新教材人教B版数学必修第二册教师用书第5章 532 事件之间的关系与运算.docx

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新教材人教B版数学必修第二册教师用书第5章532事件之间的关系与运算

5.3.2 事件之间的关系与运算

学习目标

核心素养

1.了解事件间的包含关系和相等关系.

2.理解互斥事件与对立事件的概念与关系.(难点、易混点)

3.会用互斥事件与对立事件的概率公式求概率.(重点)

4.了解并事件与交事件的概念,会进行事件的运算.

1.通过互斥事件与对立事件关系的判定,培养逻辑推理的核心素养.

2.通过互斥与对立事件的概率计算,培养数据分析与数学运算的核心素养.

1.事件的关系与运算

(1)事件的关系

定义

表示法

图示

包含关系

一般地,对于事件A与事件B,如果事件A发生,事件B一定发生,这时称事件A包含于事件B(或事件B包含事件A)

A⊆B

(或B⊇A)

相等关系

如果事件A发生时,事件B一定发生;而且事件B发生时,事件A也一定发生,则称“A与B相等”

A=B⇔

A⊆B且B⊆A

事件互斥

给定事件A,B,若事件A与B不能同时发生,则称A与B互斥

AB=∅

(或A∩B=∅)

事件对立

给定样本空间Ω与事件A,则由Ω中所有不属于A的样本点组成的事件称为A的对立事件.

(2)事件的和与积

定义

表示法

图示

事件的和(并)

给定事件A,B,由所有A中的样本点与B中的样本点组成的事件称为A与B的和(或并)

A+B

或(A∪B)

事件的积(交)

给定事件A,B,由A与B中的公共样本点组成的事件称为A与B的积(或交)

AB(或A∩B)

(3)事件的混合运算

因为事件运算的结果仍是事件,因此可以进行事件的混合运算.

(A

)+(

B)表示的是A

B的和,实际意义是:

A发生且B不发生,或者A不发生且B发生,换句话说就是A与B中恰有一个发生.

同数的加、减、乘、除混合运算一样,事件的混合运算也有优先级,我们规定:

求积运算的优先级高于求和运算,因此(A

)+(

B)可简写为A

B.

2.概率的几个基本性质

(1)概率的取值范围:

[0,1].

(2)必然事件的概率为1,不可能事件的概率为0.

(3)概率加法公式为:

如果事件A与B为互斥事件,则P(A∪B)=P(A)+P(B).

(4)若A与

为对立事件,则P(

)=1-P(A).

P(A∪

)=1,P(A∩

)=0.

1.同时掷两枚硬币,向上面都是正面为事件A,向上面至少有一枚是正面为事件B,则有(  )

A.A⊆B        B.A⊇B

C.A=BD.A

A [由事件的包含关系知A⊆B.]

2.给出事件A与B的关系示意图,如图所示,则(  )

A.A⊆B       B.A⊇B

C.A与B互斥D.A与B互为对立事件

C [由互斥事件的定义知,A、B互斥.]

3.若A与B是互斥事件,则有(  )

A.P(A)+P(B)<1

B.P(A)+P(B)>1

C.P(A)+P(B)=1

D.P(A)+P(B)≤1

D [A、B可能对立,因此P(A)+P(B)≤1.]

互斥事件与对立事件的判定

【例1】 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.

[思路探究] 

[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.

互斥事件和对立事件的判定方法

(1)利用基本概念,要判断两个事件是不是互斥事件,只需要找出各个事件所包含的所有结果,看它们之间能不能同时发生,在互斥的前提下,看两个事件中是否必有一个发生,可判断是否为对立事件.注意辨析“至少”“至多”等关键词语的含义,明晰它们对事件结果的影响.

(2)利用集合观点,设事件A与B所含的结果组成的集合分别为A,B.

①若事件A与B互斥,则集合A∩B=∅;

②若事件A与B对立,则集合A∩B=∅且A∪B=Ω.

1.一个射手进行一次射击,有下面四个事件:

事件A:

命中环数大于8;事件B:

命中环数小于5;事件C:

命中环数大于4;事件D:

命中环数不大于6.则(  )

A.A与D是互斥事件   B.C与D是对立事件

C.B与D是互斥事件D.以上都不对

A [由互斥、对立事件的定义可判断A选项正确.]

事件的关系及运算

【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)请列举出符合包含关系、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.

1.两个事件之间的关系有包含关系、相等关系、互为互斥事件、互为对立事件,判断两个事件的关系,只需要根据这些关系的定义进行判断即可.

2.进行事件的运算时,一是要紧扣运算的定义,二是要全面考虑同一条件下的试验可能出现的全部结果,必要时可列出全部的试验结果进行分析.也可类比集合的关系和运算用韦恩图分析事件.

2.盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球,设事件A={3个球中有1个红球、2个白球},事件B={3个球中有2个红球、1个白球},事件C={3个球中至少有1个红球},事件D={3个球中既有红球又有白球}.

(1)事件D与A,B是什么样的运算关系?

(2)事件C与A的交事件是什么事件?

[解] 

(1)对于事件D,可能的结果为1个红球、2个白球,或2个红球、1个白球,故D=A∪B.

(2)对于事件C,可能的结果为1个红球、2个白球,或2个红球、1个白球,或3个红球,故C∩A=A.

互斥事件与对立事件的概率公式及应用

[探究问题]

1.在同一试验中,对任意两个事件A、B,P(A∪B)=P(A)+P(B)一定成立吗?

[提示] 不一定,只有A与B互斥时,P(A∪B)=P(A)+P(B)才成立.

2.若P(A)+P(B)=1,则事件A与事件B是否一定对立?

试举例说明.

[提示] A与B不一定对立.例如:

掷一枚均匀的骰子,记事件A为出现偶数点,事件B为出现1点或2点或3点,则P(A)+P(B)=1,但A、B不对立.

【例3】 在数学考试中,小明的成绩在90分(含90分)以上的概率是0.18,在80分~89分(包括89分,下同)的概率是0.51,在70分~79分的概率是0.15,在60分~69分的概率是0.09,在60分以下的概率是0.07,计算:

(1)小明在数学考试中取得80分以上的成绩的概率;

(2)小明数学考试及格的概率(60分及60分以上为及格).

[思路探究] 小明的成绩在80分以上可以看作是互斥事件“80分~89分”“90分以上”的并事件,小明数学考试及格可看作是“60分~69分”“70分~79分”“80分~89分”“90分以上”这几个彼此互斥事件的并事件,又可看作是“不及格”这一事件的对立事件.

[解] 分别记小明的成绩“在90分以上”“在80分~89分”“在70分~79分”在“60分~69分”为事件B,C,D,E,这四个事件彼此互斥.

(1)小明的成绩在80分以上的概率是

P(B∪C)=P(B)+P(C)=0.18+0.51=0.69.

(2)法一:

小明数学考试及格的概率是

P(B∪C∪D∪E)=P(B)+P(C)+P(D)+P(E)=0.18+0.51+0.15+0.09=0.93.

法二:

小明数学考试不及格的概率是0.07,所以小明数学考试及格的概率是1-0.07=0.93.

1.(变结论)本例条件不变,求小明在数学考试中取得80分以下的成绩的概率.

[解] 分别记小明的成绩“在90分以上”,“在80~89分”“在70~79分”“在60~69分”在“60分以下”为事件A、B、C、D、E,则这五个事件彼此互斥.

∴小明成绩在80分以下的概率是:

P(C∪D∪E)=0.15+0.09+0.07=0.31.

2.(变条件)一盒中装有各种色球12个,其中5个红球、4个黑球、2个白球、1个绿球.从中随机取出1球,求:

(1)取出1球是红球或黑球的概率;

(2)取出的1球是红球或黑球或白球的概率.

[解] 法一:

(利用互斥事件求概率)

记事件A1={任取1球为红球},

A2={任取1球为黑球},

A3={任取1球为白球},

A4={任取1球为绿球},

则P(A1)=

,P(A2)=

P(A3)=

,P(A4)=

.

根据题意知,事件A1,A2,A3,A4彼此互斥,由互斥事件概率公式,得

(1)取出1球为红球或黑球的概率为

P(A1∪A2)=P(A1)+P(A2)=

.

(2)取出1球为红球或黑球或白球的概率为P(A1∪A2∪A3)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=

.

法二:

(利用对立事件求概率)

(1)由法一知,取出1球为红球或黑球的对立事件为取出1球为白球或绿球,即A1∪A2的对立事件为A3∪A4,所以取得1球为红球或黑球的概率为

P(A1∪A2)=1-P(A3∪A4)=1-P(A3)-P(A4)

=1-

.

(2)A1∪A2∪A3的对立事件为A4.

所以P(A1∪A2∪A3)=1-P(A4)=1-

.

1.只有当A、B互斥时,公式P(A∪B)=P(A)+P(B)才成立;只有当A、B互为对立事件时,公式P(A)=1-P(B)才成立.

2.复杂的互斥事件概率的求法有两种:

一是直接求解,将所求事件的概率分解为一些彼此互斥的事件的概率的和,运用互斥事件的概率加法公式计算;二是间接求解,先找出所求事件的对立事件,再用公式P(A)=1-P(

)求解.

(教师独具)

1.本节课的重点是了解事件间的包含关系和相等关系.理解互斥事件和对立事件的概念及关系,难点是了解并利用两个互斥事件的概率加法公式解题.

2.本节课要掌握以下几方面的规律方法

(1)判断两事件互斥、对立的两个步骤.

(2)事件间运算的方法.

(3)用概率加法公式解题的步骤及求复杂事件概率的两种方法.

3.本节课的易错点

(1)混淆互斥、对立事件概念致错.

(2)分不清事件间的关系而错用公式导致解题失误.

1.思考辨析

(1)互斥事件一定是对立事件.(  )

(2)事件A与B的并事件的概率一定大于事件A的概率.(  )

(3)若P(A)+P(B)=1,则事件A与B一定是对立事件.(  )

[答案] 

(1)× 

(2)× (3)×

2.P(A)=0.1,P(B)=0.2,则P(A∪B)等于(  )

A.0.3        B.0.2

C.0.1D.不确定

D [因为A与B的关系不确定,故P(A∪B)的值不能确定.]

3.一箱灯泡有50个,合格率为90%,从中任意拿一个,它是次品的概率是(  )

A.10%B.90%

C.20%D.100%

A [从中任意拿一个,不是合格品就是次品,两者必有一个发生,而且也只能有一个发生,符合对立事件的定义,因此运用对立事件的概率加法公式得P(次品)=1-P(合格)=1-90%=10%.]

4.从40张扑克牌(红桃、黑桃、方块、梅花点数从1~10各10张)中任抽取1张,判断下列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.

(1)“抽出红桃”与“抽出黑桃”;

(2)“抽出红色牌”与“抽出黑色牌”;

(3)“抽出牌的点数为5的倍数”与“抽出牌的点数大于9”.

[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,且其中必有一个发生,因此它们既是互斥事件,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,“抽出牌的点数为5的倍数”与“抽出牌的点数大于9”这两个事件可能同时发生,如抽出牌的点数为10,因此,二者不是互斥事件,当然不可能是对立事件.

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