概率问题的解法、易错点初探
概率问题可大致分为两类:
① 基本事件发生的概率未知,但基本事件发生的可能性相等(否则问题不可解),则需要通过计(个)数或算测度来求相关的概率;
② 基本事件发生的概率已知,则需要通过互斥事件的概率公式来求相关的概率.
解概率题时要抓住以下概念与公式:
① 通过计数求概率:如果一次试验中,可能出现的结果有n个,而所有结果的出现都是等可能的,又事件A包含m个结果,那么事件A的概率P(A)=mn.
② 互斥事件有一个发生的概率:事件A,B不可能同时发生,这样的两个事件叫做互斥事件.显然,互斥事件是同一次试验的结果.若事件A,B互斥,把A,B中有一个发生记为A+B,则有P(A+B)=P(A)+ P(B).
对立事件与互斥事件的关系是:对立必互斥,互斥未必对立;一个事件的概率与它的对立事件的概率的和是1.
一般地,如果事件A1,A2,…,An中的任何两个都是互斥的,那么P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
③ 相互独立事件同时发生的概率:
事件A(或B)是否发生对事件B(或A)发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件.显然,相互独立事件是不同次试验的结果.若事件A,B相互独立,把A,B同时发生记为A•B,则有P(A•B)=P(A)•P(B).
若A与B是相互独立事件,则事件A与B,A与B,A与B也相互独立.
一般地,如果事件A1,A2,…,An中的任何两个都是相互独立的,那么P(A1A2…An)=P(A1)
P(A2)…P(An).
④ 如果在一次试验中某事件发生的概率是p,那么在n次(相互)独立(而)重复(的该)试验中此事件恰好发生k次的概率Pn(k)=Cknpk(1-p)n-k,k=0,1,2,…,n.
一、 分类例析概率题的解法
1. 基本事件的概率未知
例1 有红色和黑色两个盒子,红色盒中有6张卡片,其中一张标有数字0,两张标有数字1,三张标有数字2;黑色盒中有7张卡片,其中四张标有数字0,一张标有数字1,两张标有数字2.现从红色盒中任意取出1张卡片(每张卡片被抽出的可能性相等),黑色盒中任意取出2张卡片(每张卡片抽出的可能性相等),即共取出3张卡片.
(1) 求取出的3张卡片都标有数字0的概率;
(2) 求取出的3张卡片数字之积是4的概率;
(3) 求取出的3张卡片数字之积是0的概率.
解 (1) 记“取出的3张卡片都标有数字0”为事件A,则P(A)=C11C24C16C27=121.
(2) 记“取出的3张卡片数字之积是4”为事件B,则P(B)=C12C22+C13C11C12C16C27=463.
(3) 记“取出的3张卡片数字之积是0”为事件C,则P(C)=1-P(C)=1-C15C23C16C27=3742.
例2 甲、乙等五名奥运志愿者被随机地分配到A,B,C,D四个岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.
(1) 求甲、乙两人同在岗位A服务的概率;
(2) 求甲、乙两人不在同一岗位服务的概率.
解 (1) 记“甲、乙两人同在岗位A服务”为事件EA,那么P(EA)=A33C25A44=140.
(2) 记“甲、乙两人在同一岗位服务”为事件E,那么P(E)=A44C25A44=110,
所以“甲、乙两人不在同一岗位服务”的概率是P(E)=1-P(E)=910.
点评 注意计数原理及对立事件之间的概率关系的应用.
例3 某箱内有大小相同的4个红球和3个黑球.
(1) 若无放回地摸取3个球,求所摸出的红球个数比黑球个数少的概率;
(2) 若有放回地摸取3个球,求所摸出的红球个数比黑球个数少的概率.
解 (1) 该事件由“取出3个黑球”和“取出2个黑球1个红球”这两个互斥事件组成,记其为事件A,则P(A)=C33C37+C23C14C37=1335.
(2) 有“放回地摸取”实际上就是独立重复试验.记“所摸出的红球个数比黑球个数少”为事件B,则P(B)=373+C23372×47=135243.
点评 注意“有放回”与“无放回”的区别.
2. 基本事件的概率已知
例4 某课程考核分为理论与实验两部分,每部分考核的成绩只记“合格”与“不合格”,两部分考核都“合格”即为该课程考核“合格”.甲、乙、丙三人在理论考核中合格的概率分别为0.9,0.8,0.7,在实验考核中合格的概率分别为0.8,0.7,0.9,所有考核是否合格相互之间没有影响.
(1) 求甲、乙、丙三人在理论考核中至少有两人合格的概率;
(2) 求这三人该课程考核都合格的概率.(结果保留三位小数)
解 记“甲理论考核合格”为事件A1,“乙理论考核合格”为事件A2,“丙理论考核合格”为事件A3;记“甲实验考核合格”为事件B1,“乙实验考核合格”为事件B2,“丙实验考核合格”为事件B3.
(1) 记“这三人在理论考核中至少有两人合格”为事件C.
解法1 P(C)=P(A1A2A3+A1A2A3+A1A2A3
+A1A2A3)=P(A1A2A3)+P(A1A2A3)+P(A1A2A3)
+P(A1A2A3)=P(A1)P(A2)P(A3)+
P(A1)P(A2)
P(A3)+P(A1)P(A2)P(A3)
+P(A1)P(A2)P(A3)=0.9×0.8×0.3+0.9×02×0.7+0.1×0.8×0.7+0.9×0.8×0.7=0902.
解法2 P(C)=1-P(C)=1-P(A1A2A3+A1A2A3+A1A2A3+A1A2A3)=1-(0.1×0.2×0.3+0.9×0.2×0.3+0.1×0.8×03+01×02×07)=1-0098=0.902.
(2) 记“这三人该课程考核都合格” 为事件D.
P(D)=P[(A1B1)(A2B2)(A3B3)]
=P(A1)
P(B1)P(A2)P(B2)P(A3)P(B3)=0.9×08×0.8×0.7×0.7×0.9=0.254 016≈0.254.
例5 甲、乙两人进行一场乒乓球比赛,本场比赛采用五局三胜制,即先胜三局的人获胜(一旦决出胜负,比赛便结束).根据以往的经验,单局比赛甲胜乙的概率为0.4,各局比赛相互之间没有影响,求:
(1) 前三局比赛乙领先的概率;
(2) 本场比赛甲以3∶2取胜的概率.
解 (1) 单局比赛甲胜乙的概率为0.4,乙胜甲的概率为1-0.4=0.6.
记前三局比赛“乙胜三局”为事件A,“乙胜两局”为事件B,则P(A)=0.63=0.216,P(B)=C23×0.62×0.4=0.432,所以前三局比赛乙领先的概率为P(A)+P(B)=0.648.
(2) 若本场比赛甲以3∶2取胜,则前四局双方以2∶2战平且第五局甲胜,所以该事件的概率为C24×0.42×0.62×0.4=0.138 24.
例6 栽培甲、乙两种果树,都要先进行培育,然后再进行移栽.已知甲、乙两种果树培育成苗的概率分别为0.6,0.5,移栽成活的概率分别为0.7,0.9.
(1) 求甲、乙两种果树至少有一种果树能培育成苗的概率;
(2) 求恰好有一种果树能培育成苗且移栽成活的概率.
解 分别记甲、乙两种果树培育成苗为事件A1,A2,分别记甲、乙两种果树苗移栽成活为事件B1,B2,则P(A1)=0.6,P(A2)=0.5,P(B1)=0.7,P(B2)=0.9.
(1) 甲、乙两种果树至少有一种能培育成苗的概率为P(A1+A2)=P(A1A2)+P(A1A1)+P(A1A2)=1-P(A1A2)=1-0.4×0.5=08.
(2) 解法1 分别记两种果树培育成苗且移栽成活为事件A,B,则P(A)=P(A1B1)=P(A1)P(B1)=0.42,P(B)=P(A2B2)=P(A2)P(B2)=0.45.
故恰好有一种果树能培育成苗且移栽成活的概率为P(AB+AB)=0.42×0.55+0.58×0.45=0492.
解法2 恰好有一种果树能培育成苗且移栽成活的概率为P(A1B1A2+A1B1A2B2+A1A2B2+A1B1A2B2)=0.6×0.7×0.5+0.6×0.7×0.5×01+0.4×0.5×0.9+0.6×0.3×0.5×0.9=0492.
点评 注意其中事件之间的相互独立关系与互斥关系,不要混淆.
总之,解概率题的关键是确定要使用的概率公式.
二、 分类例探解概率题时的易错点
首先,要分清基本事件的发生是否等可能,事件之间是否相互独立,是否互斥;其次,要注意以下两个易错点.
1. “(相)互(排)斥”与“相互独立”混淆
互斥事件与相互独立事件的区别:
两个事件互斥是指同一次试验中两个事件不能同时发生,两个事件相互独立是指不同次试验下两个事件的发生互不影响;相互独立事件一定不互斥,互斥事件也一定不相互独立.
例7 某市派出甲、乙两支球队参加全省足球冠军联赛,已知甲、乙两队夺取冠军的概率分别是37,14,求该市夺得全省足球冠军的概率.
错解 记“甲、乙两队夺取冠军”分别为事件A,B,则P(A)=37,P(B)=14,且A,B相互独立.
由于“该市夺得全省足球冠军”的可能情况有:①甲队夺得而乙队没有夺得;②乙队夺得而甲队没有夺得.故该市夺得全省足球冠军的概率是P(AB+AB)=P(A)P(B)+P(A)P(B)=37×34+47×14=1328.
分析 这里错误地认为事件A,B相互独立.生活经验告诉我们:甲夺取冠军与否对乙夺冠军与否是有影响的.实际上,A,B是互斥事件而不是相互独立事件.
正解 记“甲、乙两队夺取冠军”分别为事件A,B,则P(A)=37,P(B)=14,且A,B为互斥事件.
由于“该市夺得全省足球冠军” 就是事件A,B中有一个发生,故该事件的概率是P(A+B)=P(A)+P(B)=37+14=1928.
例8 甲的投篮命中率为0.8,乙的投篮命中率为0.7,每人投篮3次,两人都恰好命中2次的概率是多少?
错解 记“甲、乙两人投篮3次恰好命中2次”分别为事件A,B,则A,B为互斥事件,且“两人都恰好命中2次”为事件A+B,于是P(A+B)=P(A)+P(B)=C23×0.82×0.2+C23×0.72×0.3=0.825.
分析 这里先是错误地认为事件A,B互斥,然后又错误地将事件“两人都恰好命中2次”理解为事件“甲恰好命中2次”与“乙恰好命中2次”的和(至少有一个发生).
正解 记“甲、乙两人投篮3次恰好命中2次”分别为事件A,B,则A,B为相互独立事件,且“两人都恰好命中2次”为事件AB,于是P(AB)=P(A)P(B)
=C23×0.82×0.2×C23×0.72×0.3≈0.169.
2. “有序”与“无序”混淆
例9 一个口袋中装有大小相同的2个白球和3个黑球,从中摸出一个球,放回后再摸出一个球,求两球恰好颜色不同的概率.
错解 记“两球恰好颜色不同”为事件A,由于该试验共有的摸法数是C15C15=25,而两球恰好颜色不同包含的摸法数是C12C13=6,故P(A)=625.
分析 由题意,知摸球的过程是有序的,故“两球恰好颜色不同”包含“先白球后黑球”与“先黑球后白球”两种情况.
正解 记“两球恰好颜色不同”为事件A,于是P(A)=C12C13+C13C12C15C15=6+625=1225.
巩 固 练 习
1. 从1,2,3,…,9这九个数中,随机抽取3个不同的数,则这3个数的和为偶数的概率是()
A. 59 B. 49 C. 1121 D. 1021
2. 某箱子中有10张卡片,分别写有1~10这十个整数,从箱子中任取一张卡片,记下它的读数x并放回箱子中,再从箱子中任取一张卡片,记下它的读数y,则x+y是10的倍数的概率是()
A. 15 B. 110 C. 9100 D. 225
3. 质点A位于数轴x=0处,质点B位于x=2处.这两个质点每隔1秒就向左或向右移动1个单位,设它们向左移动的概率均为13,向右移动的概率均为23.
(1) 求3秒后,质点A在x=1处的概率;
(2) 求2秒后,质点A,B同时在x=2处的概率.
4. 某商场经销某商品,顾客可采用一次性付款或分期付款的方式购买.根据以往的资料统计,顾客一次性付款的概率是0.6.经销一件该商品,若顾客一次性付款,则商场获得利润200元;若顾客分期付款,则商场获得利润250元.
(1) 3位顾客每人购买1件该商品,求至少有1位采用一次性付款的概率;
(2) 3位顾客每人购买1件该商品,求商场获得的利润不超过650元的概率.
5. 从某批产品中有放回地抽取两次,每次随机抽取1件产品,假设事件A:“取出的2件产品中至多有1件是二等品”的概率P(A)=0.96.
(1) 求从该批产品中任意抽取1件是二等品的概率p;
(2) 若该批产品共100件,从中任意抽取2件,求事件B:“取出的2件产品中至少有1件是二等品”的概率P(B).