第九统计第十章概率知识点总结梳理-高一下学期数学人教A版
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(名师选题)2023年人教版高中数学第十章概率基础知识点归纳总结单选题1、某种心脏手术,成功率为0.6,现采用随机模拟方法估计“3例心脏手术全部成功”的概率:先利用计算器或计算机产生0~9之间取整数值的随机数,由于成功率是0.6,我们用0,1,2,3表示手术不成功,4,5,6,7,8,9表示手术成功;再以每3个随机数为一组,作为3例手术的结果,经随机模拟产生如下10组随机数:812,832,569,683,271,989,730,537,925,907由此估计“3例心脏手术全部成功”的概率为()A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5答案:A分析:由题可知10组随机数中表示“3例心脏手术全部成功”的有2组,即求.解:由题意,10组随机数:812,832,569,683,271,989,730,537,925,907,表示“3例心脏手术全部成功”的有: 569, 989,故2个,=0.2.故估计“3例心脏手术全部成功”的概率为210故选:A.2、甲、乙两人投篮,投中的概率分别为0.6,0.7,若两人各投2次,则两人投中次数不等的概率是()A.0.6076B.0.7516C.0.3924D.0.2484答案:A分析:先求出两人投中次数相等的概率,再根据对立事件的概率公式可得两人投中次数不相等的概率.两人投中次数相等的概率P=0.42×0.32+C21×0.6×0.4×C21×0.7×0.3+0.62×0.72=0.3924,故两人投中次数不相等的概率为:1﹣0.3924=0.6076.小提示:本题考查了对立事件的概率公式和独立事件的概率公式,属于基础题.3、从装有两个红球和三个黑球的口袋里任取两个球,那么互斥而不对立的两个事件是()A.“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”B.“至少有一个黑球”与“至少有一个红球”C.“至少有一个黑球”与“都是黑球”D.“至少有一个黑球”与“都是红球”答案:A分析:根据互斥事件和对立事件的定义直接判断.对于A:“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”不能同时发生,但能同时不发生,故A中的两事件互斥而不对立;对于B:“至少有一个黑球”与“至少有一个红球”能同时发生,故B中的两事件不互斥;对于C:“至少有一个黑球”与“都是黑球”能同时发生,故C中的两事件不是互斥事件;对于D:“至少有一个黑球”与“都是红球”互斥并且对立.故选:A4、下列事件中不是确定事件的个数是()①从三角形的三个顶点各画一条高线,这三条高线交于一点;②水中捞月;③守株待兔;④某地区明年1月的降雪量高于今年1月的降雪量A.1B.2C.3D.4答案:B分析:根据随机事件的定义分析判断即可三角形三条高线一定交于一点,则①是必然事件;②水中捞月是不可能事件;③守株待兔是随机事件,不是确定事件;④某地区明年1月的降雪量高于今年1月的降雪量是随机事件,不是确定事件.5、造纸术、印刷术、指南针、火药被称为中国古代四大发明,此说法最早由英国汉学家艾约瑟提出并为后来许多中国的历史学家所继承,普遍认为这四种发明对中国古代的政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用.某小学三年级共有学生400名,随机抽查100名学生并提问中国古代四大发明,能说出两种及其以上发明的有73人,据此估计该校三年级的400名学生中,对四大发明只能说出一种或一种也说不出的有(). A.69人B.84人C.108人D.115人答案:C分析:先求得100名学生中,只能说出一种或一种也说不出的人数,由此列出比例式,可求得400名学生中,对四大发明只能说出一种或一种也说不出的人数.在这100名学生中,只能说出一种或一种也说不出的有100−73=27人,设该校三年级的400名学生中,对四大发明只能说出一种或一种也说不出的有x人,则10027=400x,解得x=108人.故选:C.小提示:本小题主要考查利用样本估计总体,属于基础题.6、从装有两个红球和三个黑球的口袋里任取两个球,那么不互斥的两个事件是()A.“至少有一个黑球”与“都是黑球”B.“至少有一个黑球”与“都是红球”C.“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”D.“至多有一个黑球”与“至少有两个黑球”答案:A分析:根据互斥事件的概念判断即可.“至少有一个黑球”中包含“都是黑球”,A正确;“至少有一个黑球”与“都是红球”不可能同时发生,B不正确;“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”不可能同时发生,C不正确;“至多有一个黑球”与“至少有两个黑球”不可能同时发生,D不正确.故选:A.7、如图,“红旗-9”在国内外都被认为属于第三代防空导弹系统,其杀伤空域大,抗干扰和抗多目标饱和攻击能力强,导引系统先进(有两级指挥管制体制),最高速度4.2马赫,最大射程为200公里,射高0.5至30公里,主要攻击高空敌机或导弹,是我国高空防空导弹的杰出代表.现假设在一次实战对抗演习中,单发红旗-9防空导弹对敌方高速飞行器的拦截成功率为0.8,则两发齐射(是否成功拦截互不干扰),敌方高速飞行器被拦截的概率为()A.0.96B.0.88C.1.6D.0.64答案:A分析:根据对立事件及相互独立事件的概率公式计算可得;解:依题意敌方高速飞行器被拦截的概率为1−(1−0.8)×(1−0.8)=0.96故选:A8、抛掷一颗均匀骰子两次,E表示事件“第一次是奇数点”,F表示事件“第二次是3点”,G表示事件“两次点数之和是9”,H表示事件“两次点数之和是10”,则()A.E与G相互独立B.E与H相互独立C.F与G相互独立D.G与H相互独立答案:A分析:先根据古典概型的概率公式分别求出四个事件的概率,再利用独立事件的定义P(AB)=P(A)P(B)判断个选项的正误.解:由题意得:P(E)=1836=12,P(F)=636=16,P(G)=436=19,P(H)=336=112对于选项A :P(EG)=236=118,P(E)P(G)=12×19=118,P(EG)=P(E)P(G),所以E 和G 互相独立,故A 正确; 对于选项B :P(EH)=136,P(E)P(H)=12×112=124,P(EH)≠P(E)P(H),所以E 和H 不互相独立,故B 错误; 对于选项C :P(FG)=136,P(F)P(G)=16×19=154,P(FG)≠P(F)P(G),所以F 和G 不互相独立,故C 错误; 对于选项D :P(GH)=0,P(G)P(H)=19×112=1108,P(GH)≠P(G)P(H),所以G 和H 不互相独立,故D 错误;故选:A9、甲、乙二人玩猜数字游戏,先由甲任想一数字,记为a ,再由乙猜甲刚才想的数字,把乙猜出的数字记为b ,且a,b ∈{1,2,3,4},若|a −b|≤1,则称甲乙“心有灵犀”.现任意找两个人玩这个游戏,则他们“心有灵犀”的概率为( )A .38B .58C .316D .516 答案:B分析:利用列举法根据古典概型公式计算即可.B 两人分别从1,2,3,4四个数中任取一个,共有16个样本点,为:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4), (2,1),(2,2),(2,3) ,(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2) (4,3),(4,4),这16个样本点发生的可能性是相等的.其中满足|a −b|≤1的样本点有(1,1),(1,2),(2,1),(2,2),(2,3),(3,2),(3,3),(3,4),(4,3),(4,4),共10个,故他们“心有灵犀”的概率为P =1016=58.故选:B10、等可能地从集合{1,2,3}的所有子集中任选一个,选到非空真子集的概率为( )A .78B .34C .1516D .14答案:B分析:写出集合{1,2,3}的所有子集,再利用古典概率公式计算作答.集合{1,2,3}的所有子集有:∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},共8个,它们等可能,选到非空真子集的事件A 有:{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},共6个,所以选到非空真子集的概率为P(A)=68=34. 故选:B11、抛掷一枚质地均匀的正方体骰子,若事件A =“向上的点数为3”,B =“向上的点数为6”,C =“向上的点数为3或6”,则有( )A .A ⊆B B .C ⊆B C .A ∩B =CD .A ∪B =C答案:D分析:根据事件的关系、和事件、积事件的定义逐一判断四个选项的正误,即可得出正确选项对于A :事件A =“向上的点数为3”发生,事件B =“向上的点数为6”一定不发生,故选项A 不正确;对于B :事件C =“向上的点数为3或6”发生,事件B =“向上的点数为6”不一定发生,但事件B =“向上的点数为6”发生,事件C =“向上的点数为3或6” 一定发生,所以B ⊆C ,故选项B 不正确;对于C :事件A 和事件B 不能同时发生,A ∩B =∅,故选项C 不正确;对于D :事件A =“向上的点数为3”或事件B =“向上的点数为6”发生,则事件C =“向上的点数为3或6”发生,故选项D 正确;故选:D12、齐王与田忌赛马,田忌的上等马优于齐王的中等马,劣于齐王的上等马,田忌的中等马优于齐王的下等马,劣于齐王的中等马,田忌的下等马劣于齐王的下等马.某天,齐王与田忌赛马,双方约定:比赛三局,每局各出一匹,每匹马赛一次,赢得两局者为胜,则田忌获胜概率为( ).A .112B .16C .14D .13 答案:B分析:设齐王的三匹马分别为a 1,a 2,a 3,田忌的三匹马分别为b 1,b 2,b 3,列举所有比赛的情况,利用古典概型的概率公式计算即可得出结果.设齐王的三匹马分别为a 1,a 2,a 3,田忌的三匹马分别为b 1,b 2,b 3,所有比赛的情况::(a 1,b 1)、(a 2,b 2)、(a 3,b 3),齐王获胜三局;(a 1,b 1)、(a 2,b 3)、(a 3,b 2),齐王获胜两局;(a 1,b 2)、(a 2,b 1)、(a 3,b 3),齐王获胜两局;(a 1,b 2)、(a 2,b 3)、(a 3,b 1),齐王获胜两局;(a 1,b 3)、(a 2,b 1)、(a 3,b 2),田忌获胜两局;(a 1,b 3)、(a 2,b 2)、(a 3,b 1),齐王获胜两局,共6种情况,则田忌胜1种情况,故概率为P =16故选:B小提示:本题考查了古典概型的概率计算问题,考查了理解辨析和数学运算能力,属于中档题目.双空题13、掷一颗骰子两次,求出现下列事件的概率:(1)事件A “至少出现一次1点”,P (A )=______;(2)事件B “都出现偶数点”,P (B )=______.答案: 1136 14##0.25分析:(1)根据对立事件的概率公式进行求解即可;(2)根据古典概型公式进行求解即可.(1)P (A )=1−56×56=1136;(2)掷一颗骰子两次,共有36种情况,其中两次都是偶数的有:(2,2),(2,4),(2,6),(4,2),(4,4),(4,6),(6,2),(6,4),(6,6),共9种情况,所以P(B)=936=14,所以答案是:1136;1414、掷一颗骰子,求出现下列事件的概率:(1)事件A “出现1点”,P (A )=______;(2)事件B “出现偶数点”,P (B )=______.答案: 16 12##0.5分析:根据给定条件,求出掷一颗骰子的试验的基本事件总数,再利用古典概率分别计算事件A ,B 的概率作答.依题意,掷一颗骰子的试验的基本事件总数为6,它们等可能,(1)事件A 含有的基本事件数为1,则P (A )=16;(2)事件B 含有的基本事件数为3,则P (A )=36=12.所以答案是:16;1215、在一只袋子中装有7个红玻璃球,3个绿玻璃球.从中无放回地任意抽取两次,每次只取一个,取得两个红玻璃球的概率为715,取得两个绿玻璃球的概率为115,则取得两个同颜色的玻璃球的概率为________;至少取得一个红玻璃球的概率为________.答案: 815 1415 解析:“取得两个同颜色的球”是由“取得两个红球”与“取得两个绿球”的和事件,利用互斥事件的概率公式求出概率; “至少取得一个红球”与“取得两个绿球”为对立事件,利用对立事件的概率公式求出概率.取得两个同颜色的玻璃球包括两个红玻璃球或两个绿玻璃球故取得两个同颜色的玻璃球的概率P 1=715+115=815;“至少取得一个红玻璃球”的对立事件是“取得两个绿玻璃球”故至少取得一个红玻璃球的概率P 2=1−115=1415所以答案是:815;1415 小提示:本题考查互斥事件的概率公式;对立事件的概率公式,属于基础题.16、已知事件A 与B 互斥,且P(A)=0.4,P(B)=0.5,则P(A)=_______,P (A ∪B )=________.答案: 0.6##35 0.9##910分析:利用对立事件的概率之和为1进行求解P(A);互斥事件A 与B 的概率加法公式P (A ∪B )=P (A )+P (B ) 因为事件A 与A 是对立事件,且P(A)=0.4,所以P(A)=1−P(A)=0.6;因为事件A 与B 互斥,所以P (A ∪B )=P (A )+P (B )=0.9所以答案是:0.6,0.917、小李在做一份调查问卷,共有5道题,其中有两种题型,一种是选择题,共3道,另一种是填空题,共2道.若小李从中任选2道题解答,每一次选1题(不放回),则所选的题不是同一种题型的概率为_________;若小李从中任选2道题解答,每一次选1题(有放回),则所选的题不是同一种题型的概率为_________.答案: 0.6 0.48分析:将5题进行编号:①在不放回的情况下抽取2道题,根据列举法共有20种可能,其中不是同一题型的有12种,结合概率公式计算即可;②在放回的情况下抽取2道题,根据列举法共有25种可能,其中不是同一题型的有12种,结合概率公式计算即可.将3道选择题依次编号为1,2,3;2道填空题依次编号为4,5.①从5道题中任选2道题解答,每一次选1题(不放回),样本空间Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)},共20个样本点,这20个样本点发生的可能性是相等的.设事件A为“所选的题不是同一种题型”,则事件A包含的样本点有(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,=0.6.2),(5,3),共12个,所以P(A)=1220②从5道题中任选2道题解答,每一次选1题(有放回),样本空间Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5)},共25个样本点,这25个样本点发生的可能性是相等的.设事件B为“所选的题不是同一种题型”,则事件B包含的样本点有(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),=0.48.(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),共12个,所以P(B)=1225所以答案是:0.6;0.48解答题,乙18、甲、乙两人组成“星队”参加猜成语活动,每轮活动由甲、乙各猜一个成语,已知甲每轮猜对的概率为34每轮猜对的概率为2·在每轮活动中,甲和乙猜对与否互不影响,各轮结果也互不影响,求3(1)“星队”在两轮活动中猜对2个成语的概率;(2) “星队”在两轮活动中猜对3个成语的概率;(3) “星队”在两轮活动至少中猜对1个成语的概率;答案:(1)37144;(2)512;(3)143144.分析:令{M 0,M 1,M 2}、{N 0,N 1,N 2}表示第一轮、第二轮猜对0个、1个、2个成语的事件,{D 0,D 1,D 2,D 3,D 4}表示两轮猜对0个、1个、2个、3个、4个成语的事件,应用独立事件乘法公式、互斥事件加法公式求P (M 0)=P (N 0)、P (M 1)=P (N 1)、P (M 2)=P (N 2).(1)(2)应用独立事件乘法、互斥事件加法求两轮活动中猜对2个成语的概率;(3)对立事件的概率求法求两轮活动至少中猜对1个成语的概率.设A ,B 分别表示甲乙每轮猜对成语的事件,M 0,M 1,M 2表示第一轮甲乙猜对0个、1个、2个成语的事件,N 0,N 1,N 2表示第二轮甲乙猜对0个、1个、2个成语的事件,D 0,D 1,D 2,D 3,D 4表示两轮猜对0个、1个、2个、3个、4个成语的事件.∵P(A )=34,P (A )=1-34=14,P (B )=23,P (B ̅)=1-23=13, ∴根据独立性的假定得:P (M 0)=P (N 0)=P (A B ̅)= P (A ) P (B ̅)= 14 13=112, P (M 1)=P (N 1)=P (AB ̅+A B )= P (AB ̅)+P (A B ) = 34 × 13+14×23=512, P (M 2)=P (N 2)=P (AB )=P (A )P (B )= 34× 23=612=12,(1)P (D 2)=P (M 2N 0+M 1N 1+M 0N 2)= P (M 2N 0)+P (M 1N 1)+P (M 0N 2)=12.112+512.512+112.12=37144.(2)P (D 3)=P (M 1N 2+M 2N 1)= P (M 1N 2)+P (M 2N 1)= 512.12+12.512=512.(3)P (D 1+D 2+D 3+D 4)=1-P (D 0)=1-1144=143144.19、在抗击新冠肺炎疫情期间,某校开展了“名师云课”活动,活动自开展以来获得广大家长和学生的高度关注.在“名师云课”中,数学学科共计推出72节云课,为了更好地将课程内容呈现给学生,现随机抽取某一时段数学学科的云课点击量进行统计:(1)现从数学学科72节云课中采用分层抽样的方式选出6节,求选出云课的点击量在(700,1400]内的节数;(2)为了更好地搭建云课平台,现将数学学科云课进行剪辑,若点击量在 [0,700]内,则需要花费40分钟进行剪辑,若点击量在(700,1400]内,则需要花费20分钟进行剪辑,若点击量在(1400,2100]内,则不需要剪辑.现从(1)问选出的6节课中任意选出2节课进行剪辑,求剪辑时间为60分钟的概率.答案:(1)3;(2)15.分析:(1)利用分层抽样的概念和性质进行求解;(2)把选出的6节课中任意选出2节的情况列举出来,符合要求的也列举出来,利用古典概型求概率公式进行求解.(1)设选出云课的点击量在(700,1400]内的节数为n,按分层抽样3672=n6,解得n=3.(2)按分层抽样,由点击量分别在[0,700]、(700,1400]、(1400,2100]节数比为12:36:24=1:3:2所以6节课中,选出云课点击量在[0,700]、(700,1400]、(1400,2100]节数分别为1、3、2,点击量在[0,700]的一节课设为a,点击量在(700,1400]设为b,c,d,点击量在(1400,2100]的设为e,f,又由题知选出2节课剪辑时间为60分钟的选法是选出一节点击量在[0,700]内,另一节在(700,1400]内,共3种选法,为(a,b),(a,c),(a,d),其中从6节课中任意选出2节课进行剪辑共15种选法,分别为(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)所以,剪辑时间为60分钟的概率为315=15.20、在数字通信中心信号是由数字0和1组成的序列.由于随机因素的干扰,发送的信号0或1有可能被错误地接收为1或0.已知发送信号0时,接收为0和1的概率分别为0.9和0.1;发送信号1时,接收为1和0的概率分别为0.95和0.05.假设发送信号0和1是等可能的.(1)分别求接收的信号为0和1的概率;(2)已知接收的信号为0,求发送的信号是1的概率.答案:(1)0.475,0.525(2)119分析:(1)由全概率公式和对立事件概率公式计算.(2)由条件概率公式计算.(1)设A=“发送的信号为0”,B=“接收到的信号为0”,则A=“发送的信号为1”,B=“接收到的信号为1”.由题意得P(A)=P(A)=0.5,P(B|A)=0.9,P(B̅|A)=0.1,P(B|A)=0.05,P(B̅|A)=0.95.P(B)=P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A)=0.5×0.9+0.5×0.05=0.475;P(B̅)=1−P(B)=1−0.475=0.525.(2)P(A|B)=P(A)P(B|A)P(B)=0.5×0.050.475=119.。
第十章概率10.1 随机事件与概率10.1.1有限样本空间与随机事件素养目标·定方向素养目标学法指导1.理解样本点和有限样本空间的含义.(数学抽象)2.理解随机事件与样本点的关系.(逻辑推理)1.类比集合的有关概念来认识样本空间. 2.类比集合与集合之间的关系来认识随机事件.必备知识·探新知知识点1随机试验及样本空间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,简称试验,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__w__表示样本点样本空间全体__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w1,w2,…,w n,则称样本空间Ω={w1,w2,…,w n}为有限样本空间Ω={w1,w2,…,w n}知识点2三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[知识解读]1.随机试验的三个特点(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.关于样本点和样本空间(1)样本点是指随机试验的每个可能的基本结果,全体样本点的集合称为试验的样本空间;(2)只讨论样本空间为有限集的情况,即有限样本空间.3.事件与基本事件(1)随机事件是样本空间的子集.随机事件是由若干个基本事件构成的,当然,基本事件也是随机事件.(2)必然事件与不可能事件不具有随机性,是随机事件的两个极端情形.关键能力·攻重难题型探究题型一事件类型的判断典例1在下列事件中,哪些是必然事件?哪些是不可能事件?哪些是随机事件?(1)如果a、b都是实数,那么a+b=b+a;(2)从分别标有1,2,3,4,5,6的6张号签中任取一张,得到4号签;(3)没有水分,种子发芽;(4)某电话总机在60秒内接到至少15个电话;(5)在标准大气压下,水的温度达到50 ℃时会沸腾;(6)同性电荷相互排斥.[分析]依据事件的分类及其定义,在给出的条件下,判断事件是否发生.[解析]结合必然事件、不可能事件、随机事件的定义可知.(1)对任意实数,都满足加法的交换律,故此事件是必然事件.(2)从6张号签中任取一张,得到4号签,此事件可能发生,也可能不发生,故此事件是随机事件.(3)适宜的温度和充足的水分,是种子萌发不可缺少的两个条件,没有水分,种子就不可能发芽,故此事件是不可能事件.(4)电话总机在60秒内接到至少15个电话,此事件可能发生,也可能不发生,故此事件是随机事件.(5)在标准大气压下,水的温度达到100 ℃时,开始沸腾,水温达到50 ℃,水不会沸腾,故此事件是不可能事件.(6)根据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”的原理判断,该事件是必然事件.[归纳提升]判断一个事件是随机事件、必然事件还是不可能事件,首先一定要看条件,其次是看在该条件下所研究的事件是一定发生(必然事件)、不一定发生(随机事件),还是一定不发生(不可能事件).【对点练习】❶指出下列事件是必然事件、不可能事件,还是随机事件:(1)我国东南沿海某地明年将受到3次冷空气的侵袭;(2)抛掷硬币10次,至少有一次正面向上;(3)同一门炮向同一目标发射多枚炮弹,其中50%的炮弹击中目标.[解析](1)我国东南沿海某地明年可能受到3次冷空气侵袭,也可能不是3次,是随机事件.(2)抛掷硬币10次,也可能全是反面向上,也可能有正面向上,是随机事件.(3)同一门炮向同一目标发射,命中率可能是50%,也可能不是50%,是随机事件.题型二确定试验的样本空间典例2下列随机事件中,一次试验各指什么?试写出试验的样本空间.(1)先后抛掷两枚质地均匀的硬币多次;(2)从集合A={a,b,c,d}中任取3个元素;(3)从集合A={a,b,c,d}中任取2个元素.[解析](1)一次试验是指“先后抛掷两枚质地均匀的硬币一次”,试验的样本空间为:{(正,反),(正,正),(反,反),(反,正)}.(2)一次试验是指“从集合A中一次选取3个元素组成集合”,试验的样本空间为:{(a,b,c),(a,b,d),(a,c,d),(b,c,d)}.(3)一次试验是指“从集合A中一次选取2个元素”,试验的样本空间为:{(a,b),(a,c),(a,d),(b,c),(b,d),(c,d)}.[归纳提升]不重不漏地列举试验的所有样本点的方法(1)结果是相对于条件而言的,要弄清试验的结果,必须首先明确试验中的条件.(2)根据日常生活经验,按照一定的顺序列举出所有可能的结果,可应用画树状图、列表等方法解决.【对点练习】❷袋中装有大小相同的红、白、黄、黑4个球,分别写出以下随机试验的条件和样本空间.(1)从中任取1球;(2)从中任取2球.[解析](1)条件为:从袋中任取1球.样本空间为{红,白,黄,黑}.(2)条件为:从袋中任取2球.若记(红,白)表示一次试验中,取出的是红球与白球,样本空间为{(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑)}.题型三随机事件的表示典例3一个口袋内装有除颜色外完全相同的5个球,其中3个白球,2个黑球,从中一次摸出2个球.(1)一共有多少个样本点?(2)写出“2个球都是白球”这一事件的集合表示.[解析](1)分别记白球为1,2,3号,黑球为4,5号,则这个试验的样本点为(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10个[其中(1,2)表示摸到1号球和2号球].(2)记A表示“2个球都是白球”这一事件,则A={(1,2),(1,3),(2,3)}.[归纳提升]1.判随机事件的结果是相对于条件而言的,要确定样本空间,(1)必须明确事件发生的条件;(2)根据题意,按一定的次序列出所有样本点.特别要注意结果出现的机会是均等的,按规律去写,要做到既不重复也不遗漏.2.试验中当试验的结果不唯一时,一定要将各种可能都要考虑到,尤其是有顺序和无顺序的情况最易出错.【对点练习】❸做抛掷红、蓝两枚骰子的试验,用(x,y)表示结果,其中x表示红色骰子出现的点数,y表示蓝色骰子出现的点数.写出:(1)这个试验的样本空间;(2)这个试验的结果的个数;(3)指出事件A={(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)}的含义;(4)写出“点数之和大于8”这一事件的集合表示.[解析](1)这个试验的样本空间Ω为{(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)}.(2)这个试验的结果的个数为36.(3)事件A的含义为抛掷红、蓝两枚骰子,掷出的点数之和为7.(4)记B=“点数之和大于8”,则B={(3,6),(4,5),(4,6),(5,4),(5,5),(5,6),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}.易错警示忽视试验结果与顺序的关系而致误典例4已知集合M={-2,3},N={-4,5,6},从这两个集合中各取一个元素分别作为点的横、纵坐标.(1)写出这个试验的基本事件空间;(2)求这个试验的基本事件的总数.[错解](1)这个试验的基本事件空间Ω={(-2,-4),(-2,5),(-2,6),(3,-4),(3,5),(3,6)}.(2)这个试验的基本事件的总数是6.[错因分析]题中要求从两个集合中各取一个元素分别作为点的横、纵坐标,所以集合N中的元素也可以作为横坐标,错解中少了以下基本事件:(-4,-2),(-4,3),(5,-2),(5,3),(6,-2),(6,3).[正解](1)这个试验的基本事件空间Ω={(-2,-4),(-2,5),(-2,6),(3,-4),(3,5),(3,6),(-4,-2),(-4,3),(5,-2),(5,3),(6,-2),(6,3)}.(2)这个试验的基本事件的总数是12.【对点练习】❹同时抛掷两枚大小相同的骰子,用(x,y)表示结果,记A为“所得点数之和小于5”,则事件A包含的样本点的个数是(D)A.3B.4C.5D.6[解析](1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),共6个样本点.10.1.2 事件的关系和运算素养目标·定方向素养目标学法指导1.理解事件的关系与运算.(逻辑推理)2.理解互斥事件和对立事件的概念.(数学抽象)本部分内容要类比集合的关系和运算来理解事件的关系和运算.必备知识·探新知知识点1事件的运算定义表示法图示并事件__事件A与事件B至少有一个发生__,称这个事件为事件A与事件B的并事件(或和事件)__A∪B__(或__A+B__)交事件__事件A与事件B同时发生__,称这样一个事件为事件A与事件B的交事件(或积事件)__A∩B__(或__AB__)知识点2事件的关系定义表示法图示包含关系若事件A发生,事件B__一定发生__,称事件B包含事件A(或事件A包含于事件B)__B⊇A__(或__A⊆B__)互斥事件如果事件A与事件B__不能同时发生__,称事件A与事件B互斥(且互不相容)若__A∩B=∅__,则A与B互斥对立事件如果事件A和事件B在任何一次试验中__有且仅有一个发生__,称事件A与事件B互为对立,事件A的对立事件记为A-若__A∩B=∅__,且A∪B=Ω,则A与B对立(1)区别:两个事件A与B是互斥事件,包括如下三种情况:①若事件A发生,则事件B就不发生;②若事件B发生,则事件A就不发生;③事件A,B都不发生.而两个事件A,B是对立事件,仅有前两种情况,因此事件A与B是对立事件,则A∪B是必然事件,但若A与B是互斥事件,则不一定是必然事件,即事件A的对立事件只有一个,而事件A的互斥事件可以有多个.(2)联系:互斥事件和对立事件在一次试验中都不可能同时发生,而事件对立是互斥的特殊情况,即对立必互斥,但互斥不一定对立.2.从集合的角度理解互斥事件与对立事件(1)几个事件彼此互斥,是指由各个事件所含的结果组成的集合的交集为空集.(2)事件A的对立事件所含的结果组成的集合,是全集中由事件A所含的结果组成的集合的补集.关键能力·攻重难题型探究题型一互斥事件、对立事件的判定典例1(1)(2020·河南省南阳市期中)一个人打靶时连续射击两次,事件“至多有一次中靶”的互斥事件是(A)A.两次都中靶B.至少有一次中靶C.两次都不中靶D.只有一次中靶(2)(2020·湖南省怀化市期末)一个人连续射击三次,则事件“至少击中两次”的对立事件是(D)A.恰有一次击中B.三次都没击中C.三次都击中D.至多击中一次[解析](1)事件“至多有一次中靶”包含“只有一次中靶”和“两次都不中靶”,因此不会与其同时发生的事件是“两次都中靶”.(2)根据题意,一个人连续射击三次,事件“至少击中两次”包括“击中两次”和“击中三次”两个事件,其对立事件为“一次都没有击中和击中一次”,即“至多击中一次”.[归纳提升]判断事件间关系的方法(1)要考虑试验的前提条件,无论是包含、相等,还是互斥、对立其发生的条件都是一样的.(2)考虑事件间的结果是否有交事件,可考虑利用Venn图分析,对较难判断关系的,也可列出全部结果,再进行分析.【对点练习】❶有一个游戏,其规则是甲、乙、丙、丁四个人从同一地点随机地向东、南、西、北四个方向前进,每人一个方向,事件“甲向南”与事件“乙向南”是(A) A.互斥但非对立事件B.对立事件C.非互斥事件D.以上都不对[解析]由于每人一个方向,故“甲向南”意味着“乙向南”是不可能的,故是互斥事件,但不是对立事件.题型二事件的运算典例2在掷骰子的试验中,可以定义许多事件.例如,事件C1={出现1点},事件C2={出现2点},事件C3={出现3点},事件C4={出现4点},事件C5={出现5点},事件C6={出现6点},事件D1={出现的点数不大于1},事件D2={出现的点数大于3},事件D3={出现的点数小于5},事件E={出现的点数小于7},事件F={出现的点数为偶数},事件G={出现的点数为奇数},请根据上述定义的事件,回答下列问题:(1)请举出符合包含关系、相等关系的事件;(2)利用和事件的定义,判断上述哪些事件是和事件.[解析](1)因为事件C1,C2,C3,C4发生,则事件D3必发生,所以C1⊆D3,C2⊆D3,C3⊆D3,C4⊆D3.同理可得,事件E包含事件C1,C2,C3,C4,C5,C6;事件D2包含事件C4,C5,C6;事件F包含事件C2,C4,C6;事件G包含事件C1,C3,C5.且易知事件C1与事件D1相等,即C1=D1.(2)因为事件D2={出现的点数大于3}={出现4点或出现5点或出现6点},所以D2=C4∪C5∪C6(或D2=C4+C5+C6).同理可得,D3=C1+C2+C3+C4,E=C1+C2+C3+C4+C5+C6,F=C2+C4+C6,G =C1+C3+C5.[归纳提升]事件运算应注意的2个问题(1)进行事件的运算时,一是要紧扣运算的定义,二是要全面考查同一条件下的试验可能出现的全部结果,必要时可利用Venn图或列出全部的试验结果进行分析.(2)在一些比较简单的题目中,需要判断事件之间的关系时,可以根据常识来判断.但如果遇到比较复杂的题目,就得严格按照事件之间关系的定义来推理.【对点练习】❷盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球,设事件A={3个球中有1个红球2个白球},事件B={3个球中有2个红球1个白球},事件C={3个球中至少有1个红球},事件D={3个球中既有红球又有白球}.问:(1)事件D与A,B是什么样的运算关系?(2)事件C与A的交事件是什么事件?(3)设事件E={3个红球},事件F={3个球中至少有1个白球},那么事件C与B,E 是什么运算关系?C与F的交事件是什么?[解析](1)对于事件D,可能的结果为1个红球2个白球或2个红球1个白球,故D=A∪B.(2)对于事件C,可能的结果为1个红球2个白球或2个红球1个白球或3个均为红球,故C∩A=A.(3)由事件C包括的可能结果有1个红球2个白球,2个红球1个白球,3个红球三种情况,故B⊆C,E⊆C,而事件F包括的可能结果有1个白球2个红球,2个白球1个红球,3个白球,所以C∩F={1个红球2个白球,2个红球1个白球}=D.题型三用集合运算表示随机事件典例3设A,B,C表示三个随机事件,试将下列事件用A,B,C表示出来.(1)三个事件都发生;(2)三个事件至少有一个发生;(3)A发生,B,C不发生;(4)A,B都发生,C不发生;(5)A,B至少有一个发生,C不发生;(6)A,B,C中恰好有两个发生.[解析](1)ABC(2)A∪B∪C(3)A B-C-(4)AB C-(5)(A∪B)C-(6)AB C-∪A B-C∪A-BC[归纳提升]利用随机事件的运算与集合运算的对应关系,可以有效地解决此类问题.【对点练习】❸从某大学数学系图书室中任选一本书.设A表示事件“任选一本书,这本书为数学书”;B表示事件“任选一本书,这本书为中文版的书”;C表示事件“任选一本书,这本书为2000年后出版的书”.问:(1)AB C-表示什么事件?(2)在什么条件下有ABC=A?(3)C-⊆B表示什么意思?[解析](1)AB C-表示事件“任选一本书,这本书为2000年或2000年前出版的中文版的数学书”.(2)在“图书室中所有数学书都是2000年后出版的且为中文版”的条件下才有ABC=A.(3)C-⊆B表示2000年或2000年前出版的书全是中文版的.易错警示不能正确区分对立事件和互斥事件致错典例4进行抛掷一枚骰子的试验,有下列各组事件:(1)“出现1点”与“出现2点”;(2)“出现奇数点”与“出现偶数点”;(3)“出现大于3的点”与“出现大于4的点”.其中是对立事件的组数是(B)A.0B.1C.2D.3[错解]C[错因分析]错解混淆了互斥事件与对立事件,误将互斥事件当作了对立事件.只有(2)“出现奇数点”与“出现偶数点”是对立事件,而(1)中“出现1点”与“出现2点”是互斥事件,但不是对立事件,(3)中“出现大于3的点”与“出现大于4的点”不是互斥事件,所以也不是对立事件.[正解]B[误区警示]对立事件一定是互斥事件,而互斥事件却不一定是对立事件.忽略互斥事件与对立事件之间的区别与联系,对“恰”“至少”“都”等词语理解不透彻.判断两个事件是否互斥,就要看它们是否能同时发生;判断两个互斥事件是否对立,就要看它们是否有一个必然发生.【对点练习】❹(2020·广东省茂名市期末)若干人站成一排,其中为互斥事件的是(A)A.“甲站排头”与“乙站排头”B.“甲站排头”与“乙站排尾”C.“甲站排头”与“乙不站排头”D.“甲不站排头”与“乙不站排头”[解析]根据互斥事件不能同时发生,判断A是互斥事件;B,C,D中两事件能同时发生,故不是互斥事件.10.1.3 古典概型素养目标·定方向素养目标学法指导1.古典概型的计算方法.(数学抽象)2.运用古典概型计算概率.(数学运算) 3.在实际问题中建立古典概型模型.(数学建模)1.明确古典概型的基本特征,根据实际问题构建概率模型,解决简单的实际问题.2.注意区分有放回抽取(每次抽取之后被抽取的物体总数不变)与无放回抽取(每次抽取之后被抽取的物体总数减少).必备知识·探新知知识点1随机事件的概率对随机事件发生__可能性大小__的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用__P(A)__表示.知识点2古典概型一般地,若试验E具有以下特征:(1)有限性:样本空间的样本点只有__有限个__;(2)等可能性:每个样本点发生的可能性__相等__.称试验E为古典概型试验,其数学模型称为__古典概率__模型,简称__古典概型__.知识点3古典概型的概率公式一般地,设试验E是古典概型,样本空间Ω包含n个样本点,事件A包含其中的k个样本点,则定义事件A的概率P(A)=__kn__=__n(A)n(Ω)__.[知识解读](1)随机试验E中的样本点①任何两个样本点都是互斥的;②任何事件(除不可能事件)都可以表示成某些样本点的和.(2)求解古典概型问题的一般思路①明确试验的条件及要观察的结果,用适当的符号(字母、数字、数组等)表示试验的样本点(借助图表可以帮助我们不重不漏地列出所有样本点);②根据实际问题情景判断样本点的等可能性;③计算样本点总个数及事件A包含的样本点个数,求出事件A的概率.关键能力·攻重难题型探究题型一古典概型的判断典例1下列试验是古典概型的是__①②④__.①从6名同学中选出4人参加数学竞赛,每人被选中可能性大小相等;②同时掷两颗骰子,点数和为6的概率;③近三天中有一天降雨的概率;④10人站成一排,其中甲、乙相邻的概率.[分析]紧扣古典概型的两大特征——有限性与等可能性进行判断.[解析]①②④是古典概型,因为符合古典概型的特征.③不是古典概型,因为不符合等可能性,降雨受多方面因素影响.[归纳提升]判断试验是不是古典概型,关键看是否符合两大特征——有限性和等可能性.【对点练习】❶下列是古典概型的是(C)A.任意掷两枚骰子,所得点数之和作为基本事件时B.求任意的一个正整数平方的个位数字是1的概率,将去除的正整数作为基本事件时C.从甲地到乙地共n条路线,求某人正好选中最短路线的概率D.抛掷一枚均匀硬币首次出现正面为止[解析]A项中由于点数的和出现的可能性不相等,故A不是;B项中的基本事件是无限的,故B不是;C项满足古典概型的有限性和等可能性,故C是;D项中基本事件可能会无限个,故D不是.题型二古典概型的概率计算典例2甲、乙两校各有3名教师报名支教,其中甲校2男1女,乙校1男2女.(1)若从甲校和乙校报名的教师中各任选1名,写出所有可能的结果,并求选出的2名教师性别相同的概率;(2)若从报名的6名教师中任选2名,写出所有可能的结果,并求选出的2名教师来自同一所学校的概率.[分析](1)要求2名教师性别相同的概率,应先写出所有可能的结果,可以采用列举法求解.(2)要求选出的2名教师来自同一所学校的概率,应先求出2名教师来自同一所学校的基本事件.[解析] (1)甲校2名男教师分别用A ,B 表示,1名女教师用C 表示;乙校1名男教师用D 表示,2名女教师分别用E ,F 表示.从甲校和乙校报名的教师中各任选1名的所有可能的结果为:(A ,D ),(A ,E ),(A ,F ),(B ,D ),(B ,E ),(B ,F ),(C ,D ),(C ,E ),(C ,F ),共9种.从中选出2名教师性别相同的结果有:(A ,D ),(B ,D ),(C ,E ),(C ,F ),共4种,所以选出的2名教师性别相同的概率为P =49. (2)从甲校和乙校报名的6名教师中任选2名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.从中选出2名教师来自同一所学校的结果有:(A ,B ),(A ,C ),(B ,C ),(D ,E ),(D ,F ),(E ,F ),共6种,所以选出的2名教师来自同一所学校的概率为P =615=25. [归纳提升] 1.对于古典概型,任何事件A 的概率为:P (A )=A 包含的基本事件的个数m 基本事件的总数n. 2.求古典概型概率的步骤为:(1)判断是否为古典概型;(2)算出基本事件的总数n ;(3)算出事件A 中包含的基本事件个数m ;(4)算出事件A 的概率,即P (A )=m n. 在运用公式计算时,关键在于求出m 、n .在求n 时,应注意这n 种结果必须是等可能的,在这一点上比较容易出错.3.对于事件总数较多的情况,在解题时,没有必要一一列举出来,只将我们解题需要的列举出来分析即可.【对点练习】❷ 某旅游爱好者计划从3个亚洲国家A 1,A 2,A 3和3个欧洲国家B 1,B 2,B 3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A 1但不包括B 1的概率.[解析] (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样本点有: {(A 1,A 2),(A 1,A 3),(A 1,B 1),(A 1,B 2),(A 1,B 3),(A 2,A 3),(A 2,B 1),(A 2,B 2),(A 2,B 3),(A 3,B 1),(A 3,B 2),(A 3,B 3),(B 1,B 2),(B 1,B 3),(B 2,B 3)},共15个.所选两个国家都是亚洲国家的事件所包含的样本点有:{(A 1,A 2),(A 1,A 3),(A 2,A 3)},共3个,则所求事件的概率为p =315=15.(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样本点有:{(A 1,B 1),(A 1,B 2),(A 1,B 3),(A 2,B 1),(A 2,B 2),(A 2,B 3),(A 3,B 1),(A 3,B 2),(A 3,B 3)},共9个.包括A 1但不包括B 1的事件所包含的样本点有:{(A 1,B 2),(A 1,B 3)},共2个,则所求事件的概率为p =29. 题型三 较复杂的古典概型的概率计算典例3 某儿童乐园在“六一”儿童节推出了一项趣味活动.参加活动的儿童需转动如图所示的转盘两次,每次转动后,待转盘停止转动时,记录指针所指区域中的数.设两次记录的数分别为x ,y .奖励规则如下:①若xy ≤3,则奖励玩具一个;②若xy ≥8,则奖励水杯一个;③其余情况奖励饮料一瓶.假设转盘质地均匀,四个区域划分均匀.小亮准备参加此项活动.(1)求小亮获得玩具的概率;(2)请比较小亮获得水杯与获得饮料的概率的大小,并说明理由.[解析] 用数对(x ,y )表示儿童参加活动先后记录的数,则基本事件空间Ω与点集S ={(x ,y )|x ∈N ,y ∈N,1≤x ≤4,1≤y ≤4}一一对应.因为S 中元素的个数是4×4=16,所以基本事件总数n =16.(1)记“xy ≤3”为事件A ,则事件A 包含的基本事件共5个,即(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1).所以P (A )=516,即小亮获得玩具的概率为516. (2)记“xy ≥8”为事件B ,“3<xy <8”为事件C .则事件B 包含的基本事件共6个,即(2,4),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(4,4),所以P (B )=616=38. 事件C 包含的基本事件共5个,即(1,4),(2,2),(2,3),(3,2),(4,1),所以P (C )=516, 因为38>516, 所以小亮获得水杯的概率大于获得饮料的概率.[归纳提升] 解古典概型问题时,要牢牢抓住它的两个特点和其计算公式.但是这类问题的解法多样,技巧性强,在解决此类题时需要注意以下两个问题:(1)试验必须具有古典概型的两大特征——有限性和等可能性.(2)计算基本事件的数目时,须做到不重不漏,常借助坐标系、表格及树状图等列出所有基本事件.【对点练习】❸ 甲、乙二人用4张扑克牌(分别是红桃2,红桃3,红桃4,方片4)玩游戏,他们将扑克牌洗匀后,背面朝上放在桌面上,甲先抽,乙后抽,抽出的牌不放回,各抽一张.(1)设(i ,j )分别表示甲、乙抽到的牌的数字,写出试验的样本空间;(2)甲、乙约定:若甲抽到的牌的牌面数字比乙大,则甲胜,反之,则乙胜.你认为此游戏是否公平?说明你的理由.[解析] (1)方片4用4′表示,试验的样本空间为Ω={(2,3),(2,4),(2,4′),(3,2),(3,4), (3,4′), (4,2), (4,3), (4,4′),(4′,2),(4′,3),(4′,4)},则样本点的总数为12.(2)不公平.甲抽到牌的牌面数字比乙大有(3,2),(4,2),(4,3),(4′,2),(4′,3)5种,甲胜的概率为P 1=512,乙胜的概率为P 2=712,因为512<712,所以此游戏不公平.易错警示对“有序”与“无序”判断不准而致错典例4 甲、乙两人参加普法知识竞赛,共有5道不同的题目,其中3道选择题,2道填空题,甲、乙两人依次抽取1道题.求甲抽到选择题、乙抽到填空题的概率.[错解] 因为通过列举法可得甲抽到选择题、乙抽到填空题的可能结果有6个,且甲、乙两人依次抽取1道题的可能结果有10个,所以甲抽到选择题、乙抽到填空题的概率为610=35. [错因分析] 错解中忽略了甲、乙两人依次抽取1道题与顺序有关,甲从5道题中任抽1道题有5种方法,乙从剩下的4道题中任抽1道题有4种方法,所以基本事件总数应为20.[正解] 因为通过列举法可得甲抽到选择题、乙抽到填空题的可能结果有6个,而甲、乙两人依次抽取1道题的可能结果有20个,所以甲抽到选择题、乙抽到填空题的概率为620=310.。
新教材人教A版2019版数学必修第二册第九、十章知识点清单目录第九章统计9. 1 随机抽样9. 2 用样本估计总体第十章概率10. 1 随机事件与概率10. 2 事件的相互独立性10. 3 频率与概率第九章统计9. 1 随机抽样9. 1. 1 简单随机抽样一、统计中的相关概念1. 全面调查(1)对每一个调查对象都进行调查的方法,称为全面调查,又称普查.(2)在一个调查中,我们把调查对象的全体称为总体,组成总体的每一个调查对象称为个体.2. 抽样调查(1)根据一定目的,从总体中抽取一部分个体进行调查,并以此为依据对总体的情况作出估计和推断的调查方法,称为抽样调查.(2)从总体中抽取的那部分个体称为样本,样本中包含的个体数称为样本容量,简称样本量. 调查样本获得的变量值称为样本的观测数据,简称样本数据.二、简单随机抽样1. 简单随机抽样(1)一般地,设一个总体含有N(N为正整数)个个体,从中逐个抽取n(1≤n<N)个个体作为样本,如果抽取是放回的,且每次抽取时总体内的各个个体被抽到的概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做放回简单随机抽样;如果抽取是不放回的,且每次抽取时总体内未进入样本的各个个体被抽到的概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做不放回简单随机抽样.(2)放回简单随机抽样和不放回简单随机抽样统称为简单随机抽样(除非特殊声明,本章所说的简单随机抽样都是指不放回简单随机抽样). 通过简单随机抽样获得的样本称为简单随机样本.2. 简单随机抽样的常用方法(1)抽签法:把总体中的N个个体编号,把所有编号写在外观、质地等无差别的小纸片(也可以是卡片、小球等)上作为号签,将号签放在一个不透明容器中,充分搅拌后,每次从中不放回地抽取一个号签,连续抽取n次,使与号签上的编号对应的个体进入样本,就得到一个容量为n的样本.(2)随机数法:先把总体中的N个个体编号,例如按1,2,…,N编号,然后用随机数工具产生1~N范围内的整数随机数,把产生的随机数作为抽中的编号,使与编号对应的个体进入样本,如果生成的随机数有重复,即同一编号被多次抽到,需剔除重复的编号并重新产生随机数,直到产生的不同编号个数等于样本所需的个体数.(3)随机数生成的方法:①用随机试验生成随机数.②用信息技术生成随机数:用计算器生成随机数;用电子表格软件生成随机数;用R统计软件生成随机数.三、总体均值与样本均值1. 总体均值(1)一般地,总体中有N个个体,它们的变量值分别为Y1,Y2,…,Y N,则称Y=Y1+Y2+⋯+Y NN =1N∑Y iNi=1为总体均值,又称总体平均数.(2)如果总体的N个变量值中,不同的值共有k(k≤N)个,不妨记为Y1,Y2,…,Y k,其中Y i出现的频数为f i(i=1,2,…,k),则总体均值还可以写成加权平均数的形式Y=1N ∑f i y i ki=12. 样本均值如果从总体中抽取一个容量为n的样本,它们的变量值分别为y1,y2,…,y n,则称y=y1+y2+⋯+y nn =1n∑y ini=1为样本均值,又称样本平均数.四、简单随机抽样的判断1. 简单随机抽样的三个特征(1)总体中的个体数是有限的;(2)样本是从总体中逐个抽取得到的;(3)简单随机抽样是一种等可能的抽样.如果三个特征有一个不满足,就不是简单随机抽样.五、抽签法和随机数法1. 抽签法的应用(1)抽签法的应用前提:①制签方便;②个体之间无明显差异.(2)应用抽签法时要注意以下几点①编号时,如果已有编号可不必重新编号;②号签要求外观、质地等完全相同;③号签要搅拌均匀;④根据实际需要采用放回或不放回抽取.2. 随机数法的注意点(1)当总体容量大,样本容量不大时,可用随机数法抽取样本;(2)用随机数法抽取样本,有时为了方便,编号需统一位数;(3)掌握利用信息技术产生随机数的方法和规则.3. 抽签法和随机数法的步骤第一步,将总体中的N个个体从1到N编号;第二步,在1~N的编号中随机产生n个编号:(1)抽签法:通过逐个不放回地抽签,共抽n次,产生n个编号;(2)随机数法:利用试验或信息技术工具,按照设定的程序生成n个不重复的编号;第三步,将产生的编号所对应的n个个体作为样本.六、样本均值和总体均值1. 总体均值是总体的一项重要特征,样本均值一般随样本量及样本数据的选取而有所变化,在简单随机抽样中,常用样本均值去估计总体均值,用样本中某类个体所占的比例估计该类个体在总体中所占的比例.9. 1. 2 分层随机抽样9. 1. 3 获取数据的途径一、分层随机抽样1. 分层随机抽样一般地,按一个或多个变量把总体划分成若干个子总体,每个个体属于且仅属于一个子总体,在每个子总体中独立地进行简单随机抽样,再把所有子总体中抽取的样本合在一起作为总样本,这样的抽样方法称为分层随机抽样,每一个子总体称为层. 在分层随机抽样中,如果每层样本量都与层的大小成比例,那么称这种样本量的分配方式为比例分配.2. 分层随机抽样中的样本平均数和总体平均数在分层随机抽样中,如果层数分为2层,第1层和第2层包含的个体数分别为M 和N,抽取的样本量分别为m和n,第1 层和第2层的样本平均数分别为x,y,第1层和第2层的总体平均数分别为X,Y,则总体平均数W=MM+N x+NM+Ny,样本平均数w=mm+n x+nm+ny用第1层的样本平均数x可以估计第1层的总体平均数X,用第2层的样本平均数y可以估计第2层的总体平均数Y. 在比例分配的分层随机抽样中,可以直接用样本平均数w估计总体平均数W.3. 分层抽样中的比值问题求解时,常用的技巧为: 样本量n总体中个体数N =该层抽取的个体数该层的个体数,总体中某两层的个体数之比=样本中这两层抽取的个体数之比.二、获取数据的基本途径1. 通过调查获取数据.2. 通过试验获取数据.3. 通过观察获取数据.4. 通过查询获得数据.三、对分层随机抽样的理解及应用1. 分层随机抽样的特点(1)适用于总体由差异明显的几部分组成的情况;(2)比例分配的分层随机抽样中,按抽样比例确定每层抽取个体的数量;(3)比例分配的分层随机抽样也是等可能抽样,每个个体被抽到的可能性都是样本量(n)总体中个体数(N),而且在每层抽样时,可以根据个体情况采用不同的抽样方法;(4)分层随机抽样能充分利用已掌握的信息,使样本具有良好的代表性.2. 比例分配的分层随机抽样的一般步骤3. 分层随机抽样中的平均数(1)在分层随机抽样中,可以用各层的样本平均数估计该层的总体平均数,在比例分配的分层随机抽样中,可以用样本的平均数估计总体的平均数.(2)样本平均数和各层(分i层,每层样本量依次为n1,n2,…,n i,且n1+n2+…+n i=n)的样本平均数的关系为w=n1n x1+n2nx2+…+n inx i9. 2 用样本估计总体9. 2. 1 总体取值规律的估计9. 2. 2 总体百分位数的估计一、制作频率分布表、画频率分布直方图的步骤1. 求极差:极差为一组数据中最大值与最小值的差.2. 决定组距与组数为方便起见,一般取等长组距,组距的选择应力求“取整”,当样本量不超过100时,常分成5~12组. 极差、组距、组数之间有如下关系:(1)若极差组距为整数,则极差组距=组数;(2)若极差组距不为整数,则[极差组距]+1=组数. ([x]表示不大于x的最大整数)3. 将数据分组:通常对组内数值所在区间取左闭右开区间,最后一组取闭区间.4. 列频率分布表:落在各小组内的数据的个数叫做频数,每小组的频数与数据总数的比值叫做这一小组的频率. 计算各小组的频率,作出频率分布表.5. 画频率分布直方图依据频率分布表画频率分布直方图,横轴表示分组的数据,纵轴表示频率组距,频率组距实际上就是各小长方形的高度,它反映了各组样本观测数据的疏密程度. 因为每个小长方形的面积=组距×频率组距=频率,所以每个小长方形的面积表示该组的频率. 这样,频率分布直方图就以面积的形式反映了数据落在各个小组的频率的大小.二、常见统计图表的特点1. 扇形图主要用于直观描述各类数据占总数的比例.2. 条形图和直方图主要用于直观描述不同类别或分组数据的频数和频率,条形图适用于描述离散型数据,直方图适用于描述连续型数据.3. 折线图主要用于描述数据随时间的变化趋势.三、百分位数1. 第p百分位数的定义一般地,一组数据的第p百分位数是这样一个值,它使得这组数据中至少有p%的数据小于或等于这个值,且至少有(100-p)%的数据大于或等于这个值.2. 常用的百分位数(1)四分位数:第25百分位数也称为第一四分位数或下四分位数;第50百分位数也称为中位数;第75百分位数也称为第三四分位数或上四分位数.(2)其他常用的百分位数:第1百分位数,第5百分位数,第95百分位数,第99百分数.3. 计算一组n个数据的第p百分位数的步骤第1步,按从小到大排列原始数据.第2步,计算i =n×p%.第3步,若i不是整数,而大于i的比邻整数为j,则第p百分位数为第j项数据;若i是整数,则第p百分位数为第i项与第(i+1)项数据的平均数.四、频率分布表、频率分布直方图及其相关的计算1. 绘制频率分布直方图的注意点(1)各组频率的和等于1.(2)在Oxy坐标平面内画频率分布直方图时,x=样本数据,y=频率组距,这样每一组的频率可以用该组的小矩形的面积来表示,其中矩形的底=组距,高=频率组距=频数组距×样本量.(3)同一组数据,组距不同,横轴、纵轴单位不同,得到的频率分布直方图的形状也会不同.2. 由频率分布表或频率分布直方图进行有关计算时,要掌握下列结论(1)小长方形的面积=组距×频率组距=频率;(2)各小长方形的面积之和等于1;(3)频数样本量=频率,此关系式的变形为频数频率=样本量,样本量×频率=频数.四、百分位数的求解1. 计算n个数据的第p百分位数时的注意事项(1)数据必须按从小到大的顺序排列;(2)若i为整数,则第p百分位数为第i项与第(i+1)项数据的平均数,而不是第i项数据2. 根据频率分布直方图计算样本数据的百分位数,首先要了解频率分布直方图中各组数据频率的计算方法,其次估计百分位数在哪一组,再应用方程思想设出百分位数,解方程即可.9. 2. 3 总体集中趋势的估计9. 2. 4 总体离散程度的估计一、数据集中趋势的估计1. 众数、中位数、平均数的定义(1)众数:一组数据中重复出现次数最多的数.(2)中位数:把一组数据按从小到大(或从大到小)的顺序排列,处在最中间位置的数(或最中间两个数的平均数)叫做这组数据的中位数.(x1+x2+…+x n)叫做这n个数的平均数.(3)平均数:如果有n个数x1,x2,…,x n,那么x=1n2. 总体集中趋势的估计(1)平均数、中位数和众数等都是刻画“中心位置”的量,它们从不同角度刻画了一组数据的集中趋势.(2)一般地,对数值型数据(如用水量、身高、收入、产量等)集中趋势的描述,可以用平均数、中位数;而对分类型数据(如校服规格、性别、产品质量等级等)集中趋势的描述,可以用众数.二、数据离散程度的估计1. 极差极差在一定程度上刻画了数据的离散程度. 但因为极差只使用了数据中最大、最小两个值的信息,对其他数据的取值情况没有涉及,所以极差所含的信息量很少.2. 方差和标准差(1)方差、标准差的定义:已知一组数据x1,x2,…,x n,用x表示这组数据的平均数,则这组数据的方差为s2=1n ∑n i=1(x i-x)2=1n∑n i=1x i2-x2,标准差为s=√1n∑n i=1(x i−x)2.(2)总体方差和标准差如果总体中所有个体的变量值分别为Y1,Y2,…,Y N,总体平均数为Y,则称S2=1N∑N i=1(Y i-Y)2为总体方差,S=√S2为总体标准差. 如果总体的N个变量值中,不同的值共有k(k≤N)个,不妨记为Y1,Y2,…,Y k,其中Y i出现的频数为f i(i=1,2,…,k),则总体方差为S2=1N∑k i=1f i(Y i-Y)2 (3)样本方差和标准差如果一个样本中个体的变量值分别为y1,y2,…,y n,样本平均数为y,则称s2=1n∑n i=1(y i-y)2为样本方差,s=√s2为样本标准差.(4)标准差的意义标准差刻画了数据的离散程度或波动幅度,标准差越大,数据的离散程度越大;标准差越小,数据的离散程度越小.平均数和标准差一起能反映数据取值的信息. 一般情况下,大部分数据落在区间[x-s,x+s]内,绝大部分数据落在区间[x-2s,x+2s]内.三、用众数、中位数、平均数估计数据的集中趋势1. 中位数、众数、平均数的应用要点(1)平均数与每一个数据都有关,可以反映更多的总体信息,但受极端值的影响大;中位数是样本数据所占频率的等分线,不受个别极端值的影响;众数只能体现数据的最大集中点,无法客观反映总体特征.(2)当平均数大于中位数时,说明数据中存在许多较大的极端值;反之,说明数据中存在许多较小的极端值.2. 频率分布直方图中众数、中位数、平均数的确定四、用方差和标准差估计数据的离散程度1. 标准差、方差描述了一组数据围绕平均数波动的大小. 标准差、方差越大,数据的离散程度越大;标准差、方差越小,数据的离散程度越小. 但标准差的大小不会超过极差.2. 标准差、方差的取值范围是[0,+∞).3. 标准差、方差为0时,样本中的各数据相等,说明数据没有波动,没有离散性.4. 虽然方差与标准差在刻画样本数据的分散程度上是一样的,但方差与原始数据的单位不同,且平方后可能夸大偏差的程度,所以在解决实际问题时一般多采用标准差.第十章概率10. 1 随机事件与概率10. 1. 1 有限样本空间与随机事件一、随机试验、样本点与样本空间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,简称试验,常用字母E表示. 我们感兴趣的是具有以下特点的随机试验:(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. 样本点与样本空间(1)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. 一般用ω表示样本点(2)样本空间:全体样本点的集合称为试验E的样本空间. 一般用Ω表示样本空间.(3)有限样本空间:在本书中,我们只讨论Ω为有限集的情况. 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.二、随机事件1. 随机事件一般地,随机试验中的每个随机事件都可以用这个试验的样本空间的子集来表示. 为了叙述方便,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.2. 必然事件与不可能事件(1)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.(2)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.三、样本空间与样本点1. 确定样本空间与样本点时通常有以下三种方法(1)列举法:把所有样本点一一列举出来,适用于样本点较少的试验. 列举时要按照一定的顺序,做到不重不漏.(2)列表法:将样本点用表格的形式表示出来,通过表格可以弄清样本点的总数以及相应的事件所包含的样本点数. 此方法适用于互不影响的两步试验问题,例如:抛掷两枚骰子.(3)画树状图法:用树状的图形把样本点列举出来的一种方法,画树状图法便于分析较复杂的多步试验问题.四、随机事件1. 理解随机事件的两个关键点随机事件的“随机”一般是指在一定条件下可能发生也可能不发生,随机事件的“结果”是相对于“一定条件”而言的,因此,要弄清某一随机事件,就必须明确事件发生的条件,以及在此条件下的结果.(1)条件:事件发生与否是相对条件而言的,随着条件的改变,结果可能发生改变.(2)结果:有时样本空间较复杂,要准确理解事件结果包含的各种情况,列举该事件包含的样本点时,可借助集合知识.2. 判断事件类型的思路判断一个事件是随机事件、必然事件还是不可能事件,首先要看条件,其次是看在该条件下所研究的事件是一定发生(必然事件)、不一定发生(随机事件)还是一定不发生(不可能事件).10. 1. 2 事件的关系和运算一、事件的关系定义符号表示图示包含关系一般地,若事件A发生,则事件B一定发生,我们就称事件B包含事件A(或事件A包含于事件B)B⊇A(或A⊆B)相等关系如果事件B包含事件A,事件A也包含事件B,即B⊇A且A⊇B,则称事件A与事件B相等A=B二、交事件与并事件定义符号表示图示并事件一般地,事件A与事件B至少有一个发生,这样的一个事件中的样本点或者在事件A中,或者在事件B中,我们称这个事件为事件A与事件B的并事件(或和事件)A∪B(或A+B) 交事件一般地,事件A与事件B同时发生,这样的一个事件中的样本点既在事件A中,也在事件B中,我们称这样的一个事件为事件A与事件B的交事件(或积事件)A∩B(或AB)三、互斥事件和对立事件定义符号表示图示互斥事件一般地,如果事件A与事件B不能同时发生,也就是说A∩B是一个不可能事件,则称事件A与事件B互斥(或互不相容)A∩B=⌀ 对立事件一般地,如果事件A和事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生,那么称事件A与事件B互为对立. 事件A的对立事件记为A A∪B=Ω,且A∩B=⌀四、互斥事件与对立事件的判断1. 准确理解互斥事件与对立事件的含义(1)互斥事件是不可能同时发生的事件,但可以同时不发生;(2)对立事件是特殊的互斥事件,特殊在对立的两个事件不可能都不发生,即有且仅有一个发生.2. 互斥事件、对立事件的判断方法(1)判断两个事件是不是互斥事件,先对样本点进行逻辑划分,再看它们在一次试验中能否同时发生,若不能同时发生,则这两个事件是互斥事件,若能同时发生,则这两个事件不是互斥事件.(2)判断两个事件是不是对立事件,先对样本点进行逻辑划分,再看在一次试验中这两个事件是否同时满足两个条件:一是不能同时发生;二是必有一个发生. 如果这两个条件同时成立,那么这两个事件是对立事件,如果这两个条件中有一个不成立,那么这两个事件就不是对立事件.(3)利用Venn图进行分析,类比集合的关系进行判断.(4)对于较难判断的关系,可考虑列出全部样本点,再进行分析.五、事件的运算1. 事件间运算的方法(1)利用事件间运算的定义,列出同一条件下的试验所有可能出现的结果(可以是样本点,也可以是具有相同特点的一些样本点的集合),分析并利用这些结果进行事件间的运算.(2)利用Venn图,借助集合间运算的思想,分析同一条件下的试验所有可能出现的结果,把这些结果在图中列出,从而进行运算.(3)若事件较复杂,通常将复杂事件表示为简单事件的和或积的形式.10. 1. 3 古典概型一、事件的概率1. 对随机事件发生可能性大小的度量(数值)称为事件的概率,事件A的概率用P(A)表示.二、古典概型1. 古典概型的定义:某些随机试验的样本点及样本空间具有以下共同特征:(1)有限性:样本空间的样本点只有有限个;(2)等可能性:每个样本点发生的可能性相等.我们将具有以上两个特征的试验称为古典概型试验,其数学模型称为古典概率模型,简称古典概型.2. 古典概型的概率公式一般地,设试验E 是古典概型,样本空间Ω包含n 个样本点,事件 A 包含其中的k 个样本点,则定义事件A 的概率P(A)= k n =n(A)n(Ω)其中,n(A)和n(Ω)分别表示事件A和样本空间Ω包含的样本点个数.三、古典概型的概率1. 求解事件发生的概率问题时,首先要明确试验的条件及要求的结果,然后用适当的符号表示试验的可能结果(可借助表格或树状图),当判断为古典概型时,可按以下步骤进行求解:(1)确定样本空间中的样本点总数n ;(2)确定所求事件A 包含的样本点的个数m ;(3)利用P(A)= m n 计算事件A 的概率. 四、古典概型的综合问题1. 有关古典概型与统计结合的题型,一般利用频率分布表、频率分布直方图等给出信息,只要能够从题中提炼出需要的信息,就能解决此类问题.2. 有关古典概型与其他数学知识结合的题型,可利用有关数学知识得出限制事件的条件,进而解决概率问题.10. 1. 4 概率的基本性质一、概率的基本性质性质1:对任意的事件A,都有P(A)≥0.性质2:必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0,即P(Ω)=1,P(⌀)=0.性质3:如果事件A与事件B互斥,那么P(A∪B)=P(A)+P(B),此性质可以推广到多个事件的情况,即如果事件A1,A2,…,A m两两互斥,那么P(A1∪A2∪…∪A m)=P(A1)+ P(A2)+…+P(A m).性质4:如果事件A与事件B互为对立事件,那么P(B)=1-P(A),P(A)=1-P(B).性质5:如果A⊆B,那么P(A)≤P(B).性质6:设A,B是一个随机试验中的两个事件,我们有P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B).二、利用概率的性质求事件的概率1. 运用互斥事件的概率加法公式解题的一般步骤(1)将要求概率的事件表示为彼此互斥的几个事件之和;(2)分别求各事件的概率,再求各概率之和.2. 运用对立事件的概率公式解题的一般方法(1)求正面思考较为困难的事件的概率,可以转化为求其对立事件的概率;(2)利用对立事件的概率公式求解时,必须准确判断所求事件的对立事件.3. 已知简单事件的概率求复杂事件的概率的一般步骤(1)事件表示:将已知概率的事件、要求概率的事件用适当的字母表示出来;(2)事件运算:将已知概率的事件进行适当的运算得到要求概率的事件;(3)求概率:利用互斥事件、对立事件等的概率公式求相关概率.10. 2 事件的相互独立性一、事件相互独立的定义1. 对任意两个事件A与B,如果P(AB)=P(A)P(B)成立,则称事件A与事件B相互独立,简称为独立.二、相互独立事件的性质1. 如果事件A与B相互独立,那么A与B,A与B, A与B也都相互独立.2. 必然事件Ω、不可能事件⌀都与任意事件相互独立.三、判断事件的独立性1. 判断两个事件是否相互独立的方法(1)直接法:直接判断一个事件发生与否是否影响另一事件的发生.(2)定义法:判断P(AB)=P(A)P(B)是否成立,即两个事件同时发生的概率是否等于每个事件发生的概率的乘积.(3)转化法:由判断事件A与事件B是否相互独立,转化为判断A与B或A与B或A与B 是否相互独立.四、利用事件的独立性求复杂事件的概率由简单事件通过运算得到复杂事件,进而利用互斥、对立、独立等关系计算概率. 解题时要注意:(1)对事件进行分解,一方面分解为互斥的几类简单事件求概率;另一方面分解为独立的几类,利用事件同时发生(乘法)求出概率.(2)已知两个事件A,B,那么①A,B中至少有一个发生为事件A∪B.②A,B都发生为事件AB.③A,B都不发生为事件AB.④A,B恰有一个发生为事件B∪B A.⑤A,B中至多有一个发生为事件A B∪B A∪AB.。