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第7讲 古典概型
复习要点 1.理解古典概型及其概率计算公式.2.会计算一些随机事件所含的样本点及
事件发生的概率.
一 基本事件的特点
1.任何两个基本事件是互斥的.
2.任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.
二 古典概型
1.具有以下两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.
(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个.
(2)每个基本事件出现的可能性相等.
2.如果一次试验中可能出现的结果有n个,而且所有结果出现的可能性都相等,那么
每一个基本事件的概率都是;如果某个事件 A包含的结果有m个,那么事件A的概率P(A)
=.
三 古典概型的概率公式
P(A)=.
常/用/结/论
一个试验是不是古典概型,关键在于这个试验是否具有古典概型的两个特征:有限性
和等可能性.
1.判断下列结论是否正确.
(1)掷一枚均匀的硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”这三个结果
是等可能事件.()
(2)有3个兴趣小组,甲、乙两位同学各自参加其中一个小组,每位同学参加各个小组
的可能性相同,则这两位同学参加同一个兴趣小组的概率为.(√)
(3)两个互斥事件的概率和为1.()
(4)从-3,-2,-1,0,1,2中任取一个数,取到的数小于0与不小于0的可能性相同.
(√)
2.将3名男生、1名女生共4名同学分配到甲、乙、丙三个社区参加社会实践,每个
社区至少一名同学,则恰好一名女生和一名男生分到甲社区的概率是( )
A. B. C. D.
解析:分配方案的总数为CA,恰好一名女生和一名男生分到甲社区的分法有CA种,
恰好一名女生和一名男生分到甲社区的概率是P==.
答案:D
3.盲盒是指消费者不能提前得知具体产品款式的玩具盒子,具有随机属性,只有打开
才会知道自己抽到了什么.某电影院推出开盲盒的模式售票,每个盲盒中等可能地放入一
张印有“欢”“迎”“光”“临”四个字中的一个字的卡片,只有集齐“欢迎光临”四个字才算全票.小明购买了4个盲盒,则他刚好集齐“欢迎光临”的概率是( )
A. B.
C. D.
解析:因为4个盲盒共有44=256(种)结果,而刚好开出“欢迎光临”的情况有 A=
24(种),所以小明刚好集齐“欢迎光临”的概率P==.
答案:C
4.哥德巴赫猜想是指“每个大于2的偶数都可以表示为两个素数的和”,例如10=7
+3,16=13+3,在不超过 32 的素数中,随机选取两个数,其和等于 32 的概率为
________.
解析:由题意可知,不超过32的素数有2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,共11个,在不超
过32的素数中,随机选取两个数,样本点总数为C=55(个),其和等于32包含的样本点有
(3,29),(13,19),共2个,所以其和等于32的概率为P=.
答案:
题型 古典概型的计算的多维研讨
维度1 列举法
典例1(1)(2023·全国甲卷,文)某校文艺部有4名学生,其中高一、高二年级各2名.
从这4名学生中随机选2名组织校文艺汇演,则这2名学生来自不同年级的概率为( )
A. B. C. D.
(2)(2024·山东泰安宁阳一中模拟)小明准备今年到上海参观世博会博物馆,但只需要一
名家长陪同前往,爸爸、妈妈都很愿意陪同,于是决定用抛掷硬币的方法决定由谁陪同.
每次掷一枚硬币,连掷三次.
①用树状图列举三次抛掷硬币的所有可能结果.
②若规定:有两次或两次以上正面向上,由爸爸陪同前往上海;有两次或两次以上反
面向上,则由妈妈陪同前往上海.分别求由爸爸陪同小明前往上海和由妈妈陪同小明前往
上海的概率.
(1)解析:依题意,设高一年级的2名同学为a,a,高二年级的2名同学为b,b,从
1 2 1 2
4名同学中随机选2名组织文艺汇演,有 ( a , a ) , ( a , b ) , ( a , b ) , ( a , b ) , ( a , b ) ,
1 2 1 1 1 2 2 1 2 2
( b , b ) ,共 6 种情况 ,
1 2
因为总数较少,所以用有序数对进行列举.
其中这2名同学来自不同年级的基本事件有(a,b),(a,b),(a,b),(a,b),共4
1 1 1 2 2 1 2 2
种情况,
所以 这 2 名学生来自不同年级的概率 为=.
方法二:P==.
故选D.
(2)解:①列树状图如下:
清晰且简单易行,尽量按某一顺序,不重不漏.②由①可知,基本事件总数为8,有两次或两次以上正面向上的情况有4种,
∴P(由爸爸陪同前往)=;
有两次或两次以上反面向上的情况有4种,
∴P(由妈妈陪同前往)=.
使用列举法时的注意点
(1)尽量按某一顺序,以做到不重复、不遗漏.
(2)是否有顺序,有序和无序是有区别的,可以交换次序来看是否对结果造成影响,有
影响就是有序,无影响即无序.
(3)是否允许重复,即是有放回还是不放回,有放回地取元素是允许重复的,不放回地
取元素是不允许重复的.
对点练1(1)(2024·广东东莞期末)甲、乙、丙、丁四人在足球训练中进行传球训练,从
甲开始传球,甲等可能地把球传给乙、丙、丁中的任何一个人,以此类推,则经过 3次传
球后乙恰好接到1次球的概率为( )
A. B.
C. D.
(2)(多选)(2024·浙江台州第一次质量评估)投掷两枚质地均匀的正方体骰子,则( )
A.向上点数之和为5的概率为
B.向上点数之和为7的概率为
C.向上点数之和为6的倍数的概率为
D.向上点数之和为偶数的概率为
解析:(1)按接球人分类:①不含甲,三人时,乙丙丁,乙丁丙,丙乙丁,丙丁乙,丁
乙丙,丁丙乙,共6种;两人时,乙丙乙,丙乙丙,乙丁乙,丁乙丁,丁丙丁,丙丁丙,
共6种;②含甲,乙甲乙,丙甲丙,丁甲丁,乙丙甲,乙甲丙,乙丁甲,乙甲丁,丙乙甲,
丙甲乙,丙丁甲,丙甲丁,丁乙甲,丁甲乙,丁丙甲,丁甲丙,共15种,故共计27种.
其中乙恰好接到1次球的情况有16种,所以所求概率为,故选C.
(2)由题意可知投掷两枚质地均匀的正方体骰子向上的点数情况有(1,1),(1,2),(1,3),
(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),
(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),
(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6),共36种.
其中向上点数之和为5的有(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),共4种,故向上点数之和为5的
概率为=,故A错误;
其中向上点数之和为7的有(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1),共6种,故向上点
数之和为7的概率为=,故B正确;其中向上点数之和为6的倍数有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),(6,6),共6种,故向
上点数之和为6的倍数的概率为=,故C错误;
其中向上点数之和为偶数的有(1,1),(1,3),(1,5),(2,2),(2,4),(2,6),(3,1),(3,3),
(3,5),(4,2),(4,4),(4,6),(5,1),(5,3)(5,5),(6,2),(6,4),(6,6),共18种,故向上点数之和
为偶数的概率为=,故D正确.
答案:(1)C (2)BD
维度2 排列组合法
典例2(1)(2023·全国乙卷,文)某学校举办作文比赛,共6个主题,每位参赛同学从中
随机抽取一个主题准备作文,则甲、乙两位参赛同学抽到不同主题概率为( )
正难则反.
A. B. C. D.
(2)(2024·福建福州质检)从1,2,…,9这 9 个数中,随机抽取 3 个不同的数 ,则这3个
C
数的和为偶数的概率是________.
分两类
解析:(1)甲有6种选择,乙也有6种选择,故基本事件共有6×6=36(种).
设这6个主题分别为1,2,3,4,5,6,则甲、乙抽到相同主题的基本事件有(1,1),(2,2),
(3,3),(4,4),(5,5),(6,6),共6种,所以甲、乙抽到不同主题的基本事件共有30种,
则其概率为=.故选A.
(2)基本事件总数为C,设抽取3个数,和为偶数为事件A,则A事件包括两类:抽取
的3个数全是偶数,或抽取的3个数中2个为奇数1个为偶数,前者有C种,后者有CC种,
所以A中的基本事件数为C+CC,所以符合要求的概率为=.故答案为.
1.利用排列组合知识求概率,要注意一次性抽取与逐次抽取的区别,前者无顺序的区
别,可利用组合知识计算;后者有顺序的区别,可利用排列知识计算.另外还要注意区分
有放回抽样与不放回抽样.
2.含有“至多”“至少”等类型的概率问题,从正面求解比较困难或者比较烦琐时,
可考虑其反面,即对立事件,然后应用对立事件的性质P(A)=1-P()进一步求解.
对点练2(1)(2024·福建厦门外国语学校期末)某中学体育节中,羽毛球单打12强中有3
个种子选手,将这12人任意分成3个组(每组4个人),则3个种子选手恰好被分在同一组
的概率为( )
A. B.
C. D.
(2)(2021·全国甲卷,理)将4个1和2个0随机排成一行,则2个0不相邻的概率为(
)
A. B.
C. D.
解析:(1)由已知条件得,将12人任意分成3组(每组4个人),不同的分组方法有种,3
个种子选手分在同一组的方法有种,故3个种子选手恰好被分在同一组的概率为=,故选A.
(2)将4个1和2个0随机排成一行,可利用插空法,4个1产生5个空,若2个0相邻,
则有C=5(种)排法,若2个0不相邻,则有C=10(种)排法.所以2个0不相邻的概率为=.
故选C.
答案:(1)A (2)C
题型 古典概型与统计的综合应用
典例3(2024·甘肃兰州模拟)某单位N名员工参加“社区低碳你我他”活动.他们的年
龄在 25 岁至 50 岁之间.按年龄分组:第 1 组为[25,30),第 2 组为[30,35),第 3 组为
[35,40),第4组为[40,45),第5组为[45,50],得到的频率分布直方图如图所示.
由第一、二组纵坐标相同,结合频率分布表知a=25.
下表是年龄的频数分布表.
区间 [25,30) [30,35) [35,40) [40,45) [45,50]
人数 25 a b
(1)求正整数a,b,N的值.
(2)现要从年龄较小的第1,2,3组中用分层随机抽样的方法抽取6人,则年龄在第1,2,3
组的人数分别是多少?
(3)在(2)的条件下,从这6人中随机抽取2人参加社区宣传交流活动,求恰有1人在第
3组的概率.
解:(1)由题干中的频率分布直方图及频数分布表
易错点:纵轴为.
可知,a=25,且b=25×=100,
总人数N==250.
(2)因为第1,2,3组共有25+25+100=150(人),所以利用分层随机抽样在150人中抽取
6人,第1组抽取的人数为6×=1(人),
第2组抽取的人数为6×=1(人),
第3组抽取的人数为6×=4(人),
所以第1,2,3组分别抽取1人、1人、4人.
(3)由(2)可设第1组的1人为A,第2组的1人为B,第3组的4人分别为C ,C ,C ,
1 2 3
C , 则从 6 人中抽取 2 人的所有可能结果 为(A,B),(A,C ),
4 1
也可用排列组合:C=15.
(A,C ),(A,C ),(A,C ),(B,C ),(B,C ),(B,C ),(B,C ),(C ,C ),(C ,
2 3 4 1 2 3 4 1 2 1
C ),(C ,C ),(C ,C ),(C ,C ),(C ,C ),共15种,
3 1 4 2 3 2 4 3 4其中 恰有 1 人在第 3 组的所有结果 为(A,C ),
1
用排列组合:C·C=8.
(A,C ),(A,C ),(A,C ),(B,C ),(B,C ),(B,C ),(B,C ),共8种,
2 3 4 1 2 3 4
所以恰有1人在第3组的概率为.
求解古典概型与统计交汇问题的思路
(1)依据题目的直接描述或频率分布表、频率分布直方图等统计图表给出的信息,提炼
出需要的信息.
(2)进行统计与古典概型概率的正确计算.\s\up7( )
对点练3为了了解使用某种新型药品后是否会引起疲乏症状,某机构随机抽取了当地
患有这种疾病的275人进行调查,得到统计数据如下表:
症状
使用情况 合计
无疲乏症状 有疲乏症状
未使用新药 150 25 t
使用新药 x y 100
合计 225 m 275
(1)求2×2列联表中的数据x,y,m,t的值,依据小概率值α=0.05的独立性检验,能
否以此推断有疲乏症状与使用该新药有关?
(2)从使用该新药的100人中按是否有疲乏症状,采用比例分配的分层随机抽样的方法
抽出4人,再从这4人中随机抽取2人做进一步调查,求这2人中恰有1人有疲乏症状的概
率.
附:χ2=,n=a+b+c+d.
α 0.10 0.05 0.025 0.010
x 2.706 3.841 5.024 6.635
α
解:(1)由表格数据知,x=225-150=75,y=100-75=25,m=275-225=50,t=
150+25=175,
所以x=75,y=25,m=50,t=175.
零假设为H:有疲乏症状与使用该新药无关.
0
根据列联表中的数据,经计算得到
χ2==≈4.911>3.841=x ,
0.05
根据小概率值α=0.05的独立性检验,我们推断H 不成立,即认为有疲乏症状与使用
0
该新药有关.
(2)从使用新药的100人中用比例分配的分层随机抽样的方法抽取4人的抽样比为=,
则抽取有疲乏症状的人数为×25=1,无疲乏症状的人数为3,
抽取的有疲乏症状的1人记为1,无疲乏症状的3人分别记为a,b,c,从4人中随机
抽取2人的所有样本点为(1,a),(1,b),(1,c),(a,b),(a,c),(b,c),共6个,且每
个样本点发生的可能性都相等,
记2人中恰有1人有疲乏症状的事件为M,它所含的样本点有(1,a),(1,b),(1,c),共3个,于是得P(M)==,
所以这2人中恰有1人有疲乏症状的概率是.