2019-2020学年高中数学 第二章 随机变量及其分布 2.2 二项分布及其应用 2.2.2 事件

2．2.2事件的相互独立性课前自主预习知识点相互独立的概念(1)相互独立的定义设A，B为两个事件，如果P(AB)＝，则称事件A与事件B相互独立．(2)相互独立事件事件A(或B)发生对事件B(或A)发生的概率，这样的两个事件叫做相互独立事件．□01P(A)P(B)□02没有影响知识点相互独立的性质若事件A与B相互独立，则与，与，与也相互独立．□01A□02B－□03A－□04B□05A－□06B－1．若A，B为相互独立事件，则P(AB)＝P(A)P(B)，该性质可推广为：若A1，A2，A3，…，An相互独立，那么这n个事件同时发生的概率等于各个事件发生概率的积，即P(A1A2…An)＝P(A1)P(A2)…P(An)．2．在解题中要注意区分事件A与B相互独立、事件A与B互斥，两个事件互斥是指两个事件不可能同时发生，两个事件相互独立是指一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响，相互独立的事件可以同时发生，且同时发生的概率P(AB)＝P(A)P(B)，而互斥的两个事件A，B满足P(A＋B)＝P(A)＋P(B)．1．判一判(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)不可能事件与任何一个事件相互独立．()(2)必然事件与任何一个事件相互独立．()(3)如果事件A与事件B相互独立，则P(B|A)＝P(B)．()(4)“P(AB)＝P(A)·P(B)”是“事件A，B相互独立”的充要条件．()√√√√2．做一做(1)甲、乙两水文站同时作水文预报，如果甲站、乙站各自预报的准确率为0.8和0.7.那么，在一次预报中，甲、乙两站预报都准确的概率为________．(2)一件产品要经过两道独立的工序，第一道工序的次品率为a，第二道工序的次品率为b，则该产品的正品率为________．(3)已知A，B是相互独立事件，且P(A)＝12，P(B)＝23，则P(AB－)＝________；P(A－B－)＝________.答案(1)0.56(2)(1－a)(1－b)(3)1616答案解析(1)甲、乙两站水文预报相互独立，则P＝0.8×0.7＝0.56.(2)由于经过两道工序才能生产出一件产品，当两道工序都合格时才能生产出正品，又由于两道工序相互独立，则该产品的正品率为(1－a)(1－b)．(3)因为P(A)＝12，P(B)＝23，所以P(A－)＝12，P(B－)＝13.所以P(AB－)＝P(A)P(B－)＝12×13＝16，P(A－B－)＝P(A－)P(B－)＝12×13＝16.解析课堂互动探究探究1事件独立性的判断例1判断下列各对事件是不是相互独立事件：(1)甲组3名男生，2名女生；乙组2名男生，3名女生，现从甲、乙两组中各选1名同学参加演讲比赛，“从甲组中选出1名男生”与“从乙组中选出1名女生”；(2)容器内盛有5个白乒乓球和3个黄乒乓球，“从8个球中任意取出1个，取出的是白球”与“从剩下的7个球中任意取出1个，取出的还是白球”；(3)掷一颗骰子一次，“出现偶数点”与“出现3点或6点”．[解](1)“从甲组中选出1名男生”这一事件是否发生，对“从乙组中选出1名女生”这一事件发生的概率没有影响，所以它们是相互独立事件．(2)“从8个球中任意取出1个，取出的是白球”的概率为58，若这一事件发生了，则“从剩下的7个球中任意取出1个，取出的仍是白球”的概率为47，若前一事件没有发生，则后一事件发生的概率为57.可见，前一事件是否发生，对后一事件发生的概率有影响，所以两者不是相互独立事件．答案(3)记A：出现偶数点，B：出现3点或6点，则A＝{2,4,6}，B＝{3,6}，AB＝{6}，∴P(A)＝36＝12，P(B)＝26＝13，P(AB)＝16，∴P(AB)＝P(A)·P(B)，∴事件A与B相互独立．答案拓展提升(1)利用相互独立事件的定义(即P(AB)＝P(A)·P(B))可以准确地判定两个事件是否相互独立，这是用定量计算方法，较准确，因此我们必须熟练掌握．(2)判别两个事件是否为相互独立事件也可以从定性的角度进行分析，即看一个事件的发生对另一个事件的发生是否有影响．没有影响就是相互独立事件，有影响就不是相互独立事件．[跟踪训练1]一个家庭中有若干个小孩，假定生男孩和生女孩是等可能的，令A＝{一个家庭中既有男孩又有女孩}，B＝{一个家庭中最多有一个女孩}．对下述两种情形，讨论A与B的独立性：(1)家庭中有两个小孩；(2)家庭中有三个小孩．解(1)有两个小孩的家庭，小孩为男孩、女孩的所有可能情形为Ω＝{(男，男)，(男，女)，(女，男)，(女，女)}包含4个基本事件，由等可能性知每个基本事件的概率均为14.这时A＝{(男，女)，(女，男)}，B＝{(男，男)，(男，女)，(女，男)}，AB＝{(男，女)，(女，男)}，于是P(A)＝12，P(B)＝34，P(AB)＝12.由此可知P(AB)≠P(A)P(B)，所以事件A，B不相互独立．答案(2)有三个小孩的家庭，小孩为男孩、女孩的所有可能情形为Ω＝{(男，男，男)，(男，男，女)，(男，女，男)，(女，男，男)，(男，女，女)，(女，男，女)，(女，女，男)，(女，女，女)}包含8个基本事件，由等可能性知每个基本事件的概率均为18.这时A包含6个基本事件，B包含4个基本事件，AB包含3个基本事件．于是P(A)＝68＝34，P(B)＝48＝12，P(AB)＝38，显然有P(AB)＝P(A)P(B)成立．从而事件A与B是相互独立的．答案探究2相互独立事件概率的计算例2甲、乙两人在罚球线投球命中的概率分别为12与25.(1)甲、乙两人在罚球线各投球一次，求恰好命中一次的概率；(2)甲、乙两人在罚球线各投球二次，求这四次投球中至少一次命中的概率．[解](1)记“甲投一次命中”为事件A，“乙投一次命中”为事件B，则P(A)＝12，P(B)＝25，P(A－)＝12，P(B－)＝35.∴恰好命中一次的概率为P＝P(AB－)＋P(A－B)＝P(A)P(B－)＋P(A－)P(B)＝12×35＋12×25＝510＝12.答案(2)设事件“甲、乙两人在罚球线各投球二次均不命中”的概率为P1，则P1＝P(A－∩A－∩B－∩B－)＝P(A－)P(A－)P(B－)P(B－)＝1－122×1－252＝9100.∴甲、乙两人在罚球线各投球二次，至少一次命中的概率为P＝1－P1＝91100.答案拓展提升(1)求相互独立事件同时发生的概率的步骤是：①首先确定各事件之间是相互独立的；②确定这些事件可以同时发生；③求出每个事件的概率，再求积．(2)使用相互独立事件同时发生的概率计算公式时，要掌握公式的适用条件，即各个事件是相互独立的，而且它们同时发生．[跟踪训练2]小王某天乘火车从重庆到上海去办事，若当天从重庆到上海的三列火车正点到达的概率分别为0.8,0.7,0.9，假设这三列火车之间是否正点到达互不影响．求：(1)这三列火车恰好有两列正点到达的概率；(2)这三列火车至少有一列正点到达的概率．解用A，B，C分别表示这三列火车正点到达的事件，则P(A)＝0.8，P(B)＝0.7，P(C)＝0.9，所以P(A－)＝0.2，P(B－)＝0.3，P(C－)＝0.1.(1)由题意得A，B，C之间互相独立，所以恰好有两列正点到达的概率为P1＝P(A－BC)＋P(AB－C)＋P(ABC－)＝P(A－)P(B)P(C)＋P(A)P(B－)P(C)＋P(A)P(B)P(C－)＝0.2×0.7×0.9＋0.8×0.3×0.9＋0.8×0.7×0.1＝0.398.答案(2)三列火车至少有一列正点到达的概率为P2＝1－P(A－B－C－)＝1－P(A－)P(B－)P(C－)＝1－0.2×0.3×0.1＝0.994.答案探究3相互独立事件的综合应用例3甲、乙两人各射击一次，击中目标的概率分别是23和34.假设两人射击是否击中目标相互之间没有影响，每人每次射击是否击中目标相互之间也没有影响．(1)求甲、乙各射击一次均击中目标的概率；(2)求甲射击4次，恰有3次连续击中目标的概率；(3)若乙在射击中出现连续2次未击中目标则会被终止射击，求乙恰好射击4次后被终止射击的概率．[解](1)记事件A表示“甲击中目标”，事件B表示“乙击中目标”．依题意知，事件A和事件B相互独立，因此甲、乙各射击一次均击中目标的概率为P(AB)＝P(A)P(B)＝23×34＝12.答案(2)记事件Ai表示“甲第i次射击击中目标”(其中i＝1,2,3,4)，并记“甲4次射击恰有3次连续击中目标”为事件C，则C＝A1A2A3A－4∪A－1A2A3A4，且A1A2A3A－4与A－1A2A3A4是互斥事件．由于A1，A2，A3，A4之间相互独立，所以Ai与A－j(i，j＝1,2,3,4，且i≠j)之间也相互独立．由于P(A1)＝P(A2)＝P(A3)＝P(A4)＝23，故P(C)＝P(A1A2A3A－4∪A－1A2A3A4)＝P(A1)P(A2)P(A3)P(A－4)＋P(A－1)P(A2)P(A3)·P(A4)＝233×13＋13×233＝1681.答案(3)记事件Bi表示“乙第i次射击击中目标”(其中i＝1,2,3,4)，并记事件D表示“乙在第4次射击后终止射击”，则D＝B1B2B－3B－4∪B－1B2B－3B－4，且B1B2B－3B－4与B－1B2B－3B－4是互斥事件．由于B1，B2，B3，B4之间相互独立，所以Bi与B－j(i，j＝1,2,3,4，且i≠j)之间也相互独立．由于P(Bi)＝34(i＝1,2,3,4)，答案故P(D)＝P(B1B2B－3B－4∪B－1B2B－3B－4)＝P(B1B2B－3B－4)＋P(B－1B2B－3B－4)＝P(B1)P(B2)P(B－3)P(B－4)＋P(B－1)·P(B2)P(B－3)P(B－4)＝342×142＋34×143＝364.答案拓展提升常见事件与概率间的关系已知两个事件A，B，它们的概率为P(A)，P(B)．将A，B中至少有一个发生记为事件A∪B，都发生记为事件AB，都不发生记为事件A－B－，恰有一个发生记为事件AB－∪A－B，至多有一个发生记为事件A－B－∪A－B∪AB－，为方便同学们记忆，我们用表格的形式将其展示出来．概率A与B相互独立P(A∪B)1－P(A－)P(B－)P(AB)P(A)P(B)P(A－B－)P(A－)P(B－)P(AB－∪A－B)P(A)P(B－)＋P(A－)P(B)P(A－B－∪AB－∪A－B)1－P(A)P(B)[跟踪训练3]甲、乙、丙三台机床各自独立加工同一种零件，已知甲机床加工的零件是一等品而乙机床加工的零件不是一等品的概率为14，乙机床加工的零件是一等品而丙机床加工的零件不是一等品的概率为112，甲、丙两台机床加工的零件都是一等品的概率为29.(1)分别求甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率；(2)从甲、乙、丙三台机床加工的零件中各取一个进行检验，求至少有一个一等品的概率．解(1)设A，B，C分别为甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的事件．由题意得PAB－＝14，PBC－＝112，PAC＝29，则PA[1－PB]＝14，①PB[1－PC]＝112，②PAPC＝29.③由①③得P(B)＝1－98P(C)，答案代入②得27[P(C)]2－51P(C)＋22＝0，解得P(C)＝23或P(C)＝119(舍去)．将P(C)＝23代入②得P(B)＝14，将P(B)＝14代入①得P(A)＝13.故甲、乙、丙三台机床各自加工的零件是一等品的概率分别是13，14，23.答案(2)记D为从甲、乙、丙三台机床加工的零件中各取一个进行检验，其中至少有一个一等品的事件，则P(D)＝1－P(D－)＝1－[1－P(A)][1－P(B)][1－P(C)]＝1－23×34×13＝56.故从甲、乙、丙加工的零件中各取一个进行检验，至少有一个一