Главная страница

Урок повторения Теория вероятности очень сложный предмет, если рассматривать отдельно



Скачать 143.21 Kb.
НазваниеУрок повторения Теория вероятности очень сложный предмет, если рассматривать отдельно
Дата07.04.2016
Размер143.21 Kb.
ТипУрок



ЗАДАЧА В10

Теория Вероятности.

(Урок повторения)

Теория вероятности – очень сложный предмет, если рассматривать отдельно.

Но на ЕГЭ надо знать только самые основные понятия теории вероятностей. Если вы их будете понимать, то и задача покажется лёгкой. Приступим:

1. Случайное событие (СС)- это событие, которое либо произойдёт, либо нет.

В жизни мы постоянно сталкиваемся со случайными событиями. Примеры:

  • Вы купили лотерейный билет. Он либо выигрышный, либо нет. Случайное событие - выигрыш. Оно может произойти, а может и нет.

  • Вы подбросили монету. Выпадение орла - случайное событие. Выпадение решки тоже случайное событие.

  • Студент сдаёт экзамен. Выпадение определённого билета – случайное событие. Сдаст или не сдаст тоже случайное событие.

  • и т.д.

2. Каждое случайное событие (СС) иметь свою вероятность произойти (сбыться, реализоваться).

Каждый, думаю, понимает интуитивно, что такое вероятность. Одно событие может произойти со 100%-ой вероятностью, другое почти с нулевой и т.д.

Примеры:

  • Вероятность восхода солнца рано утром = 100%,

  • Вероятность выпадения восьмёрки на игральной кости (кубике) = 0%, т.к. 8-рки нет на кубике.

  • А вероятность, что изделие бракованное – может принимать любое значение (от 0 до 1). Это зависит от условий. Вот такие вероятности и будем находить в дальнейшем.

3. Испытание – любое действие, которое может привести к одному или нескольким результатам.

4. Исход - конечный результат испытания. Значит испытание может иметь один или несколько исходов.

Например:

  • Бросаете монету – это испытание. Исходы – орёл, решка.

  • Подбросили кубик (иногда называют игральной костью) – это испытание. Выпасть может 1, 2, 3, 4, 5 или 6 – это исходы.

5. Благоприятный исход - желаемый исход. Примеры:

  • Бросаете монету. Хочу, чтобы выпала решка, => благоприятный исход = выпала решка. Значит выпадение орла – неблагоприятный исход.

  • Сдаю экзамен. Из 20 билетов 10 знаю на отлично, 5 на хорошо, 3 на удовлетворительно и 2 не знаю. Хочу сдать на хорошо. Тогда благоприятный исход = сдать на хорошо. А какова вероятность сдать на хорошо? Ответ: 5/20=1/4. Почему? Подробности ниже.

Какова же связь между этими понятиями?

ЗАПОМНИ:

http://probno.ru/wp-content/uploads/2012/01/%d0%921011.png

Эта формула называется классической формулой вероятности или классическим определением вероятности. Где:

  1. Р(А) - вероятность события А.

  2. m – число (количество) благоприятных исходов,

  3. n – число (количество) всех исходов.

  4. ПРАВИЛО: Вероятность всегда равна от 0 до 1. Ни меньше, ни больше!

Рассмотрим тот же пример:

Сдаю экзамен. Из 20 билетов 10 знаю на отлично, 5 на хорошо, 3 на удовлетворительно и 2 не знаю. Хочу сдать на хорошо. Тогда благоприятный исход = сдать на хорошо. А какова вероятность сдать на хорошо?

Решение:

  1. m = 5.

  2. n =20.

  3. Значит Р(А) = 5/20 = 0,25.

  4. Аналогично, можно найти вероятность сдать экзамен на отлично: Р(А1) = 10/20 = 0,5.

    1. вероятность сдать экзамен на удовлетворительно: Р(А2) = 3/20 = 0,15.

    2. вероятность не сдать экзамен: Р(А3) = 2/20 = 0,1.

Заметьте, ответы представлены в десятичной дроби, потому что в бланках ЕГЭ, надо писать в десятичном виде (если не указано иное).

Классическая формула вероятности – самая главная и основная. Но бывают затруднения в нахождении n и m.

В этом случае надо знать элементы комбинаторики:

1. Теорема о перемножении шансов: Пусть множество А состоит из k элементов, а множество B — из m элементов, тогда можно образовать ровно km пар, взяв первый элемент из множества A, а второй — из множества B.

т.е. если первый элемент можно выбрать k способами, а второй элемент — m способами, то пару элементов можно выбрать km способами.

Примеры:

  1. При подбрасывании трёх монет возможно 2·2·2=8 различных результатов. Т.к. первая монета принимает 2 результата (орел или решка), вторая тоже два, и третья также два результата.

  2. бросая дважды игральную кость, получим 6·6=36 различных результатов. Объяснить самостоятельно.

Простые задачи на осмысление

  1. Сколько трёхзначных чисел бывает?

  2. Сколько существует трёхзначных чисел, все цифры которых различны?

  3. Сколько чётных трёхзначных чисел возможно?

подсказка: решение на теорему о перемножении шансов

А теперь знакомимся со вторым элементом комбинаторики:

2. Выборы шариков из урны (или кубиков из ящика, или карточек из коробки, или книг с полки, или изделий из партии, или номер при жеребьёвке и т.д.):

Есть урна (ящик), содержащая n пронумерованных объектов (шаров). Мы выбираем из этой урны k шаров;
результатом выбора является набор из k шаров. Нас интересует, сколькими способами можно выбрать k шаров из n, или сколько различных результатов может получиться?

На этот вопрос нельзя дать однозначный ответ, пока мы не определимся:

а) с тем, как организован выбор: можно ли шары возвращать в урну,

и б) с тем, что понимается под различными результатами выбора: учитывается или нет порядок.

Рассмотрим следующие возможные способы выбора: 1) Выбор с возвращением: каждый вынутый шар возвращается в урну, каждый следующий шар выбирается из полной урны. Таким образом, в полученном наборе из k шаров могут встречаться одни и те же.

1.1) Выбор с учётом порядка: например, при выборе трёх шаров из 5, лежащих в урне, наборы (1, 5, 2) и (2, 5, 1)  различны, если порядок учитывается.

1.2) Выбор без учёта порядка: т.е. наборы, отличающиеся лишь порядком следования номеров, считаются одинаковыми. Например, наборы (1, 5, 2) и (2, 5, 1) не различаются и образуют один и тот же результат выбора, если порядок не учитывается.

2) Выбор без возвращения: вынутые шары в урну не возвращаются, и в полученном наборе не могут встречаться одни и те же шары.

2.1) Выбор с учётом порядка: например, при выборе трёх шаров из 5, лежащих в урне, наборы (1, 5, 2) и (2, 5, 1)  различны, если порядок учитывается.

2.2) Выбор без учёта порядка: т.е. наборы, отличающиеся лишь порядком следования номеров, считаются одинаковыми. Например, наборы (1, 5, 2) и (2, 5, 1) не различаются и образуют один и тот же результат выбора, если порядок не учитывается.

надо определить чётко:

1. Можно ли шары возвращать в урну (книги на полку, карточки с номерами в коробку для жеребьёвки и т.д.)?

2. Учитывать порядок или нет?

Определив это, идём дальше. Скопируйте себе картинку (правая кнопка мыши -> Сохранить картинку как…) и распечатайте как шпаргалку:

Шпаргалка:

http://probno.ru/wp-content/uploads/2012/01/%d0%b2%d1%8b%d0%b1%d0%be%d1%80.png

Символ  n!  ( называется факториал ) – сокращённая запись произведения:  1 · 2 · 3 ·  … · ( n – 1 ) ·n .

Подробнее о шпаргалке:

Размещением k элементов из n (из n элементов по k) называются соединения, которые можно образовать из n элементов, собирая в каждое соединение по k элементов, при этом соединения могут отличаться друг от друга как самими элементами, так и порядком их расположения.

Перестановка: возьмём  n различных элементов:  a1 , a2 , a3 , …, an . Будем переставлять их всеми возможными способами, сохраняя их количество и меняя лишь порядок их расположения.Каждая из полученных таким образом комбинаций называется перестановкой. Общее количество перестановок из n элементов обозначается Pn . Это число равно произведению всех целых чисел от 1 до n.

Сочетание без повторений: число способов выбрать m элементов из n различных элементов (m≤n) без упорядочения.

Сочетание с повторениями: число способов разместить m одинаковых элементов (предметов) в n ячейках (ящиках).

Чтобы вникнуть в вышеперечисленные понятия, разбери решённые задачи.

Задача 1Б. В розыгрыше кубка страны по футболу берут участие 17 команд. Сколько существует способов распределить золотую, серебряную и бронзовую медали?

Решение:

Поскольку медали не равноценны, то количество способов распределить золотую, серебряную и бронзовую медали среди команд будет равно числу размещений из 17-ти элементов по 3, т.е. = 4080.

Задача 2Б. Произведено три выстрела по мишени. Рассматриваются такие элементарные события: А – попадание в мишень при i-том выстреле; – промах по мишени при i-том выстреле. Выразить через А и следующие события:

А – все три попадания; В – ровно два попадания; С – все три промаха; D – хотя бы одно попадание; Е – больше одного попадания; F – не больше одного попадания.

Решение:

А – все три попадания, т.е. совместное появления трех событий А1, А2 и А3

Р(А) = Р(А1 и А2 и А3)

В – ровно два попадания, т.е. два попадания и один промах

Р(В) = Р(1 и А2 и А3 или А1 и 2 и А3 или А1 и 2 и А3)

С – все три промаха, т.е. совместное появления трех событий 1 и 2, 3

Р(С) = Р(1 и 2 и 3)

D – хотя бы одно попадание, т.е. или одно попадание, или два попадания или три попадания

Р(D) = Р(1 и 2 и А3 или 1 и А2 и 3 или А1 и 2 и 3 ИЛИ 1 и А2 и А3 или А1 и 2 и А3 или А1 и 2 и А3 ИЛИ А1 и А2 и А3)

или по формуле Р(D) = 1 – Р(1 и 2 и 3)

Е – больше одного попадания, т.е. или два попадания или три попадания

Р(Е) = Р(1 и А2 и А3 или А1 и 2 и А3 или А1 и 2 и А3 или А1 и А2 и А3)

F – не больше одного попадания, т.е. одно попадание и два промаха

Р(F) = Р(1 и 2 и А3 или 1 и А2 и 3 или А1 и 2 и 3)
Задача 3Б. Игральный кубик бросают два раза. Описать пространство элементарных событий. Описать события: А – сумма появившихся очков равна 8; В – по крайней мере один раз появится 6.

Решение:

Будем считать пространством элементарных событий множество пар чисел (ij), где i (соответственно j) есть число очков, выпавших при первом (втором) подбрасывании, тогда множество элементарных событий будет таким:

={(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)}

А – сумма появившихся очков равна 8. Этому событию благоприятствуют такие элементарные события А={(2,6) (6,2) (5,3) (3,5) (4,4)}.

В – по крайней мере один раз появится 6. Этому событию благоприятствуют такие элементарные события В={(6,1) (6,2) (6,3) (6,4) (6,5) (6,6) (1,6) (2,6) (3,6) (4,6) (5,6)}.
Задача 4. В вазе с цветами 15 гвоздик: 5 белых и 10 красных. Из вазы наугад вынимают 2 цветка. Какова вероятность того, что эти цветки: а) оба белые; б) оба красные; в) разного цвета; г) одного цвета.

Решение:

а) Пусть событие А состоит в том, что оба вынутых из вазы цветка белые.

Количество возможных способов взять 2 цветка из 15-ти равно , т.е. = 715 = 105, а количество возможных способов взять 2 белых цветка из 5-ти белых равно = 25 = 10. Тогда по классическому определению вероятность события А равна .

б) Пусть событие В состоит в том, что оба вынутых из вазы цветка красные.

Количество возможных способов взять 2 цветка из 15-ти равно , т.е. = 715 = 105, а количество возможных способов взять 2 красных цветка из 10-ти красных равно = 95 = 45. Тогда по классическому определению вероятность события В равна .

в) Пусть событие С состоит в том, что оба вынутых из вазы цветка разного цвета, т.е. один белый и один красный.

Количество возможных способов взять 2 цветка из 15-ти равно , т.е. = 715 = 105, а количество возможных способов взять 1 красный цветок из 10-ти красных И 1 белый цветок из 5-ти белых равно * = 105 = 50. Тогда по классическому определению вероятность события С равна .

г) Пусть событие D состоит в том, что оба вынутых из вазы цветка одного цвета, т.е. или оба белые (событие А) или оба красные (событие В). По теореме сложения независимых событий вероятность события D будет равна

Р(D) = Р(А или В) = Р(А) + Р(В) = 0,095 + 0,43 = 0,525
Задача 5. Из шести карточек с буквами I, С, К, Ь, Н, М наугад одну за другой вынимают и раскладывают в ряд в порядке появления. Какова вероятность того, что появится слово
а) «НIС»; б) «CIM»?

Решение: (для пунктов а) и б) одинаково)

Каждый вариант получившегося «слова» является размещением из 6-ти элементов по 3. Число таких вариантов равно . Из этих вариантов правильным будет только один, т.е. m = 1, тогда по классическому определению вероятности .
Задача 6. Вероятность того, что в течении одной смены возникнет поломка станка равна 0,05. Какова вероятность того, что не возникнет ни одной поломки за три смены?

Решение:

Пусть событие А состоит в том, что в течении одной смены возникнет поломка станка. По условию задачи вероятность этого события равна Р(А) = 0,05. Противоположное событие состоит в том, что в течении одной смены поломка станка НЕ возникнет. Вероятность противоположного события Р() = 1– Р(А) = 1 – 0,05 = 0,95. Искомая вероятность равна Р(В) = Р( и и ) = Р()Р()Р()= 0,950,950,95 = 0,953 = 0,86
Задача 7. Студент пришел на зачет зная только 30 вопросов из 50. Какова вероятность сдачи зачета, если после отказа отвечать на вопрос преподаватель задает еще один?

Решение:

Вероятность того, что преподаватель задал студенту вопрос, на который он не знал ответа (событие А) равна Р(А) = . Найдем вероятность того, что на второй вопрос преподавателя студент знает ответ (событие В) при условии, что ответа на первый вопрос студент не знал. Это условная вероятность, так как событие А уже произошло. Отсюда РА(В) = . Искомую вероятность определим по теореме умножения вероятностей зависимых событий. Р(А и В) = Р(А)* РА(В) = = 0,24.

Задача 9. С помощью наблюдений установлено, что в некоторой местности в сентябре в среднем бывает 25 дней без дождя. Какова вероятность того, что 1-го и 2-го сентября дождя не будет?

Решение:

Вероятность того, что 1-го сентября дождя не будет (событие А) равна Р(А) = . Найдем вероятность того, что и 2-го сентября дождя не будет (событие В) при условии, что 1-го сентября дождя не было. Это условная вероятность, так как событие А уже произошло. Отсюда РА(В) = . Искомую вероятность определим по теореме умножения вероятностей зависимых событий. Р(А и В) = Р(А)* РА(В) = = 0,7.

Задача 13. Из партии, в которой 25 изделий, среди которых 6 бракованных, случайным образом выбрали 3 изделия для проверки качества. Найти вероятность того, что: а) все изделия годные, б) среди выбранных изделий одно бракованное; в) все изделия бракованные.

Решение:

а) Пусть событие А состоит в том, что все выбранные изделия годные. Количество возможных способов взять 3 изделия из 25-ти равно , т.е. = 2300, а количество возможных способов взять 3 годных изделия из (25 – 6) = 19-ти годных равно = 1938. Тогда по классическому определению вероятность события А равна .

б) Пусть событие В состоит в том, что среди выбранных изделий одно бракованное, т.е. одно бракованное и два годных. Количество возможных способов взять 3 изделия из 25-ти равно = 2300, а количество возможных способов взять одно бракованное изделие из 6-ти бракованных И два годных изделия из (25 – 6) = 19-ти годных равно * = 6153 = 738. Тогда по классическому определению вероятность события В равна .

в) Пусть событие С состоит в том, что все выбранные изделия бракованные. Количество возможных способов взять 3 изделия из 25-ти равно = 2300, а количество возможных способов взять 3 бракованные изделия из 6-ти бракованных равно = 20. Тогда по классическому определению вероятность события С равна .

Задача 13. В урне находится 6 шаров: 1 белый, 2 красных и 3черных. Наугад вытаскивают 3 шара. Какова вероятность того, что среди вытащенных шаров ровно 1 будет черным?

Решение:


Пронумеруем все шары: 1, ...6.

Пусть событие А - выбор трех шаров из шести. Количество исходов равно 6*5*4 = 120 

Благоприятные исходы - выбор 3 шаров, среди которых только 1 черный:

1) черный, белый, красный . Таких исходов 3*1*2 и умножаем на количество перестановок в группе, т.е. на Р(3)=3!

Получаем 6*6=36 исходов.

2) черный, красный, красный. Таких исходов 3 (черный выбираем тремя способами). И умножаем на 3!.

Получаем 3*3!=18

Всего благоприятных исходов 36+18=54

Р  = 54/120= 0,45



















Задачи для самостоятельного решения

1. Обезьяна напечатала на машинке слово из десяти букв. Сколько слов (набор букв) она может напечатать?

2. Женя, Петя, Оля и Лена занимают какие-то четыре из десяти мест в классе. Сколькими способами они могут сесть?

3. Найти число возможных результатов подбрасывания трёх игральных костей, если кости считаются неразличимыми.

4. В урне находится 12 белых и 8 черных шаров. Найти вероятность того, что два одновременно изъятых наудачу шара будут черными.

На этом урок закончен!

Использованы материалы из: http://probno.ru/v10-teoriya-veroyatnosti-novoe/