第一章 随机事件和概率 y
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第一节 基本概念 j*
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1、排列组合初步 6>%NL"* ]
(1)排列组合公式 <O&s 'A[
从m个人中挑出n个人进行排列的可能数。 ,%<77LE
从m个人中挑出n个人进行组合的可能数。 *E6 p=
例1.1:方程 的解是 Bqj*{m
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 f& *E;l0
例1.2:有5个队伍参加了甲A联赛,两两之间进行循环赛两场,试问总共的场次是多少? $OuA<-
3Mt6iZW
(2)加法原理(两种方法均能完成此事):m+n a$A
S?`L
某件事由两种方法来完成,第一种方法可由m种方法完成,第二种方法可由n种方法来完成,则这件事可由m+n 种方法来完成。 t|_g O!w8
i:To8kdO
(3)乘法原理(两个步骤分别不能完成这件事):m×n h|Qh/jCX
某件事由两个步骤来完成,第一个步骤可由m种方法完成,第二个步骤可由n 种方法来完成,则这件事可由m×n 种方法来完成。 )[.URp&
例1.3:从5位男同学和4位女同学中选出4位参加一个座谈会,要求与会成员中既有男同学又有女同学,有几种不同的选法? 8t; nU;E*
例1.4:6张同排连号的电影票,分给3名男生和3名女生,如欲男女相间而坐,则不同的分法数为多少? Jy$-)
例1.5:用五种不同的颜色涂在右图中四个区域里,每一区域涂上一种颜色,且相邻区域的颜色必须不同,则共有不同的涂法 J],BO\ECH
A.120种 B.140种 C.160种 D.180种 c6.|; 4
c5u?\
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Hu.d^@V
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(4)一些常见排列 $^F2
① 特殊排列 SOJHw6
相邻 Pr'py
彼此隔开 Rk^&ras_
顺序一定和不可分辨 WOoVVjMM
例1.6:晚会上有5个不同的唱歌节目和3个不同的舞蹈节目,问:分别按以下要求各可排出几种不同的节目单? u/WkqJvw#
①3个舞蹈节目排在一起; )JON&~C
②3个舞蹈节目彼此隔开; J3v uh#
③3个舞蹈节目先后顺序一定。 QG
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例1.7:4幅大小不同的画,要求两幅最大的排在一起,问有多少种排法? #4?3OU#
例1.8:5辆车排成1排,1辆黄色,1辆蓝色,3辆红色,且3辆红车不可分辨,问有多少种排法? \WEC1+@
MI 3_<[
② 重复排列和非重复排列(有序)
|H49FL
例1.9:5封不同的信,有6个信箱可供投递,共有多少种投信的方法? b9Nw98`
`. Z".
③ 对立事件 s RB8 jY
例1.10:七人并坐,甲不坐首位,乙不坐末位,有几种不同的坐法? i=rW{0c%
例1.11:15人中取5人,有3个不能都取,有多少种取法? E.brQx#}
例1.12:有4对人,组成一个3人小组,不能从任意一对中取2个,问有多少种可能性? n$9!G
JM0)x}]+
④ 顺序问题 &3MHe$
例1.13:3白球,2黑球,先后取2球,放回,2白的种数?(有序) ?e*vvu33!
例1.14:3白球,2黑球,先后取2球,不放回,2白的种数?(有序) eyOAG4QTV
例1.15:3白球,2黑球,任取2球,2白的种数?(无序) &kGSxYDk%
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2、随机试验、随机事件及其运算 Q&7Qht:ea:
(1)随机试验和随机事件 420K fVA
如果一个试验在相同条件下可以重复进行,而每次试验的可能结果不止一个,但在进行一次试验之前却不能断言它出现哪个结果,则称这种试验为随机试验。试验的可能结果称为随机事件。 +=v|kd
例如:掷一枚硬币,出现正面及出现反面;掷一颗骰子,出现“1”点、“5”点和出现偶数点都是随机事件;电话接线员在上午9时到10时接到的电话呼唤次数(泊松分布);对某一目标发射一发炮弹,弹着点到目标的距离为0.1米、0.5米及1米到3米之间都是随机事件(正态分布)。 7UfyOOFa
在一个试验下,不管事件有多少个,总可以从其中找出这样一组事件,它具有如下性质: F{S.f1Bsp
(1) 每进行一次试验,必须发生且只能发生这一组中的一个事件; `Jo}/c5R
(2) 任何事件,都是由这一组中的部分事件组成的。 '=xl}v
这样一组事件中的每一个事件称为基本事件,用 来表示,例如 (离散)。基本事件的全体,称为试验的样本空间,用 表示。 "wc $'7M
一个事件就是由 中的部分点(基本事件 )组成的集合。通常用大写字母A,B,C,…表示事件,它们是 的子集。 7O j9~3o4
如果某个 是事件A的组成部分,即这个 在事件A中出现,记为 。如果在一次试验中所出现的 有 ,则称在这次试验中事件A发生。 z;)% i f6
如果 不是事件A的组成部分,就记为 。在一次试验中,所出现的 有 ,则称此次试验A没有发生。 ,;g:qe3D$
为必然事件,Ø为不可能事件。 b
$!l*r
Oi RqqD
(2)事件的关系与运算 i "xq SLf=
①关系: 0td;Ag
如果事件A的组成部分也是事件B的组成部分,(A发生必有事件B发生): uM$=v]e^4
如果同时有 , ,则称事件A与事件B等价,或称A等于B:A=B。 W\/0&H\i
A、B中至少有一个发生的事件:A B,或者A+B。 .x&>H
属于A而不属于B的部分所构成的事件,称为A与B的差,记为A-B,也可表示为A-AB或者 ,它表示A发生而B不发生的事件。 dpS
A、B同时发生:A B,或者AB。A B=Ø,则表示A与B不可能同时发生,称事件A与事件B互不相容或者互斥。基本事件是互不相容的。 %"tf`,d~3
-A称为事件A的逆事件,或称A的对立事件,记为 。它表示A不发生的事件。互斥未必对立。 :Li)]qN.I
②运算: ]d0Dd")n
结合率:A(BC)=(AB)C A∪(B∪C)=(A∪B)∪C e3.TGv7=
分配率:(AB)∪C=(A∪C)∩(B∪C) (A∪B)∩C=(AC)∪(BC) ;6Z?O_zp4
德摩根率: , G(L*8U<UG
/TdTo@
例1.16:一口袋中装有五只乒乓球,其中三只是白色的,两只是红色的。现从袋中取球两次,每次一只,取出后不再放回。写出该试验的样本空间 。若 表示取到的两只球是白色的事件, 表示取到的两只球是红色的事件,试用 、 表示下列事件: mDhU wZH
(1)两只球是颜色相同的事件 , :Wln$L$
(2)两只球是颜色不同的事件 , 1Pbp=R/7ar
(3)两只球中至少有一只白球的事件 。 ft5 Bk'ZJ
例1.17:硬币有正反两面,连续抛三次,若Ai表示第i次正面朝上,用Ai表示下列事件: `|4{|X*U.
(1)前两次正面朝上,第三次正面朝下的事件 , K4~dEZ
(2)至少有一次正面朝上的事件 , TD@'0MaQ#
(3)前两次正面朝上的事件 。 /V^S)5r
3、概率的定义和性质 6%>0g^`)9Y
(1)概率的公理化定义 x:(e:I8x(
设 为样本空间, 为事件,对每一个事件 都有一个实数P(A),若满足下列三个条件: ]pb3
Fm{
1° 0≤P(A)≤1, *|'k
2° P(Ω) =1 +KZc"0?
3° 对于两两互不相容的事件 , ,…有 X~0P+E#
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常称为可列(完全)可加性。 15B$Sp!/`e
则称P(A)为事件 的概率。 iV%%VR8b
!eW<4jYB
(2)古典概型(等可能概型) D6D*RTi4
1° , %(i(ZW "
2° 。 AdhCC13B
设任一事件 ,它是由 组成的,则有 cI H`,bR
P(A)= = NEvt71k
8164SWB
例1.18:集合A中有100个数,B中有50个数,并且满足A中元素与B中元素关系a+b=10的有20对。问任意分别从A和B中各抽取一个,抽到满足a+b=10的a,b的概率。 q
/#O :Q
例1.19:5双不同颜色的袜子,从中任取两只,是一对的概率为多少? /dO&r'!:
例1.20:在共有10个座位的小会议室内随机地坐上6名与会者,则指定的4个座位被坐满的概率是 drH!?0Dpg
A. B. C. D. }I]9I
_S
例1.21:3白球,2黑球,先后取2球,放回,2白的概率?(有序) ][.1b@)qV
例1.22:3白球,2黑球,先后取2球,不放回,2白的概率?(有序) @Q'5/q+
例1.23:3白球,2黑球,任取2球,2白的概率?(无序) d 1z
{)G3*>sG3
注意:事件的分解;放回与不放回;顺序问题。 9P]TIV.
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4、五大公式(加法、减法、乘法、全概、贝叶斯) ~V<jeb
(1)加法公式 8.@yD^'
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB) yy9Bd>
当P(AB)=0时,P(A+B)=P(A)+P(B) /H)l\m
+
例1.24:从0,1,…,9这十个数字中任意选出三个不同的数字,试求下列事件的概率: 3' ^ON
A=“三个数字中不含0或者不含5”。 'lWNU
]HRE-g
(2)减法公式 0GB6.Ggft
P(A-B)=P(A)-P(AB) {^~{X$YI
当B A时,P(A-B)=P(A)-P(B) hPl;2r
当A=Ω时,P( )=1- P(B) /c09-$M
例1.25:若P(A)=0.5,P(B)=0.4,P(A-B)=0.3,求P(A+B)和P( + ). dX<UruPA
例1.26:对于任意两个互不相容的事件A与B, 以下等式中只有一个不正确,它是: ~{ HA!C#
(A) P(A-B)=P(A) (B) P(A-B)=P(A) +P( ∪ )-1 oY{*X6:6<
(C) P( -B)= P( )-P(B) (D)P[(A∪B)∩(A-B)]=P(A) @9^kl$
(E)p[ ]=P(A) -P( ∪ ) :x_l"y"
<ioX|.7ZX
(3)条件概率和乘法公式 wH<S0vl
定义 设A、B是两个事件,且P(A)>0,则称 为事件A发生条件下,事件B发生的条件概率,记为 。 t
;[Me0
条件概率是概率的一种,所有概率的性质都适合于条件概率。 RD~QNj9,T
例如P(Ω/B)=1 P( /A)=1-P(B/A) sQR;!-j
乘法公式: ;qvZ *
更一般地,对事件A1,A2,…An,若P(A1A2…An-1)>0,则有 b{(:'.
… …… … 。 Re=bJ|wo
8s|r'
例1.27:甲乙两班共有70名同学,其中女同学40名,设甲班有30名同学,而女生15名,问在碰到甲班同学时,正好碰到一名女同学的概率。 ~_K
例1.28:5把钥匙,只有一把能打开,如果某次打不开就扔掉,问以下事件的概率? Dq\#:NnKvx
①第一次打开;②第二次打开;③第三次打开。 :D(:(`A=
gxJ(u{2
(4)全概公式 Q_ $AGF
设事件 满足 Ros5]5=dP
1° 两两互不相容, , 3>;U||O
2° , 7IHWj<
则有 !
$n^Ze2 !
。 W2REwUps
此公式即为全概率公式。 MjHeUf
m0:8thZN
NvYgRf}uh
例1.29:播种小麦时所用的种子中二等种子占2%,三等种子占1.5%,四等种子占1%,其他为一等种子。用一等、二等、三等、四等种子播种长出的穗含50颗以上麦粒的概率分别为0.5,0.15,0.1,0.05,试求种子所结的穗含有50颗以上麦粒的概率。 D 4@=+
例1.30:甲盒内有红球4只,黑球2只,白球2只;乙盒内有红球5只,黑球3只;丙盒内有黑球2只,白球2只。从这三只盒子的任意一只中任取出一只球,它是红球的概率是: A:N!H_x
A.0.5625 B.0.5 C.0.45 D.0.375 E. 0.225 fY>\VY$>
例1.31:100个球,40个白球,60个红球,不放回先后取2次,第2次取出白球的概率?第20次取出白球的概率?