高中数学解题方法系列:概率的热点题型及其解法概率主要涉及等可能事件,互斥事件,对立事件,独立事件的概率的求法,对于这部分,我们还应当重视与传统内容的有机结合,在以后的高考中,可能出现概率与数列、函数、不等式等有关内容的结合的综合题,下面就谈一谈概率与数列、函数、不等式等有关知识的交汇处命题的解题策略。
题型一:等可能事件概率、互斥事件概率、相互独立事件概率的综合。
例1:甲、乙两人各射击一次,击中目标的概率分别是32和43.假设两人射击是否击中目标,相互之间没有影响;每次射击是否击中目标,相互之间没有影响.(Ⅰ)求甲射击4次,至少1次未击中目标的概率;(Ⅱ)求两人各射击4次,甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标3次的概率;(Ⅲ)假设某人连续2次未击中...目标,则停止射击.问:乙恰好射击5次后,被中止射击的概率是多少?解:(1)设“甲射击4次,至少1次未击中目标”为事件A,则其对立事件A 为“4次均击中目标”,则()()426511381P A P A ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭(2)设“甲恰好击中目标2次且乙恰好击中目标3次”为事件B,则()22323442131133448P B C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=∙∙∙∙∙= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(3)设“乙恰好射击5次后,被中止射击”为事件C,由于乙恰好射击5次后被中止射击,故必然是最后两次未击中目标,第三次击中目标,第一次及第二次至多有一次未击中目标。
故()22123313145444441024P C C ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+∙∙∙∙=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦例2:某单位组织4个部门的职工旅游,规定每个部门只能在韶山、衡山、张家界3个景区中任选一个,假设各部门选择每个景区是等可能的.(Ⅰ)求3个景区都有部门选择的概率;(Ⅱ)求恰有2个景区有部门选择的概率.解:某单位的4个部门选择3个景区可能出现的结果数为34.由于是任意选择,这些结果出现的可能性都相等.(I)3个景区都有部门选择可能出现的结果数为!324⋅C (从4个部门中任选2个作为1组,另外2个部门各作为1组,共3组,共有624=C 种分法,每组选择不同的景区,共有3!种选法),记“3个景区都有部门选择”为事件A 1,那么事件A 1的概率为P(A 1)=.943!3424=⋅C (II)解法一:分别记“恰有2个景区有部门选择”和“4个部门都选择同一个景区”为事件A 2和A 3,则事件A 3的概率为P(A 3)=271334=,事件A 2的概率为P(A 2)=1-P(A 1)-P(A 3)=.2714271941=--解法二:恰有2个景区有部门选择可能的结果为).!2(32414C C +⋅(先从3个景区任意选定2个,共有323=C 种选法,再让4个部门来选择这2个景区,分两种情况:第一种情况,从4个部门中任取1个作为1组,另外3个部门作为1组,共2组,每组选择2个不同的景区,共有!214⋅C 种不同选法.第二种情况,从4个部门中任选2个部门到1个景区,另外2个部门在另1个景区,共有24C 种不同选法).所以P(A 2)=.27143)!2(342424=+⋅C C 例3:某课程考核分理论与实验两部分进行,每部分考核成绩只记“合格”与“不合格”,两部分考核都是“合格”则该课程考核“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(Ⅰ)求甲、乙、丙三人在理论考核中至少有两人合格的概率;(Ⅱ)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1A ;“乙理论考核合格”为事件2A ;“丙理论考核合格”为事件3A ;记i A 为i A 的对立事件,1,2,3i =;记“甲实验考核合格”为事件1B ;“乙实验考核合格”为事件2B ;“丙实验考核合格”为事件3B ;(Ⅰ)记“理论考核中至少有两人合格”为事件C ,记C 为C 的对立事件解法1:()()123123123123P C P A A A A A A A A A A A A =+++()()()()123123123123P A A A P A A P A A A P A A A =+++0.90.80.30.90.20.70.10.80.70.90.80.7=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯0.902=解法2:()()1P C P C =-()1231231231231P A A A A A A A A A A A A =-+++()()()()1231231231231P A A A P A A A P A A A P A A A ⎡⎤=-+++⎣⎦()10.10.20.30.90.20.30.10.80.30.10.20.7=-⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯10.098=-0.902=所以,理论考核中至少有两人合格的概率为0.902(Ⅱ)记“三人该课程考核都合格”为事件D()()()()112233P D P A B A B A B =⋅⋅⋅⋅⋅⎡⎤⎣⎦()()()112233P A B P A B P A B =⋅⋅⋅⋅⋅()()()()()()112233P A P B P A P B P A P B =⋅⋅⋅⋅⋅0.90.80.80.80.70.9=⨯⨯⨯⨯⨯0.254016=0.254≈所以,这三人该课程考核都合格的概率为0.254题型二:概率与排列组合、等差数列、等比数列的综合。
例4:将1,2,3,…,9,这9个数平均分成三组,则每组的三个数都成等差数列的概率为()A 、156B 、170C 、1336D 、1420解析:共有339633280C C A ∙=种分组的方法,三组的平均值可能是456,357,258,348,267,且各有一种分组的方法,所求的概率为5128056=,故选A 例5:从原点出发的某质点M ,按照向量(1,0)=a 移动的概率为53,按照向量(2,0)=b 移动的概率为52,设可到达点)0,(n 的概率为n P .(Ⅰ)求概率1P 、2P ;(Ⅱ)求2+n P 与n P 、1+n P 的关系并证明数列{}12++-n n P P 是等比数列;(Ⅲ)求n P .解(Ⅰ)M 点到达点)0,1(的概率为531=P ;M 点到达点)0,2(的事件由两个互斥事件组成:①A=“M 点先按向量)0,1(=a 到达点)0,1(,再按向量(1,0)=a 到达点)0,2(”,此时253()(=A P ;②B=“M 点先按向量(2,0)=b 移动直接到达点)0,2(”,此时52)(=B P 。
=2P +)(A P =)(B P 2)53(52+2519=(Ⅱ)M 点到达点)0,2(+n 的事件由两个互斥事件组成:①=+2n A “从点)0,1(+n 按向量(1,0)=a 移动到达点)0,2(+n ”,此时1253)(++=n n P A P ;②=+2n B “从点)0,(n 按向量)0,2(=b 移动到达点)0,2(+n ”,此时n n P B P 52)(2=+。
n n n P P P 525312+=∴++,即=-++12n n P P )(521n n P P --+∴数列{}12++-n n P P 是以25412=-P P 为首项,公比为52-的等比数列。
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知=-++12n n P P n n )52()52(2542-=--=-+n n P P 1152(--n =--1n n P P 252(--n ……=-12P P 2)52(-n n P P 52()52()52(321-++-+-=-111)52(7272])52(1[72521]52(1[52----+-=---=+---=n n n 11)52(723511)52(727253---+=-+-=∴n n n P 例6:设事件A 发生的概率为p ,若在A 发生的条件下发生B 的概率为'p ,则事件,A B 同时发生的概率为'p p ∙根据这一事实解答下列问题:一种掷硬币走跳棋的游戏:棋盘上有第0,1,2,3…,100,共101站,一枚棋子开始在第0站(即01p =)由棋手每掷一次硬币,棋子向前跳动一次,若出现正面,则棋子向前跳动一站,若出现反面则向前跳动两站;直到棋子跳到第99站(获胜)或第100站(失败)时,游戏结束。
已知硬币出现正、反两面的概率相等,设棋子在跳跃的过程中经过第n 站的概率为n p 。
(1)求123,,P P P (2)(2)设1(1100)n n n a P P n -=-≤≤,求证数列{n a }是等比数列。
(3)求玩游戏获胜的概率。
解析:(1)012311113113151,,,2222422428P P P P =∴==⨯+==+⨯= (2)棋子跳到第n 站,必须是从第1n -站或第2n -站跳来的(2100)n ≤≤,所以12112111,()222n n n n n n n P P P P P P P -----=+∴-=--,11(2100),2n n a a n -∴=-≤≤且11012a P P =-=-,故{n a }是以公比为12-,首项为12-的等比数列。
(30由(2)知1239910219998()()()a a a a P P P P P P ++++=-+-++- =2999910011121()()())22232P -+-++-⇒=- ,所以获胜的概率为9910021(132P =-例7:质点A 位于数轴0x =处,质点B 位于2x =处。
这两个质点每隔1秒就向左或向右移动1个单位,设向左移动的概率为13,向右移动的概率为23。
(Ⅰ)求3秒后,质点A 位于点1x =处的概率;(Ⅱ)求2秒后,质点,A B 同时在点2x =处的概率;(Ⅲ)假若质点C 在0,1x x ==两处之间移动,并满足:当质点C 在0x =处时,1秒后必移到1x =处;当质点C 在1x =处,1秒后分别以12的概率停留在1x =处或移动到0x =处,今质点C 在1x =处,求8秒后质点C 在1x =处的概率。
解析:(1)3秒后,质点A 到1x =处,必须经过两次向右,一次向左移动;223214((339P C ∴==(2)2秒后,质点,A B 同时在点2x =处,必须质点A 两次向右,且质点B 一次向左,一次向右;故12222116333381P C =⨯⨯⨯⨯=(3)设第n 秒后,质点C 在1x =处的概率为n x ,质点C 在0x =处的概率为n y 依题意知:112n n n x x y +=+,由1,n n x y +=得11111,32(32)()22n n n n x x x x ++=-∴-=--所以{32n x -}是首项为111323222x -=⨯-=-,公比为12-的等比数列。