人教A版 (2019)必修 第二册10.1 随机事件与概率学案
展开课程标准:1.了解随机事件的并、交、互斥与对立的含义.2.能结合实例进行随机事件的并、交运算.
教学重点:随机事件的并、交、互斥与对立的含义.
教学难点:随机事件的关系与集合关系的解释.
知识点"一 事件的关系及运算
事件A与事件B互斥是指事件A与事件B在一次试验中不会同时发生,对立事件是指在一次试验中,两个事件不会同时发生,且必然要有一个事件发生,因此,对立事件是互斥事件的特例,对立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是对立事件.从集合的观点来判断:设事件A与B所含的样本点组成的集合分别是A,B,若A,B互斥,则A∩B=∅,若A,B对立,则A∩B=∅,且A∪B=Ω,即∁ΩB=A,∁ΩA=B.互斥事件A与B的和A+B可理解为集合A∪B.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若A=B,则A,B同时发生或A,B同时不发生.( )
(2)两个事件的和指两个事件至少一个发生.( )
(3)互斥事件一定是对立事件.( )
答案 (1)√ (2)√ (3)×
2.做一做
(1)掷一枚骰子,设事件A={出现的点数不大于3},B={出现的点数为偶数},则事件A与事件B的关系是( )
A.A⊆B
B.A∩B={出现的点数为2}
C.事件A与B互斥
D.事件A与B是对立事件
(2)一批产品共有100件,其中5件是次品,95件是合格品.从这批产品中任意抽取5件,现给出以下四个事件:
事件A:恰有一件次品;
事件B:至少有两件次品;
事件C:至少有一件次品;
事件D:至多有一件次品.
并给出以下结论:
①A∪B=C;
②D∪B是必然事件;
③A∩B=C;
④A∩D=C.
其中正确结论的序号是( )
A.①② B.③④
C.①③ D.②③
(3)下列各对事件:
①运动员甲射击一次,“射中9环”与“射中8环”;
②甲、乙两运动员各射击一次,“甲射中10环”与“乙射中9环”;
③甲、乙两运动员各射击一次,“甲、乙都射中目标”与“甲、乙都没有射中目标”;
④甲、乙两运动员各射击一次,“至少有一人射中目标”与“甲射中目标但乙没有射中目标”.
其中是互斥事件的有________,是包含关系的有________.
答案 (1)B (2)A (3)①③ ④
题型一 事件关系的判断与集合表示
例1 对一箱产品进行随机抽查检验,如果查出2个次品就停止检查,最多检查3个产品.
(1)写出该试验的样本空间Ω,并用样本点表示事件:A={有2个产品是次品},B={至少有2个正品};
(2)用集合的形式表示事件A∪B;
(3)试判断事件C={至少1个产品是正品}与事件B的关系.
[解] (1)依题意,检查是有序地逐个进行,至少检查2个,最多检查3个产品.如果以“0”表示查出次品,以“1”表示查出正品,那么样本点至少是一个二位数,至多是一个三位数的有序数列.样本空间Ω={00,010,011,100,101,110,111}.
A={00,010,100}.
B={011,101,110,111}.
(2)A∪B=Ω={00,010,011,100,101,110,111}.
(3)∵C={010,011,100,101,110,111},∴B⊆C.
概率论与集合论之间的对应关系
如果事件A,B互斥,那么( )
A.A∪B是必然事件 B.eq \(A,\s\up6(-))∪eq \(B,\s\up6(-))是必然事件
C.eq \(A,\s\up6(-))与eq \(B,\s\up6(-))一定互斥 D.eq \(A,\s\up6(-))与eq \(B,\s\up6(-))一定不互斥
答案 B
解析 可由Venn图判断,易得eq \(A,\s\up6(-))与eq \(B,\s\up6(-))分别表示集合A,B的补集,则eq \(A,\s\up6(-))∪eq \(B,\s\up6(-))=Ω,B正确.
题型二 事件的运算
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] (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,E=F+G,E=D2+D3.
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,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,进行运算.
掷一枚骰子,“向上的点数是1或2”为事件A,“向上的点数是2或3”为事件B,则( )
A.A⊆B
B.A=B
C.A∪B表示向上的点数是1或2或3
D.A∩B表示向上的点数是1或2或3
答案 C
解析 设A={1,2},B={2,3},A∩B={2},A∪B={1,2,3},∴A∪B表示向上的点数为1或2或3.
题型三 对立事件与互斥事件的辨析
例3 从40张扑克牌(红桃、黑桃、方块、梅花,点数从1~10各10张)中,任取一张.
(1)“抽出红桃”与“抽出黑桃”;
(2)“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”;
(3)“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”.
判断上面给出的每对事件是否为互斥事件,是否为对立事件,并说明理由.
[解] (1)是互斥事件,不是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出红桃”和“抽出黑桃”是不可能同时发生的,所以是互斥事件.同时,不能保证其中必有一个发生,这是由于还可能抽出“方块”或者“梅花”,因此,二者不是对立事件.
(2)既是互斥事件,又是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中,任意抽取1张,“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”,两个事件不可能同时发生,但其中必有一个发生,所以它们既是互斥事件,又是对立事件.
(3)不是互斥事件,当然不可能是对立事件.
理由是:从40张扑克牌中任意抽取1张,“抽出的牌点数为5的倍数”与“抽出的牌点数大于9”这两个事件可能同时发生,如抽出的牌点数为10,因此,二者不是互斥事件,当然不可能是对立事件.
互斥事件与对立事件间的关系
互斥事件和对立事件的判定是针对两个事件而言的.一次试验中,两个互斥事件有可能都不发生,也可能有一个发生,但不可能两个都发生;而两个对立事件必有一个发生,但是不可能两个事件同时发生,也不可能两个事件同时不发生.所以两个事件互斥,它们未必对立;反之两个事件对立,它们一定互斥.
某县城有甲、乙两种报纸供居民订阅,记事件A为“只订甲报”,事件B为“至少订一种报纸”,事件C为“至多订一种报纸”,事件D为“不订甲报”,事件E为“一种报纸也不订”.判断下列每组事件是不是互斥事件;如果是,再判断它们是不是对立事件:
(1)A与C;(2)B与E;(3)B与D;(4)B与C;(5)C与E.
解 (1)由于事件C“至多订一种报纸”中包括“只订甲报”,即事件A与事件C有可能同时发生,故A与C不是互斥事件.
(2)事件B“至少订一种报纸”与事件E“一种报纸也不订”是不可能同时发生的,故B与E是互斥事件;由于事件B与事件E必有一个发生,故B与E是对立事件.
(3)事件B“至少订一种报纸”中包括“只订乙报”,即有可能“不订甲报”,也就是说事件B和事件D有可能同时发生,故B与D不是互斥事件.
(4)事件B“至少订一种报纸”中的可能情况为“只订甲报”“只订乙报”“订甲、乙两种报”.事件C“至多订一种报纸”中的可能情况为“一种报纸也不订”“只订甲报”“只订乙报”.也就是说事件B与事件C可能同时发生,故B与C不是互斥事件.
(5)由(4)的分析,事件E“一种报纸也不订”是事件C中的一种可能情况,所以事件C与事件E可能同时发生,故C与E不是互斥事件.
1.从一批产品(既有正品也有次品)中取出三件产品,设A={三件产品全不是次品},B={三件产品全是次品},C={三件产品有次品,但不全是次品},则下列结论中错误的是( )
A.A与C互斥 B.B与C互斥
C.任何两个都互斥 D.任何两个都不互斥
答案 D
解析 由题意知事件A,B,C两两不可能同时发生,因此两两互斥.
2.抽查10件产品,记事件A为“至少有2件次品”,则A的对立事件为( )
A.至多有2件次品 B.至多有1件次品
C.至多有2件正品 D.至少有2件正品
答案 B
解析 至少有2件次品包含2,3,4,5,6,7,8,9,10件次品,共9种结果,故它的对立事件为含有1或0件次品,即至多有1件次品.
3.从装有红球、白球和黑球各2个的口袋内一次取出2个球,则与事件“两球都为白球”互斥而非对立的事件是下列事件中的哪几个?( )
①两球都不是白球;②两球恰有一个白球;③两球至少有一个白球.
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
答案 A
解析 ①根据题意,结合互斥事件、对立事件的定义可得,事件“两球都为白球”和事件“两球都不是白球”不可能同时发生,故它们是互斥事件.但这两个事件不是对立事件,因为它们的和事件不是必然事件.②事件“两球都为白球”和事件“两球恰有一个白球”是互斥而非对立事件.③事件“两球都为白球”和事件“两球至少有一个白球”可能同时发生,故它们不是互斥事件.故选A.
4.某人在打靶时,连续射击2次,事件“至少有1次不中靶”的对立事件是________.
答案 2次都中靶
解析 事件“至少有1次不中靶”包含“1次中靶1次不中靶”和“2次都不中靶”,其对立事件是“2次都中靶”.
5.一个射击手进行一次射击,试判断下列事件哪些是互斥事件?哪些是对立事件?
事件A:命中环数大于7环;事件B:命中环数为10环;事件C:命中环数小于6环;事件D:命中环数为6,7,8,9或10环.
解 A∩B={10环}≠∅,故A与B不是互斥事件;
显然A∩C=∅,“大于7环”与“小于6环”是不可能同时发生的,故A与C是互斥事件.又A∪C≠Ω,即A与C不是必有一个发生,还可能有6环或7环,因此A与C不是对立事件;
A∩D={8环,9环,10环}≠∅,故A与D不是互斥事件;
显然B∩C=∅,所以B与C是互斥事件.
又因为B∪C≠Ω,因此B与C不是对立事件;
B∩D={10环}≠∅,因此B与D不是互斥事件;
显然C∩D=∅,因此C与D是互斥事件,又C∪D=Ω,即C,D必有一个发生,因此C与D还是对立事件.记号
概率论
集合论
Ω
样本空间(必然事件)
全集
∅
不可能事件
空集
w
基本事件(样本点)
元素
A
随机事件
子集
eq \(A,\s\up6(-))
A的对立事件
A的补集
A⊆B
A发生导致B发生
A是B的子集
A∪B
A与B事件的和事件
并集
A∩B
A与B事件的积事件
交集
A∩B=∅
互斥,不同时发生
没有相同元素
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