2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一部分 基礎(chǔ)與考點(diǎn)過關(guān) 第十一章 計(jì)數(shù)原理、隨機(jī)變量及分布列學(xué)案
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1、 第十一章 計(jì)數(shù)原理、隨機(jī)變量及分布列 第1課時(shí) 分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理 近幾年高考中兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理在理科加試部分考查,預(yù)測(cè)以后高考將會(huì)結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)進(jìn)行命題,考查對(duì)兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理的靈活運(yùn)用,以實(shí)際問題為背景,考查學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)、解決實(shí)際問題的能力,難度將不太大. ① 理解兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理. ② 能根據(jù)具體問題的特征,選擇分類計(jì)數(shù)原理或分步計(jì)數(shù)原理解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題. 1. (選修23P9習(xí)題4改編)一件工作可以用兩種方法完成,有18人會(huì)用第一種方法完成,有10人會(huì)用第二種方法完成.從中選出1人來完成這件工作,不同選法的總數(shù)是 W.
2、答案:28 解析:由分類計(jì)數(shù)原理知不同選法的總數(shù)共有18+10=28(種). 2. (選修23P9習(xí)題8改編)從1到10的正整數(shù)中,任意抽取兩個(gè)數(shù)相加所得和為奇數(shù)的不同情形的種數(shù)是 ?。? 答案:25 解析:當(dāng)且僅當(dāng)偶數(shù)加上奇數(shù)后和為奇數(shù),從而不同情形有5×5=25(種). 3. (改編題)一只袋中有大小一樣的紅色球3個(gè),白色球3個(gè),黑色球2個(gè).從袋中隨機(jī)取出(一次性)2個(gè)球,則這2個(gè)球?yàn)橥虻姆N數(shù)為 ?。? 答案:7 解析:2個(gè)球?yàn)榧t色共3種,2個(gè)球?yàn)榘咨?種,2個(gè)球?yàn)楹谏?種,由分類計(jì)數(shù)原理得共7種. 4. (選修23P10習(xí)題12改編)以正方形的4個(gè)頂點(diǎn)中
3、某一頂點(diǎn)為起點(diǎn)、另一個(gè)頂點(diǎn)為終點(diǎn)作向量,可以作出不相等的向量個(gè)數(shù)為 ?。? 答案:8 解析:起點(diǎn)有4個(gè),每一個(gè)起點(diǎn)都可選另外三個(gè)頂點(diǎn)中的某一個(gè)為終點(diǎn),但正方形相對(duì)邊且方向相同的向量為同一向量,故共有不相等的向量個(gè)數(shù)為4×3-4=8. 5. (選修23P10習(xí)題16改編)現(xiàn)用4種不同顏色對(duì)如圖所示的四個(gè)部分進(jìn)行著色,要求有公共邊界的兩塊不能用同一種顏色,則不同的著色方法共有 種. 答案: 解析:設(shè)兩種不同顏色為a,b,則所有可能為(a,a,a),(a,a,b),(a,b,a),(a,b,b),(b,a,a),(b,a,b),(b,b,a),(b,b,b),共8種.其
4、中滿足條件的有(a,b,a),(b,a,b),共2種,∴ 所求概率為. 2. (必修3P100例1改編)一個(gè)不透明的盒子中裝有標(biāo)號(hào)為1,2,3,4,5的5個(gè)除序號(hào)外都相同的球,同時(shí)取出兩個(gè)球,則兩個(gè)球上的數(shù)字為相鄰整數(shù)的概率為 W. 答案: 解析:從5個(gè)球中同時(shí)取出2個(gè)球的基本事件有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10個(gè).記“兩個(gè)球上的數(shù)字為相鄰整數(shù)”為事件A,則事件A中含有4個(gè)基本事件:(1,2),(2,3),(3,4),(4,5).所以P(A)==. 3. (必修3P103練習(xí)2改編
5、)小明的自行車用的是密碼鎖,密碼鎖的四位數(shù)密碼由4個(gè)數(shù)字2,4,6,8按一定順序排列構(gòu)成,小明不小心忘記了密碼中4個(gè)數(shù)字的順序,隨機(jī)地輸入由2,4,6,8組成的一個(gè)四位數(shù),能打開鎖的概率是 ?。? 答案: 解析:四位數(shù)密碼共有24種等可能的結(jié)果,恰好能打開鎖的密碼只有1種,故所求事件的概率為. 4. (必修3P101例3改編)連續(xù)2次拋擲一枚骰子(六個(gè)面上分別標(biāo)有數(shù)字1,2,3,4,5,6),記“兩次向上的數(shù)字之和等于m”為事件A,則P(A)最大時(shí),m= ?。? 答案:7 解析:m可能取到的值有2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,對(duì)應(yīng)的基本事件個(gè)數(shù)依次為1,2,
6、3,4,5,6,5,4,3,2,1,∴兩次向上的數(shù)字之和等于7對(duì)應(yīng)的事件發(fā)生的概率最大. 5. (必修3P103練習(xí)4改編)已知一個(gè)不透明的袋中有3個(gè)白球,2個(gè)黑球,第一次摸出一個(gè)球,然后放回,第二次再摸出一個(gè)球,則兩次摸到的都是黑球的概率為 ?。? 答案: 解析:把它們編號(hào),白為1,2,3,黑為4,5.用(x,y)記錄摸球結(jié)果,x表示第一次摸到球號(hào)數(shù),y表示第二次摸到球號(hào)數(shù).所有可能的結(jié)果為(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),(
7、4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),共25種,兩次摸到的都是黑球的情況為(4,4),(4,5),(5,4),(5,5),共4種,故所求概率P=. 1. 概率的取值范圍是0≤P(A)≤1.當(dāng)A是必然發(fā)生的事件時(shí),P(A)=1;當(dāng)A是不可能發(fā)生的事件時(shí),P(A)=0;當(dāng)A是隨機(jī)事件時(shí),0
8、集合I,這n個(gè)結(jié)果就是集合I的n個(gè)元素,各基本事件均對(duì)應(yīng)于集合I的含有1個(gè)元素的子集,包含m個(gè)結(jié)果的事件A對(duì)應(yīng)于I的含有m個(gè)元素的子集A.因此,從集合的角度看,事件A的概率是子集A的元素個(gè)數(shù)與集合I的元素個(gè)數(shù)的比值,即P(A)=.[備課札記] 1 古典概型與代數(shù)問題交匯) 1) 若a,b為先后投擲一枚骰子所得的點(diǎn)數(shù),函數(shù)f(x)=ax2+bx+1. (1) 求f(x)在區(qū)間(-∞,-1]上是減函數(shù)的概率; (2) 求函數(shù)f(x)有零點(diǎn)的概率. 解: b a 1 2 3 4 5 6 1 (1,1) (1,2) (1
9、,3) (1,4) (1,5) (1,6) 2 (2,1) (2,2) (2,3) (2,4) (2,5) (2,6) 3 (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) (3,6) 4 (4,1) (4,2) (4,3) (4,4) (4,5) (4,6) 5 (5,1) (5,2) (5,3) (5,4) (5,5) (5,6) 6 (6,1) (6,2) (6,3) (6,4) (6,5) (6,6) (a,b)共有36種不同的取法,且這36種不同的取法都是等可能的. (1) f′(x)=ax+b
10、,由題意f′(-1)≤0,即b≤a,符合條件的基本事件有21個(gè),所以f(x)在區(qū)間(-∞,-1]上是減函數(shù)的概率P1==. (2) 因?yàn)楹瘮?shù)f(x)有零點(diǎn),所以b2-2a≥0,符合條件的基本事件有24個(gè),所以函數(shù)f(x)有零點(diǎn)的概率P2==. 變式訓(xùn)練 一個(gè)均勻的正四面體面上分別標(biāo)有1,2,3,4四個(gè)數(shù)字,現(xiàn)隨機(jī)投擲兩次,正四面體面朝下的數(shù)字分別為b,c. (1) 記z=(b-3)2+(c-3)2,求z=4的概率; (2) 若方程x2-bx-c=0至少有一根x∈{1,2,3,4},就稱該方程為“漂亮方程”,求方程為“漂亮方程”的概率. 解:(1) 因?yàn)槭峭稊S兩次,所以基本事件(b,
11、c)共有4×4=16(個(gè)). 當(dāng)z=4時(shí),(b,c)的所有取值為(1,3),(3,1),所以z=4的概率P1==. (2) ① 若方程一根為x=1,則1-b-c=0,即b+c=1,不成立; ② 若方程一根為x=2,則4-2b-c=0,即2b+c=4,所以b=1,c=2; ③ 若方程一根為x=3,則9-3b-c=0,即3b+c=9,所以b=2,c=3; ④ 若方程一根為x=4,則16-4b-c=0,即4b+c=16,所以b=3,c=4. 綜上所述,(b,c)的所有可能取值為(1,2),(2,3),(3,4),共3種. 所以,方程為“漂亮方程”的概率P2=.
12、2 幾何背景的古典概型問題) 2) 已知直線l1:x-2y-1=0,直線l2:ax-by+1=0,其中a,b∈{1,2,3,4,5,6}. (1) 求直線l1∩l2=?的概率; (2) 求直線l1與l2的交點(diǎn)位于第一象限的概率. 解:(1) 直線l1的斜率k1=,直線l2的斜率k2=.設(shè)事件A為“直線l1∩l2=?”.a,b∈{1,2,3,4,5,6}的總事件數(shù)為(1,1),(1,2),…,(1,6),(2,1),(2,2),…,(2,6),…,(6,5),(6,6),共36個(gè).若l1∩l2=?,則l1∥l2,即k1=k2,即b=2a.滿足條件的實(shí)數(shù)對(duì)(a,b)有(1,2
13、),(2,4),(3,6),共3種情況.∴ P(A)==. (2) 設(shè)事件B為“直線l1與l2的交點(diǎn)位于第一象限”,由于直線l1與l2有交點(diǎn),則b≠2a. 聯(lián)立方程組解得 ∵ l1與l2的交點(diǎn)位于第一象限,∴ ∵ a,b∈{1,2,3,4,5,6},∴ b>2a. ∵ 總事件數(shù)共36個(gè),滿足b>2a的事件有(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),共6個(gè), ∴ P(B)==. 若先后拋擲兩次骰子得到的點(diǎn)數(shù)分別為m,n,求: (1) 點(diǎn)P(m,n)在直線x+y=4上的概率; (2) 點(diǎn)P(m,n)落在區(qū)域|x-2|+|y-2|≤2內(nèi)的概率
14、. 解:(1) 由題意可知,(m,n)的取值情況有(1,1),(1,2),(1,3),…,(1,6),(2,1),(2,2),…,(2,6),…,(6,1),(6,2),…,(6,6),共36種.而滿足點(diǎn)P(m,n)在直線x+y=4上的取值情況有(1,3),(2,2),(3,1),共3種,故所求概率為= . (2) 由題意可得,基本事件n=36.當(dāng)m=1時(shí),1≤n≤3,故符合條件的基本事件有3個(gè);當(dāng)m=2 時(shí),1≤n≤4,故符合條件的基本事件有4個(gè);當(dāng)m=3時(shí),1≤n≤3,故符合條件的基本事件有3個(gè);當(dāng)m=4時(shí),n=2,故符合條件的基本事件有1個(gè).故符合條件的基本事件共11個(gè),所以所求概率
15、為. 3 用概率解決生活中的決策問題) 3) 某商場(chǎng)舉行有獎(jiǎng)促銷活動(dòng),顧客購(gòu)買一定金額的商品后即可抽獎(jiǎng),抽獎(jiǎng)方法:從裝有2個(gè)紅球A1,A2和1個(gè)白球B的甲箱與裝有2個(gè)紅球a1,a2和2個(gè)白球b1,b2的乙箱中,各隨機(jī)摸出1個(gè)球,若摸出的2個(gè)球都是紅球則中獎(jiǎng),否則不中獎(jiǎng). (1) 用球的標(biāo)號(hào)列出所有可能的摸出結(jié)果; (2) 有人認(rèn)為:兩個(gè)箱子中的紅球總數(shù)比白球多,所以中獎(jiǎng)的概率大于不中獎(jiǎng)的概率,你認(rèn)為正確嗎?請(qǐng)說明理由. 解:(1) 所有可能的摸出結(jié)果是(A1,a1),(A1,a2),(A1,b1),(A1,b2),(A2,a1),(A2,a2),
16、(A2,b1),(A2,b2),(B,a1),(B,a2),(B,b1),(B,b2). (2) 不正確,理由如下: 由(1)知,所有可能的摸出結(jié)果共12種,其中摸出的2個(gè)球都是紅球的結(jié)果為{A1,a1},{A1,a2},{A2,a1},{A2,a2},共4種,所以中獎(jiǎng)的概率為=,不中獎(jiǎng)的概率為1-=>,故這種說法不正確. 變式訓(xùn)練 某兒童樂園在“六一”兒童節(jié)推出了一項(xiàng)趣味活動(dòng).參加活動(dòng)的兒童需轉(zhuǎn)動(dòng)如圖所示的轉(zhuǎn)盤兩次,每次轉(zhuǎn)動(dòng)后,待轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),記錄指針?biāo)竻^(qū)域中的數(shù).設(shè)兩次記錄的數(shù)分別為x,y.獎(jiǎng)勵(lì)規(guī)則如下: ① 若xy≤3,則獎(jiǎng)勵(lì)玩具一個(gè);② 若xy≥8,則獎(jiǎng)勵(lì)水杯一個(gè);③
17、其余情況獎(jiǎng)勵(lì)飲料一瓶. 假設(shè)轉(zhuǎn)盤質(zhì)地均勻,四個(gè)區(qū)域劃分均勻.小亮準(zhǔn)備參加此項(xiàng)活動(dòng). (1) 求小亮獲得玩具的概率; (2) 請(qǐng)比較小亮獲得水杯與獲得飲料的概率的大小,并說明理由. 解:用數(shù)對(duì)(x,y)表示兒童參加活動(dòng)兩次記錄的數(shù),則基本事件空間Ω與點(diǎn)集S={(x,y)|x∈N,y∈N,1≤x≤4,1≤y≤4}一一對(duì)應(yīng),因?yàn)镾中元素個(gè)數(shù)是4×4=16,所以基本事件總數(shù)n=16. (1) 記“xy≤3”為事件A. 則事件A包含的基本事件共有5個(gè),即(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1).所以P(A)=,即小亮獲得玩具的概率為. (2) 記“xy≥8”為事件B,
18、“3 19、2),(1,5),(2,4),(3,6),(4,5),共5個(gè),所以所取2個(gè)數(shù)的和能被3整除的概率P==.
2. 某校從2名男生和3名女生中隨機(jī)選出3名學(xué)生做義工,則選出的學(xué)生中男女生都有的概率為 ?。?
答案:
解析:從5名學(xué)生中隨機(jī)選出3名學(xué)生共有10種選法,男女生都有的共9種(即去掉選的是3名女生的情況),則所求的概率為.本題考查用列舉法解決古典概型問題,屬于容易題.
3. 箱子中有形狀、大小都相同的3只紅球和2只白球,一次摸出2只球,則摸到的2只球顏色不同的概率為 ?。?
答案:
解析:從5只球中一次摸出2只球,共有10種摸法,摸到的2只球顏色不同的摸法共有6種, 20、則所求的概率為.
4. (2016·新課標(biāo)Ⅰ文)為美化環(huán)境,從紅、黃、白、紫4種顏色的花中任選2種花種在一個(gè)花壇中,余下的2種花種在另一個(gè)花壇中,則紅色和紫色的花不在同一花壇的概率是 ?。?
答案:
解析:將4種顏色的花任選2種種在一個(gè)花壇中,余下2種種在另一個(gè)花壇中,有6種種法,其中紅色和紫色的花不在同一花壇的種法有4種,故概率為.
5. (2017·全國(guó)卷Ⅱ)從分別寫有1,2,3,4,5的5張卡片中隨機(jī)抽取1張,放回后再隨機(jī)抽取1張,則抽得的第一張卡片上的數(shù)大于第二張卡片上的數(shù)的概率為 ?。?
答案:
解析:將第一次抽取的卡片上的數(shù)記為a,第二次抽取的卡片上的數(shù)記為 21、b,先后兩次抽取的卡片上的數(shù)記為(a,b),則有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),共25種抽取方法,其中第一張卡片上的數(shù)大于第二張卡片上的數(shù)的抽取方法有10種,所以所求概率P==.
1. (2017·揚(yáng)州期末)已知A,B∈{-3,-1,1,2}且A≠B,則直線Ax+By+1=0的斜率小于0的概率為 W.
答案:
解析 22、:所有的基本事件(A,B)為(-3,-1),(-3,1),(-3,2),(-1,1),(-1,2),(1,2),(-1,-3),(1,-3),(2,-3),(1,-1),(2,-1),(2,1)共12種,其中(-3,-1),(1,2),(-1,-3),(2,1)這4種能使直線Ax+By+1=0的斜率小于0,所以所求的概率P==.
2. (2016·上海卷文)某食堂規(guī)定,每份午餐可以在四種水果中任選兩種,則甲、乙兩同學(xué)各自所選的兩種水果相同的概率為 ?。?
答案:
解析:將四種水果每?jī)煞N分為一組,有6種方法,則甲、乙兩同學(xué)各自所選的兩種水果相同的概率為.
3. (2017·山東卷)從 23、分別標(biāo)有1,2,…,9的9張卡片中不放回地隨機(jī)抽取2次,每次抽取1張,則抽到的2張卡片上的數(shù)奇偶性不同的概率是 ?。?
答案:
解析:每次抽取1張,抽取2次,共有9×8=72(種)情況,其中滿足題意的情況有2×5×4=40(種),所以所求概率P==.
4. (2016·新課標(biāo)Ⅲ文)小敏打開計(jì)算機(jī)時(shí),忘記了開機(jī)密碼的前兩位,只記得第一位是M,I,N中的一個(gè)字母,第二位是1,2,3,4,5中的一個(gè)數(shù)字,則小敏輸入一次密碼能夠成功開機(jī)的概率是 W.
答案:
解析:開機(jī)密碼的前兩位可能是M1,M2,M3,M4,M5,I1,I2,I3,I4,I5,N1,N2,N3,N4,N5,共15 24、種,所以小敏輸入一次密碼能夠成功開機(jī)的概率是.
1. 解以代數(shù)、幾何等數(shù)學(xué)知識(shí)為背景的概率題的策略是:讀懂題意,理解內(nèi)涵,尋求關(guān)系,突破入口;盡力脫去背景外衣,回首重溫概率定義;細(xì)心診斷事件類型,正確運(yùn)用概率公式.
2. 解較復(fù)雜的概率問題的關(guān)鍵是理解題目的實(shí)際含義,把問題轉(zhuǎn)化為概率模型.必要時(shí)可考慮分類討論、數(shù)形結(jié)合、正難則反等思想方法.[備課札記]
第5課時(shí) 幾何概型與互斥事件(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(文)166~168頁、(理)168~169頁)
25、
幾何概型往往要通過一定的手段才能轉(zhuǎn)化到幾何度量值的計(jì)算上來,在解決問題時(shí)要善于根據(jù)問題的具體情況進(jìn)行轉(zhuǎn)化.對(duì)于比較復(fù)雜的概率問題,可利用其對(duì)立事件求解,或分解成若干小事件利用互斥事件的概率加法公式求解.
① 了解幾何概型的意義,并能正確應(yīng)用幾何概型的概率計(jì)算公式解決問題.② 了解隨機(jī)數(shù)的意義,能運(yùn)用模擬方法估計(jì)概率.③ 了解兩個(gè)互斥事件的概率加法公式.
1. (必修3P110習(xí)題1改編)在水平放置的長(zhǎng)為5 m的木桿上掛一盞燈,則懸掛點(diǎn)與木桿兩端距離都大于2 m的概率是 .
答案:
解析:這是一個(gè)幾何概型題,其概率就是相應(yīng)的線段CD,AB(如圖)的長(zhǎng)度的比值,∴ P=. 26、
2. (必修3P115練習(xí)1改編)把紅、黑、藍(lán)、白4張紙牌隨機(jī)地分發(fā)給甲、乙、丙、丁四個(gè)人,每人分得1張,事件“甲分得紅牌”與事件“乙分得紅牌”是 ?。?(填序號(hào))
① 對(duì)立事件;② 不可能事件;③ 互斥但不對(duì)立事件.
答案:③
解析:由互斥事件的定義可知,甲、乙不能同時(shí)得到紅牌.由對(duì)立事件的定義可知,甲、乙可能都得不到紅牌,即“甲或乙分得紅牌”的事件可能不發(fā)生.故填③.
3. (必修3P115練習(xí)2改編)一箱產(chǎn)品中有正品4件,次品3件,從中任取2件.
① 恰有1件次品和恰有2件次品;
② 至少有1件次品和全是次品;
③ 至少有1件正品和至少有1件次品;
④ 至少有 27、1件次品和全是正品.
以上幾組事件中互斥事件有 組.
答案:2
解析:①④中的兩事件互斥,②③中的兩事件不互斥.
4. (必修3P109練習(xí)3改編)在500 mL的水中有一只草履蟲,現(xiàn)從中隨機(jī)取出2 mL 水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)草履蟲的概率是 W.
答案:0.004
解析:由于取水樣的隨機(jī)性,所求事件A“在取出2 mL的水樣中有草履蟲”的概率等于水樣的體積與總體積之比,即=0.004.
5. (必修3P110習(xí)題4改編)如圖,在圓心角為直角的扇形OAB中,分別以O(shè)A,OB為直徑作兩個(gè)半圓.在扇形OAB內(nèi)任投一點(diǎn),則此點(diǎn)落在陰影部分的概率是 ?。?
答案 28、:1-
解析:設(shè)扇形的半徑為2,則其面積為=π,如圖,由兩段小圓弧圍成的陰影面積為S1,另外三段圓弧圍成的陰影面積為S2,則S1=2×=-1,S2=×22-2××12+-1=-1,故陰影部分的總面積為2×=π-2,因此任投一點(diǎn),此點(diǎn)落在陰影部分的概率為=1-.
1. 幾何概型的定義
對(duì)于一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn),我們將每個(gè)基本事件理解為從某個(gè)特定的幾何區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地取一點(diǎn),該區(qū)域中每一點(diǎn)被取到的機(jī)會(huì)都一樣;而一個(gè)隨機(jī)事件的發(fā)生則理解為恰好取到上述區(qū)域內(nèi)的某個(gè)指定區(qū)域中的點(diǎn),這里的區(qū)域可以是線段、平面圖形、立體圖形等.用這種方法處理隨機(jī)試驗(yàn),稱為幾何概型.
2. 概率計(jì)算公式
在幾何區(qū)域D中隨機(jī) 29、地取一點(diǎn),記事件“該點(diǎn)落在其內(nèi)部的一個(gè)區(qū)域d內(nèi)”為事件A,則事件A發(fā)生的概率P(A)=.
3. 不能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件稱為互斥事件.
4. 如果事件A,B互斥,那么事件A+B發(fā)生的概率等于事件A,B分別發(fā)生的概率的和,即P(A+B)=P(A)+P(B)W.
5. 一般地,如果事件A1,A2,…,An兩兩互斥,那么P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An)W.
6. 若兩個(gè)互斥事件必有1個(gè)發(fā)生,則稱這兩個(gè)事件為對(duì)立事件;若事件A的對(duì)立事件記作,則P(A)+P()=1,P()=1-P(A)W.
1 幾何概型)
1)?。?/p>
30、2017·全國(guó)卷Ⅰ)如圖,正方形ABCD內(nèi)的圖形來自中國(guó)古代的太極圖.正方形內(nèi)切圓中的黑色部分和白色部分關(guān)于正方形的中心成中心對(duì)稱.在正方形內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn),則此點(diǎn)取自黑色部分的概率是 W.
答案:
解析:由于圓中黑色部分和白色部分關(guān)于正方形的中心(即圓心)對(duì)稱,所以圓中黑色部分的面積為圓的面積的一半.不妨設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為2,則所求的概率P==.
變式訓(xùn)練
在等腰直角三角形ABC中,過直角頂點(diǎn)C在∠ACB內(nèi)部任作一射線CM,與線段AB交于點(diǎn)M,求AM<AC的概率.
解:如圖,過點(diǎn)C在∠ACB內(nèi)任作射線CM,則射線CM在∠ACB內(nèi)是等可能分布的,故基本事件的區(qū)域測(cè)度是∠ACB的大 31、小,即90°.在AB上取AC′=AC,則∠ACC′==67.5°.記“AM < AC”為事件A,則事件A的概率P(A)==,故AM < AC的概率是.
2 古典概型與幾何概型的區(qū)別與聯(lián)系)
2) 設(shè)關(guān)于x的一元二次方程x2+2ax+b2=0.
(1) 若a是從0,1,2,3四個(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),b是從0,1,2三個(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),求上述方程有實(shí)根的概率;
(2) 若a是從區(qū)間[0,3]中任取的一個(gè)數(shù),b是從區(qū)間[0,2]中任取的一個(gè)數(shù),求上述方程有實(shí)根的概率.
解:設(shè)事件A為“方程x2+2ax+b2=0有實(shí)根”,
當(dāng)a≥0,b≥0時(shí),方程x 32、2+2ax+b2=0有實(shí)根的充要條件為a≥b.
(1) 基本事件共有12個(gè):(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),其中第一個(gè)數(shù)表示a的取值,第二個(gè)數(shù)表示b的取值.
事件A中包含9個(gè)基本事件,故事件A發(fā)生的概率P(A)==.
(2) 試驗(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域?yàn)閧(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2}.
構(gòu)成事件A的區(qū)域?yàn)閧(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2,a≥b},即如圖所示的陰影區(qū)域,
所以所求的概率P(A)==.
變式訓(xùn)練
已知關(guān)于x的二次函數(shù)f(x)=ax2-4bx 33、+1.
(1) 設(shè)集合A={-1,1,2,3,4,5}和B={-2,-1,1,2,3,4},分別從集合A,B中隨機(jī)取一個(gè)數(shù)作為a和b,求函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù)的概率;
(2) 設(shè)點(diǎn)(a,b)是區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)點(diǎn),求函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù)的概率.
解:要使函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù),需a>0,且-≤1,即a>0且2b≤a.
(1) 所有(a,b)的取法總數(shù)為6×6=36(個(gè)),滿足條件的(a,b)有(1,-2),(1,-1),(2,-2),(2,-1),(2,1),(3,-2),(3,-1),(3,1),(4,-2),(4,-1),(4,1) 34、,(4,2),(5,-2),(5,-1),(5,1),(5,2),共16個(gè),所以所求概率P==.
(2) 如圖:
求得區(qū)域的面積為×8×8=32,由求得P,所以區(qū)域內(nèi)滿足a>0且2b≤a的面積為×8×=,所以所求概率P==.
3 互斥事件)
3) 某保險(xiǎn)公司利用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法,對(duì)投保車輛進(jìn)行抽樣,樣本車輛中每輛車的賠付結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下:
賠付金額(元)
0
1 000
2 000
3 000
4 000
車輛數(shù)(輛)
500
130
100
150
120
?。?) 若每輛車的投保金額均為2 800元,估計(jì)賠付金額大于投保金 35、額的概率;
(2) 在樣本車輛中,車主是新司機(jī)的占10%,在賠付金額為4 000元的樣本車輛中,車主是新司機(jī)的占20%,估計(jì)在已投保車輛中,新司機(jī)獲賠金額為4 000元的概率.
解:(1) 設(shè)A表示事件“賠付金額為3 000元”,B表示事件“賠付金額為4 000元”,以頻率估計(jì)概率,得P(A)==0.15,P(B)==0.12.
由于投保金額為2 800元,所以賠付金額大于投保金額的概率為P(A)+P(B)=0.15+0.12=0.27.
(2) 設(shè)C表示事件“投保車輛中新司機(jī)獲賠4 000元”,
由已知,得樣本車輛中車主為新司機(jī)的有0.1×1 000=100(輛),而賠付金額為4 36、000元的車輛中,車主為新司機(jī)的有0.2×120=24(輛),
所以樣本車輛中新司機(jī)車主獲賠金額為4 000元的頻率為=0.24.
由頻率估計(jì)概率得P(C)=0.24.
如圖,A地到火車站共有兩條路徑L1和L2,現(xiàn)隨機(jī)抽取100位從A地到達(dá)火車站的人進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下:
所用時(shí)間(分鐘)
10~20
20~30
30~40
40~50
50~60
選擇L1的人數(shù)
6
12
18
12
12
選擇L2的人數(shù)
0
4
16
16
4
(1) 分別求通過路徑L1和L2所用時(shí)間落在上表中各時(shí)間段內(nèi)的頻率;
(2) 現(xiàn)甲、乙兩人分別有40分鐘 37、和50分鐘時(shí)間用于趕往火車站,為了盡最大可能在允許的時(shí)間內(nèi)趕到火車站,試通過計(jì)算說明,他們應(yīng)如何選擇各自的路徑.
解:(1) 選擇L1的有60人,選擇L2的有40人,故由調(diào)查結(jié)果得:
所用時(shí)間(分鐘)
10~20
20~30
30~40
40~50
50~60
L1的頻率
0.1
0.2
0.3
0.2
0.2
L2的頻率
0
0.1
0.4
0.4
0.1
(2)設(shè)A1,A2分別表示甲選擇L1和L2時(shí),在40分鐘內(nèi)趕到火車站;B1,B2分別表示乙選擇L1和L2時(shí),在50分鐘內(nèi)趕到火車站.
由(1)知P(A1)=0.1+0.2+0.3=0.6,
38、P(A2)=0.1+0.4=0.5,P(A1)>P(A2),
所以甲應(yīng)選擇路徑L1;
P(B1)=0.1+0.2+0.3+0.2=0.8,
P(B2)=0.1+0.4+0.4=0.9,P(B2)>P(B1),
所以乙應(yīng)選擇路徑L2.
1. (2016·新課標(biāo)Ⅱ文)某路口人行橫道的信號(hào)燈為紅燈和綠燈交替出現(xiàn),紅燈持續(xù)時(shí)間為40 s.若一名行人來到該路口遇到紅燈,則至少需要等待15 s才出現(xiàn)綠燈的概率為 .
答案:
解析:因?yàn)榧t燈持續(xù)時(shí)間為40 s.所以這名行人至少需要等待15 s才出現(xiàn)綠燈的概率為=.
2. (2016·天津卷文)甲、乙兩人下棋,兩人下成和棋的概率是 39、,甲獲勝的概率是,則甲不輸?shù)母怕蕿椤 。?
答案:
解析:甲不輸?shù)母怕蕿椋?
3. (2017·蘇州市考前模擬)在區(qū)間[-1,1]上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,cos 的值介于0到之間的概率為 ?。?
答案:
解析:在區(qū)間[-1,1]上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,即x∈[-1,1]時(shí),要使cos 的值介于0到之間,需使-≤≤-或≤≤.
∴ -1≤x≤-或≤x≤1,區(qū)間長(zhǎng)度為.由幾何概型知cos 的值介于0到之間的概率為=.
4. (2017·南京、鹽城一模)在數(shù)字1,2,3,4中隨機(jī)選兩個(gè)數(shù)字,則選中的數(shù)字中至少有一個(gè)是偶數(shù)的概率為 W.
答案:
解析:在數(shù)字1,2,3,4中隨機(jī)選 40、兩個(gè)數(shù)字,基本事件總數(shù)為6,選中的數(shù)字中至少有一個(gè)是偶數(shù)的對(duì)立事件是選中的兩個(gè)數(shù)字都是奇數(shù),所以選中的數(shù)字中至少有一個(gè)是偶數(shù)的概率P=1-=.
5. (2017·常州期末)男隊(duì)有號(hào)碼為1,2,3的三名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,女隊(duì)有號(hào)碼為1,2,3,4的四名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,現(xiàn)兩隊(duì)各出一名運(yùn)動(dòng)員比賽一場(chǎng),則出場(chǎng)的兩名運(yùn)動(dòng)員號(hào)碼不同的概率為 ?。?
答案:
解析:男隊(duì)有號(hào)碼為1,2,3的三名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,女隊(duì)有號(hào)碼為1,2,3,4的四名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,現(xiàn)兩隊(duì)各出一名運(yùn)動(dòng)員比賽一場(chǎng),基本事件總數(shù)為3×4=12(個(gè)),出場(chǎng)的兩名運(yùn)動(dòng)員號(hào)碼不同的對(duì)立事件是出場(chǎng)的兩名運(yùn)動(dòng)員號(hào)碼相同,所以出場(chǎng)的兩名運(yùn)動(dòng)員號(hào)碼不同 41、的概率P=1-=.
1. (2017·揚(yáng)州市考前調(diào)研)在區(qū)間(0,5)內(nèi)任取一個(gè)實(shí)數(shù)m, 則滿足3<m<4的概率為 W.
答案:
解析:根據(jù)幾何概型的概率計(jì)算公式,得滿足3<m<4的概率為.
2. 設(shè)函數(shù)f(x)=log2x,在區(qū)間(0,5)上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,則f(x)<2的概率為 W.
答案:
解析:因?yàn)閘og2x<2,解得0<x<4,所以P(f(x)<2)=.
3. 甲、乙兩盒中各有除顏色外完全相同的2個(gè)紅球和1個(gè)白球,現(xiàn)從兩盒中隨機(jī)各取一個(gè)球,則至少有一個(gè)紅球的概率為 ?。?
答案:
解析:從兩盒中各取一個(gè)球的基本事件數(shù)為9,沒有紅球的基本事件數(shù)為1 42、,則至少有一個(gè)紅球的概率=1-沒有紅球的概率=1-=.
4. (2017·蘇州期末)若一架飛機(jī)向目標(biāo)投彈,擊毀目標(biāo)的概率為0.2,目標(biāo)未受損的概率為0.4,則目標(biāo)受損但未完全被擊毀的概率為 ?。?
答案: 0.4
解析:根據(jù)互斥事件的概率公式,得目標(biāo)受損但未完全被擊毀的概率為1-0.2-0.4=0.4.
1. 對(duì)于幾何概型的應(yīng)用題,關(guān)鍵是將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為概型中的長(zhǎng)度、角度、面積、體積等常見幾何概型問題,構(gòu)造出隨機(jī)事件對(duì)應(yīng)的幾何圖形,利用圖形的測(cè)度來求隨機(jī)事件的概率.
2. 分清古典概型與幾何概型的關(guān)鍵就是古典概型與幾何概型中基本事件發(fā)生的可能性都是相等的,但古典概型要求基本事 43、件是有限個(gè),而幾何概型則是無限個(gè).
3. 求較復(fù)雜的互斥事件的概率,一般有兩種方法:一是直接求解法,即將所求事件的概率分解成一些彼此互斥的事件的概率和,分解后的每個(gè)事件概率的計(jì)算通常為等可能事件的概率計(jì)算,這時(shí)應(yīng)注意事件是否互斥,是否完備;二是間接求解法,先求出此事件的對(duì)立事件的概率,再用公式P(A)=1-P().若解決“至少”“至多”型的題目,用后一種方法就顯得比較方便.解題時(shí)需注意“互斥事件”與“對(duì)立事件”的區(qū)別與聯(lián)系,搞清楚“互斥事件”與“等可能性事件”的差異.[備課札記]
答案:48
解析:按A→B→C→D順序分四步涂色,共有4×3×2×2=48(種).
1. 44、分類計(jì)數(shù)原理:如果完成一件事,有n類方式,在第1類方式中有m1種不同的方法,在第2類方式中有m2種不同的方法,……在第n類方式中有mn種不同的方法,那么完成這件事共有N=m1+m2+…+mn種不同的方法.
2. 分步計(jì)數(shù)原理:如果完成一件事,需要分成n個(gè)步驟,做第1步有m1種不同的方法,做第2步有m2種不同的方法,……做第n步有mn種不同的方法,那么完成這件事共有N=m1×m2×…×mn種不同的方法.
3. 分類和分步的區(qū)別,關(guān)鍵是看事件能否一步完成,事件一步完成了就是分類;必須要連續(xù)若干步才能完成的則是分步.分類要用分類計(jì)數(shù)原理將種數(shù)相加;分步要用分步計(jì)數(shù)原理,將種數(shù)相乘.
[備課札記 45、]
1 分類計(jì)數(shù)原理)
1) 在所有的兩位數(shù)中,個(gè)位數(shù)字大于十位數(shù)字的兩位數(shù)共有多少個(gè)?
解:(解法1)按十位上的數(shù)字分別是1,2,3,4,5,6,7,8的情況分成8類,在每一類中滿足題目條件的兩位數(shù)分別是8個(gè),7個(gè),6個(gè),5個(gè),4個(gè),3個(gè),2個(gè),1個(gè).由分類計(jì)數(shù)原理知,符合題意的兩位數(shù)共有8+7+6+5+4+3+2+1=36(個(gè)).
(解法2)按個(gè)位上的數(shù)字是2,3,4,5,6,7,8,9分成8類,在每一類中滿足條件的兩位數(shù)分別是1個(gè),2個(gè),3個(gè),4個(gè),5個(gè),6個(gè),7個(gè),8個(gè).由分類計(jì)數(shù)原理知,符合題意的兩位數(shù)共有1+2+3+4+5+6+7 46、+8=36(個(gè)).
變式訓(xùn)練
有A,B,C型高級(jí)電腦各一臺(tái),甲、乙、丙、丁4個(gè)操作人員的技術(shù)等級(jí)不同,甲、乙會(huì)操作三種型號(hào)的電腦,丙不會(huì)操作C型電腦,而丁只會(huì)操作A型電腦.從這4個(gè)操作人員中選3人分別去操作這三種型號(hào)的電腦,則不同的選派方法有多少種?
解:第1類,選甲、乙、丙3人,由于丙不會(huì)操作C型電腦,分2步安排這3人操作電腦,有2×2=4(種)方法;第2類,選甲、乙、丁3人,由于丁只會(huì)操作A型電腦,這時(shí)安排3人操作電腦,有2種方法;第3類,選甲、丙、丁3人,這時(shí)安排3人操作電腦只有1種方法;第4類,選乙、丙、丁3人,同樣也只有1種方法.根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理,共有4+2+1+1=8(種)選 47、派方法.
2 分步計(jì)數(shù)原理)
2) 用紅、黃、藍(lán)三種顏色去涂圖中標(biāo)號(hào)為1,2,…,9的9個(gè)小正方形(如圖),使得任意相鄰(有公共邊)的小正方形所涂顏色都不相同,且標(biāo)號(hào)為1,5,9的小正方形涂相同的顏色,則符合條件的所有涂法共有 種.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案:108
解析:把區(qū)域分為三部分,第一部分1,5,9,有3種涂法;第二部分4,7,8,當(dāng)5,7同色時(shí),4,8各有2種涂法,共4種涂法,當(dāng)5,7異色時(shí),7有2種涂法,4,8均只有1種涂法,故第二部分共4+2=6(種)涂法;第三部分與第二 48、部分一樣,共6種涂法.由分步計(jì)數(shù)原理,可得涂法共有3×6×6=108(種).
變式訓(xùn)練
有4位教師在同一年級(jí)的4個(gè)班中各教一個(gè)班的數(shù)學(xué),在數(shù)學(xué)檢測(cè)時(shí)要求每位教師不能在本班監(jiān)考,則監(jiān)考的方法有 種.
答案:9
解析:分四步完成:第一步:第1位教師有3種選法;第二步:第1位教師監(jiān)考的班的數(shù)學(xué)老師即第2位教師有3種選法;第三步:第3位教師有1種選法;第四步:第4位教師有1種選法.共有3×3×1×1=9(種)監(jiān)考的方法.
3 兩個(gè)基本原理的綜合應(yīng)用)
3) 已知集合M={1,2,3,4},集合A,B為集合M的非空子集.若對(duì)?x∈A,y∈B,x 49、恒成立,則稱(A,B)為集合M的一個(gè)“子集對(duì)”,則集合M的“子集對(duì)”共有 個(gè).
答案:17
解析:A={1}時(shí),B有23-1=7(種)情況;
A={2}時(shí),B有22-1=3(種)情況;
A={3}時(shí),B有1種情況;
A={1,2}時(shí),B有22-1=3(種)情況;
A={1,3},{2,3},{1,2,3}時(shí),B均有1種情況,
故滿足題意的“子集對(duì)”共有7+3+1+3+3=17(個(gè)).
某地奧運(yùn)火炬接力傳遞路線共分6段,傳遞活動(dòng)分別由6名火炬手完成.如果第一棒火炬手只能從甲、乙、丙三人中產(chǎn)生,最后一棒火炬手只能從甲、乙兩人中產(chǎn)生,則不同的傳遞方案共有 種.(用數(shù)字 50、作答)
答案:96
解析:分為兩類:第一棒是丙有1×2×4×3×2×1=48(種);第一棒是甲、乙中一人有2×1×4×3×2×1=48(種).根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理,共有方案48+48=96(種).
1. 只用1,2,3三個(gè)數(shù)字組成一個(gè)四位數(shù),規(guī)定這三個(gè)數(shù)必須同時(shí)使用,且同一數(shù)字不能相鄰出現(xiàn),這樣的四位數(shù)有 個(gè).
答案:18
解析:由題意知,1,2,3中必有某一個(gè)數(shù)字重復(fù)使用2次,第一步確定誰被使用2次,有3種方法;第二步把這2個(gè)相等的數(shù)放在四位數(shù)不相鄰的兩個(gè)位置上,也有3種方法;第三步將余下的2個(gè)數(shù)放在四位數(shù)余下的2個(gè)位置上,有2種方法.故這樣的四位數(shù)共有3×3×2=18(個(gè)) 51、.
2. 如果把個(gè)位數(shù)是1,且恰好有3個(gè)數(shù)字相同的四位數(shù)叫做“好數(shù)”,那么在由1,2,3,4四個(gè)數(shù)字 組成的有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)中,“好數(shù)”共有 個(gè).
答案:12
解析:當(dāng)重復(fù)數(shù)字是1時(shí),有3×3種;當(dāng)重復(fù)數(shù)字不是1時(shí),有3種.由分類計(jì)數(shù)原理,得滿足條件的“好數(shù)”有3×3+3=12(個(gè)).
3. 由1,2,3,4可以組成 個(gè)自然數(shù),其中數(shù)字可以重復(fù),最多只能是四位數(shù)字.
答案:340
解析:組成的自然數(shù)可以分為以下四類:
第一類:一位自然數(shù),共有4個(gè).
第二類:兩位自然數(shù),可分兩步來完成.先取出十位上的數(shù)字,再取出個(gè)位上的數(shù)字,共有4×4=16(個(gè)).
第三類:三位 52、自然數(shù),可分三步來完成.每一步都可以從4個(gè)不同的數(shù)字中任取一個(gè),共有4×4×4=64(個(gè)).
第四類:四位自然數(shù),可分四步來完成,每一步都可以從4個(gè)不同的數(shù)字中任取一個(gè),共有4×4×4×4=256(個(gè)).
由分類計(jì)數(shù)原理知,可以組成的不同的自然數(shù)為4+16+64+256=340(個(gè)).
4. 把座位編號(hào)為1,2,3,4,5的五張電影票全部分給甲、乙、丙、丁四個(gè)人,每人至少一張,至多兩張,且分得的兩張票必須是連號(hào),那么不同的分法種數(shù)為 ?。?
答案:96
解析:先將票分為符合條件的4份,由題意,4人分5張票,且每人至少一張,至多兩張,則有3人分得1張,有1人分得2張,且分得的票必 53、須是連號(hào),相當(dāng)于將1,2,3,4,5這五個(gè)數(shù)用3個(gè)板子隔開,分為四部分且不存在三連號(hào).在4個(gè)空位插3個(gè)板子,共有C=4(種),再對(duì)應(yīng)到4個(gè)人,有A=24(種),則不同的分法共有4×24=96(種).
5. 用4種不同的顏色涂入如圖的矩形A,B,C,D中,要求相鄰的矩形涂色不同,則不同的涂色方法共有 種.
6.
答案:72
解析:按A,B,C,D順序涂色,共有4×3×2×3=72(種)方法.
8. 兩個(gè)基本原理認(rèn)識(shí)不清致誤)
典例 將紅、黃、綠、黑4種不同的顏色分別涂入圖中的五個(gè)區(qū)域內(nèi),要求相鄰的兩個(gè)區(qū)域的顏色都不相同,則有多少種不同的涂色方法?
易錯(cuò)分析 54、:解決本題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是沒有理解計(jì)數(shù)原理的概念,盲目地套用公式.錯(cuò)解一:按一定順序依次涂色利用分步計(jì)數(shù)原理求解.如按A,B,C,D,E順序分別有4,3,2,2,1種涂法,由分步計(jì)數(shù)原理,共有4×3×2×2×1=48(種).錯(cuò)解二:先涂中間C區(qū)有4種方法,剩下3種顏色涂4周4塊區(qū)域,即有一種顏色涂?jī)蓚€(gè)相對(duì)的區(qū)域,另一相對(duì)區(qū)域也有同色或不同色2種涂法,共有4×3×2×2=48(種).錯(cuò)解一錯(cuò)在涂D區(qū)域時(shí)有B,D同色與B,D不同色兩類情形;錯(cuò)解二錯(cuò)在最后一步相對(duì)區(qū)域涂色計(jì)數(shù)有誤.
解:(解法1)A區(qū)域有4種不同的涂色方法,B區(qū)域有3種,C區(qū)域有2種,D區(qū)域有2種,但E區(qū)域的涂色依賴于B與D涂的顏色 55、,如果B與D顏色相同有2種涂色方法,不相同,則只有1種,因此應(yīng)先分類后分步.
① 當(dāng)B與D同色時(shí),有4×3×2×1×2=48(種);
② 當(dāng)B與D不同色時(shí),有4×3×2×1×1=24(種).
故不同的涂色方法共有48+24=72(種).
(解法2)先涂中間C區(qū)有4種方法,剩下3種顏色涂4周4塊區(qū)域,即有一種顏色涂?jī)蓚€(gè)相對(duì)的區(qū)域,另一相對(duì)區(qū)域也有同色或不同色3種涂法,共有4×3×2×3=72(種).
(解法3)按用3種或用4種顏色分兩類,第一類用3種,此時(shí)A與E,B與D分別同色,于是涂法種數(shù)為A=24(種);第二類用4種,此時(shí)A與E,B與D有且只有一組同色,涂法種數(shù)為2A=48(種). 56、
由分類計(jì)數(shù)原理知涂法總數(shù)為24+48=72(種).
特別提醒:分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理的區(qū)別:分類計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“完成事件的方法種類不同”的問題,其各種方法是相互獨(dú)立的,用其中任何一種方法都能完成這件事情;分步計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“完成事件需分幾個(gè)步驟”的問題,其各個(gè)步驟中的方法是相互聯(lián)系的,只有各個(gè)步驟都完成才能完成這件事情.在解題時(shí),要分析計(jì)數(shù)對(duì)象的本質(zhì)特征與形成過程,正確合理進(jìn)行分步或分類,然后應(yīng)用兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理來解決.
1. 甲、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中參加某項(xiàng)志愿者活動(dòng),要求每人參加一天且每天至多安排一人,并要求甲安排在另外兩位前面.不同的安排方法共有 57、 種.
答案:20
解析:安排方法可以分為三類:若甲安排在周一,則乙、丙有4×3=12(種)排法;若甲安排在周二,則乙、丙有3×2=6(種)排法;若甲安排在周三,則乙、丙有2×1=2(種)排法.所以不同的安排方法共有12+6+2=20(種).
2. 如圖的陰影部分由方格紙上3個(gè)小方格組成,我們稱這樣的圖案為L(zhǎng)型(每次旋轉(zhuǎn)90°仍為L(zhǎng)型圖案),那么在由4×5個(gè)小方格組成的方格紙上可以畫出不同位置的L型圖案的個(gè)數(shù)是 ?。?
答案:48
解析:每四個(gè)小方格(2×2型)中有“L”型圖案4個(gè),共有2×2型小方格12個(gè),所以共有“L”型圖案4×12=48(個(gè)).
3. 現(xiàn)要安排一 58、份5天值班表,每天有一個(gè)人值班.共有5個(gè)人,每個(gè)人都可以值多天班或不值班,但相鄰兩天不能由同一個(gè)人值班,問此值班表有 種不同的排法.
答案:1 280
解析:分5步進(jìn)行:第一步,先排第一天,可排5人中的任一個(gè),有5種排法;第二步,再排第二天,此時(shí)不能排第一天的人,有4種排法;第三步,第三天,此時(shí)不能排第二天的人,有4種排法;第四步,第四天,此時(shí)不能排第三天的人,有4種排法;第五步,第五天,此時(shí)不能排第四天的人,有4種排法.由分步計(jì)數(shù)原理可得不同的排法有5×4×4×4×4=1 280(種).
4. 若集合A1,A2滿足A1∪A2=A,則稱(A1,A2)為集合A的一個(gè)分拆,并規(guī)定:當(dāng)且 59、僅當(dāng)A1=A2時(shí),(A1,A2)與(A2,A1)為集合A的同一種分拆,則集合A={a1,a2,a3}的不同分拆種數(shù)是 ?。?
答案:27
解析:由題意A1∪A2=A,對(duì)A1分以下幾種情況討論:
① 若A1=?(空集),必有A2={a1,a2,a3},共1種分拆;
② 若A1={a1},則A2={a2,a3}或{a1,a2,a3},共2種分拆;
同理A1={a2},{a3}時(shí),各有2種分拆;
③ 若A1={a1,a2},則A2={a3}、{a1,a3}、{a2,a3}或{a1,a2,a3},共4種分拆;
同理A1={a1,a3}、{a2,a3}時(shí),各有4種分拆;
④ 若A1= 60、{a1,a2,a3},則A2=?(空集)、{a1}、{a2}、{a3}、{a1,a2}、{a1,a3}、{a2,a3}或{a1,a2,a3},共8種分拆.
綜上,共有1+2×3+4×3+8=27(種)不同的分拆.
在應(yīng)用兩個(gè)計(jì)數(shù)原理解決具體問題時(shí),常用以下幾種方法技巧:
(1) 建模法:建立數(shù)學(xué)模型,將所給問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,這是計(jì)數(shù)方法中的基本方法.
(2) 枚舉法:利用枚舉法(如樹狀圖,表格)可以使問題的分析更直觀、清楚,便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從而形成恰當(dāng)?shù)姆诸惢蚍植降脑O(shè)計(jì)思想.
(3) 直接法和間接法:在實(shí)施計(jì)算中,可考慮用直接法或間接法(排除法),用不同的方法、不同的思路來驗(yàn)證結(jié) 61、果的正誤.
(4) 分類計(jì)數(shù)原理和分步計(jì)數(shù)原理多數(shù)情形下是結(jié)合使用的,根據(jù)問題特點(diǎn),一般是先分類再分步,某些復(fù)雜情形下,也可先分步再分類.分類要“不重不漏”,分步要“連續(xù)完整”.
[備課札記]
第2課時(shí) 排列與組合(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(理)172~173頁)
近幾年高考中排列與組合在理科加試部分考查,今后將會(huì)結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)進(jìn)行命題,考查排列、組合的基礎(chǔ)知識(shí)、思維能力,以實(shí)際問題為背景,考查學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)、解決實(shí)際問題的能力,難度將不太大.
① 理解排列、組合的概念,能利用計(jì)數(shù)原理推導(dǎo)排列數(shù)公式、組合數(shù)公式,并能解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.② 62、 以實(shí)際問題為背景,正確區(qū)分排列與組合,合理選用排列與組合公式進(jìn)行解題.
1. (選修23P26例2改編)從3名男生,4名女生中任選5人排成一排,則有 種不同的排法.
答案:2 520
解析:?jiǎn)栴}即為從7個(gè)元素中選出5個(gè)全排列,有A=2 520(種)排法.
2. (選修23P18習(xí)題10改編)用數(shù)字1,2,3,4,5組成的無重復(fù)數(shù)字的四位偶數(shù)的個(gè)數(shù)為 ?。?
答案:48
解析:分兩步:第一步,先排個(gè)位有A種排法;第二步,再排前三位有A種排法.故共有AA=48(種)排法.
3. 某校擬從4名男教師和5名女教師中各選2名教師開設(shè)公開課,則男教師A和女教師B至少有一 63、名被選中的不同選法的種數(shù)是 W.
答案:42
解析:從4名男教師和5名女教師中各選2名教師開設(shè)公開課,所有的選法種數(shù)是C×C=60.男教師A和女教師B都沒有被選中的選法種數(shù)是C×C=18,故男教師A和女教師B至少有一名被選中的不同選法的種數(shù)是60-18=42.
4. (選修23P24習(xí)題2改編)下列等式不正確的是 .(填序號(hào))
① C=C;② C=;③ (n+2)(n+1)A=A;④ C=C+C.
答案:②
解析:由排列數(shù)公式和組合數(shù)公式易證①③④正確;而C=,所以②不正確.
5. (改編題)在8張獎(jiǎng)券中有一、二、三等獎(jiǎng)各1張,其余5張無獎(jiǎng).將這8張獎(jiǎng)券分配給4個(gè)人 64、,每人2張,不同的獲獎(jiǎng)情況有 種.
答案:60
解析:分兩類,第一類:3張中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券分給3個(gè)人,共A種分法;第二類:3張中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券分給2個(gè)人相當(dāng)于把3張中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券分兩組再分給4人中的2人,共有CA種分法.總獲獎(jiǎng)情況共有A+CA=60(種).
1. 排列
(1) 排列的定義:從n個(gè)不同的元素中取出m(m≤n)個(gè)元素,按照一定的順序排成一列,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列.
(2) 排列數(shù)的定義:從n個(gè)不同的元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),用符號(hào)A表示.
(3) 排列數(shù)公式
① 當(dāng)m<n時(shí),排列稱為選排列,排列數(shù) 65、為A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1);
② 當(dāng)m=n時(shí),排列稱為全排列,排列數(shù)為A=n(n-1)(n-2)…2·1W.
上式右邊是自然數(shù)1到n的連乘積,把它叫做n的階乘,并用n!表示,于是A=n!W.進(jìn)一步規(guī)定0?。?,于是,A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)==,即A=W.
2. 組合
(1) 組合的定義:從n個(gè)不同的元素中取出m(m≤n)個(gè)元素并成一組,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合.
(2) 組合數(shù)的定義:從n個(gè)不同的元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù),用符號(hào)C表示.
(3) 組合數(shù)公式
C= 66、=
=W.規(guī)定C=1W.
(4) 組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì):① C=C?。?
② C=C+CW.
(5) 區(qū)別排列與組合
排列與組合的共同點(diǎn),就是都要“從n個(gè)不同元素中,任取m個(gè)元素”,而不同點(diǎn)就是前者要“順序”,而后者卻是“并成一組”.因此,“有序”與“無序”是區(qū)別排列與組合的重要標(biāo)志.
1 排列問題)
1)?。ㄟx修23P26例2改編)7位同學(xué)站成一排照相.
(1) 甲不排頭、乙不排尾的排法共有多少種?
(2) 甲、乙兩同學(xué)必須相鄰的排法共有多少種?
(3) 甲、乙兩同學(xué)不能相鄰的排法共有多少種?
(4) 甲必須站在乙的左邊的不同排法共有多少種?
解:(1) (解法1)直接法:分兩種情況:①甲站在排尾,則有A種排法;②甲不站排尾,先排甲、乙,再排其他,則有A·A·A種排法.
綜上,共有A+A·A·A=3 720(種)排法.
(解法2)間接法:總的排法數(shù)減去甲站在排頭的和乙站在排尾的情況,但是這就把甲站在排頭且乙站在排尾的情況減了兩次,故后面要加回來,即A-A-A+A=3 720(種)排法.
(2) 采用“捆綁”法,將甲、乙看
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