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2020年高考数学专题复习古典概型

2023-09-12 来源:小奈知识网
古典概型

1.基本事件的特点

(1)任何两个基本事件都是互斥的.

(2)任何事件都可以表示成基本事件的和(除不可能事件). 2.古典概型 (1)特点

①试验中所有可能出现的基本事件只有有限个,即有限性. ②每个基本事件发生的可能性相等,即等可能性. (2)概率公式

A包含的基本事件的个数P(A)=.

基本事件的总数 集合A={2,3},B={1,2,3},从A,B中各任意取一个数,则这两数之和等于4的概率是( )

2A. 31C. 3

1B. 21D. 6

解析:选C.从A,B中各任取一个数有(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,21

3)6个基本事件,满足两数之和等于4的有(2,2),(3,1)2个基本事件,所以P==.

63

(2019·丽水模拟)已知a∈{-2,0,1,3,4},b∈{1,2},则函数f(x)=(a-2)x+b为增函数的概率是( )

2A. 51C. 2

2

2

2

3B. 53D. 10

解析:选B.因为f(x)=(a-2)x+b为增函数,所以a-2>0,又a∈{-2,0,1,3,3

4},所以a∈{-2,3,4},又b∈{1,2},所以函数f(x)为增函数的概率是,故选B.

5

将一枚硬币连掷5次,则至少出现一次正面向上的概率为________.

1

解析:因为将一枚硬币连掷5次,没有出现正面向上的概率为5,所以至少出现一次正2131

面向上的概率为1-5=. 232

1

31答案:

32 在集合x|x=



6

,n=1,2,3,…,10中任取一个元素,则所取元素恰好满足方

1

程cos x=的概率是________.

2

12

解析:基本事件总数为10,满足方程cos x=的基本事件数为2,故所求概率为P=

2101

=. 5

1答案:

5

求古典概型的概率(高频考点)

求古典概型的概率问题是高考考查的热点.主要命题角度有: (1)直接列举法;(2)图表、树型法; (3)逆向思维法;(4)对称性法. 角度一 直接列举法

袋中有6个球,其中4个白球,2个红球,从袋中任意取出两个,求下列事件的

概率.

(1)取出的两球都是白球;

(2)取出的两球一个是白球,另一个是红球.

【解】 设4个白球的编号为1,2,3,4,2个红球的编号为5,6从袋中的6个小球中任取两个的所有可能结果如下:

(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15个.

(1)从袋中的6个球中任取两个,所取的两球全是白球的方法数,即是从4个白球中任取两个的方法数,共有6个,即为(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4).

62

所以取出的两个球全是白球的概率为P==;

155

(2)从袋中的6个球中任取两个,其中一个是红球,而另一个为白球,其取法包括(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),共8个.

8

所以取出的两个球一个是白球,另一个是红球的概率为P=.

15角度二 图表、树型法

2

一个口袋内装有大小相等的1个白球和已编有不同号码的3个黑球,从中摸出2

个球,则摸出2个黑球的概率为____________.

【解析】 如图所示,所有结果组成的集合U含有6个元素,故共有6种不同的结果.

U的子集A有3个元素,故摸出2个黑球有3种不同的结果.

31因此,摸出2个黑球的概率是P==.

621

【答案】

2

角度三 逆向思维法

同时抛掷两枚骰子,则至少有一个5点或6点的概率为____________. 【解析】 至少有一个5点或6点的对立事件是:没有5点或6点.因为没有5点或6点的结果共有16个,而抛掷两枚骰子的结果共有36个,所以没有5点或6点的概率为P=16445=.至少有一个5点或6点的概率为1-=. 36999

5

【答案】

9角度四 对称性法

有A,B,C,D,E共5人站成一排,则A在B的右边(A,B可以不相邻)的概率为

____________.

【解析】 由于A,B不相邻,A在B的右边和B在A的右边的总数是相等的,且A在B的右边的排法数与B在A的右边的排法数组成所有基本事件总数,所以A在B的右边的概率1是. 2

1

【答案】 2

(1)

(2)求较复杂事件的概率问题的方法

3

①将所求事件转化成彼此互斥的事件的和事件,再利用互斥事件的概率加法公式求解. ②先求其对立事件的概率,再利用对立事件的概率公式求解.

1.(2017·高考山东卷)从分别标有1,2,…,9的9张卡片中不放回地随机抽取2次,每次抽取1张,则抽到的2张卡片上的数奇偶性不同的概率是( )

5A. 185C. 9

C2C5C45

解析:选C.所求概率为P=11=. C9C89

2.(2019·台州高三教学质量评估)袋子里装有编号分别为“1,2,2,3,4,5”的6个大小、质量相同的小球,某人从袋子中一次任取3个球,若每个球被取到的机会均等,则取出的3个球编号之和大于7的概率为( )

17A. 205C. 8

解析:选B.由题设取三个球的所有可能有n=C6=

3

111

4B. 97D. 9

7B. 104D. 5

6×5×4

=20,其中编号之和小于或

3×2×1

等于7的所有可能有(1,2,2),(1,2,3),(1,2,3),(1,2,4),(1,2,4),(2,2,6337

3)共6种,其概率P==,所以3个球编号之和大于7的概率为P′=1-=.

20101010

3.(2019·温州八校联考)依次从标号为1,2,3,4,5的五个黑球和标号为6,7,8,9的四个白球中随机地各取一个球,用数对(x,y)表示事件“抽到两个球标号分别为x,y”.

(1)问共有多少个基本事件?并列举出来;

(2)求所抽取的标号之和小于11但不小于9或标号之和大于12的概率.

解:(1)共有20个基本事件,列举如下:(1,6),(1,7),(1,8),(1,9),(2,6),(2,7),(2,8),(2,9),(3,6),(3,7),(3,8),(3,9),(4,6),(4,7),(4,8),(4,9),(5,6),(5,7),(5,8),(5,9),共20个.

(2)记事件“所抽取的标号之和小于11但不小于9”为事件A,由(1)可知事件A共含有7个基本事件,列举如下:(1,8),(1,9),(2,7),(2,8),(3,6),(3,7),(4,6),共7个.“抽取的标号之和大于12”记作事件B,则事件B包含:(4,9),(5,8),(5,9),731

共3个.故P(A)+P(B)=+=,故抽取的标号之和小于11但不小于9或大于12的概

20202

4

1率为.

2

古典概型与其他知识的交汇(高频考点)

近几年高考对交汇型古典概型问题有所侧重.主要命题角度有: (1)与平面向量的交汇; (2)与函数(方程)的交汇; (3)与解析几何的交汇. 角度一 与平面向量的交汇

从集合{2,3,4,5}中随机抽取一个数a,从集合{1,3,5}中随机抽取一个数b,

则向量m=(a,b)与向量n=(1,-1)垂直的概率为( )

1A. 61C. 4

1B. 31D. 2

【解析】 由题意可知m=(a,b)有:(2,1),(2,3),(2,5),(3,1),(3,3),(3,5),(4,1),(4,3),(4,5),(5,1),(5,3),(5,5),共12种情况.

因为m⊥n,即m·n=0,

所以a×1+b×(-1)=0,即a=b, 满足条件的有(3,3),(5,5)共2个, 1

故所求的概率为.

6【答案】 A

角度二 与函数(方程)的交汇

已知|p|≤3,|q|≤3,当p,q∈Z,则方程x+2px-q+1=0有两个相异实数

根的概率是________.

【解析】 由方程x+2px-q+1=0有两个相异实数根,可得Δ=(2p)-4(-q+1)>0,即p+q>1.

2

2

2

2

2

2

2

2

5

当p,q∈Z时,设点M(p,q),

如图,直线p=-3,-2,-1,0,1,2,3和直线q=-3,-2,-1,0,1,2,3的交点,即为点M,共有49个,其中在圆上和圆内的点共有5个(图中黑点).当点M(p,q)落在圆p+q=1外时,方程x+2px-q+1=0有两个相异实数根,

49-54422

所以方程x+2px-q+1=0有两个相异实数根的概率P==.

4949【答案】

44

49

2

2

2

2

角度三 与解析几何的交汇

甲、乙两颗质地均匀且形状为正方体的骰子,它的六个面上的点数依次为1,2,

3,4,5,6,现将甲、乙两颗骰子先后各抛一次,a,b分别表示掷甲、乙两颗骰子所出现的向上的点数.

(1)若“点M(a,b)落在直线x+y=6上的事件”记为A,求事件A的概率; (2)若“点M(a,b)落在圆x+y=25内部的事件”记为B,求事件B的概率. 【解】 (1)先后抛掷甲、乙两颗骰子所得的点M(a,b)共有36个,其中落在直线x+y=6上的点有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),共5个点,

5

所以P(A)=.

36

(2)同(1),落在圆x+y=25的内部的点共有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(4,1),(4,2),共13个点,

13

所以P(B)=.

36

求解古典概型与其他知识交汇问题的思路

解决古典概型与其他知识交汇问题,其关键是将平面向量、直线与圆、函数的单调性及方程的根情况转化为概率模型,再按照求古典概型的步骤求解.

2

2

2

2

6

12

设a∈{2,4},b∈{1,3},函数f(x)=ax+bx+1.

2(1)求f(x)在区间(-∞,-1]上是减函数的概率;

(2)从f(x)中随机抽取两个,求它们在(1,f(1))处的切线互相平行的概率. 解:(1)由题意-≥-1,即b≤a.

12×a2

311

而(a,b)共有C2·C2=4种,满足b≤a的有3种,故概率为.

4

(2)由(1)可知,函数f(x)共有4种可能,从中随机抽取两个,有6种抽法. 因为函数f(x)在(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=a+b,

所以这两个函数中的a与b之和应该相等,而只有(2,3),(4,1)这1组满足,故概率1为. 6

古典概型概率的应用

将一颗骰子投掷两次,第一次出现的点数记为a,第二次出现的点数记为b,设

任意投掷两次使两条不重合直线l1:ax+by=2,l2:x+2y=2平行的概率为P1,相交的概13722

率为P2,若点(P1,P2)在圆(x-m)+y=的内部,则实数m的取值范围是( )

144

b5A.-,+∞ 1875C.-, 1818

【解析】 对于a与b各有6种情形,故总数为36种.

7B.-∞, 18

57D.-,

1818

两条直线l1:ax+by=2,l2:x+2y=2平行的情形有a=2,b=4或a=3,b=6,故21

概率为P1==,两条直线l1:ax+by=2,l2:x+2y=2相交的情形除平行与重合(a=1,

3618

b=2)即可,

3311

所以P2==,

3612

13722

因为点(P1,P2)在圆(x-m)+y=的内部,

144

111137所以-m+<,

1812144

57

解得-<m<,故选D.

1818

7

22

【答案】 D

概率问题主要体现必然与或然思想,在生活、生产中有着广泛的应用.在高考中常以生产、生活中的决策与判断、求参数的范围等问题呈现,多具有开放性特点.

甲、乙两人各拿出200元,用作掷硬币游戏的奖金,两人商定:一局中掷出正面向上则甲胜,否则乙胜,谁先胜三局就得所有奖金.比赛开始后,甲胜了两局,乙胜了一局,这时因为意外事件中断游戏,请问怎样分配这400元才合理?

解:为了决出胜负,最多再赛两局,用“甲”表示甲胜,用“乙”表示乙胜,于是这两局有四种可能:(甲,甲),(甲,乙),(乙,甲),(乙,乙).

3

其中甲获胜有3种情况,而乙获胜只有1种情况,所以甲获胜的概率是,乙获胜的概

41率是.

4

因此,合理的分法为甲得300元,乙得100元.

古典概型中基本事件的求法

(1)枚举法:适合给定的基本事件个数较少且易一一列举出的.

(2)树状图法:适合于较为复杂的问题中的基本事件的探求,注意在确定基本事件时,(x,y)可以看成是有序的,如(1,2)与(2,1)不同.有时也可以看成是无序的,如(1,2),(2,1)相同.

(3)排列、组合法:在求一些较复杂的基本事件的个数时,可利用排列或组合的知识. 易错防范

(1)在计算古典概型中基本事件数和事件发生数时,易忽视他们是否是等可能的. (2)概率的一般加法公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)中,易忽视只有当A∩B=∅,即A,B互斥时,P(A∪B)=P(A)+P(B),此时P(A∩B)=0.

[基础达标]

1.(2017·高考全国卷Ⅱ)从分别写有1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为( )

1A. 10

1B. 5

8

3C. 102D. 5

解析:选D.依题意,记两次取得卡片上的数字依次为a,b,则一共有25个不同的数组(a,b),其中满足a>b的数组共有10个,分别为(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,102

2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),因此所求的概率为=,选D.

255

2.高三毕业时,甲、乙、丙等五位同学站成一排合影留念,已知甲、乙相邻,则甲、丙相邻的概率为( )

1A. 103C. 10

24

1B. 42D. 5

解析:选B.五人排队,甲、乙相邻的排法有A2A4=48(种),若甲、丙相邻,此时甲在乙、12132

丙中间,排法有A3A2=12(种),故甲、丙相邻的概率为=.

484

3.袋中共有15个除了颜色外完全相同的球,其中有10个白球,5个红球,从袋中任取2个球,所取的2个球中恰有1个白球,1个红球的概率为( )

A.1 10C. 21

2

11B. 215D. 21

1

1

解析:选C.从袋中任取2个球共有C15=105种,其中恰好1个白球,1个红球共有C10C5

5010

=50种,所以恰好1个白球,1个红球的概率为=.

10521

4.(2019·台州高三质检)已知集合M={1,2,3,4},N={(a,b)|a∈M,b∈M},A是集合N中任意一点,O为坐标原点,则直线OA与y=x+1有交点的概率是( )

1A. 21C. 4

2

2

1B. 31D. 8

解析:选C.易知过点(0,0)与y=x+1相切的直线为y=2x(斜率小于0的无需考虑),集合N中共有16个元素,其中使OA斜率不小于2的有(1,2),(1,3),(1,4),(2,4),41

共4个,由古典概型知概率为=. 164

1322

5.(2019·湖州模拟)已知函数f(x)=x+ax+bx+1,若a是从1,2,3三个数中任

3取的一个数,b是从0,1,2三个数中任取的一个数,则该函数有两个极值点的概率为( )

9

7A. 95C. 9

2

2

1B. 32D. 3

2

2

解析:选D.f′(x)=x+2ax+b,要使函数f(x)有两个极值点,则有Δ=(2a)-4b2

2

>0,即a>b.由题意知所有的基本事件有9个,即(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),其中第一个数表示a的取值,第二个数表示b的取值.满足a>b的有6个基本事件,即(1,0),(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(3,2),62

所以所求事件的概率为=.

93

6.一个三位自然数百位,十位,个位上的数字依次为a,b,c,当且仅当a>b,b<c时称为“凹数”(如213,312等),若a,b,c∈{1,2,3,4},且a,b,c互不相同,则这个三位数为“凹数”的概率是( )

1A. 61C. 3

5B. 247D. 24

2

2

解析:选C.由1,2,3组成的三位自然数为123,132,213,231,312,321,共6个; 同理由1,2,4组成的三位自然数共6个; 由1,3,4组成的三位自然数也是6个; 由2,3,4组成的三位自然数也是6个. 所以共有6+6+6+6=24个.

当b=1时,有214,213,314,412,312,413,共6个“凹数”. 当b=2时,有324,423,共2个“凹数”. 6+21所以三位数为“凹数”的概率P==.

243

7.(2019·杭州学军中学高三质检)甲、乙两个箱子里各装有2个红球和1个白球,现从两个箱子中随机各取一个球,则至少有一个红球的概率为________.

11

解析:两个箱子各取一个球全是白球的概率P=11=,所以至少有一个红球的概率为

C3C3918

1-P=1-=.

99

8答案: 9

8.在3张奖券中有一、二等奖各1张,另1张无奖.甲、乙两人各抽取1张,两人都中奖的概率是________.

10

解析:记“两人都中奖”为事件A,设中一、二等奖及不中奖分别记为1,2,0,那么甲、乙抽奖结果有(1,2),(1,0),(2,1),(2,0),(0,1),(0,2),共6种.其中甲、21

乙都中奖有(1,2),(2,1),2种,所以P(A)==.

63

1答案: 3

9.从20名男生、10名女生中任选3名参加体能测试,则选到的3名学生中既有男生又有女生的概率为________.

解析:选到的学生中有男生1名、女生2名的选法有C20C10 种,选到的学生中有男生2名、女生1名的选法有C20C10 种,则选到的3名学生中既有男生又有女生的概率为P=C20C10+C20C1020

=. 3

C3029

20答案: 29

10.有100本书,既分为文科、理科2类,又分为精装、平装2种,其中文科书40本,精装书70本,理科的平装书20本,则:

(1)任取1本恰是文科精装书的概率是________;

(2)先任取1本恰是文科书,放回后再取1本恰是精装书的概率是________. 解析:(1)基本事件总数为100,其中文科书40本,理科书60本;精装书70本,理科的平装书20本,精装书40本;文科的精装书30本,文科的平装书10本.

30

则任取1本恰是文科精装书的概率为=0.3.

100

C40C7047

(2)基本事件总数为100×100,则所求概率P==×=0.28.

100×1001010答案:(1)0.3 (2)0.28

11.(2017·高考山东卷)某旅游爱好者计划从3个亚洲国家A1,A2,A3和3个欧洲国家

1

1

1

2

2

1

2

1

1

2

B1,B2,B3中选择2个国家去旅游.

(1)若从这6个国家中任选2个,求这2个国家都是亚洲国家的概率;

(2)若从亚洲国家和欧洲国家中各任选1个,求这2个国家包括A1但不包括B1的概率. 解:(1)由题意知,从6个国家中任选2个国家,其一切可能的结果组成的基本事件有: {A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},{A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,

B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},共15个.

所选两个国家都是亚洲国家的事件所包含的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},共3个.

11

31

则所求事件的概率为:P==.

155

(2)从亚洲国家和欧洲国家中各任选1个,其一切可能的结果组成的基本事件有: {A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,

B3},共9个.

包括A1但不包括B1的事件所包含的基本事件有:{A1,B2},{A1,B3},共2个, 2

则所求事件的概率为:P=.

9

12.在100件产品中,有95件合格品、5件次品,从中任取2件,求: (1)2件都是合格品的概率; (2)2件都是次品的概率;

(3)1件是合格品、1件是次品的概率.

解:从100件产品中任取2件可能出现的结果数就是从100个元素中任取2个元素的组合数C100,由于任意抽取,这些结果出现的可能性相等,则C100=4 950为基本事件总数.

(1)100件产品中有95件合格品,取到2件合格品的结果数就是从95个元素中任取2C95893个的组合数C,记“任取2件都是合格品”为事件A1,那么P(A1)=2=.

C100990

295

2

2

2

(2)由于在100件产品中有5件次品,取到2件次品的结果数为C5,记“任取2件都是C51

次品”为事件A2,那么事件A2的概率P(A2)=2=. C100495

(3)记“任取2件,1件是次品,1件是合格品”为事件A3,而取到1件合格品、1件次C95·C519

品的结果有C·C种,则事件A3的概率P(A3)=2=.

C100198

1

95

15

1

1

2

2

[能力提升]

1.从1到10这十个自然数中随机取三个数,则其中一个数是另两个数之和的概率是( )

1A. 61C. 3

1B. 41D. 2

解析:选A.不妨设取出的三个数为x,y,z(x2013=. C106

11

2.已知函数f(x)=logax-3loga2,a∈{,,2,4,5,8,9},则f(3a+2)>f(2a)>0

54的概率为( )

12

1A. 31C. 2

11

解析:选B.因为a∈{,,2,4,5,8,9},

54所以3a+2>2a,

又f(3a+2)>f(2a)>0,所以函数f(x)为单调递增函数. 因为f(x)=logax-3loga2=loga,

8所以a>1,

2a又f(2a)>0,所以loga>0,

8

3B. 74D. 7

x2a3

所以>1,即a>4,则f(3a+2)>f(2a)>0的概率P=.故选B.

87

x2y2

3.某同学同时掷两颗骰子,得到的点数分别为a,b,则双曲线2-2=1的离心率e>5

ab的概率是________.

解析:由e=b2

1+2>5,得b>2a. a当a=1时,b=3,4,5,6四种情况;

当a=2时,b=5,6两种情况,总共有6种情况. 又同时掷两颗骰子,得到的点数(a,b)共有36种结果. 61

所以所求事件的概率P==. 3661答案: 6

4.连续抛掷同一颗均匀的骰子,记第i次得到的向上一面的点数为ai,若存在正整数

k,使a1+a2+…+ak=6,则称k为幸运数字,则幸运数字为3的概率是________.

解析:连续抛掷同一颗均匀的骰子3次,所含基本事件总数n=6×6×6, 要使a1+a2+a3=6,则a1,a2,a3可取1,2,3或1,1,4或2,2,2三种情况, 其所含的基本事件个数m=A3+C3+1=10. 故幸运数字为3的概率为P=答案:

5 108

105

=. 6×6×6108

3

1

5.已知8支球队中有3支弱队,以抽签方式将这8支球队分为A,B两组,每组4支,求:

13

(1)A,B两组中有一组恰好有2支弱队的概率; (2)A组中至少有2支弱队的概率.

C51

解:(1)法一:3支弱队在同一组中的概率为4×2=,

C8716

故有一组恰好有2支弱队的概率为1-=.

77

C3C5C3C5

法二:A组恰有2支弱队的概率为4,B组恰好有2支弱队的概率为4,

C8C8C3C5C3C56

所以有一组恰好有2支弱队的概率为4+4=.

C8C87C3C5C3C51

(2)法一:A组中至少有2支弱队的概率为4+4=. C8C82

法二:A,B两组有一组中至少有2支弱队的概率为1(因为此事件为必然事件).由于对

22

31

22

22

22

22

1

A组和B组而言,至少有2支弱队的概率是相同的,所以A组中至少有2支弱队的概率为. 6.在某大型活动中,甲、乙等五名志愿者被随机地分到A,B,C,D四个不同的岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.

(1)求甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率; (2)求甲、乙两人不在同一个岗位服务的概率; (3)求五名志愿者中仅有一人参加A岗位服务的概率.

A31

解:(1)记“甲、乙两人同时参加A岗位服务”为事件EA,那么P(EA)=24=,即甲、

C5A4401

乙两人同时参加A岗位服务的概率是.

40

A41

(2)记“甲、乙两人同时参加同一岗位服务”为事件E,那么P(E)=24=,所以甲、

C5A4109-

乙两人不在同一岗位服务的概率是P(E)=1-P(E)=.

10

C5A31

(3)有两人同时参加A岗位服务的概率P2=24=,所以仅有一人参加A岗位服务的概

C5A443

率P1=1-P2=. 4

23

4

3

12

14

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