) A ,B ,C 都不发生; (6) A ,B ,C 不都发生;(7) A ,B ,C 至多有2个发生; (8) A ,B ,C 至少有2个发生. 【解】(1) A B C (2) AB C (3) ABC(4) A ∪B ∪C =AB C ∪A B C ∪A B C ∪A BC ∪A B C ∪AB C ∪ABC =AB C(5) ABC=A B C(6) ABC(7) A BC∪A B C∪AB C∪A B C∪A BC∪A B C∪ABC=ABC=A∪B∪C(8) AB∪BC∪CA=AB C∪A B C∪A BC∪ABC3.指出下列等式命题是否成立,并说明理由:(1) A∪B=(AB)∪B;(2) A B=A∪B;(3) BA ∩C=AB C;(4) (AB)( AB)= ∅;(5) 若A⊂B,则A=AB;(6) 若AB=∅,且C⊂A,则BC=∅;(7) 若A⊂B,则B⊃A;(8) 若B⊂A,则A∪B=A.【解】(1)不成立.特例:若Α∩B=φ,则ΑB∪B=B.所以,事件Α发生,事件B必不发生,即Α∪B发生,ΑB∪B不发生.故不成立.(2)不成立.若事件Α发生,则A不发生,Α∪B发生,所以A B不发生,从而不成立.(3)不成立.BA ,AB画文氏图如下:不发生,所以,若Α-B发生,则AB发生, A B故不成立.(4)成立.因为ΑB与AB为互斥事件.(5)成立.若事件Α发生,则事件B发生,所以ΑB发生.若事件ΑB发生,则事件Α发生,事件B发生.故成立.(6)成立.若事件C发生,则事件Α发生,所以事件B不发生,故BC=φ.(7)不成立.画文氏图,可知B A⊂.(8)成立.若事件Α发生,由()A A B ⊂ ,则事件Α∪B 发生. 若事件Α∪B 发生,则事件Α,事件B 发生. 若事件Α发生,则成立.若事件B 发生,由B A ⊂,则事件Α发生.4.设A ,B 为随机事件,且P (A )=0.7,P (A -B )=0.3,求P (AB ). 【解】 P (AB )=1-P (AB )=1-[P (A )-P (A -B )] =1-[0.7-0.3]=0.65.设A ,B 是两事件,且P (A )=0.6,P (B )=0.7,求: (1) 在什么条件下P (AB )取到最大值? (2) 在什么条件下P (AB )取到最小值? 【解】(1) 当AB =A 时,P (AB )取到最大值为0.6.(2) 当A ∪B =Ω时,P (AB )取到最小值为0.3.6.设A ,B ,C 为三事件,且P (A )=P (B )=1/4,P (C )=1/3且P (AB )=P (BC )=0, P (AC )=1/12,求A ,B ,C 至少有一事件发生的概率.【解】 P (A ∪B ∪C )=P (A )+P (B )+P (C )-P (AB )-P (BC )-P (AC )+P (ABC )=14+14+13-112=347. 从52张扑克牌中任意取出13张,问有5张黑桃,3张红心,3张方块,2张梅花的概率是多少?【解】 p =5332131313131352C C C C /C8. 对一个五人学习小组考虑生日问题:(1) 求五个人的生日都在星期日的概率; (2) 求五个人的生日都不在星期日的概率; (3) 求五个人的生日不都在星期日的概率.【解】(1) 设A 1={五个人的生日都在星期日},基本事件总数为75,有利事件仅1个,故 P (A 1)=517=(17)5(亦可用独立性求解,下同)(2) 设A 2={五个人生日都不在星期日},有利事件数为65,故P (A 2)=5567=(67)5(3) 设A 3={五个人的生日不都在星期日}P (A 3)=1-P (A 1)=1-(17)59. 从一批由45件正品,5件次品组成的产品中任取3件,求其中恰有一件次品的概率.【解】与次序无关,是组合问题.从50个产品中取3个,有350C 种取法.因只有一件次品,所以从45个正品中取2个,共245C 种取法;从5个次品中取1个,共15C 种取法,由乘法原理,恰有一件次品的取法为245C15C 种,所以所求概率为21455350C C P C =.10.一批产品共N 件,其中M 件正品.从中随机地取出n 件(n <N ).试求其中恰有m 件(m ≤M )正品(记为A )的概率.如果: (1) n 件是同时取出的;(2) n 件是无放回逐件取出的; (3) n 件是有放回逐件取出的.【解】(1) P (A )=C C /C m n m nMN M N -- (2) 由于是无放回逐件取出,可用排列法计算.样本点总数有P nN 种,n 次抽取中有m次为正品的组合数为C mn 种.对于固定的一种正品与次品的抽取次序,从M 件正品中取m 件的排列数有P mM 种,从N -M 件次品中取n -m 件的排列数为P n mN M --种,故P (A )=C P P Pmmn mn M N MnN --由于无放回逐渐抽取也可以看成一次取出,故上述概率也可写成P (A )=C C C m n mM N MnN--可以看出,用第二种方法简便得多.(3) 由于是有放回的抽取,每次都有N 种取法,故所有可能的取法总数为N n种,n次抽取中有m 次为正品的组合数为C mn 种,对于固定的一种正、次品的抽取次序,m 次取得正品,都有M 种取法,共有M m 种取法,n -m 次取得次品,每次都有N -M 种取法,共有(N -M )n -m 种取法,故()C ()/mmn mnn P A MN M N -=-此题也可用贝努里概型,共做了n 重贝努里试验,每次取得正品的概率为M N,则取得m 件正品的概率为()C 1mn mmnM M P A N N -⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11. 在电话号码簿中任取一电话号码,求后面4个数全不相同的概率(设后面4个数中的每一个数都是等可能地取自0,1,…,9).【解】这是又重复排列问题.个数有10种选择,4个数共有104种选择.4个数全不相同,是排列问题.用10个数去排4个位置,有410P 种排法,故所求概率为4410/10P P =.12. 50只铆钉随机地取来用在10个部件上,每个部件用3只铆钉.其中有3个铆钉强度太弱.若将3只强度太弱的铆钉都装在一个部件上,则这个部件强度就太弱.求发生一个部件强度太弱的概率是多少?【解】设A ={发生一个部件强度太弱}133103501()C C /C 1960P A ==13. 一个袋内装有大小相同的7个球,其中4个是白球,3个是黑球,从中一次抽取3个,计算至少有两个是白球的概率. 【解】 设A i ={恰有i 个白球}(i =2,3),显然A 2与A 3互斥.213434233377C C C 184(),()C35C35P A P A ====故 232322()()()35P A A P A P A =+=14. 有甲、乙两批种子,发芽率分别为0.8和0.7,在两批种子中各随机取一粒,求: (1) 两粒都发芽的概率;(2) 至少有一粒发芽的概率; (3) 恰有一粒发芽的概率.【解】设A i ={第i 批种子中的一粒发芽},(i =1,2)(1) 1212()()()0.70.80.56P A A P A P A ==⨯= (2) 12()0.70.80.70.80.94P A A =+-⨯= (3) 2112()0.80.30.20.70.38P A A A A =⨯+⨯=15. 掷一枚均匀硬币直到出现3次正面才停止.(1) 问正好在第6次停止的概率;(2) 问正好在第6次停止的情况下,第5次也是出现正面的概率. 【解】(1) 223151115()()22232p C == (2) 1342111C ()()22245/325p == 16. 甲、乙两个篮球运动员,投篮命中率分别为0.7及0.6,每人各投了3次,求二人进球数相等的概率. 【解】 设A i ={甲进i 球},i =0,1,2,3,B i ={乙进i 球},i =0,1,2,3,则33312123330()(0.3)(0.4)C 0.7(0.3)C 0.6(0.4)i i i P A B ==+⨯⨯+2222333C (0.7)0.3C (0.6)0.4+(0.7)(0.6)⨯=0.3207617. 从5双不同的鞋子中任取4只,求这4只鞋子中至少有两只鞋子配成一双的概率. 【解】 4111152222410C C C C C 131C21p =-=18. 某地某天下雪的概率为0.3,下雨的概率为0.5,既下雪又下雨的概率为0.1,求:(1) 在下雨条件下下雪的概率;(2) 这天下雨或下雪的概率. 【解】 设A ={下雨},B ={下雪}.(1) ()0.1()0.2()0.5P AB p B A P A ===(2) ()()()()0.30.50.10.7p A B P A P B P AB =+-=+-=19. 已知一个家庭有3个小孩,且其中一个为女孩,求至少有一个男孩的概率(小孩为男为女是等可能的).【解】 设A ={其中一个为女孩},B ={至少有一个男孩},样本点总数为23=8,故()6/86()()7/87P AB P B A P A ===或在缩减样本空间中求,此时样本点总数为7.6()7P B A =20. 已知5%的男人和0.25%的女人是色盲,现随机地挑选一人,此人恰为色盲,问此人是男人的概率(假设男人和女人各占人数的一半).【解】 设A ={此人是男人},B ={此人是色盲},则由贝叶斯公式()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+0.50.05200.50.050.50.002521⨯==⨯+⨯ 21. 两人约定上午9∶00~10∶00在公园会面,求一人要等另一人半小时以上的概率.题21图题22图【解】设两人到达时刻为x,y,则0≤x,y≤60.事件“一人要等另一人半小时以上”等价于|x-y|>30.如图阴影部分所示.22301604P==22. 从(0,1)中随机地取两个数,求:(1)两个数之和小于65的概率;(2)两个数之积小于14的概率.【解】设两数为x,y,则0<x,y<1.(1)x+y<65.11441725510.68125p=-==(2) xy=<14.1111244111d d ln242xp x y⎛⎫=-=+⎪⎝⎭⎰⎰23. 设P(A)=0.3,P(B)=0.4,P(A B)=0.5,求P(B|A∪B)【解】()()()()()()()()P A B P A P A BP B A BP A B P A P B P A B-==+-0.70.510.70.60.54-==+-24. 在一个盒中装有15个乒乓球,其中有9个新球,在第一次比赛中任意取出3个球,比赛后放回原盒中;第二次比赛同样任意取出3个球,求第二次取出的3个球均为新球的概率. 【解】 设A i ={第一次取出的3个球中有i 个新球},i =0,1,2,3.B ={第二次取出的3球均为新球}由全概率公式,有3()()()i i i P B P BA P A ==∑33123213336996896796333333331515151515151515C C C C C C C C C C C CCCCCC C=∙+∙+∙+∙0.089= 25. 按以往概率论考试结果分析,努力学习的学生有90%的可能考试及格,不努力学习的学生有90%的可能考试不及格.据调查,学生中有80%的人是努力学习的,试问: (1)考试及格的学生有多大可能是不努力学习的人?(2)考试不及格的学生有多大可能是努力学习的人?【解】设A ={被调查学生是努力学习的},则A ={被调查学生是不努力学习的}.由题意知P(A )=0.8,P (A )=0.2,又设B ={被调查学生考试及格}.由题意知P (B |A )=0.9,P (B |A )=0.9,故由贝叶斯公式知 (1)()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+0.20.110.027020.80.90.20.137⨯===⨯+⨯ 即考试及格的学生中不努力学习的学生仅占2.702% (2) ()()()()()()()()()P A P B A P A B P A B P B P A P B A P A P B A ==+0.80.140.30770.80.10.20.913⨯===⨯+⨯ 即考试不及格的学生中努力学习的学生占30.77%.26. 将两信息分别编码为A 和B 传递出来,接收站收到时,A 被误收作B 的概率为0.02,而B 被误收作A 的概率为0.01.信息A 与B 传递的频繁程度为2∶1.若接收站收到的信息是A ,试问原发信息是A 的概率是多少? 【解】 设A ={原发信息是A },则={原发信息是B }C ={收到信息是A },则={收到信息是B } 由贝叶斯公式,得()()()()()()()P A P C A P A C P A P C A P A P C A =+2/30.980.994922/30.981/30.01⨯==⨯+⨯ 27. 在已有两个球的箱子中再放一白球,然后任意取出一球,若发现这球为白球,试求箱子中原有一白球的概率(箱中原有什么球是等可能的颜色只有黑、白两种) 【解】设A i ={箱中原有i 个白球}(i =0,1,2),由题设条件知P (A i )=13,i =0,1,2.又设B ={抽出一球为白球}.由贝叶斯公式知11112()()()()()()()i i i P B A P A P A B P A B P B P BA P A ===∑2/31/311/31/32/31/311/33⨯==⨯+⨯+⨯28. 某工厂生产的产品中96%是合格品,检查产品时,一个合格品被误认为是次品的概率为0.02,一个次品被误认为是合格品的概率为0.05,求在被检查后认为是合格品产品确是合格品的概率. 【解】 设A ={产品确为合格品},B ={产品被认为是合格品}由贝叶斯公式得()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+0.960.980.9980.960.980.040.05⨯==⨯+⨯ 29. 某保险公司把被保险人分为三类:“谨慎的”,“一般的”,“冒失的”.统计资料表明,上述三种人在一年内发生事故的概率依次为0.05,0.15和0.30;如果“谨慎的”被保险人占20%,“一般的”占50%,“冒失的”占30%,现知某被保险人在一年内出了事故,则他是“谨慎的”的概率是多少?【解】 设A ={该客户是“谨慎的”},B ={该客户是“一般的”},C ={该客户是“冒失的”},D ={该客户在一年内出了事故}则由贝叶斯公式得 ()()(|)(|)()()(|)()(|)()(|)P AD P A P D A P A D P D P A P D A P B P D B P C P D C ==++0.20.050.0570.20.050.50.150.30.3⨯==⨯+⨯+⨯ 30. 加工某一零件需要经过四道工序,设第一、二、三、四道工序的次品率分别为0.02,0.03,0.05,0.03,假定各道工序是相互独立的,求加工出来的零件的次品率.【解】设A i ={第i 道工序出次品}(i =1,2,3,4).412341()1()i i P A P A A A A ==-12341()()()()P A P A P A P A =-10.980.970.950.97=-⨯⨯⨯= 31. 设每次射击的命中率为0.2,问至少必须进行多少次独立射击才能使至少击中一次的概率不小于0.9?【解】设必须进行n 次独立射击.1(0.8)0.9n-≥即为 (0.8)0.n≤ 故 n ≥11 至少必须进行11次独立射击.32. 证明:若P (A |B )=P (A |B ),则A ,B 相互独立.【证】 (|)(|)P A B P A B =即()()()()P A B P A B P B P B =亦即 ()()()()P A B P B P A B P B = ()[1()][()()]()P AB P B P A P AB P B -=-因此 ()()()P A B P A P B = 故A 与B 相互独立.33. 三人独立地破译一个密码,他们能破译的概率分别为15,13,14,求将此密码破译出的概率.【解】 设A i ={第i 人能破译}(i =1,2,3),则31231231()1()1()()()i i P A P A A A P A P A P A ==-=-42310.6534=-⨯⨯=34. 甲、乙、丙三人独立地向同一飞机射击,设击中的概率分别是0.4,0.5,0.7,若只有一人击中,则飞机被击落的概率为0.2;若有两人击中,则飞机被击落的概率为0.6;若三人都击中,则飞机一定被击落,求:飞机被击落的概率. 【解】设A ={飞机被击落},B i ={恰有i 人击中飞机},i =0,1,2,3由全概率公式,得3()(|)()iii P A P A B P B ==∑=(0.4×0.5×0.3+0.6×0.5×0.3+0.6×0.5×0.7)0.2+(0.4×0.5×0.3+0.4×0.5×0.7+0.6×0.5×0.7)0.6+0.4×0.5×0.7=0.45835. 已知某种疾病患者的痊愈率为25%,为试验一种新药是否有效,把它给10个病人服用,且规定若10个病人中至少有四人治好则认为这种药有效,反之则认为无效,求: (1) 虽然新药有效,且把治愈率提高到35%,但通过试验被否定的概率.(2) 新药完全无效,但通过试验被认为有效的概率.【解】(1) 310110C(0.35)(0.65)0.5138k k kk p -===∑(2) 10102104C(0.25)(0.75)0.2241kk kk p -===∑36. 一架升降机开始时有6位乘客,并等可能地停于十层楼的每一层.试求下列事件的概率:(1) A =“某指定的一层有两位乘客离开”;(2) B =“没有两位及两位以上的乘客在同一层离开”; (3) C =“恰有两位乘客在同一层离开”; (4) D =“至少有两位乘客在同一层离开”.【解】 由于每位乘客均可在10层楼中的任一层离开,故所有可能结果为106种.(1) 2466C 9()10P A =,也可由6重贝努里模型:224619()C ()()1010P A =(2) 6个人在十层中任意六层离开,故6106P ()10P B =(3) 由于没有规定在哪一层离开,故可在十层中的任一层离开,有110C 种可能结果,再从六人中选二人在该层离开,有26C 种离开方式.其余4人中不能再有两人同时离开的情况,因此可包含以下三种离开方式:①4人中有3个人在同一层离开,另一人在其余8层中任一层离开,共有131948C C C 种可能结果;②4人同时离开,有19C 种可能结果;③4个人都不在同一层离开,有49P 种可能结果,故1213114610694899()C C (C C C C P )/10P C =++(4) D=B .故6106P ()1()110P D P B =-=-37. n 个朋友随机地围绕圆桌而坐,求下列事件的概率: (1) 甲、乙两人坐在一起,且乙坐在甲的左边的概率; (2) 甲、乙、丙三人坐在一起的概率;(3) 如果n 个人并排坐在长桌的一边,求上述事件的概率. 【解】 (1) 111p n =-(2) 23!(3)!,3(1)!n p n n -=>-(3) 12(1)!13!(2)!;,3!!n n p p n n nn --''===≥38. 将线段[0,a ]任意折成三折,试求这三折线段能构成三角形的概率 【解】 设这三段长分别为x ,y ,a -x -y .则基本事件集为由0<x <a ,0<y <a ,0<a -x -y <a 所构成的图形,有利事件集为由()()x y a x y x a x y y y a x y x+>--⎡⎢+-->⎢⎢+-->⎣ 构成的图形,即02022a x a y ax y a ⎡<<⎢⎢⎢<<⎢⎢⎢<+<⎢⎣ 如图阴影部分所示,故所求概率为14p =.39. 某人有n 把钥匙,其中只有一把能开他的门.他逐个将它们去试开(抽样是无放回的).证明试开k 次(k =1,2,…,n )才能把门打开的概率与k 无关. 【证】 11P 1,1,2,,P k n k np k n n--=== 40.把一个表面涂有颜色的立方体等分为一千个小立方体,在这些小立方体中,随机地取出一个,试求它有i 面涂有颜色的概率P (A i )(i =0,1,2,3).【解】 设A i ={小立方体有i 面涂有颜色},i =0,1,2,3.在1千个小立方体中,只有位于原立方体的角上的小立方体是三面有色的,这样的小立方体共有8个.只有位于原立方体的棱上(除去八个角外)的小立方体是两面涂色的,这样的小立方体共有12×8=96个.同理,原立方体的六个面上(除去棱)的小立方体是一面涂色的,共有8×8×6=384个.其余1000-(8+96+384)=512个内部的小立方体是无色的,故所求概率为01512384()0.512,()0.38410001000P A P A ====, 24968()0.096,()0.00810001000P A P A ====.41.对任意的随机事件A ,B ,C ,试证P (AB )+P (AC )-P (BC )≤P (A ). 【证】 ()[()](P A P A BC P A BA C≥= ()()()P A B P A C P A BC =+-()()()P A B P A C P B C ≥+- 42. 将3个球随机地放入4个杯子中去,求杯中球的最大个数分别为1,2,3的概率. 【解】 设i A ={杯中球的最大个数为i },i =1,2,3.将3个球随机放入4个杯子中,全部可能放法有43种,杯中球的最大个数为1时,每个杯中最多放一球,故3413C 3!3()48P A ==而杯中球的最大个数为3,即三个球全放入一个杯中,故1433C 1()416P A ==因此 213319()1()()181616P A P A P A =--=--= 或 12143323C C C 9()416P A ==43. 将一枚均匀硬币掷2n 次,求出现正面次数多于反面次数的概率. 【解】掷2n 次硬币,可能出现:A ={正面次数多于反面次数},B ={正面次数少于反面次数},C ={正面次数等于反面次数},A ,B ,C 两两互斥.可用对称性来解决.由于硬币是均匀的,故P (A )=P (B ).所以1()()2P C P A -=由2n 重贝努里试验中正面出现n 次的概率为211()()()22nn n n P C C =故 2211()[1C ]22nn n P A =-44. 掷n 次均匀硬币,求出现正面次数多于反面次数的概率.【解】设A ={出现正面次数多于反面次数},B ={出现反面次数多于正面次数},由对称性知P (A )=P (B )(1) 当n 为奇数时,正、反面次数不会相等.由P (A )+P (B )=1得P (A )=P (B )=0.5(2) 当n 为偶数时,由上题知211()[1C ()]22nn n P A =- 45. 设甲掷均匀硬币n +1次,乙掷n 次,求甲掷出正面次数多于乙掷出正面次数的概率.【解】 令甲正=甲掷出的正面次数,甲反=甲掷出的反面次数.乙正=乙掷出的正面次数,乙反=乙掷出的反面次数. 显然有>正正(甲乙)=(甲正≤乙正)=(n +1-甲反≤n -乙反)=(甲反≥1+乙反)=(甲反>乙反)由对称性知P (甲正>乙正)=P (甲反>乙反) 因此P (甲正>乙正)=1246. 证明“确定的原则”(Sure -thing ):若P (A |C )≥P (B |C ),P (A |C )≥P (B |C ),则P (A )≥P (B ).【证】由P (A |C )≥P (B |C ),得()(),()()P AC P BC P C P C ≥即有 ()()P A C P B C ≥ 同理由 (|)(|),P A C P B C ≥ 得 ()(),P A C P B C ≥ 故 ()()()()()()P A P A C P A C P B C P B CP B =+≥+=47.一列火车共有n 节车厢,有k (k ≥n )个旅客上火车并随意地选择车厢.求每一节车厢内至少有一个旅客的概率. 【解】 设A i ={第i 节车厢是空的},(i =1,…,n ),则121(1)1()(1)2()(1)1()(1)n kki kki j ki i i n P A nnP A A n n P A A A n--==-=--=-其中i 1,i 2,…,i n -1是1,2,…,n 中的任n -1个.显然n 节车厢全空的概率是零,于是2112111122111111123111()(1)C (1)2()C (1)1()C (1)()(1)n n nk ki n i ki j n i j nn kn i i i n i i i nn nn i ni S P A n nnS P A A n n S P A A A nS P A S S S S --=≤<≤--≤<<≤+===-=-==--==-==-+-+-∑∑∑121121C (1)C (1)(1)C(1)kkn n kn nn n nnn--=---++-- 故所求概率为121121()1C (1)C (1)n k i i n n i P A nn=-=--+--+ 111(1)C (1)n n kn n n+----48.设随机试验中,某一事件A 出现的概率为ε>0.试证明:不论ε>0如何小,只要不断地独立地重复做此试验,则A 迟早会出现的概率为1. 【证】在前n 次试验中,A 至少出现一次的概率为1(1)1()nn ε--→→∞49.袋中装有m 只正品硬币,n 只次品硬币(次品硬币的两面均印有国徽).在袋中任取一只,将它投掷r 次,已知每次都得到国徽.试问这只硬币是正品的概率是多少? 【解】设A ={投掷硬币r 次都得到国徽}B ={这只硬币为正品}由题知 (),()m n P B P B m nm n==++1(|),(|)12rP A B P A B ==则由贝叶斯公式知()()(|)(|)()()(|)()(|)P AB P B P A B P B A P A P B P A B P B P A B ==+121212rrr mm m n m n m nm n m n+==++++ 50.巴拿赫(Banach )火柴盒问题:某数学家有甲、乙两盒火柴,每盒有N 根火柴,每次用火柴时他在两盒中任取一盒并从中任取一根.试求他首次发现一盒空时另一盒恰有r 根的概率是多少?第一次用完一盒火柴时(不是发现空)而另一盒恰有r 根的概率又有多少?【解】以B 1、B 2记火柴取自不同两盒的事件,则有121()()2P B P B ==.(1)发现一盒已空,另一盒恰剩r 根,说明已取了2n -r 次,设n 次取自B 1盒(已空),n -r 次取自B 2盒,第2n -r +1次拿起B 1,发现已空。
概率论与数理统计习题 第一章 概率论的基本概念习题1-1 设C B A ,,为三事件,用C B A ,,的运算关系表示下列各事件.(1)A 发生,B 与C 不发生, (2)A 与B 都发生,而C 不发生,(3)C B A ,,中至少有一个发生,(4)C B A ,,都发生,(5)C B A ,,都不发生, (6)C B A ,,中不多于一个发生, (7)C B A ,,中不多于两个发生, (8)C B A ,,中至少有两个发生,解(1)A 发生,B 与C 不发生表示为C B A 或A - (AB+AC )或A - (B ∪C ) (2)A ,B 都发生,而C 不发生表示为C AB 或AB -ABC 或AB -C (3)A ,B ,C 中至少有一个发生表示为A+B+C (4)A ,B ,C 都发生,表示为ABC(5)A ,B ,C 都不发生,表示为C B A 或S - (A+B+C)或C B A ⋃⋃(6)A ,B ,C 中不多于一个发生,即A ,B ,C 中至少有两个同时不发生,相当于C A C B B A ,,中至少有一个发生。
故 表示为:C A C B B A ++。
(7)A ,B ,C 中不多于二个发生相当于C B A ,,中至少有一个发生。
故表示为ABC C B A 或++(8)A ,B ,C 中至少有二个发生。
相当于AB ,BC ,AC 中至少有一个发生。
故表示为AB +BC +AC习题1-2 设B A ,为两事件且6.0)(=A P ,7.0)(=B P ,问(1)在什么条件下)(AB P 取得最大值,最大值是多少?(2)在什么条件下)(AB P 取得最小值,最小值是多少?解 由P (A ) = 0.6,P (B ) = 0.7即知AB ≠φ,(否则AB = φ依互斥事件加法定理, P (A ∪B )=P (A )+P (B )=0.6+0.7=1.3>1与P (A ∪B )≤1矛盾).从而由加法定理得P (AB )=P (A )+P (B )-P (A ∪B )(*)(1)从0≤P (AB )≤P (A )知,当AB =A ,即A ∩B 时P (AB )取到最大值,最大值为 P (AB )=P (A )=0.6,(2)从(*)式知,当A ∪B=S 时,P (AB )取最小值,最小值为 P (AB )=0.6+0.7-1=0.3 。
习题解答1. 将一枚均匀的硬币抛两次,事件C B A ,,分别表示“第一次出现正面”,“两次出现同一面”,“至少有一次出现正面”。
试写出样本空间及事件C B A ,,中的样本点。
解:{=Ω(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)}{=A (正,正),(正,反)};{=B (正,正),(反,反)}{=C (正,正),(正,反),(反,正)}2. 在掷两颗骰子的试验中,事件D C B A ,,,分别表示“点数之和为偶数”,“点数之和小于5”,“点数相等”,“至少有一颗骰子的点数为3”。
试写出样本空间及事件D C B A BC C A B A AB ---+,,,,中的样本点。
解:{})6,6(,),2,6(),1,6(,),6,2(,),2,2(),1,2(),6,1(,),2,1(),1,1(ΛΛΛΛ=Ω;{})1,3(),2,2(),3,1(),1,1(=AB ;{})1,2(),2,1(),6,6(),4,6(),2,6(,),5,1(),3,1(),1,1(Λ=+B A ;Φ=C A ;{})2,2(),1,1(=BC ;{})4,6(),2,6(),1,5(),6,4(),2,4(),6,2(),4,2(),5,1(=---D C B A3. 以C B A ,,分别表示某城市居民订阅日报、晚报和体育报。
试用C B A ,,表示以下事件:(1)只订阅日报; (2)只订日报和晚报; (3)只订一种报; (4)正好订两种报; (5)至少订阅一种报; (6)不订阅任何报; (7)至多订阅一种报; (8)三种报纸都订阅; (9)三种报纸不全订阅。
解:(1)C B A ; (2)C AB ; (3)C B A C B A C B A ++;(4)BC A C B A C AB ++;(5)C B A ++;(6)C B A ; (7)C B A C B A C B A C B A +++或C B C A B A ++ (8)ABC ; (9)C B A ++4. 甲、乙、丙三人各射击一次,事件321,,A A A 分别表示甲、乙、丙射中。
吴赣昌编 《概率论与数理统计》(理工类)三版课后习题解答习题1-31、袋中5个白球,3个黑球,一次任取两个。
(1)求取到的两个求颜色不同的概率;(2)求取到的两个求中有黑球的概率。
解:略2、10把钥匙有3把能打开门,今取两把,求能打开门的概率。
解:设A=“能打开”,则210S n C =法一,取出的两把钥匙,可能只有一把能打开,可能两把都能打开,则112373A n C C C =+ 所以()A Sn P A n = 法二,A ={都打不开},即取得两把钥匙是从另7把中取得的,则27A n C =,所以27210()1()1C P A P A C =-=- 3、两封信投入四个信筒,求(1)前两个信筒没有信的概率,(2)第一个信筒内只有一封信的概率。
解:24S n =(两封信投入四个信筒的总的方法,重复排列)(1)设A=“前两个信筒没有信”,即两封信在余下的两个信筒中重复排列,22A n =;(2)设B=“第一个信筒内只有一封信”,则应从两封信中选一封放在第一个信筒中,再把余下的一封信放入余下的三个信筒中的任一个,1123B n C =带入公式既得两个概率。
4、一副扑克牌52张,不放回抽样,每次取一张,连续抽4张,求花色各异的概率.解:略5、袋中有红、黄、黑色求各一个,有放回取3次,求下列事件的概率。
A=“三次都是红球”;B=“三次未抽到黑球”,C=“颜色全不相同”,D=“颜色不全相同” 解:略6、从0,1,2,,9L 等10个数字中,任意选出不同的三个数字,试求下列事件的概率:1A =‘三个数字中不含0和5’,2A =‘三个数字中不含0或5’,3A =‘三个数字中含0但不含5’.解 3813107()15C P A C ==. 333998233310101014()15C C C P A C C C =+-=, 或 182231014()1()115C P A P A C =-=-=, 2833107()30C P A C ==. 7、从一副52张的扑克牌中任取3张,不重复,计算取出的3张牌中至少有2张花色相同的概率。
第一章思 考 题1.事件的和或者差的运算的等式两端能“移项”吗?为什么?2.医生在检查完病人的时候摇摇头“你的病很重,在十个得这种病的人中只有一个能救活. ”当病人被这个消息吓得够呛时,医生继续说“但你是幸运的.因为你找到了我,我已经看过九个病人了,他们都死于此病,所以你不会死” ,医生的说法对吗?为什么?3.圆周率 1415926.3=π是一个无限不循环小数, 我国数学家祖冲之第一次把它计算到小数点后七位, 这个记录保持了1000多年! 以后有人不断把它算得更精确. 1873年, 英国学者沈克士公布了一个π的数值, 它的数目在小数点后一共有707位之多! 但几十年后, 曼彻斯特的费林生对它产生了怀疑. 他统计了π的608位小数, 得到了下表:675844625664686762609876543210出现次数数字 你能说出他产生怀疑的理由吗?答:因为π是一个无限不循环小数,所以,理论上每个数字出现的次数应近似相等,或它们出现的频率应都接近于0.1,但7出现的频率过小.这就是费林产生怀疑的理由.4.你能用概率证明“三个臭皮匠胜过一个诸葛亮”吗?5.两事件A 、B 相互独立与A 、B 互不相容这两个概念有何关系?对立事件与互不相容事件又有何区别和联系?6.条件概率是否是概率?为什么?习 题1.写出下列试验下的样本空间:(1)将一枚硬币抛掷两次答:样本空间由如下4个样本点组成{(,)(,)(,)(,)Ω=正正,正反,反正,反反 (2)将两枚骰子抛掷一次答:样本空间由如下36个样本点组成{(,),1,2,3,4,5,6}i j i j Ω==(3)调查城市居民(以户为单位)烟、酒的年支出答:结果可以用(x ,y )表示,x ,y 分别是烟、酒年支出的元数.这时,样本空间由坐标平面第一象限内一切点构成 .{(,)0,0}x y x y Ω=≥≥2.甲,乙,丙三人各射一次靶,记-A “甲中靶” -B “乙中靶” -C “丙中靶” 则可用上述三个事件的运算来分别表示下列各事件:(1) “甲未中靶”: ;A(2) “甲中靶而乙未中靶”: ;B A(3) “三人中只有丙未中靶”: ;C AB(4) “三人中恰好有一人中靶”: ;C B A C B A C B A(5)“ 三人中至少有一人中靶”: ;C B A(6)“三人中至少有一人未中靶”: ;C B A 或;ABC(7)“三人中恰有两人中靶”: ;BC A C B A C AB(8)“三人中至少两人中靶”: ;BC AC AB(9)“三人均未中靶”: ;C B A(10)“三人中至多一人中靶”: ;C B A C B A C B A C B A(11)“三人中至多两人中靶”: ;ABC 或;C B A3 .设,A B 是两随机事件,化简事件 (1)()()A B A B (2) ()()A B A B 解:(1)()()A B AB AB AB B B ==, (2) ()()A B A B ()A B A B B A A B B ==Ω=.4.某城市的电话号码由5个数字组成,每个数字可能是从0-9这十个数字中的任一个,求电话号码由五个不同数字组成的概率. 解:51050.302410P P ==. 5.n 张奖券中含有m 张有奖的,k 个人购买,每人一张,求其中至少有一人中奖的概率。
概率论与数理统计第一章习题参考答案第一章随机事件及其概率1.解决方案:(1)s??2,3,4,5,67? (2) s??2,3,4,?? (3) s??h、 th,tth,??(4)s??hh,ht,t1,t2,t3,t4,t5,t6?2.解:?p(a)?14,p(b)?12,p(ab)?1814? 12? 18? 58? p(a?b)?p(a)?p(b)?p(ab)?p(ab)?p(b)?p(ab)=?p(ab)?1?p(ab)?1?1812??7818?38p[(a?b)(ab)]?p[(a?b)?(ab)]p(ab)p(ab)(abab)5818123.解决方案:使用a表示事件“获得的三位数不包含数字1”P(a)?C8C9C990011?8.9? 9900? 一千八百二十五4、解:用a表示事件“取到的三位数是奇数”,用b表示事件“取到的三位数大于330”(1)p(a)?c3c4c4ca121525111?3?4?45?5?41=0.482) p(b)?c2a5?c2c4c5a5121?2.5.4.1.2.45? 5.4=0.485、解:用a表示事件“4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球”,用b表示事件“4只中至少有2只红球”,用c表示事件“4只中没有只白球”(1)p(a)?c5c4c3c12132114=1204954=833(2) p(b)?1.c4c8?c8c412=202195?67165或p(b)?c4c8?c4c8?c4c41222314?67165一(3)p(c)?c7c4412?35495?7996.解决方案:使用a表示事件“在特定销售点获得的K提单”P(a)?cn(m?1)mnkn?K7、解:用a表示事件“3只球至少有1只配对”,用b表示事件“没有配对”(1)p(a)?(2)p(b)?3?13?2?12?1?13?2?1??2313或p(a)?1?2.1.13? 2.1.238、解p(a)?0.5,p(b)?0.3,p(ab)?0.1p(ab)p(b)p(ab)p(a)(1)p(ab)??0.10.30.10.5? 1315,p(ba)p(a?b)?p(a)?p(b)?p(ab)?0.5? 0.3? 0.1? 零点七p[a(a?b)]p(a?b)p(a?ab)p(a?b)p(ab)p(a?b)p(aa?b)p(ab)p(a?b)0.10.717?0.50.7?57 p(aba?b)?p[(ab)(a?b)]p(a?b)p(ab)p(ab)p(aab)?p[a(ab)]p(ab)??1(2)设定人工智能??第一次拿到白球?我1,2,3,4则p(a1a2a3a4)?p(a1)p(a2a1)p(a3a1a2)p(a4a1a2a3)?611?712?513?412?84020592?0.04089.解决方案:用a表示“两个球中至少有一个红球”,用B表示“两个都是红球”。
概率论与数理统计第一章课后习题及参考答案1.写出下列随机试验的样本空间.(1)记录一个小班一次数学考试的平均分数(以百分制记分);(2)一个口袋中有5个外形相同的球,编号分别为1,2,3,4,5,从中同时取出3个球;(3)某人射击一个目标,若击中目标,射击就停止,记录射击的次数;(4)在单位圆内任意取一点,记录它的坐标.解:(1)}100,,2,1{ =Ω;(2)}345,235,234,145,135,134,125,124,123{=Ω;(3)},2,1{ =Ω;(4)}|),{(22y x y x +=Ω.2.在}10,,2,1{ =Ω,}432{,,=A ,}5,4,3{=B ,}7,6,5{=C ,具体写出下列各式:(1)B A ;(2)B A ;(3)B A ;(4)BC A ;(5)C B A .解:(1),9,10}{1,5,6,7,8=A ,}5{=B A ;(2)}10,9,8,7,6,5,4,3,1{=B A ;(3)法1:}10,9,8,7,6,2,1{=B ,}10,9,8,7,6,1{=B A ,}5,4,3,2{=B A ;法2:}5,4,3,2{===B A B A B A ;(4)}5{=BC ,}10,9,8,7,6,4,3,2,1{=BC ,}4,3,2{=BC A ,}10,9,8,7,6,5,1{=BC A ;(5)}7,6,5,4,3,2{=C B A ,{1,8,9,10}=C B A .3.设}20|{≤≤=Ωx x ,}121|{≤<=x x A ,}2341|{≤≤=x x B ,具体写出下列各式:(1)B A ;(2)B A ;(3)AB ;(4)B A .解:(1)B B A = ,}223,410|{≤<<≤==x x x B B A ;(2)=B A ∅;(3)A AB =,}21,210|{≤<≤≤==x x x A AB ;(4)}231,2141|{<<<≤=x x x B A .4.化简下列各式:(1)))((B A B A ;(2)))((C B B A ;(3)))((B A B A B A .解:(1)A B B A B A B A ==)())(( ;(2)AC B C A B C B B A ==)())((;(3))())()((B A B B A B A B A B A =AB AB A A B A A === )(.5.A ,B ,C 表示3个事件,用文字解释下列事件的概率意义:(1)C B A C A C B A ;(2)BC AC AB ;(3)(C B A ;(4)BC AC AB .解:(1)A ,B ,C 恰有一个发生;(2)A ,B ,C 中至少有一个发生;(3)A 发生且B 与C 至少有一个不发生;(4)A ,B ,C 中不多于一个发生.6.对于任意事件A ,B ,证明:Ω=-A B A AB )(.证:A B B A A B A AB A B A AB )()(==-Ω==Ω=A A A A .7.把事件C B A 表示为互不相容事件的和事件.解:)()[(C A B A A A C B A C B A =-=)(B A A A A C A B A A ==CB A BC A B A A )(=C B A B A A =.8.设0)(>A P ,0)(>B P ,将下列5个数)(A P ,)()(B P A P -,)(B A P -,)()(B P A P +,)(B A P 按有小到大的顺序排列,用符号“≤”联结它们,并指出在什么情况下可能有等式成立.解:因为0)(>A P ,0)(>B P ,)()(B P AB P ≤,故)()()()()()()()()(B P A P B A P A P B A P AB P A P B P A P +≤≤≤-=-≤- ,所以)()()()()()()(B P A P B A P A P B A P B P A P +≤≤≤-≤- .(1)若A B ⊂,则有)()()(B A P B P A P -=-,)()(B A P A P =;(2)若=AB ∅,则有)()(A P B A P =-,)()()(B P A P B A P += .9.已知B A ⊂,3.0)(=A P ,5.0)(=B P ,求)(A P ,)(AB P ,)(B A P 和)(B A P .解:(1)7.0)(1(=-=A P A P ;(2)B A ⊂ ,A AB =∴,则3.0)()(==A P AB P ;(3)2.0)()()()(=-=-=AB P B P A B P B A P ;(4))(1()(B A P B A P B A P -==5.0)]()()([1=-+-=AB P B P A P .10.设有10件产品,其中6件正品,4件次品,从中任取3件,求下列事件的概率.(1)只有1件次品;(2)最多1件次品;(3)至少一件次品.解:从10件产品中任取3件,共有310C 种取法,(1)记=A {从10件产品中任取3件,只有1件次品},只有1件次品,可从4件次品中任取1件次品,共14C 中取法,另外的两件为正品,从6件正品中取得,共26C 种取法.则事件A 共包含2614C C 个样本点,21)(3102614==C C C A P .(2)记=B {从10件产品中任取3件,最多有1件次品},=C {从10件产品中任取3件,没有次品},则C A B =,且A 与C 互不相容.没有次品,即取出的3件产品全是正品,共有36C 种取法,则61)(31036==C C C P ,32)()()()(=+==C P A P C A P B P .(3)易知=C {从10件产品中任取3件,至少有1件次品},则65)(1(=-=C P C P .11.盒子里有10个球,分别标有从1到10的标号,任选3球,记录其号码,求:(1)最小号码为5的概率;(2)最大号码为5的概率.解:从10个球中任选3球,共有310C 种选法,(1)记=A {从10个球中任选3球,最小标号为5},事件A 发生,则选出球的最小标号为5,另外两个球的标号只可从6,7,8,9,10这5个数中任选,共有25C 种选法,则121)(31025==C C A P .(2)记=B {从10个球中任选3球,最大标号为5},事件B 发生,则选出球的最大标号为5,另外两个球的标号只可从1,2,3,4这4个数中任选,共有24C 种选法,则201)(31024==C C B P .12.设在口袋中有a 个白球,b 个黑球,从中一个一个不放回地摸球,直至留在在口袋中的球都是同一种颜色为止.求最后是白球留在口袋中的概率.解:设=A {最后是白球留在口袋中},事件A 即把b a +个球不放回地一个一个摸出来,最后摸到的是白球,此概率显然为ba a A P +=)(.13.一间学生寝室中住有6位同学,假定每个人的生日在各个月份的可能性相同,求下列事件的概率:(1)6个人中至少有1人的生日在10月份;(2)6个人中有4人的生日在10月份;(3)6个人中有4人的生日在同一月份.解:设=i B {生日在i 月份},则=i B {生日不在i 月份},12,,2,1 =i ,易知121)(=i B P ,1211)(=i B P ,12,,2,1 =i .(1)设=A {6个人中至少有1人的生日在10月份},则=A {6个人中没有一个人的生日在10月份},66101211(1)]([1)(1)(-=-=-=B P A P A P ;(2)设=C {6个人中有4人的生日在10月份},则62244621041046121115)1211()121()]([)]([)(⋅===C B P B P C C P ;(3)设=D {6个人中有4人的生日在同一月份},则52112121115)()(⋅==C P C D P .14.在半径为R 的圆内画平行弦,如果这些弦与垂直于弦的直径的交点在该直径上的位置是等可能的,即交点在这一直径上一个区间内的可能性与此区间的长度成正比,求任意画的弦的长度大于R 的概率.解:设弦与该直径的交点到圆心的距离为x ,已知,当R x 23<,弦长大于半径R ,从而所求的概率为232232=⋅=R R P .15.甲乙两艘轮船驶向一个不能同时停泊两艘轮船的码头停泊,它们在同一昼夜内到达的时刻是等可能的,如果甲船的停泊时间是1h ,乙船的停泊时间是2h ,求它们中的任何一艘都不需要等候码头空出的概率.解:设=A {两艘中的任何一艘都不需要等候码头空出},则=A {一艘船到达泊位时必须等待},分别用x 和y 表示第一、第二艘船到达泊位的时间,则}10,20|),{(≤-≤≤-≤=x y y x y x A ,从而1207.0242221232124)()()(2222≈⋅-⋅-=Ω=μμA A P ;8993.0)(1)(≈-=A P A P .16.甲、乙两人独立地对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,现已知目标被击中,问由甲射中的概率为多少?解:设=A {甲击中目标},=B {乙击中目标},=C {目标被击中},则B A C =,由题设知A 与B 相互独立,且6.0)(=A P ,5.0)(=B P ,所以)()()()()(AB P B P A P B A P C P -+== 8.0)()()()(=-+=B P A P B P A P ,从而43)()()()()|(===C P A P C P AC P C A P .17.某地区位于河流甲与河流乙的汇合点,当任一河流泛滥时,该地区即被淹没,设在某时期内河流甲泛滥的概率是0.1,河流乙泛滥的概率是0.2,又当河流甲泛滥时引起河流乙泛滥的概率为0.3,求在该时期内这个地区被淹没的概率,又当河流乙泛滥时,引起河流甲泛滥的概率是多少?解:=A {甲河流泛滥},=B {乙河流泛滥},=C {该地区被淹没},则B A C =,由题设知1.0)(=A P ,2.0)(=B P ,3.0)|(=A B P ,从而)()()()()(AB P B P A P B A P C P -+== 27.0)|()()()(=-+=A B P A P B P A P ,15.0)()|()()()()|(===B P A B P A P B P AB P B A P .18.设n 件产品中有m 件不合格品,从中任取两件,已知两件中有一件不合格品,求另一件也是不合格品的概率.解:设=A {有一件产品是不合格品},=B {另一件产品也是不合格品},=i D {取出的两件产品中有i 件不合格品},2,1,0=i ,显然,21D D A =,=21D D ∅,2D B AB ==.=Ω{从n 件产品种任取两件},共有2nC 种取法;若1D 发生,即取出的两件产品中有1件不合格品,则该不合格品只能从m 件不合格品中取得,共有1m C 种取法;另一件为合格品,只能从m n -件合格品中取得,共有1m n C -种取法,则事件1D 中共有11m n m C C -个样本点,)1()(2)(2111--==-n n m n m C C C D P n m n m ,类似地,)1()1()(222--==n n m m C C D P n m ,所以)1()1()(2)()()()(2121--+-=+==n n m m m n m D P D P D D P A P ,)1()1()()(2--==n n m m D P AB P ,于是所求概率为121)()()|(---==m n m A P AB P A B P .19.10件产品中有3件次品,每次从其中任取一件,取出的产品不再放回去,求第三次才取得合格品的概率.解:设=i A {第i 次取得合格品},3,2,1=i ,则所求概率为12878792103)|()|()()(213121321=⋅⋅==A A A P A A P A P A A A P .20.设事件A 与B 互不相容,且1)(0<<B P ,证明:)(1)(|(B P A P B A P -=.证: 事件A 与B 互不相容,则0)(=AB P ,)(1)()(1)()()(1)()(()|(B P A P B P AB P A P B P B A P B P B A P B A P -=--=--==.21.设事件A 与B 相互独立,3.0)(=A P ,45.0)(=B P ,求下列各式的值:(1))|(A B P ;(2))(B A P ;(3)(B A P ;(4)|(B A P .解: 事件A 与相互独立,∴事件A 与B 也相互独立,(1)45.0)()|(==B P A B P ;(2))()()()(AB P B P A P B A P -+= )()()()(B P A P B P A P -+=615.0=;(3)385.0)](1)][(1[)(()(=--==B P A P B P A P B A P ;(4)7.0()|(==A P B A P .22.某种动物活到10岁的概率为0.92,活到15岁的概率为0.67,现有一只10岁的该种动物,求其能活到15岁的概率.解:设=A {该种动物能活到10岁},=B {该种动物能活到15岁},显然A B ⊂,由题设可知92.0)(=A P ,67.0)(=B P ,所以9267)()()()()|(===A P B P A P AB P A B P .23.某商店出售的电灯泡由甲、乙两厂生产,其中甲厂的产品占60%,乙厂的产品占40%,已知甲厂产品的次品率为4%,乙厂的次品率为5%.一位顾客随机地取出一个电灯泡,求它是合格品的概率.解:设=A {电灯泡是次品},=1B {电灯泡由甲厂生产},=2B {电灯泡由乙厂生产},则=A {电灯泡是合格品}.由题设可知6.0)(1=B P ,4.0)(2=B P ,04.0)|(1=B A P ,05.0)|(2=B A P ,044.0)|()()|()()(2211=+=B A P B P B A P B P A P ,所以956.0)(1)(=-=A P A P .24.已知男子有5%是色盲患者,女子有0.25%是色盲患者.今从男女人数相等的人群中随机地挑选一人,恰好是色盲患者,问此人是男性的概率是多少?解:设=A {选出的人是色盲患者},=B {选出的人是男性},=B {选出的人是女性},由题设可知21()(==B P B P ,05.0)|(=B A P ,0025.0)|(=B A P ,则2120)|()()|()()|()()|(=+=B A P B P B A P B P B A P B P A B P .25.甲、乙、丙三人独立地向一敌机射击,设甲、乙、丙命中率分别为0.4,0.5和0.7,又设敌机被击中1次、2次、3次而坠毁的概率分别为0.2,0.6和1.现三人向敌机各射击一次,求敌机坠毁的概率.解:设1A ,2A ,3A 分别表示甲、乙、丙射击击中敌机,=i B {敌机被击中i 次},3,2,1=i ,=C {敌机坠毁},则3213213211A A A A A A A A A B =,3213213212A A A A A A A A A B =,3213A A A B =,由题设可知4.0)(1=A P ,5.0)(2=A P ,7.0)(3=A P ,2.0)|(1=B C P ,6.0)|(2=B C P ,1)|(3=B C P ,则)()()()(3213213211A A A P A A A P A A A P B P ++=)()()()()()()()()(321321321A P A P A P A P A P A P A P A P A P ++=36.0=,类似地,51.0)(2=B P ,14.0)(3=B P ,由全概率公式得458.0)|()()(31==∑=i i i B C P B P C P .26.三人独立地破译一份密码,已知各人能译出的概率分别为51,31和41.问三人中至少有一人能将此密码译出的概率是多少?解:分别设事件A ,B ,C 为甲、乙、丙破译密码,则三人中至少有一人能将此密码译出可表示为C B A ,有)()()()()()()()(ABC P BC P AC P AB P C P B P A P C B A P +---++= )()()()()()()()()()()()(C P B P A P C P B P C P A P B P A P C P B P A P +---++=53=.27.甲袋中装有n 只白球、m 只红球,乙袋中装有N 只白球、M 只红球.今从甲袋中任意取一只球放入乙袋中,再从乙袋中任意取一只球,问取到白球的概率是多少?解:设=A {从甲袋中取出白球},=B {从乙袋中取出白球},则由题设可知m n n A P +=)(,m n m A P +=(,11)|(+++=M N N A B P ,1|(++=M N N A B P ,由全概率公式,得)|(()|()()(A B P A P A B P A P B P +=)1)(()1(+++++=N M n m mN N n .28.从区间)1,0(内任取两个数,求这两个数的和小于1.2的概率.解:设x 和y 分别为所取的两个数,显然10≤≤x ,10≤≤y ,即试验的样本空间为边长为1的单位正方形,记}2.1|),{(<+=y x y x A ,由几何概型,有68.0118.08.02111)(=⨯⨯⨯-⨯=A P .29.一个系统由4个元件联结而成(如图),每个元件的可靠性(即元件能正常工作的概率)为r (10<<r ),假设各个元件独立地工作,求系统的可靠性.解:设=i A {第i 个元件能正常工作},4,3,2,1=i ,=B {系统能正常工作},则4314214321)(A A A A A A A A A A B ==,由题知r A P i =)(,i A 相互独立,4,3,2,1=i ,所以)()(431421A A A A A A P B P =)()()(4321431421A A A A P A A A P A A A P -+=)(()()()()()()()()(4321431421A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P -+=3)2(r r -=.30.某篮球运动员投篮命中的概率为0.8,求他在5次独立投篮中至少命中2次的概率.解:设=A {该篮球运动员5次独立投篮中至少命中2次},=i B {该篮球运动员5次独立投篮中命中的次数},5,,1,0 =i ,则由题可知5432B B B B A =,10B B A =,i B 互不相容,5,,1,0 =i ,所以)()(1)(1)(10B P B P A P A P --=-=9933.02.08.02.08.0141155005=⋅⋅-⋅⋅-=C C .31.设概率统计课的重修率为5%,若某个班至少一人重修的概率不小于0.95,1324问这个班至少有多少名同学?解:设该班有n 名同学,=A {该班每名同学概率统计课重修},=i B {该班n 名同学中有i 名同学概率统计课重修},=C {该班n 名同学中至少有1名同学概率统计课重修},则 ni i n B B B B C 121===,0B C =,由题可知05.0)(=A P ,n n n C B P C P C P 95.0195.005.01)(1)(1)(000-=⋅⋅-=-=-=,由题意,应有95.095.01=-n ,解得59=n .32.某种灯泡使用时数在1000h 以上的概率为0.6,求3个灯泡在使用1000h 以后最多有1个损坏的概率.解:设=A {该种灯泡使用时数在h 1000以上},=i B {3个灯泡在使用h 1000以后有i 个损坏},3,2,1,0=i ,=C {3个灯泡在使用h 1000以后最多有1个损坏},则10B B C =,由题知6.0)(=A P ,i B 互不相容,3,2,1,0=i ,所以648.06.04.06.04.0)()()(2113300310=⋅⋅+⋅⋅=+=C C B P B P C P .33.甲、乙两名篮球运动员投篮的命中率分别为0.7和0.6,每人投篮3次,求:(1)二人进球数相等的概率;(2)甲比乙进球数多的概率.解:设=A {甲篮球运动员投篮命中},=B {乙篮球运动员投篮命中},=i A {甲篮球运动员投篮命中i 次},3,2,1,0=i ,=i B {乙篮球运动员投篮命中i 次},3,2,1,0=i ,=C {甲、乙进球数相等},=D {甲比乙进球数多},由题可知A 与B 相互独立,i A 相互独立,i B 相互独立,i A 与i B 相互独立,7.0)(=A P ,6.0)(=B P ,i i i i C A P -⋅⋅=333.07.0)(,i i i i C B P -⋅⋅=334.06.0)(,3,2,1,0=i ,(1) 30==i i i B A C ∑∑======303030)()()()()(i i i i i i i i i B P A P B A P B A P C P 3208.0=;(2)3310201)(B A B B A B A D =,从而有))(()(3310201B A B B A B A P D P =)(]([)(3310201B A P B B A P B A P ++= )()()()(33120201B A P B A P B A P B A P +++=)()()()()()()()(33120201B P A P B P A P B P A P B P A P +++=4362.0=.34.若三事件A ,B ,C 相互独立,证明:B A 及B A -都与C 相互独立.证:(1))())((BC AC P C B A P =)()()(ACBC P BC P AC P -+=)()()(ABC P BC P AC P -+=)()()()()()()(C P B P A P C P B P C P A P -+=)()]()()()([C P B P A P B P A P -+=)()]()()([C P AB P B P A P -+=)()(C P B A P =所以B A 与C 相互独立.(2))())((BC AC P C B A P -=-)()(ABC P AC P -=)()()()()(C P B P A P C P A P -=)()]()()([C P B P A P A P -=)()]()([C P AB P A P -=)()(C P B A P -=,所以B A -与C 相互独立.35.设袋中有1个黑球和1-n 个白球,每次从袋中随机摸出一球,并放入一个白球,连续进行,问第k 次摸到白球的概率是多少?解:设=A {第k 次摸到白球},=A {第k 次摸到黑球},A 发生表示前1-k 次摸球摸到的都是白球,第k 次摸到的是黑球.前1-k 次摸球,每次摸到白球的概率均为n n 1-,第k 次摸到黑球的概率为n1,每次摸球相互独立,可知n n n A P k 1)1()(1⋅-=-,则n n n A P A P k 11(1)(1)(1⋅--=-=-.。
习题1.1解答1. 将一枚均匀的硬币抛两次,事件C B A ,,分别表示“第一次出现正面”,“两次出现同一面”,“至少有一次出现正面”。
试写出样本空间及事件C B A ,,中的样本点。
解:{=Ω(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)}{=A (正,正),(正,反)};{=B (正,正),(反,反)} {=C (正,正),(正,反),(反,正)}2. 在掷两颗骰子的试验中,事件D C B A ,,,分别表示“点数之和为偶数”,“点数之和小于5”,“点数相等”,“至少有一颗骰子的点数为3”。
试写出样本空间及事件D C B A BC C A B A AB ---+,,,,中的样本点。
解:{})6,6(,),2,6(),1,6(,),6,2(,),2,2(),1,2(),6,1(,),2,1(),1,1( =Ω;{})1,3(),2,2(),3,1(),1,1(=AB ;{})1,2(),2,1(),6,6(),4,6(),2,6(,),5,1(),3,1(),1,1( =+B A ; Φ=C A ;{})2,2(),1,1(=BC ;{})4,6(),2,6(),1,5(),6,4(),2,4(),6,2(),4,2(),5,1(=---D C B A3. 以C B A ,,分别表示某城市居民订阅日报、晚报和体育报。
试用C B A ,,表示以下事件:(1)只订阅日报; (2)只订日报和晚报; (3)只订一种报; (4)正好订两种报; (5)至少订阅一种报; (6)不订阅任何报; (7)至多订阅一种报; (8)三种报纸都订阅; (9)三种报纸不全订阅。
解:(1)C B A ; (2)C AB ; (3)C B A C B A C B A ++;(4)BC A C B A C AB ++; (5)C B A ++;(6)C B A ; (7)C B A C B A C B A C B A +++或C B C A B A ++(8)ABC ; (9)C B A ++4. 甲、乙、丙三人各射击一次,事件321,,A A A 分别表示甲、乙、丙射中。
试说明下列事件所表示的结果:2A , 32A A +, 21A A , 21A A +, 321A A A ,313221A A A A A A ++.解:甲未击中;乙和丙至少一人击中;甲和乙至多有一人击中或甲和乙至少有一人未击中;甲和乙都未击中;甲和乙击中而丙未击中;甲、乙、丙三人至少有两人击中。
5. 设事件C B A ,,满足Φ≠ABC ,试把下列事件表示为一些互不相容的事件的和:C B A ++,C AB +,AC B -.解:如图:BCA CBC AB A B BCA CB AC AB AC B C C AB C AB C B A C B A BC A ABC C AB C B A C B A C B A +=+=++=-+=+++++++=++;;6. 若事件C B A ,,满足C B C A +=+,试问B A =是否成立?举例说明。
解:不一定成立。
例如:{}5,4,3=A ,{}3=B ,{}5,4=C ,那么,C B C A +=+,但B A ≠。
7. 对于事件C B A ,,,试问C B A C B A +-=--)()(是否成立?举例说明。
解:不一定成立。
例如:{}5,4,3=A ,{}6,5,4=B ,{}7,6=C , 那么{}3)(=--C B A ,但是{}7,6,3)(=+-C B A 。
8. 设31)(=A P ,21)(=B P ,试就以下三种情况分别求)(A B P :(1)Φ=AB , (2)B A ⊂, (3)81)(=AB P .解:(1)21)()()()(=-=-=AB P B P AB B P A B P ; (2)61)()()()(=-=-=A P B P A B P A B P ; (3)838121)()()()(=-=-=-=AB P B P AB B P A B P 。
9. 已知41)()()(===C P B P A P ,161)()(==BC P AC P ,0)(=AB P 求事件C B A ,,全不发生的概率。
CB A CB A CB A ABCBCA CAB C B A ΩA BCCB A解:())(1)(C B A P C B A P C B A P ++-=++==[])()()()()()()(1ABC P BC P AC P AB P C P B P A P +---++-83016116104141411=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---++-=10. 每个路口有红、绿、黄三色指示灯,假设各色灯的开闭是等可能的。
一个人骑车经过三个路口,试求下列事件的概率:=A “三个都是红灯”=“全红”; =B “全绿”; =C “全黄”; =D “无红”; =E “无绿”; =F “三次颜色相同”; =G “颜色全不相同”; =H “颜色不全相同”。
解:271333111)()()(=⨯⨯⨯⨯===C P B P A P ;278333222)()(=⨯⨯⨯⨯==E P D P ;91271271271)(=++=F P ;92333!3)(=⨯⨯=G P ;98911)(1)(=-=-=F P H P .11. 设一批产品共100件,其中98件正品,2件次品,从中任意抽取3件(分三种情况:一次拿3件;每次拿1件,取后放回拿3次;每次拿1件,取后不放回拿3次),试求:(1) 取出的3件中恰有1件是次品的概率; (2) 取出的3件中至少有1件是次品的概率。
解:一次拿3件:(1)0588.0310012298==C C C P ; (2)0594.031001982229812=+=C C C C C P ; 每次拿一件,取后放回,拿3次:(1)0576.0310098232=⨯⨯=P ; (2)0588.010098133=-=P ; 每次拿一件,取后不放回,拿3次: (1)0588.03989910097982=⨯⨯⨯⨯⨯=P ;(2)0594.098991009697981=⨯⨯⨯⨯-=P 12. 从9,,2,1,0 中任意选出3个不同的数字,试求下列事件的概率:{}501与三个数字中不含=A ,{}502或三个数字中不含=A 。
解:157)(310381==C C A P ;15142)(31038392=-=C C C A P 或15141)(310182=-=C C A P 13. 从9,,2,1,0 中任意选出4个不同的数字,计算它们能组成一个4位偶数的概率。
解:9041454102839=-=P P P P 14. 一个宿舍中住有6位同学,计算下列事件的概率: (1)6人中至少有1人生日在10月份; (2)6人中恰有4人生日在10月份; (3)6人中恰有4人生日在同一月份;解:(1)41.01211166=-= P ; (2)00061.012116246=⨯= C P ; (3)0073.012116246112== C C P 15. 从一副扑克牌(52张)任取3张(不重复),计算取出的3张牌中至少有2张花色相同的概率。
解:602.03521392131431314=+= C C C C C C P 或602.0135211311311334=-= C C C C C P习题1.2解答1. 假设一批产品中一、二、三等品各占60%,30%、10%,从中任取一件,结果不是三等品,求取到的是一等品的概率。
解:令=i A “取到的是i 等品”,3,2,1=i329.06.0)()()()()(3133131====A P A P A P A A P A A P 。
2. 设10件产品中有4件不合格品,从中任取2件,已知所取2件产品中有1件不合格品,求另一件也是不合格品的概率。
解:令=A “两件中至少有一件不合格”,=B “两件都不合格”511)(1)()()()|(2102621024=-=-==C C C C A P B P A P AB P A B P 3. 为了防止意外,在矿内同时装有两种报警系统I 和II 。
两种报警系统单独使用时,系统I 和II 有效的概率分别0.92和0.93,在系统I 失灵的条件下,系统II 仍有效的概率为0.85,求(1) 两种报警系统I 和II 都有效的概率; (2) 系统II 失灵而系统I 有效的概率; (3) 在系统II 失灵的条件下,系统I 仍有效的概率。
解:令=A “系统(Ⅰ)有效” ,=B “系统(Ⅱ)有效” 则85.0)|(,93.0)(,92.0)(===A B P B P A P (1))()()()(B A P B P B A B P AB P -=-=862.085.0)92.01(93.0)|()()(=⨯--=-=A B P A P B P (2)058.0862.092.0)()()()(=-=-=-=AB P A P AB A P A B P (3)8286.093.01058.0)()()|(=-==B P B A P B A P4. 设1)(0<<A P ,证明事件A 与B 独立的充要条件是)|()|(A B P A B P =证:⇒:A 与B 独立,A ∴与B 也独立。
)()|(),()|(B P A B P B P A B P ==∴ )|()|(A B P A B P =∴⇐: 1)(01)(0<<∴<<A P A P又)()()|(,)()()|(A P B A P A B P A P AB P A B P == 而由题设)()()()()|()|(A P B A P A P AB P A B P A B P =∴=即)]()()[()()](1[AB P B P A P AB P A P -=- )()()(B P A P AB P =∴,故A 与B 独立。
5. 设事件A 与B 相互独立,两个事件只有A 发生的概率与只有B 发生的概率都是41,求)(A P 和)(B P .解:41)()(==B A P B A P ,又 A 与B 独立 ∴41)()](1[)()()(=-==B P A P B P A P B A P41)](1)[()()()(=-==B P A P B P A P B A P41)()(),()(2=-=∴A P A P B P A P即21)()(==B P A P 。
6. 证明 若)(A P >0,)(B P >0,则有 (1) 当A 与B 独立时,A 与B 相容; (2) 当A 与B 不相容时,A 与B 不独立。