专题39 事件的相互独立性、条件概率与全概率公式

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专题39 事件的相互独立性、条件概率与全概率公式

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专题三十九 事件的相互独立性、条件概率与全概率公式
知识归纳
一、条件概率
1、定义
一般地,设,为两个事件,且,称为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率.
注意:(1)条件概率中“”后面就是条件;(2)若,表示条件不可能发生,此时用条件概率公式计算就没有意义了,所以条件概率计算必须在的情况下进行.
2、性质
(1)条件概率具有概率的性质,任何事件的条件概率都在和1之间,即.
(2)必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为.
(3)如果与互斥,则.
注意:(1)如果知道事件发生会影响事件发生的概率,那么;
(2)已知发生,在此条件下发生,相当于发生,要求,相当于把看作新的基本事件空间计算发生的概率,即.
二、相互独立与条件概率的关系
1、相互独立事件的概念及性质
(1)相互独立事件的概念
对于两个事件,,如果,则意味着事件的发生不影响事件发生的概率.设,根据条件概率的计算公式,,从而.
由此我们可得:设,为两个事件,若,则称事件与事件相互独立.
(2)概率的乘法公式
由条件概率的定义,对于任意两个事件与,若,则.我们称上式为概率的乘法公式.
(3)相互独立事件的性质
如果事件,互相独立,那么与,与,与也都相互独立.
(4)两个事件的相互独立性的推广
两个事件的相互独立性可以推广到个事件的相互独立性,即若事件,,…,相互独立,则这个事件同时发生的概率.
2、事件的独立性
(1)事件与相互独立的充要条件是.
(2)当时,与独立的充要条件是.
(3)如果,与独立,则成立.
三、全概率公式
1、全概率公式
(1);
(2)定理若样本空间中的事件,,…,满足:
①任意两个事件均互斥,即,,;
②;
③,.
则对中的任意事件,都有,且.
2、贝叶斯公式
(1)一般地,当且时,有
(2)定理若样本空间中的事件满足:
①任意两个事件均互斥,即,,;
②;
③,.
则对中的任意概率非零的事件,都有,

注意:(1)在理论研究和实际中还会遇到一类问题,这就是需要根据试验发生的结果寻找原因,看看导致这一试验结果的各种可能的原因中哪个起主要作用,解决这类问题的方法就是使用贝叶斯公式.贝叶斯公式的意义是导致事件发生的各种原因可能性的大小,称之为后验概率.
(2)贝叶斯公式充分体现了,,,,,之间的转关系,即,,之间的内在联系.
典例分析
题型一、条件概率
【例1-1】若将整个样本空间想象成一个1×1的正方形,任何事件都对应样本空间的一个子集,且事件发生的概率对应子集的面积.则如图所示的涂色部分的面积表示( )
A.事件A发生的概率 B.事件B发生的概率
C.事件B不发生条件下事件A发生的概率 D.事件A、B同时发生的概率
【例1-2】已知事件A和B是互斥事件,,,,则______.
【例1-3】如果不是等差数列,但若,使得,那么称为“局部等差”数列.已知数列的项数为4,记事件:集合,事件:为“局部等差”数列,则条件概率( )
A. B. C. D.
【例1-4】我国中医药选出的“三药三方”对治疗新冠肺炎均有显著效果,“三药”分别为金花清感颗粒、连花清瘟胶囊、血必净注射液;“三方”分别为清肺排毒汤、化湿败毒方、宜肺败毒方.若某医生从“三药三方”中随机选出三种药方,事件A表示选出的三种药方中至少有一药,事件B表示选出的三种药方中至少有一方,则( )
A. B. C. D.
【例1-5】甲口袋中有3个红球,2个白球和5个黑球,乙口袋中有3个红球,3个白球和4个黑球,先从甲口袋中随机取出一球放入乙口袋,分别以和表示由甲口袋取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙口袋中随机取出一球,以B表示由乙口袋取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是( )
A. B.事件与事件B相互独立
C. D.
【例1-6】英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯统计理论,随机事件存在如下关系:,贺岁档电影精彩纷呈,有几部影片是小明期待想去影院看的.小明同学家附近有甲 乙两家影院,小明第一天去甲 乙两家影院观影的概率分别为0.4和0.6.如果他第一天去甲影院,那么第二天去甲影院的概率为0.6;如果第一天去乙影院,那么第二天去甲影院的概率为0.5,则小明同学( )
A.第二天去甲影院的概率为0.44 B.第二天去乙影院的概率为0.44
C.第二天去了甲影院,则第一天去乙影院的概率为
D.第二天去了乙影院,则第一天去甲影院的概率为
【例1-7】“狼来了”的故事大家小时候应该都听说过:小孩第一次喊“狼来了”,大家信了,但去了之后发现没有狼;第二次喊“狼来了”,大家又信了,但去了之后又发现没有狼;第三次狼真的来了,但是这个小孩再喊狼来了就没人信了.从数学的角度解释这一变化,假设小孩是诚实的,则他出于某种特殊的原因说谎的概率为;小孩是不诚实的,则他说谎的概率是.最初人们不知道这个小孩诚实与否,所以在大家心目中每个小孩是诚实的概率是.已知第一次他说谎了,那么他是诚实的小孩的概率是( )
A. B. C. D.
【例1-8】2022年3月,全国大部分省份出现了新冠疫情,对于出现确诊病例的社区,受到了全社会的关注.为了把被感染的人筛查出来,防疫部门决定对全体社区人员筛查核酸检测,为了减少检验的工作量,我们把受检验者分组,假设每组有k个人,把这k个人的血液混合在一起检验,若检验结果为阴性,这k个人的血液全为阴性,因而这k个人只要检验一次就够了;如果为阳性,为了明确这k个人中究竟是哪几个人为阳性,就要对这k个人再逐个进行检验.假设在接受检验的人群中,随机抽一人核酸检测呈阳性概率为,每个人的检验结果是阳性还是阴性是相互独立的.
(1)若该社区约有2000人,有两种分组方式可以选择:方案一是:10人一组;方案二:8人一组.请你为防疫部门选择一种方案,并说明理由;
(2)我们知道核酸检测呈阳性,必须由专家二次确认,因为有假阳性的可能;已知该社区人员中被感染的概率为0.29%,且已知被感染的人员核酸检测呈阳性的概率为99.9%,若检测中有一人核酸检测呈阳性,求其被感染的概率.(参考数据:(,)
题型二、相互独立事件的判断
【例2-1】设为两个随机事件,给出以下命题:
(1)若为互斥事件,且,,则;
(2)若,,,则为相互独立事件;
(3)若,,,则为相互独立事件;
(4)若,,,则为相互独立事件;
(5)若,,,则为相互独立事件,
其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例2-2】已知事件,满足,,则不能说明事件,相互独立的是( )
A. B.
C. D.
【例2-3】奥密克戎变异毒株传染性强、传播速度快隐蔽性强,导致上海疫情严重,牵动了全国人民的心.某医院抽调了包括甲、乙在内5名医生随机派往上海①,②,③,④四个医院,每个医院至少派1名医生,“医生甲派往①医院”记为事件A:“医生乙派往①医院”记为事件B;“医生乙派往②医院”记为事件C,则( )
A.事件A与B相互独立 B.事件A与C相互独立
C. D.
【例2-4】袋内有个白球和个黑球,从中有放回地摸球,用表示“第一次摸得白球”,如果“第二次摸得白球”记为,“第二次摸得黑球”记为,那么事件与,与间的关系是( )
A.与,与均相互独立 B.与相互独立,与互斥
C.与,与均互斥 D.与互斥,与相互独立
【例2-5】袋子里装有形状大小完全相同的4个小球,球上分别标有数字1,2,3,4,从中有放回的随机取两次,每次取1个球,A表示事件“第一次取出的球上数字是1”,表示事件“第二次取出的球上数字是2”,表示事件“两次取出的球上数字之和是5”,表示事件“两次取出的球上数字之和是6”,通过计算,则可以得出( )
A.与相互独立 B.与相互独立
C.与相互独立 D.与相互独立
题型三、相互独立事件概率的计算
【例3-1】甲、乙两人独立地破解同一个谜题,破解出谜题的概率分别为,.则谜题被破解的概率为( )
A. B. C. D.1
【例3-2】某中学组织高三学生进行一项能力测试,测试内容包括、、三个类型问题,这三个类型所含题目的个数分别占总数的,,.现有3名同学独立地从中任选一个题目作答,则他们选择的题目所属类型互不相同的概率为( )
A. B. C. D.
【例3-3】某产品的质量检验过程依次为进货检验(IQC)、生产过程检验(IPQC)、出货检验(OQC) 三个环节.已知某产品IQC的单独通过率为,IPQC的单独通过率为,规定上一类检验不通过则不进入下一类检验,未通过可修复后再检验一次(修复后无需从头检验,通过率不变且每类检验最多两次),且各类检验间相互独立,则一件该产品能进入OQC环节的概率为 .
【例3-4】某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了5个问题就晋级下一轮的概率为 .
【例3-5】某校高二年级学生举行中国象棋比赛,经过初赛,最后确定甲、乙、丙三位同学进入决赛.决赛规则如下:累计负两场者被淘汰;比赛前抽签决定首先比赛的两人,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,负者下一场轮空,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,剩余的两人继续比赛,直至其中一人被淘汰,最后的胜者获得冠军,比赛结束.若经抽签,已知第一场甲、乙首先比赛,丙轮空.设每场比赛双方获胜的概率都为,则( )
A.甲获得冠军的概率最大 B.甲比乙获得冠军的概率大
C.丙获得冠军的概率最大 D.甲、乙、丙3人获得冠军的概率相等
【例3-6】重庆的8月份是一段让人难忘的时光,我们遭遇了高温与山火,断电和疫情.疫情的肆虐,让我们再次居家隔离.为了保障民生,政府极力保障各类粮食和生活用品的供应,在政府的主导与支持下,各大电商平台也纷纷上线,开辟了一种无接触式送货服务,用户在平台上选择自己生活所需要的货物并下单,平台进行配备打包,再由快递小哥送货上门.已知沙坪坝某小区在隔离期间主要使用的电商平台有:某东到家,海马生鲜,咚咚买菜.由于交通、配送等多方面原因,各电商平台并不能准时送达,根据统计三家平台的准点率分别为,,,各平台送货相互独立,互不影响,某小哥分别在三家电商各点了一份配送货,则至少有两家准点送到的概率为( )
A. B. C. D.
【例3-7】2019年底,武汉发生“新型冠状病毒”肺炎疫情,国家卫健委紧急部署,从多省调派医务工作者前去支援,正值农历春节举家团圆之际,他们成为“最美逆行者”.武汉市从2月7日起举全市之力入户上门排查确诊的新冠肺炎患者 疑似的新冠肺炎患者 无法明确排除新冠肺炎的发热患者和确诊患者的密切接触者等“四类”人员,强化网格化管理,不落一户 不漏一人.若在排查期间,某小区有5人被确认为“确诊患者的密切接触者”,现医护人员要对这5人随机进行逐一“核糖核酸”检测,只要出现一例阳性,则将该小区确定为“感染高危小区”.假设每人被确诊的概率均为且相互独立,若当时,至少检测了4人该小区被确定为“感染高危小区”的概率取得最大值,则 .
【例3-8】电子竞技(Electronic Sports)是电子游戏比赛达到“竞技”层面的体育项目,其利用电子设备作为运动器械进行的、人与人之间的智力和体力结合的比拼.电子竞技可以锻炼和提高参与者的思维能力、反应能力、四肢协调能力和意志力,培养团队精神.第19届亚运会将于2022年9月10日至25日在浙江杭州举行,本届亚运会增设电子竞技竞赛项目,比赛采取“双败淘汰制”.以一个4支战队参加的“双败淘汰制”为例,规则如下:
首轮比赛:抽签决定4支战队两两对阵,共两场比赛.根据比赛结果(每场比赛只有胜、败两种结果),两支获胜战队进入胜者组,另外两支战队进入败者组;
第二轮比赛:败者组两支战队进行比赛,并淘汰1支战队(该战队获得殿军);胜者组两支战队进行比赛,获胜战队进入总决赛,失败战队进入败者组;
第三轮比赛:上一轮比赛中败者组的获胜战队与胜者组的失败战队进行比赛,并淘汰1支战队(该战队获得季军);
第四轮比赛:剩下的两支战队进行总决赛,获胜战队获得冠军,失败战队获得亚军.
现有包括战队在内的4支战队参加比赛,采用“双败淘汰制”.已知战队每场比赛获胜的概率为,且各场比赛互不影响.
(1)估计战队获得冠军的概率;
(2)某公司是战队的赞助商之一,赛前提出了两种奖励方案:
方案1:获得冠军则奖励24万元,获得亚军或季军则奖励15万元,获得殿军则不奖励;
方案2:获得冠军则奖励(其中以全胜的战绩获得冠军奖励40万元,否则奖励30万元),其他情况不奖励.
请以获奖金额的期望为依据,选择奖励方案,并说明理由.
【例3-9】公元1651年,法国一位著名的统计学家德梅赫(Demere)向另一位著名的数学家帕斯卡(B.Pascal)提出了一个问题,帕斯卡和费马(Fermat)讨论了这个问题,后来惠更斯(C.Huygens)也加入了讨论,这三位当时全欧洲乃至全世界最优秀的科学家都给出了正确的解答.该问题如下:设两名运动员约定谁先赢(,)局,谁便赢得全部奖金元.每局甲赢的概率为,乙赢的概率为,且每场比赛相互独立.在甲赢了局,乙赢了局时,比赛意外终止.奖金该怎么分才合理?这三位数学家给出的答案是:如果出现无人先赢局则比赛意外终止的情况,甲、乙便按照比赛再继续进行下去各自赢得全部奖金的概率之比分配奖金.
(1)规定如果出现无人先赢局则比赛意外终止的情况,甲、乙便按照比赛再继续进行下去各自赢得全部奖金的概率之比分配奖金.若,,,,求.
(2)记事件为“比赛继续进行下去乙赢得全部奖金”,试求当,,时比赛继续进行下去甲赢得全部奖金的概率,并判断当时,事件是否为小概率事件,并说明理由.规定:若随机事件发生的概率小于0.06,则称该随机事件为小概率事件.
题型四、相互独立事件概率的综合应用
【例4-1】“五一”劳动节放假期间,甲、乙、丙去北京旅游的概率分别为,,,假定三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( )
A. B. C. D.
【例4-2】一个电路如图所示,,,,,,,为7个开关,其闭合的概率均为,且是相互独立的,则灯亮的概率是( )
A. B. C. D.
【例4-3】(多选题)九月伊始,佛山市某中学社团招新活动开展得如火如茶,小王、小李、小张三位同学计划从篮球社、足球社、羽毛球社三个社团中各自任选一个,每人选择各社团的概率均为,且每人选择相互独立,则( )
A.三人选择社团一样的概率为
B.三人选择社团各不相同的概率为
C.至少有两人选择篮球社的概率为
D.在至少有两人选择羽毛球社的前提下,小王选择羽毛球社的概率为
【例4-4】(多选题)以石墨烯电池、量子计算、AI等颠覆性技术为引领的前沿趋势,正在或将重塑世界工业的发展模式,对人类生产力的创新提升意义重大,我国某公司为了抢抓机遇,成立了A、B、C三个科研小组针对某技术难题同时进行科研攻关,攻克技术难题的小组会受到奖励.已知A、B、C三个小组攻克该技术难题的概率分别为,,,且三个小组各自独立进行科研攻关.下列说法正确的( )
A.三个小组都受到奖励的概率是 B.只有A小组受到奖励的概率是
C.只有C小组受到奖励的概率是 D.受到奖励的小组数的期望值是
【例4-5】女排世界杯比赛采用5局3胜制,前4局比赛采用25分制,每个队只有赢得至少25分,并同时超过对方2分时,才胜1局;在决胜局(第五局)采用15分制,每个队只有赢得至少15分,并领先对方2分为胜.在比赛中,每一个回合,赢球的一方可得1分,并获得下一球的发球权,输球的一方不得分.现有甲乙两队进行排球比赛.
(1)若前三局比赛中甲已经赢两局,乙赢一局.接下来的每局比赛甲队获胜的概率为,求甲队最后赢得整场比赛的概率;
(2)若前四局比赛中甲 乙两队已经各赢两局比赛.在决胜局(第五局)中,两队当前的得分均为14分,且甲已获得下一发球权.若甲发球时甲赢1分的概率为,乙发球时甲赢1分的概率为.求甲队在4个球以内(含4个球)赢得整场比赛的概率.
【例4-6】甲、乙、丙三人进行台球比赛,比赛规则如下:先由两人上场比赛,第三人旁观,一局结束后,败者下场作为旁观者,原旁观者上场与胜者比赛,按此规则循环下去.若比赛中有人累计获胜3局,则该人获得最终胜利,比赛结束,三人经过抽签决定由甲、乙先上场比赛,丙作为旁观者.根据以往经验,每局比赛中,甲、乙比赛甲胜概率为,乙、丙比赛乙胜概率为,丙、甲比赛丙胜概率为,每局比赛相互独立且每局比赛没有平局.
(1)比赛完3局时,求甲、乙、丙各旁观1局的概率;
(2)已知比赛进行5局后结束,求甲获得最终胜利的概率.
【例4-7】某猎人发现在距离他100米处的位置有一只猎物,如果直接射击,则只射击一次就击中猎物的概率为,为了有更大的概率击中猎物,猎人准备多次射击.假设每次射击结果之间相互独立,猎人每次射击击中猎物的概率与他和猎物之间的距离成反比.
(1)如果猎人第一次射击没有击中药物,则猎人经过调整后进行第二次射击,但由于猎物受到惊吓奔跑,使得第二次射击时猎物和他之间的距离增加了50米;如果第二次射击仍然没有击中猎物,则第三次射击时猎物和他之间的距离又增加了50米,如此进行下去,每次射击如果没有击中,则下一次射击时猎物和他之间的距离都会增加50米,当猎人击中猎物或发现某次射击击中的概率小于时就停止射击,求猎人停止射击时射击次数的概率分布列与数学期望.
(2)如果猎人直接连续射击,由于射击速度很快,可以认为在射击期间猎物和猎人之间的距离保持不变,如果希望至少击中猎物一次的概率超过98%,至少要连续射击多少次
附:.
【例4-8】手工刺绣是中国非物质文化遗产之一,指以手工方式,用针和线把人的设计和制作添加在任何存在的织物上的一种艺术,大致分为绘制白描图和手工着色、电脑着色,选线、配线和裁布三个环节,简记为工序A,工序,工序.经过试验测得小李在这三道工序成功的概率依次为,,.现某单位推出一项手工刺绣体验活动,报名费30元,成功通过三道工序最终的奖励金额是200元,为了更好地激励参与者的兴趣,举办方推出了一项工序补救服务,可以在着手前付费聘请技术员,若某一道工序没有成功,可以由技术员完成本道工序.每位技术员只完成其中一道工序,每聘请一位技术员需另付费100元,制作完成后没有接受技术员补救服务的退还一半的聘请费用.
(1)若小李聘请一位技术员,求他成功完成三道工序的概率;
(2)若小李聘请两位技术员,求他最终获得收益的期望值.
题型五、全概率公式及其应用
【例5-1】设甲乘汽车 动车前往某目的地的概率分别为,汽车和动车正点到达目的地的概率分别为,则甲正点到达目的地的概率为( )
A. B. C. D.
【例5-2】英国数学家贝叶斯(1701-1763)在概率论研究方面成就显著,创立了贝叶斯统计理论,对于统计决策函数、统计推断等做出了重要贡献.根据贝叶斯统计理论,事件,,(的对立事件)存在如下关系:.若某地区一种疾病的患病率是,现有一种试剂可以检验被检者是否患病,已知该试剂的准确率为,即在被检验者患病的前提下用该试剂检测,有的可能呈现阳性,该试剂的误报率为,即在被检验者未患病的情况下用该试剂检测,有5%的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检验者,用该试剂来检验,结果呈现阳性的概率为( )
A. B. C. D.
【例5-3】某种电路开关闭合后会出现红灯或绿灯闪动,已知开关第一次闭合后,出现红灯和绿灯的概率都是.从开关第一次闭合起,若前次出现红灯,则下一次出现红灯的概率是,出现绿灯的概率是;若前次出现绿灯,则下一次出现红灯的概率是,出现绿灯的概率是,那么第二次闭合后出现红灯的概率是____________.
【例5-4】盒中放有12个乒乓球,其中9个是新的,3个是旧的.第一次比赛时,从中任意取出了3个来用,用完后仍放回盒中(新球用后成了旧球).第二次比赛时再从盒中取出3个来用,则第二次取出的3个球均为新球的概率是 .
【例5-5】若一个点从三棱柱下底面顶点出发,一次运动中随机去向相邻的另一个顶点,则在5次运动后这个点仍停留在下底面的概率是 .
【例5-6】鲜花饼是以云南特有的食用玫瑰花入料的酥饼,是具有云南特色的云南经典点心代表,鲜花饼的保质期一般在三至四天.据统计,某超市一天鲜花饼卖出3箱的概率为,卖出箱的概率为,卖出箱的概率为,没有卖出的概率为,为了保证顾客能够买到新鲜的鲜花饼,该超市规定当天结束营业后检查货架上存货,若卖出箱及以上,则需补货至箱,否则不补货.假设第一天该超市开始营业时货架上有箱鲜花饼.
(1)在第一天结束营业后货架上有箱鲜花饼的条件下,求第二天结束营业时货架上有箱存货的概率;
(2)求第二天结束营业时货架上有箱存货的概率.
题型六、贝叶斯公式及其应用
【例6-1】有3台车床加工同一型专的零件,第1台加工的次品率为6%,第2 3台加工的次品率均为5%,加工出来的零件混放在一起,已知第1 2 3台车床加工的零件数分别占总数的25%,30%,45%,现从加工出来的零件中任取一个零件,则取到的零件是次品,且是第1台车床加工的概率为___________.
【例6-2】阅读不仅可以开阔视野,还可以提升语言表达和写作能力.某校全体学生参加的期末过程性评价中大约有的学生写作能力被评为优秀等级.经调查知,该校大约有的学生每天阅读时间超过小时,这些学生中写作能力被评为优秀等级的占.现从每天阅读时间不超过小时的学生中随机抽查一名,该生写作能力被评为优秀等级的概率为( )
A. B. C. D.
【例6-3】随着城市经济的发展,早高峰问题越发严重,上班族需要选择合理的出行方式.某公司员工小明上班出行方式由三种,某天早上他选择自驾,坐公交车,骑共享单车的概率分别为,而他自驾,坐公交车,骑共享单车迟到的概率分别为,结果这一天他迟到了,在此条件下,他自驾去上班的概率是 .
【例6-4】某人下午5:00下班,他所积累的资料如表所示
到家时间 5:35~5:39 5:40~5:44 5:45~5:49 5:50~5:54 晚于5:54
乘地铁到家的概率 0.10 0.25 0.45 0.15 0.05
乘汽车到家的概率 0.30 0.35 0.20 0.10 0.05
某日他抛一枚硬币决定乘地铁回家还是乘汽车回家,结果他是5:47到家的,则他是乘地铁回家的概率为 .
题型七、全概率公式与贝叶斯公式的综合应用
【例7-1】一道考题有4个答案,要求学生将其中的一个正确答案选择出来.某考生知道正确答案的概率为,在乱猜时,4个答案都有机会被他选择,若他答对了,则他确实知道正确答案的概率是( )
A. B. C. D.
【例7-2】(多选题)已知编号为1,2,3的三个盒子,其中1号盒子内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号盒子内装有两个1号球,一个3号球;3号盒子内装有三个1号球,两个2号球.若第一次先从1号盒子内随机抽取1个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到2号球的条件下,第二次抽到1号球的概率为
B.第二次抽到3号球的概率为
C.如果第二次抽到的是1号球,则它来自2号盒子的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这三个盒子内,每个盒子至少放1个,则不同的放法有300种
【例7-3】(多选题)甲箱中有个红球,个白球和个黑球,乙箱中有个红球,个白球和个黑球.先从甲箱中随机取出一球放入乙箱,分别以和表示由甲箱取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙箱中随机取出一球,以表示由乙箱取出的球是红球的事件,则下列结论正确的是( )
A.事件与事件相互独立 B.
C. D.
【例7-4】甲,乙,丙三个厂家生产的手机充电器在某地市场上的占有率分别为25%,35%,40%,其充电器的合格率分别为70%,75%,80%.
(1)当地工商质检部门随机抽取3个手机充电器,其中由甲厂生产的手机充电器数目记为,求的概率分布列,期望和方差;
(2)现从三个厂家生产的手机充电器中随机抽取1个,发现它是不合格品,求它是由甲厂生产的概率.
【例7-5】新高考数学试卷中有多项选择题,每道多项选择题有A,B,C,D这四个选项,四个选项中仅有两个或三个为正确选项.题目得分规则为:全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.已知测试过程中随机地从四个选项中作选择,每个选项是否为正确选项相互独立.某次多项选择题专项训练中,共有道题,正确选项设计如下:第一题正确选项为两个的概率为,并且规定若第题正确选项为两个,则第题正确选项为两个的概率为;若第题正确选项为三个,则第题正确选项为三个的概率为.
(1)求第n题正确选项为两个的概率;
(2)请根据期望值来判断:第二题是选一个选项还是选两个选项,更能获得较高分.
【例7-6】在二十大报告中,体育 健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
【例7-7】在二十大报告中,体育 健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
【例7-8】某品牌汽车厂今年计划生产10万辆轿车,生产每辆轿车都需要安装一个配件M,其中由本厂自主生产的配件M可以满足20%的生产需要,其余的要向甲、乙两个配件厂家订购.已知本厂生产配件M的成本为500元/件,从甲、乙两厂订购配件M的成本分别为600元/件和800元/件,该汽车厂计划将每辆轿车使用配件M的平均成本控制为640元/件.
(1)分别求该汽车厂需要从甲厂和乙厂订购配件M的数量;
(2)已知甲厂、乙厂和本厂自主生产的配件M的次品率分别为4%,2%和1%,求该厂生产的一辆轿车使用的配件M是次品的概率;
(3)现有一辆轿车由于使用了次品配件M出现了质量问题,需要返厂维修,维修费用为14 000元,若维修费用由甲厂、乙厂和本厂按照次品配件M来自各厂的概率的比例分担,则它们各自应该承担的维修费用分别为多少?
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专题三十九 事件的相互独立性、条件概率与全概率公式
知识归纳
一、条件概率
1、定义
一般地,设,为两个事件,且,称为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率.
注意:(1)条件概率中“”后面就是条件;(2)若,表示条件不可能发生,此时用条件概率公式计算就没有意义了,所以条件概率计算必须在的情况下进行.
2、性质
(1)条件概率具有概率的性质,任何事件的条件概率都在和1之间,即.
(2)必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为.
(3)如果与互斥,则.
注意:(1)如果知道事件发生会影响事件发生的概率,那么;
(2)已知发生,在此条件下发生,相当于发生,要求,相当于把看作新的基本事件空间计算发生的概率,即.
二、相互独立与条件概率的关系
1、相互独立事件的概念及性质
(1)相互独立事件的概念
对于两个事件,,如果,则意味着事件的发生不影响事件发生的概率.设,根据条件概率的计算公式,,从而.
由此我们可得:设,为两个事件,若,则称事件与事件相互独立.
(2)概率的乘法公式
由条件概率的定义,对于任意两个事件与,若,则.我们称上式为概率的乘法公式.
(3)相互独立事件的性质
如果事件,互相独立,那么与,与,与也都相互独立.
(4)两个事件的相互独立性的推广
两个事件的相互独立性可以推广到个事件的相互独立性,即若事件,,…,相互独立,则这个事件同时发生的概率.
2、事件的独立性
(1)事件与相互独立的充要条件是.
(2)当时,与独立的充要条件是.
(3)如果,与独立,则成立.
三、全概率公式
1、全概率公式
(1);
(2)定理若样本空间中的事件,,…,满足:
①任意两个事件均互斥,即,,;
②;
③,.
则对中的任意事件,都有,且

注意:(1)全概率公式是用来计算一个复杂事件的概率,它需要将复杂事件分解成若干简单事件的概率计算,即运用了“化整为零”的思想处理问题.
(2)什么样的问题适用于这个公式?所研究的事件试验前提或前一步骤试验有多种可能,在这多种可能中均有所研究的事件发生,这时要求所研究事件的概率就可用全概率公式.
2、贝叶斯公式
(1)一般地,当且时,有
(2)定理若样本空间中的事件满足:
①任意两个事件均互斥,即,,;
②;
③,.
则对中的任意概率非零的事件,都有,

注意:(1)在理论研究和实际中还会遇到一类问题,这就是需要根据试验发生的结果寻找原因,看看导致这一试验结果的各种可能的原因中哪个起主要作用,解决这类问题的方法就是使用贝叶斯公式.贝叶斯公式的意义是导致事件发生的各种原因可能性的大小,称之为后验概率.
(2)贝叶斯公式充分体现了,,,,,之间的转关系,即,,之间的内在联系.
典例分析
题型一、条件概率
【例1-1】若将整个样本空间想象成一个1×1的正方形,任何事件都对应样本空间的一个子集,且事件发生的概率对应子集的面积.则如图所示的涂色部分的面积表示( )
A.事件A发生的概率 B.事件B发生的概率
C.事件B不发生条件下事件A发生的概率 D.事件A、B同时发生的概率
【答案】A
【解析】如图所示的涂色部分的面积为
.
【例1-2】已知事件A和B是互斥事件,,,,则______.
【答案】
【解析】由题意知,,,
则.
【例1-3】如果不是等差数列,但若,使得,那么称为“局部等差”数列.已知数列的项数为4,记事件:集合,事件:为“局部等差”数列,则条件概率( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知,事件共有=120个基本事件,事件“局部等差”数列共有以下24个基本事件,
(1)其中含1,2,3的局部等差的分别为1,2,3,5和5,1,2,3和4,1,2,3共3个, 含3,2,1的局部等差数列的同理也有3个,共6个.
含3,4,5的和含5,4,3的与上述(1)相同,也有6个.
含2,3,4的有5,2,3,4和2,3,4,1共 2个,
含4,3,2的同理也有2个.
含1,3,5的有1,3,5,2和2,1,3,5和4,1,3,5和1,3,5,4共4个,
含5,3,1的也有上述4个,共24个,
=.
【例1-4】我国中医药选出的“三药三方”对治疗新冠肺炎均有显著效果,“三药”分别为金花清感颗粒、连花清瘟胶囊、血必净注射液;“三方”分别为清肺排毒汤、化湿败毒方、宜肺败毒方.若某医生从“三药三方”中随机选出三种药方,事件A表示选出的三种药方中至少有一药,事件B表示选出的三种药方中至少有一方,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题可得,,,所以.
【例1-5】甲口袋中有3个红球,2个白球和5个黑球,乙口袋中有3个红球,3个白球和4个黑球,先从甲口袋中随机取出一球放入乙口袋,分别以和表示由甲口袋取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙口袋中随机取出一球,以B表示由乙口袋取出的球是红球的事件,则下列结论中正确的是( )
A. B.事件与事件B相互独立
C. D.
【答案】D
【解析】由题意得,所以A错误;
因为,,
所以,即,
故事件事件与事件B不相互独立,所以B错误,D正确;
,所以C错误.
【例1-6】英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯统计理论,随机事件存在如下关系:,贺岁档电影精彩纷呈,有几部影片是小明期待想去影院看的.小明同学家附近有甲 乙两家影院,小明第一天去甲 乙两家影院观影的概率分别为0.4和0.6.如果他第一天去甲影院,那么第二天去甲影院的概率为0.6;如果第一天去乙影院,那么第二天去甲影院的概率为0.5,则小明同学( )
A.第二天去甲影院的概率为0.44
B.第二天去乙影院的概率为0.44
C.第二天去了甲影院,则第一天去乙影院的概率为
D.第二天去了乙影院,则第一天去甲影院的概率为
【答案】D
【详解】设:第一天去甲影院,:第二天去甲影院,
:第一天去乙影院,:第二天去乙影院,
所以,,,
因为,
所以,
所以有,
因此选项A不正确;
,因此选项B不正确;
,所以选项C不正确;
,所以选项D正确.
【例1-7】“狼来了”的故事大家小时候应该都听说过:小孩第一次喊“狼来了”,大家信了,但去了之后发现没有狼;第二次喊“狼来了”,大家又信了,但去了之后又发现没有狼;第三次狼真的来了,但是这个小孩再喊狼来了就没人信了.从数学的角度解释这一变化,假设小孩是诚实的,则他出于某种特殊的原因说谎的概率为;小孩是不诚实的,则他说谎的概率是.最初人们不知道这个小孩诚实与否,所以在大家心目中每个小孩是诚实的概率是.已知第一次他说谎了,那么他是诚实的小孩的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设事件表示“小孩诚实”,事件表示“小孩说谎”,
则,,,,
则,,
故,故.
【例1-8】2022年3月,全国大部分省份出现了新冠疫情,对于出现确诊病例的社区,受到了全社会的关注.为了把被感染的人筛查出来,防疫部门决定对全体社区人员筛查核酸检测,为了减少检验的工作量,我们把受检验者分组,假设每组有k个人,把这k个人的血液混合在一起检验,若检验结果为阴性,这k个人的血液全为阴性,因而这k个人只要检验一次就够了;如果为阳性,为了明确这k个人中究竟是哪几个人为阳性,就要对这k个人再逐个进行检验.假设在接受检验的人群中,随机抽一人核酸检测呈阳性概率为,每个人的检验结果是阳性还是阴性是相互独立的.
(1)若该社区约有2000人,有两种分组方式可以选择:方案一是:10人一组;方案二:8人一组.请你为防疫部门选择一种方案,并说明理由;
(2)我们知道核酸检测呈阳性,必须由专家二次确认,因为有假阳性的可能;已知该社区人员中被感染的概率为0.29%,且已知被感染的人员核酸检测呈阳性的概率为99.9%,若检测中有一人核酸检测呈阳性,求其被感染的概率.(参考数据:(,)
【解析】(1)设方案一中每组的化验次数为,则的取值为1,11,
∴,,
∴的分布列为:
1 11
p 0.970 0.030

故方案一的化验总次数的期望值为:次.
设方案二中每组的化验次数为,则的取值为1,9
,,
∴的分布列为:
1 2
p 0.976 0.024
∴.
∴方案二的化验总次数的期望为次.∵260<298,
∴方案一工作量更少.故选择方案一.
(2)设事件A:核酸检测呈阳性,事件B:被感染,
则由题意得,
由条件概率公式可得,
∴该人被感染的概率为.
题型二、相互独立事件的判断
【例2-1】设为两个随机事件,给出以下命题:(1)若为互斥事件,且,,则;(2)若,,,则为相互独立事件;(3)若,,,则为相互独立事件;(4)若,,,则为相互独立事件;(5)若,,,则为相互独立事件;其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】若为互斥事件,且, 则 ,故(1)正确;
若 ,则由相互独立事件乘法公式知为相互独立事件,故(2)正确;
若,则
由对立事件概率计算公式和相互独立事件乘法公式知为相互独立事件,故(3)正确;
若 ,
当为相互独立事件时,,故(4)错误;
若 则
由对立事件概率计算公式和相互独立事件乘法公式知为相互独立事件,故(5)正确.
【例2-2】已知事件,满足,,则不能说明事件,相互独立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】对于A,掷一枚质地均匀的骰子,事件A为向上的点数不超过4,事件B为向上的点数为4或5,即,,,满足,但,,所以事件不相互独立,故A错误;
对于B,因为,所以,所以事件相互独立,故B正确;
对于C,因为,所以,所以事件相互独立,故C正确;
对于D,因为,所以,整理得,所以事件相互独立,故D正确.
【例2-3】奥密克戎变异毒株传染性强、传播速度快隐蔽性强,导致上海疫情严重,牵动了全国人民的心.某医院抽调了包括甲、乙在内5名医生随机派往上海①,②,③,④四个医院,每个医院至少派1名医生,“医生甲派往①医院”记为事件A:“医生乙派往①医院”记为事件B;“医生乙派往②医院”记为事件C,则( )
A.事件A与B相互独立 B.事件A与C相互独立
C. D.
【答案】C
【解析】将甲、乙在内5名医生派往①,②,③,④四个医院,每个医院至少派1名医生有个基本事件,它们等可能.
事件A含有的基本事件数为,则,同理,
事件AB含有的基本事件数为,则
事件AC含有的基本事件数为,则

即事件A与B相互不独立,事件A与C相互不独立,故A、B不正确;
,.
【例2-4】袋内有个白球和个黑球,从中有放回地摸球,用表示“第一次摸得白球”,如果“第二次摸得白球”记为,“第二次摸得黑球”记为,那么事件与,与间的关系是( )
A.与,与均相互独立 B.与相互独立,与互斥
C.与,与均互斥 D.与互斥,与相互独立
【答案】A
【解析】方法一:由于摸球是有放回的,故第一次摸球的结果对第二次摸球的结果没有影响,故与,与C均相互独立.而与,与均能同时发生,从而不互斥.
方法二:标记1,2,3表示3个白球,4,5表示2个黑球,全体样本点为,
用古典概型概率计算公式易得.而事件表示“第一次摸得白球且第二次摸得白球”,所以,所以与相互独立:同理,事件表示“第一次摸得白球且第二次摸得黑球”,,所以与相互独立.
【例2-5】袋子里装有形状大小完全相同的4个小球,球上分别标有数字1,2,3,4,从中有放回的随机取两次,每次取1个球,A表示事件“第一次取出的球上数字是1”,表示事件“第二次取出的球上数字是2”,表示事件“两次取出的球上数字之和是5”,表示事件“两次取出的球上数字之和是6”,通过计算,则可以得出( )
A.与相互独立 B.与相互独立
C.与相互独立 D.与相互独立
【答案】C
【解析】由题意可得:,
有放回的随机取两次,每次取1个球,两次取出的球上数字之和是5的情况有 共4种,所以;
两次取出的球上数字之和是6的情况有共3种,故,
对于A, ,则,
故与不是相互独立事件,故A错误;
对于B, ,则,
故A与不是相互独立事件,故B错误;
对于C, ,则,
故与是相互独立事件,故C正确;
对于D, ,则,
故C与D不是相互独立事件,故D错误.
题型三、相互独立事件概率的计算
【例3-1】甲、乙两人独立地破解同一个谜题,破解出谜题的概率分别为,.则谜题被破解的概率为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】设“甲独立地破解谜题”为事件,“乙独立地破解谜题”为事件,“谜题被破解”为事件,
且事件相互独立,则.
【例3-2】某中学组织高三学生进行一项能力测试,测试内容包括、、三个类型问题,这三个类型所含题目的个数分别占总数的,,.现有3名同学独立地从中任选一个题目作答,则他们选择的题目所属类型互不相同的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】3名同学选择的题目所属类型互不相同,则、、三个类型的问题都要入选,
则3名同学的选法共有种情况,每个类型入选的可能为,,,所以全部入选的概率为,
则3名同学所选不同类型的概率为.
【例3-3】某产品的质量检验过程依次为进货检验(IQC)、生产过程检验(IPQC)、出货检验(OQC) 三个环节.已知某产品IQC的单独通过率为,IPQC的单独通过率为,规定上一类检验不通过则不进入下一类检验,未通过可修复后再检验一次(修复后无需从头检验,通过率不变且每类检验最多两次),且各类检验间相互独立,则一件该产品能进入OQC环节的概率为 .
【答案】/0.9
【解析】设表示第i次通过进货检验,表示第i次通过生产过程检验(),C表示该产品能进入出货检验环节,由题意得

【例3-4】某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出两个问题,即停止答题,晋级下一轮假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.8,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了5个问题就晋级下一轮的概率为 .
【答案】/0.04608
【解析】由该选手恰好回答了5个问题就晋级下一轮,说明他第4、第5两个问题是连续答对的,第3个问题没有答对,第1和第2两个问题也没有全部答对,即他答题结果可能有三种情况:或或,根据独立事件同时发生的概率公式,可得该选手恰好回答了5个问题就晋级下一轮的概率为
【例3-5】某校高二年级学生举行中国象棋比赛,经过初赛,最后确定甲、乙、丙三位同学进入决赛.决赛规则如下:累计负两场者被淘汰;比赛前抽签决定首先比赛的两人,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,负者下一场轮空,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,剩余的两人继续比赛,直至其中一人被淘汰,最后的胜者获得冠军,比赛结束.若经抽签,已知第一场甲、乙首先比赛,丙轮空.设每场比赛双方获胜的概率都为,则( )
A.甲获得冠军的概率最大 B.甲比乙获得冠军的概率大
C.丙获得冠军的概率最大 D.甲、乙、丙3人获得冠军的概率相等
【答案】C
【详解】根据决赛规则,至少需要进行四场比赛,至多需要进行五场比赛,
(1)甲获得冠军有两种情况:
①共比赛四场结束,甲四连胜夺冠,概率为
②共比赛五场结束,并且甲获得冠军.则甲的胜、负、轮空结果共有四种情况∶胜胜胜负胜,
胜胜负空胜,胜负空胜胜,负空胜胜胜,概率分别为,即,
因此,甲最终获得冠军的概率为;
(2)乙获得冠军,与(1)同理,概率也为;
(3)丙获得冠军,概率为,
由此可知丙获得冠军的概率最大,即A,B,D错误,C正确.
【例3-6】重庆的8月份是一段让人难忘的时光,我们遭遇了高温与山火,断电和疫情.疫情的肆虐,让我们再次居家隔离.为了保障民生,政府极力保障各类粮食和生活用品的供应,在政府的主导与支持下,各大电商平台也纷纷上线,开辟了一种无接触式送货服务,用户在平台上选择自己生活所需要的货物并下单,平台进行配备打包,再由快递小哥送货上门.已知沙坪坝某小区在隔离期间主要使用的电商平台有:某东到家,海马生鲜,咚咚买菜.由于交通、配送等多方面原因,各电商平台并不能准时送达,根据统计三家平台的准点率分别为,,,各平台送货相互独立,互不影响,某小哥分别在三家电商各点了一份配送货,则至少有两家准点送到的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为各平台送货相互独立,互不影响,所以
有两家准点送到的概率为,
有三家准点送到的概率为,则至少有两家准点送到的概率为.
【例3-7】2019年底,武汉发生“新型冠状病毒”肺炎疫情,国家卫健委紧急部署,从多省调派医务工作者前去支援,正值农历春节举家团圆之际,他们成为“最美逆行者”.武汉市从2月7日起举全市之力入户上门排查确诊的新冠肺炎患者 疑似的新冠肺炎患者 无法明确排除新冠肺炎的发热患者和确诊患者的密切接触者等“四类”人员,强化网格化管理,不落一户 不漏一人.若在排查期间,某小区有5人被确认为“确诊患者的密切接触者”,现医护人员要对这5人随机进行逐一“核糖核酸”检测,只要出现一例阳性,则将该小区确定为“感染高危小区”.假设每人被确诊的概率均为且相互独立,若当时,至少检测了4人该小区被确定为“感染高危小区”的概率取得最大值,则 .
【答案】
【解析】由题意知,至少检测了4人该小区被确定为“感染高危小区”的概率
,,
令,解得,故在上单调递增,
在上单调递减,故当时,取得最大值.
【例3-8】电子竞技(Electronic Sports)是电子游戏比赛达到“竞技”层面的体育项目,其利用电子设备作为运动器械进行的、人与人之间的智力和体力结合的比拼.电子竞技可以锻炼和提高参与者的思维能力、反应能力、四肢协调能力和意志力,培养团队精神.第19届亚运会将于2022年9月10日至25日在浙江杭州举行,本届亚运会增设电子竞技竞赛项目,比赛采取“双败淘汰制”.以一个4支战队参加的“双败淘汰制”为例,规则如下:
首轮比赛:抽签决定4支战队两两对阵,共两场比赛.根据比赛结果(每场比赛只有胜、败两种结果),两支获胜战队进入胜者组,另外两支战队进入败者组;
第二轮比赛:败者组两支战队进行比赛,并淘汰1支战队(该战队获得殿军);胜者组两支战队进行比赛,获胜战队进入总决赛,失败战队进入败者组;
第三轮比赛:上一轮比赛中败者组的获胜战队与胜者组的失败战队进行比赛,并淘汰1支战队(该战队获得季军);
第四轮比赛:剩下的两支战队进行总决赛,获胜战队获得冠军,失败战队获得亚军.
现有包括战队在内的4支战队参加比赛,采用“双败淘汰制”.已知战队每场比赛获胜的概率为,且各场比赛互不影响.
(1)估计战队获得冠军的概率;
(2)某公司是战队的赞助商之一,赛前提出了两种奖励方案:
方案1:获得冠军则奖励24万元,获得亚军或季军则奖励15万元,获得殿军则不奖励;
方案2:获得冠军则奖励(其中以全胜的战绩获得冠军奖励40万元,否则奖励30万元),其他情况不奖励.
请以获奖金额的期望为依据,选择奖励方案,并说明理由.
【解析】(1)由题意可知,战队获得冠军有以下3种可能情况:
①“胜胜胜”概率为
②“败胜胜胜”概率为
③“胜败胜胜”概率为
则战队获得冠军的概率为;
(2)战队获得殿军的情况是“败败”,故战队获得殿军的概率为,
则获得亚军或季军的概率为,
设方案1中战队获奖金额为,则其分布列为
24 15 0
若选择方案1,则战队获奖金额的期望为(万元)
设方案2中战队获奖金额为,则其分布列为
40 30 0
若选择方案2,则战队获奖金额的期望为(万元)
∵,故选择方案1、方案2均可.
【例3-9】公元1651年,法国一位著名的统计学家德梅赫(Demere)向另一位著名的数学家帕斯卡(B.Pascal)提出了一个问题,帕斯卡和费马(Fermat)讨论了这个问题,后来惠更斯(C.Huygens)也加入了讨论,这三位当时全欧洲乃至全世界最优秀的科学家都给出了正确的解答.该问题如下:设两名运动员约定谁先赢(,)局,谁便赢得全部奖金元.每局甲赢的概率为,乙赢的概率为,且每场比赛相互独立.在甲赢了局,乙赢了局时,比赛意外终止.奖金该怎么分才合理?这三位数学家给出的答案是:如果出现无人先赢局则比赛意外终止的情况,甲、乙便按照比赛再继续进行下去各自赢得全部奖金的概率之比分配奖金.
(1)规定如果出现无人先赢局则比赛意外终止的情况,甲、乙便按照比赛再继续进行下去各自赢得全部奖金的概率之比分配奖金.若,,,,求.
(2)记事件为“比赛继续进行下去乙赢得全部奖金”,试求当,,时比赛继续进行下去甲赢得全部奖金的概率,并判断当时,事件是否为小概率事件,并说明理由.规定:若随机事件发生的概率小于0.06,则称该随机事件为小概率事件.
【解析】(1)设比赛再继续进行局甲赢得全部奖金,则,2.
,,故,
从而.
(2)设比赛继续进行局甲赢得全部奖金,则,3.
,,
故,即,则,
当时,,因此在上单调递增,从而,
所以,故事件是小概率事件.
题型四、相互独立事件概率的综合应用
【例4-1】“五一”劳动节放假期间,甲、乙、丙去北京旅游的概率分别为,,,假定三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( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵甲、乙、丙去北京旅游的概率分别为,,.
∴他们不去北京旅游的概率分别为,,.
∵至少有1人去北京旅游的对立事件是没有人去北京旅游,
∴至少有1人去北京旅游的概率为:.
【例4-2】一个电路如图所示,,,,,,,为7个开关,其闭合的概率均为,且是相互独立的,则灯亮的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】电路由上到下有3个分支并联,开关所在的分支不通的概率为,
开关所在的分支不通的概率为,
开关,,所在的分支不通的概率为,
所以灯亮的概率是.
【例4-3】(多选题)九月伊始,佛山市某中学社团招新活动开展得如火如茶,小王、小李、小张三位同学计划从篮球社、足球社、羽毛球社三个社团中各自任选一个,每人选择各社团的概率均为,且每人选择相互独立,则( )
A.三人选择社团一样的概率为
B.三人选择社团各不相同的概率为
C.至少有两人选择篮球社的概率为
D.在至少有两人选择羽毛球社的前提下,小王选择羽毛球社的概率为
【答案】ACD
【解析】对于A,三人选择社团一样的事件是都选篮球社的事件、都选足球社的事件、都选羽毛球社的事件的和,它们互斥,
三人选择社团一样的概率为,A正确;
对于B,三人选择社团各不相同的事件,是小王从3个社团中任选1个,小李从余下两个中任选1个,
最后1个社团给小张的事件,共6个不同结果,因此三人选择社团各不相同的概率为,B不正确;
对于C,至少有两人选择篮球社的事件是恰有2人选篮球社与3人都选篮球社的事件和,其概率为,C正确;
对于D,令至少有两人选择羽毛球社的事件为A,由选项C知,,小王选择羽毛球社的事件为B,
则事件AB是含小王只有2人择羽毛球社的事件和3人都择羽毛球社的事件和,
其概率,
所以在至少有两人选择羽毛球社的前提下,小王选择羽毛球社的概率为,D正确.
【例4-4】(多选题)以石墨烯电池、量子计算、AI等颠覆性技术为引领的前沿趋势,正在或将重塑世界工业的发展模式,对人类生产力的创新提升意义重大,我国某公司为了抢抓机遇,成立了A、B、C三个科研小组针对某技术难题同时进行科研攻关,攻克技术难题的小组会受到奖励.已知A、B、C三个小组攻克该技术难题的概率分别为,,,且三个小组各自独立进行科研攻关.下列说法正确的( )
A.三个小组都受到奖励的概率是 B.只有A小组受到奖励的概率是
C.只有C小组受到奖励的概率是 D.受到奖励的小组数的期望值是
【答案】AD
【解析】设三个小组攻克该技术难题分别为事件,
即,相互独立,
,A正确;
,B错;
只有丙小组受到奖励的概率是,C错;
设受到奖励的小组数为,则的值为,




所以.D正确.
【例4-5】女排世界杯比赛采用5局3胜制,前4局比赛采用25分制,每个队只有赢得至少25分,并同时超过对方2分时,才胜1局;在决胜局(第五局)采用15分制,每个队只有赢得至少15分,并领先对方2分为胜.在比赛中,每一个回合,赢球的一方可得1分,并获得下一球的发球权,输球的一方不得分.现有甲乙两队进行排球比赛.
(1)若前三局比赛中甲已经赢两局,乙赢一局.接下来的每局比赛甲队获胜的概率为,求甲队最后赢得整场比赛的概率;
(2)若前四局比赛中甲 乙两队已经各赢两局比赛.在决胜局(第五局)中,两队当前的得分均为14分,且甲已获得下一发球权.若甲发球时甲赢1分的概率为,乙发球时甲赢1分的概率为.求甲队在4个球以内(含4个球)赢得整场比赛的概率.
【解析】(1)甲队最后赢得整场比赛的情况为第四局赢或第四局输第五局赢,所以甲队最后赢得整场比赛的概率为.
(2)设甲队x个球后赢得比赛,根据比赛规则,x的取值只能为2或4,对应比分为
两队打了2个球后甲赢得整场比赛,即打第一个球甲发球甲得分,
打第二个球甲发球甲得分,此时概率为;
两队打了4个球后甲赢得整场比赛,即打第一个球甲发球甲得分,
打第二个球甲发球甲失分,打第三个球乙发球甲得分,打第四个球甲发球甲得分,
或打第一个球甲发球甲失分,打第二个球乙发球甲得分,打第三个球甲发球甲得分,
打第四个球甲发球甲得分,此时概率为.
故所求概率为:
【例4-6】甲、乙、丙三人进行台球比赛,比赛规则如下:先由两人上场比赛,第三人旁观,一局结束后,败者下场作为旁观者,原旁观者上场与胜者比赛,按此规则循环下去.若比赛中有人累计获胜3局,则该人获得最终胜利,比赛结束,三人经过抽签决定由甲、乙先上场比赛,丙作为旁观者.根据以往经验,每局比赛中,甲、乙比赛甲胜概率为,乙、丙比赛乙胜概率为,丙、甲比赛丙胜概率为,每局比赛相互独立且每局比赛没有平局.
(1)比赛完3局时,求甲、乙、丙各旁观1局的概率;
(2)已知比赛进行5局后结束,求甲获得最终胜利的概率.
【解析】(1)由题可知,甲、乙、丙各旁观1局的概率即为甲、乙、丙各胜1局的概率.
设甲、乙比赛甲胜,乙、丙比赛乙胜,丙、甲比赛丙胜分别为事件,,,则,,相互独立,
设比赛完3局时,甲、乙、丙各胜1局为事件,则,
则,
所以甲、乙、丙各旁观1局的概率为.
(2)设甲、乙、丙第局比赛获胜分别为事件,,,,
设比赛完5局甲获得最终胜利为事件,则






所以.
所以,已知比赛进行5局后结束,甲获得最终胜利的概率为 .
【例4-7】某猎人发现在距离他100米处的位置有一只猎物,如果直接射击,则只射击一次就击中猎物的概率为,为了有更大的概率击中猎物,猎人准备多次射击.假设每次射击结果之间相互独立,猎人每次射击击中猎物的概率与他和猎物之间的距离成反比.
(1)如果猎人第一次射击没有击中药物,则猎人经过调整后进行第二次射击,但由于猎物受到惊吓奔跑,使得第二次射击时猎物和他之间的距离增加了50米;如果第二次射击仍然没有击中猎物,则第三次射击时猎物和他之间的距离又增加了50米,如此进行下去,每次射击如果没有击中,则下一次射击时猎物和他之间的距离都会增加50米,当猎人击中猎物或发现某次射击击中的概率小于时就停止射击,求猎人停止射击时射击次数的概率分布列与数学期望.
(2)如果猎人直接连续射击,由于射击速度很快,可以认为在射击期间猎物和猎人之间的距离保持不变,如果希望至少击中猎物一次的概率超过98%,至少要连续射击多少次
附:.
【解析】(1)因为猎人每次射击击中猎物的概率与他和猎物之间的距离成反比,
设第i次射击击中猎物的概率为,猎人和猎物之间的距离为,
则(k为常数),∵,,∴,
∴,∴,,.
当时,,停止射击.
设猎人的射击次数为X,则X的所有取值为1,2,3,4
,,
,,
∴X的分布列为
x 1 2 3 4
P
∴X的数学期望为.
(2)记“第i次射击击中猎物”为事件,i=1,2,…,
则n次连续射击至少击中猎物一次的概率为,
故,所以至少要连续射击5次.
【例4-8】手工刺绣是中国非物质文化遗产之一,指以手工方式,用针和线把人的设计和制作添加在任何存在的织物上的一种艺术,大致分为绘制白描图和手工着色、电脑着色,选线、配线和裁布三个环节,简记为工序A,工序,工序.经过试验测得小李在这三道工序成功的概率依次为,,.现某单位推出一项手工刺绣体验活动,报名费30元,成功通过三道工序最终的奖励金额是200元,为了更好地激励参与者的兴趣,举办方推出了一项工序补救服务,可以在着手前付费聘请技术员,若某一道工序没有成功,可以由技术员完成本道工序.每位技术员只完成其中一道工序,每聘请一位技术员需另付费100元,制作完成后没有接受技术员补救服务的退还一半的聘请费用.
(1)若小李聘请一位技术员,求他成功完成三道工序的概率;
(2)若小李聘请两位技术员,求他最终获得收益的期望值.
【解析】(1)记事件M为“小李聘请一位技术员成功完成三道工序”,
当技术员完成工序A时,小李成功完成三道工序的概率为:,
当技术员完成工序B时,小李成功完成三道工序的概率为:,
当技术员完成工序C时,小李成功完成三道工序的概率为:,
当技术员没参与补救时,小李成功完成三道工序的概率为:,
故小李成功完成三道工序的概率为;
(2)设小李最终收益为X,小李聘请两位技术员参与比赛,
有如下几种情况:
两位技术员都参与补救但仍未成功完成三道工序,此时,;
两位技术员都参与补救并成功完成三道工序,此时,;
只有一位技术员参与补救后成功完成三道工序,此时,;
技术员最终未参与补救仍成功完成三道工序,此时,;
故.
题型五、全概率公式及其应用
【例5-1】设甲乘汽车 动车前往某目的地的概率分别为,汽车和动车正点到达目的地的概率分别为,则甲正点到达目的地的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设事件A表示甲正点到达目的地,事件B表示甲乘动车到达目的地,事件C表示甲乘汽车到达目的地,
由题意知.
由全概率公式得。
【例5-2】英国数学家贝叶斯(1701-1763)在概率论研究方面成就显著,创立了贝叶斯统计理论,对于统计决策函数、统计推断等做出了重要贡献.根据贝叶斯统计理论,事件,,(的对立事件)存在如下关系:.若某地区一种疾病的患病率是,现有一种试剂可以检验被检者是否患病,已知该试剂的准确率为,即在被检验者患病的前提下用该试剂检测,有的可能呈现阳性,该试剂的误报率为,即在被检验者未患病的情况下用该试剂检测,有5%的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检验者,用该试剂来检验,结果呈现阳性的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设用该试剂检测呈现阳性为事件,被检测者患病为事件,未患病为事件,
则,,,,
故所求概率.
【例5-3】某种电路开关闭合后会出现红灯或绿灯闪动,已知开关第一次闭合后,出现红灯和绿灯的概率都是.从开关第一次闭合起,若前次出现红灯,则下一次出现红灯的概率是,出现绿灯的概率是;若前次出现绿灯,则下一次出现红灯的概率是,出现绿灯的概率是,那么第二次闭合后出现红灯的概率是____________.
【答案】
【解析】记第一次闭合后出现红灯为事件,则第一次出现绿灯为事件,
第二次闭合后出现红灯为事件,出现绿灯为,
,,,
所以.
【例5-4】盒中放有12个乒乓球,其中9个是新的,3个是旧的.第一次比赛时,从中任意取出了3个来用,用完后仍放回盒中(新球用后成了旧球).第二次比赛时再从盒中取出3个来用,则第二次取出的3个球均为新球的概率是 .
【答案】
【解析】设A表示第二次取出3个球均为新球,为第一次取出3球中有i个新球,i=0,1,2,3,
则,,,,
,,,,
所以.
【例5-5】若一个点从三棱柱下底面顶点出发,一次运动中随机去向相邻的另一个顶点,则在5次运动后这个点仍停留在下底面的概率是 .
【答案】
【解析】这个点每次运动后的位置,不在上底面,则在下底面,即为对立事件,可记事件“第次运动后这个点停留在下底面”,则“第次运动后这个点停留在上底面”,
设,则,由题意知,,
则由全概率公式可得,,则,
即,两边同减去可得,,又已知,
故数列是以为首项,为公比的等比数列,
则,即,故当时,.
【例5-6】鲜花饼是以云南特有的食用玫瑰花入料的酥饼,是具有云南特色的云南经典点心代表,鲜花饼的保质期一般在三至四天.据统计,某超市一天鲜花饼卖出3箱的概率为,卖出箱的概率为,卖出箱的概率为,没有卖出的概率为,为了保证顾客能够买到新鲜的鲜花饼,该超市规定当天结束营业后检查货架上存货,若卖出箱及以上,则需补货至箱,否则不补货.假设第一天该超市开始营业时货架上有箱鲜花饼.
(1)在第一天结束营业后货架上有箱鲜花饼的条件下,求第二天结束营业时货架上有箱存货的概率;
(2)求第二天结束营业时货架上有箱存货的概率.
【解析】(1)设事件:“第二天开始营业时货架上有箱鲜花饼”,事件:“第二天开始营业时货架上有箱鲜花饼”,,事件:“第二天结束营业时货架上有箱存货”,
因为第一天结束营业后货架上有箱鲜花饼,故第二天只卖出箱,故;
(2)由题意,,,
由全概率公式得.
【例5-7】某支足球队在对球员的使用上总是进行数据分析,根据以往的数据统计,乙球员能够胜任前锋、中锋、后卫以及守门员四个位置,且出场率分别为0.2,0.5,0.2,0.1,且当乙球员担当前锋、中锋、后卫以及守门员时,球队输球的概率依次为0.4,0.2,0.6,0.2.从以上数据可知,当乙球员参加比赛时,求该球队某场比赛不输球的概率.
【解析】设表示“乙球员担当前锋”,表示“乙球员担当中锋”,表示“乙球员担当后卫”,表示“乙球员担当守门员”,B表示“当乙球员参加比赛时,球队输球根据题意,则
,所以当乙球员参加比赛时,该球队某场比赛不输球的概率为.
变式19.(2022·全国·高三专题练习)有3箱同种型号零件,里面分别装有50件、30件、40件,而且一等品分别有20件、12件和24件,现在任取一箱,从中不放回地先后取出2个零件.
(1)求先取出的零件是一等品的概率;
(2)求两次取出的零件均为一等品的概率.(结果保留两位小数)
【解析】(1)记事件表示“任取的一箱为第箱零件”,则;
记事件表示“第次取到的是一等品”,则,
由题意得,
,,,
由全概率公式得:;
(2),,,
由全概率公式得: .
题型六、贝叶斯公式及其应用
【例6-1】有3台车床加工同一型专的零件,第1台加工的次品率为6%,第2 3台加工的次品率均为5%,加工出来的零件混放在一起,已知第1 2 3台车床加工的零件数分别占总数的25%,30%,45%,现从加工出来的零件中任取一个零件,则取到的零件是次品,且是第1台车床加工的概率为___________.
【答案】
【解析】记为事件“零件为第()台车床加工,为事件“任取一个零件为次品”,则
所以
所以.
【例6-2】阅读不仅可以开阔视野,还可以提升语言表达和写作能力.某校全体学生参加的期末过程性评价中大约有的学生写作能力被评为优秀等级.经调查知,该校大约有的学生每天阅读时间超过小时,这些学生中写作能力被评为优秀等级的占.现从每天阅读时间不超过小时的学生中随机抽查一名,该生写作能力被评为优秀等级的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设写作能力被评为优秀等级为事件,每天阅读时间超过小时为事件,
则,,;


即从每天阅读时间不超过小时的学生中随机抽查一名,该生写作能力被评为优秀等级的概率为.
【例6-3】随着城市经济的发展,早高峰问题越发严重,上班族需要选择合理的出行方式.某公司员工小明上班出行方式由三种,某天早上他选择自驾,坐公交车,骑共享单车的概率分别为,而他自驾,坐公交车,骑共享单车迟到的概率分别为,结果这一天他迟到了,在此条件下,他自驾去上班的概率是 .
【答案】
【解析】法1:由题意设事件A表示“自驾”,事件B表示“坐公交车”,
事件C表示“骑共享单车”,事件D“表示迟到”,
则;

小明迟到了,由贝叶斯公式得他自驾去上班的概率是,
法2:在迟到的条件下,他自驾去上班的概率.
【例6-4】某人下午5:00下班,他所积累的资料如表所示
到家时间 5:35~5:39 5:40~5:44 5:45~5:49 5:50~5:54 晚于5:54
乘地铁到家的概率 0.10 0.25 0.45 0.15 0.05
乘汽车到家的概率 0.30 0.35 0.20 0.10 0.05
某日他抛一枚硬币决定乘地铁回家还是乘汽车回家,结果他是5:47到家的,则他是乘地铁回家的概率为 .
【答案】
【解析】设事件H表示“乘地铁回家”,则事件表示“乘汽车回家”.
到家时间为5:47,属于区间5:45~5:49,
设事件T表示“到家时间在5:45~5:49之间”,则所求概率为.
易知,,因为他是由掷硬币决定乘地铁回家还是乘汽车回家,
所以.
由贝叶斯公式得.
题型七、全概率公式与贝叶斯公式的综合应用
【例7-1】一道考题有4个答案,要求学生将其中的一个正确答案选择出来.某考生知道正确答案的概率为,在乱猜时,4个答案都有机会被他选择,若他答对了,则他确实知道正确答案的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设表示“考生答对”,表示“考生知道正确答案”,
由全概率公式得.
又由贝叶斯公式得.
【例7-2】(多选题)已知编号为1,2,3的三个盒子,其中1号盒子内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号盒子内装有两个1号球,一个3号球;3号盒子内装有三个1号球,两个2号球.若第一次先从1号盒子内随机抽取1个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到2号球的条件下,第二次抽到1号球的概率为
B.第二次抽到3号球的概率为
C.如果第二次抽到的是1号球,则它来自2号盒子的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这三个盒子内,每个盒子至少放1个,则不同的放法有300种
【答案】AB
【解析】记第一次抽到第i号球的事件分别为,则有,
对于A,在第一次抽到2号球的条件下,则2号球放入2号盒子内,
因此第二次抽到1号球的概率为,A正确;
对于B,记第二次在第i号盒内抽到3号球的事件分别为,而两两互斥,和为,
,记第二次抽到3号球的事件为,
,B正确;
对于C,记第二次在第i号盒内抽到1号球的事件分别为,而两两互斥,和为,
,记第二次抽到1号球的事件为,

第二次的球取自盒子的编号与第一次取的球的号数相同,
,,,
即第二次抽到的是1号球,则它来自1号盒子的概率最大,C不正确;
对于D,把5个不同的小球分成3组的不同分组方法数是种,
将每一种分组方法分成的小球放在3个盒子中有种不同放法,
由分步乘法计数原理得不同的放法种数是种,D不正确.
【例7-3】(多选题)甲箱中有个红球,个白球和个黑球,乙箱中有个红球,个白球和个黑球.先从甲箱中随机取出一球放入乙箱,分别以和表示由甲箱取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙箱中随机取出一球,以表示由乙箱取出的球是红球的事件,则下列结论正确的是( )
A.事件与事件相互独立 B.
C. D.
【答案】BD
【解析】由题意,,,
先发生,此时乙袋有5个红球,3个白球和3个黑球,则,
先发生,此时乙袋有4个红球,4个白球和3个黑球,则,
先发生,此时乙袋有4个红球,3个白球和4个黑球,则,
所以,B正确;,,
,C错误;
则,,,A错误;
,D正确.
【例7-4】甲,乙,丙三个厂家生产的手机充电器在某地市场上的占有率分别为25%,35%,40%,其充电器的合格率分别为70%,75%,80%.
(1)当地工商质检部门随机抽取3个手机充电器,其中由甲厂生产的手机充电器数目记为,求的概率分布列,期望和方差;
(2)现从三个厂家生产的手机充电器中随机抽取1个,发现它是不合格品,求它是由甲厂生产的概率.
【解析】(1)设“该手机充电器由甲厂生产”为事件,“该手机充电器由乙厂生产”为事件,“该手机充电器由丙厂生产”为事件,“该手机充电器是合格品”为事件,“该手机充电器是不合格品”为事件,
则,,,,,,,,,
的取值为0,1,2,


所以分布列为
0 1 2 3
且,故,,
答:的期望是,方差是
(2)

答:它是由甲厂生产的概率是.
【例7-5】新高考数学试卷中有多项选择题,每道多项选择题有A,B,C,D这四个选项,四个选项中仅有两个或三个为正确选项.题目得分规则为:全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.已知测试过程中随机地从四个选项中作选择,每个选项是否为正确选项相互独立.某次多项选择题专项训练中,共有道题,正确选项设计如下:第一题正确选项为两个的概率为,并且规定若第题正确选项为两个,则第题正确选项为两个的概率为;若第题正确选项为三个,则第题正确选项为三个的概率为.
(1)求第n题正确选项为两个的概率;
(2)请根据期望值来判断:第二题是选一个选项还是选两个选项,更能获得较高分.
【解析】(1)设第n题正确选项为两个的概率为,则,
当时,有,
因此数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,显然适合,
故.
(2)由(1)可知:,
设选一个选项的得分为,,
,,
因此,
设选二个选项的得分为,,
,,,
所以,
因为,
所以第二题选一个选项更能获得较高分.
【例7-6】在二十大报告中,体育 健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
【解析】(1)设事件“种子选手第局上场”,
事件“甲队最终获胜且种子选手上场”.
由全概率公式知,
因为每名队员上场顺序随机,故,
,,.
所以,
所以甲队最终获胜且种子选手上场的概率为.
(2)设事件“种子选手未上场”,事件“甲队获得胜利”,
,,,

因为.
由(1)知,所以.
所以,已知甲队获得最终胜利,种子选手上场的概率为.
【例7-7】在二十大报告中,体育 健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
【解析】(1)设事件“种子选手第局上场”,
事件“甲队最终获胜且种子选手上场”.
由全概率公式知,
因为每名队员上场顺序随机,故,
,,.
所以,
所以甲队最终获胜且种子选手上场的概率为.
(2)设事件“种子选手未上场”,事件“甲队获得胜利”,
,,,

因为.
由(1)知,所以.
所以,已知甲队获得最终胜利,种子选手上场的概率为.
【例7-8】某品牌汽车厂今年计划生产10万辆轿车,生产每辆轿车都需要安装一个配件M,其中由本厂自主生产的配件M可以满足20%的生产需要,其余的要向甲、乙两个配件厂家订购.已知本厂生产配件M的成本为500元/件,从甲、乙两厂订购配件M的成本分别为600元/件和800元/件,该汽车厂计划将每辆轿车使用配件M的平均成本控制为640元/件.
(1)分别求该汽车厂需要从甲厂和乙厂订购配件M的数量;
(2)已知甲厂、乙厂和本厂自主生产的配件M的次品率分别为4%,2%和1%,求该厂生产的一辆轿车使用的配件M是次品的概率;
(3)现有一辆轿车由于使用了次品配件M出现了质量问题,需要返厂维修,维修费用为14 000元,若维修费用由甲厂、乙厂和本厂按照次品配件M来自各厂的概率的比例分担,则它们各自应该承担的维修费用分别为多少?
【解析】(1)设使用甲厂生产的配件M的比例为a,则使用乙厂生产的配件M的比例为0.8-a,
由已知可得,解得a=0.5.
所以需要从甲厂订购配件M的数量为100.5=5万个;
从乙厂订购配件M的数量为=3万个.
(2)由(1)知甲厂、乙厂和本厂自主生产的配件M的比例分别为0.5,0.3,0.2,
所以该汽车厂使用的配件M的次品率的估计值为

所以该厂生产的一辆轿车使用的配件M是次品的概率为0.028.
(3)设A=“该轿车使用了次品配件”,“配件M来自甲厂”,“配件M来自乙厂”,“配件M来自本厂”.由(2)可知 .
该次品配件M来自甲厂的概率为: ,
该次品配件M来自乙厂的概率为: ,
该次品配件M来自本厂的概率为: ,
所以甲厂应承担的费用为元,
乙厂应承担的费用为元,
本厂应承担的费用为元.
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