【步步高】2017版高考数学一轮复习 第十二章 概率、随机变量及其概率分布 12.5 独立性及二项分布 理
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1 【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第十二章 概率、随机变量及其概率分布 12.5 独立性及二项分布 理
1.条件概率及其性质 (1)对于两个事件A和B,在已知事件B发生的条件下,事件A发生的概率叫做条件概率,用
符号P(A|B)来表示,其公式为P(A|B)=PABPB(P(B)>0).
在古典概型中,若用n(B)表示事件B中基本事件的个数,则P(A|B)=nABnB. (2)条件概率具有的性质: ①0≤P(A|B)≤1; ②如果B和C是两个互斥事件, 则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A). 2.相互独立事件 (1)对于事件A、B,若事件A的发生与事件B的发生互不影响,则称事件A、B是相互独立事件. (2)若A与B相互独立,则P(B|A)=P(B), P(AB)=P(B|A)P(A)=P(A)P(B).
(3)若A与B相互独立,则A与B,A与B,A与B也都相互独立. (4)若P(AB)=P(A)P(B),则A与B相互独立. 3.二项分布 (1)独立重复试验是指在相同条件下可重复进行的,各次之间相互独立的一种试验,在这种试验中每一次试验只有__两__种结果,即要么发生,要么不发生,且任何一次试验中发生的概率都是一样的. (2)在n次独立重复试验中,用X表示事件A发生的次数,设每次试验中事件A发生的概率为p,则P(X=k)=Cknpk(1-p)n-k(k=0,1,2,„,n),此时称随机变量X服从二项分布,记为X~
B(n,p),并称p为成功概率.
【思考辨析】 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) 2
(1)条件概率一定不等于它的非条件概率.( × ) (2)相互独立事件就是互斥事件.( × ) (3)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.( × ) (4)二项分布是一个概率分布,其公式相当于(a+b)n二项展开式的通项公式,其中a=p,b=1-p.( × ) (5)P(B|A)表示在事件A发生的条件下,事件B发生的概率,P(AB)表示事件A,B同时发生的概率.( √ )
(6)小王通过英语听力测试的概率是13,他连续测试3次,那么其中恰好第3次测试获得通过
的概率是P=C13·131·1-133-1=49.( × )
1.袋中有3红5黑8个大小形状相同的小球,从中依次摸出两个小球,则在第一次摸得红球的条件下,第二次仍是红球的概率为________.
答案 27
解析 第一次摸出红球,还剩2红5黑共7个小球,所以再摸到红球的概率为27. 2.(2014·课标全国Ⅱ改编)某地区空气质量监测资料表明,一天的空气质量为优良的概率是0.75,连续两天为优良的概率是0.6,已知某天的空气质量为优良,则随后一天的空气质量为优良的概率是________. 答案 0.8 解析 已知连续两天为优良的概率是0.6,那么在前一天空气质量为优良的前提下,要求随
后一天的空气质量为优良的概率,可根据条件概率公式,得P=0.60.75=0.8. 3.如图,用K,A1,A2三类不同的元件连结成一个系统.当K正常工作且A1,A2至少有一个正常工作时,系统正常工作.已知K,A1,A2正常工作的概率依次为0.9,0.8,0.8,则系统正常工作的概率为________. 答案 0.864 解析 方法一 由题意知K,A1,A2正常工作的概率分别为P(K)=0.9,P(A1)=0.8,P(A2)=0.8, ∵K,A1,A2相互独立, ∴A1,A2至少有一个正常工作的概率为P(A1A2)+P(A1A2)+P(A1A2)=(1-0.8)×0.8+0.8×(1-0.8)+0.8×0.8=0.96. 3
∴系统正常工作的概率为P(K)[P(A1A2)+P(A1A2)+P(A1A2)]=0.9×0.96=0.864. 方法二 A1,A2至少有一个正常工作的概率为1-P(A1A2)=1-(1-0.8)(1-0.8)=0.96,故系统正常工作的概率为P(K)[1-P(A1A2)]=0.9×0.96=0.864. 4.某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为1625,则该队员每次罚球的命中率为________. 答案 35
解析 设该队员每次罚球的命中率为p,则依题意有1-p2=1625,即p2=925.又0p=35. 5.(教材改编)国庆节放假,甲去北京旅游的概率为13,乙去北京旅游的概率为14,假定二人的行动相互之间没有影响,那么这段时间内至少有1人去北京旅游的概率为________. 答案 12 解析 记在国庆期间“甲去北京旅游”为事件A,“乙去北京旅游”为事件B,又P(A B)=P(A)·P(B)=[1-P(A)][1-P(B)]=(1-13)(1-14)=12, “甲、乙二人至少有一人去北京旅游”的对立事件为“甲、乙二人都不去北京旅游”,所求概率为1-P(A B)=1-12=12.
题型一 条件概率 例1 (1)从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A为“取到的2个数之和为偶数”,事件B为“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)= ________.
(2)如图所示,EFGH是以O为圆心,半径为1的圆的内接正方形,将一粒豆子随机地扔到该圆内,用A表示事件“豆子落在正方形EFGH内”,B表示事件“豆子落在扇形OHE(阴影部分)内”,则P(B|A)=________.
答案 (1)14 (2)14 4
解析 (1)P(A)=C23+C22C25=25,P(AB)=C22C25=110, P(B|A)=PABPA=14.
(2)AB表示事件“豆子落在△OEH内”, P(B|A)=PABPA=△OEH的面积正方形EFGH的面积=14.
引申探究 若将本例(1)中的事件B:“取到的2个数均为偶数”改为“取到的2个数均为奇数”,则结果如何?
解 P(A)=C23+C22C25=25,
P(B)=C23C25=310,又A⊇B,则P(AB)=P(B)=310,
所以P(B|A)=PABPA=PBPA=34. 思维升华 条件概率的求法: (1)利用定义,分别求P(A)和P(AB),得P(B|A)=PABPA,这是通用的求条件概率的方法. (2)借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件数n(A),再在事件A发生的条件下求事件B包含的基本事件数,即n(AB),得P(B|A)=nABnA. 已知盒中装有3只螺口灯泡与7只卡口灯泡,这些灯泡的外形与功率都相同且灯口向下放着,现需要一只卡口灯泡,电工师傅每次从中任取一只并不放回,则在他第1次抽到的是螺口灯泡的条件下,第2次抽到的是卡口灯泡的概率为________.
答案 79 解析 方法一 设事件A为“第1次抽到的是螺口灯泡”,事件B为“第2次抽到的是卡口
灯泡”,则P(A)=310,P(AB)=310×79=730,则所求概率为P(B|A)=PABPA=730310=79. 方法二 第1次抽到螺口灯泡后还剩余9只灯泡,其中有7只卡口灯泡,故第2次抽到卡口灯泡的概率为C17C19=79. 题型二 相互独立事件的概率 例2 在一场娱乐晚会上,有5位民间歌手(1至5号)登台演唱,由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手.各位观众须彼此独立地在选票上选3名歌手,其中观众甲是1号歌手的歌迷, 5
他必选1号,不选2号,另在3至5号中随机选2名.观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱,因此在1至5号中随机选3名歌手. (1)求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率; (2)X表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,“求X≥2”的事件概率. 解 (1)设A表示事件“观众甲选中3号歌手”,B表示事件“观众乙选中3号歌手”,
则P(A)=C12C23=23,P(B)=C24C35=35. ∵事件A与B相互独立,A与B相互独立,则A·B表示事件“甲选中3号歌手,且乙未选中3号歌手”. ∴P(AB)=P(A)·P(B)=P(A)·[1-P(B)]
=23×25=415, (或P(AB)=C12·C34C23·C35=415). (2)设C表示事件“观众丙选中3号歌手”, 则P(C)=C24C35=35, 依题意,A,B,C相互独立,A,B,C相互独立, 且ABC,ABC,ABC,ABC彼此互斥. 又P(X=2)=P(AB C)+P(ABC)+P(ABC) =23×35×25+23×25×35+13×35×35=3375, P(X=3)=P(ABC)=23×35×35=1875,
∴P(X≥2)=P(X=2)+P(X=3)=3375+1875=1725. 思维升华 解答此类问题的方法技巧 (1)首先判断几个事件的发生是否相互独立; (2)求相互独立事件同时发生的概率的方法主要有: ①利用相互独立事件的概率乘法公式直接求解. ②正面计算较繁或难以入手时,可从其对立事件入手计算. (2015·陕西改编)设某校新、老校区之间开车单程所需时间为T,T只与道路畅通状况有关,对其容量为100的样本进行统计,结果如下: T(分钟) 25 30 35 40