1、随机事件的概率,3.1,主要内容,3.1.1 随机事件的概率,3.1.2 概率的含义,3.1.3 概率的基本性质,随机事件的概率,3.1.1,日常生活中,有些问题是能够准确回答的.例如,室温低于-50C时,盆内的水能结成冰吗?明天太阳从东边升起吗?等等,这些事情的发生都是必然的.同时也有些问题是很难给予准确无误的回答的.例如,你明天什么时间起床?12:10有多少人在学校食堂用餐?你购买的本期福利彩票是否能中奖?等等,这些问题的结果都具有偶然性和不确定性,很难给予准确的回答.,有些事情的发生是偶然的,有些事情的发生是必然的.,例如,北京地区一年四季的变化有着确定的、必然的规律,但北京地区一年里哪
2、一天最热,哪一天最冷,哪一天降雨量最大,那一天降雪量最大等,又是不确定的、偶然的.,但是偶然与必然之间往往有某种内在联系.,基本概念,1、随机事件:,2、必然事件:,在条件S下可能发生也可能不发生的事件,叫做相对于条件S的随机事件,简称随机事件.,在条件S下一定会发生的事件,叫做相对于条件S的必然事件,简称必然事件.,3、不可能事件:,4、确定事件:,在条件S下一定不会发生的事件,叫做相对于条件S的不可能事件,简称不可能事件.,必然事件与不可能事件统称为相对于条件S的确定事件,简称确定事件.,确定事件和随机事件统称为事件,一般用大写字母A、B、C表示.,考察下列事件:(1)上海夏天的平均气温比
3、冬天高;(2)地面上向上抛出的石头会下落;(3)太阳明天从东方升起. 这些事件会发生吗? 他们是什么事件?,一定发生,必然事件.,确定事件,考察下列事件:(1)标准大气压下50度的水会沸腾;(2)在常温常压下钢铁融化;(3)服用一种药物使人永远年轻. 这些事件会发生吗?是什么事件?,不可能发生,不可能事件,确定事件,考察下列事件:(1)某人射击一次命中目标;(2)任意选择一个电视频道,它正在播放新闻;(3)抛掷一个骰子出现的点数为奇数. 这些事件一定会发生吗?他们是什么事件?,可能发生也可能不发生,随机事件.,对于随机事件,知道它发生的可能性大小是非常重要的.,用概率度量随机事件发生的可能性大
4、小能为我们的决策提供关键性的依据.,如何才能获得随机事件发生的概率呢?最直接的方法就是实验(观察).,设计抛掷一枚硬币的试验,观察它落地时哪一个面朝上:,第一步,全班每人各取一枚同样的硬币,做十次掷硬币的试验,每人记录试验结果,填在下表中:,思考:你与同学的结果一样吗?为什么?,设计抛掷一枚硬币的试验,观察它落地时哪一个面朝上:,第二步,每个小组把本组同学的试验结果统计一下,填在下表中:,思考:与其他小组相比,结果一样吗?为什么?,设计抛掷一枚硬币的试验,观察它落地时哪一个面朝上:,第三步,请一位同学把全班同学的试验结果统计一下,填在下表中:,思考:与前面的结果一样吗?为什么?,设计抛掷一枚硬
5、币的试验,观察它落地时哪一个面朝上:,第四步,请把全班每个同学的试验结果中正面朝上的次数收集起来,并用条形图表示.,观察:这个条形图有什么特点?,第五步,请同学们找出掷硬币时“正面朝上”这个事件发生的规律性.,探究:如果同学们再重复一次上面的试验,全班的汇总结果还会和这次的汇总结果一致吗?如果不一致,你能说出原因吗?,在相同的条件S下重复n次试验,观察某一事件A是否出现,若某一事件A出现的次数为nA,则称nA为事件A出现的频数,那么事件A出现的频率fn(A)等于什么?,频率的取值范围是什么?,必然事件出现的频率为1,不可能事件出现的频率为0.所以频率的取值范围是【0,1】,历史上一些掷硬币的试
6、验结果,在上述抛掷硬币的试验中,正面向上发生的频率的稳定值为多少?,历史上一些掷硬币的试验结果,我们看到,当试验次数很多时,出现正面的频率值在0.5附近摆动.,事件A发生的频率较稳定,在区间【0,1】中的某个常数上.,上述试验表明,随机事件A在每次试验中是否发生是不能预知的,但是在大量重复试验后,随着试验次数的增加,事件A发生的频率呈现出一定的规律性,这个规律性是如何体现出来的?,事件A发生的频率较稳定,在区间【0,1】中的某个常数上.,这个常数越接近于1,表明事件A发生的频率越大,频数就越多,所以它发生的可能性越大.,反过来,事件发生的可能性越小,频数就越少,频率就越小,这个常数也就越小.,
7、因此,我们可以用这个常数来度量事件A发生的可能性的大小,那么在上述抛掷硬币的试验中,正面向上发生的概率是多少?,对于给定的随机事件A,在大量重复试验中发生的频率fn(A)趋于稳定,在某个常数附近摆动,因此可以用这个常数来度量事件A发生的可能性的大小,并把这个常数叫做事件A发生的概率,记作P(A).,P(正面朝上)=0.5,对于给定的随机事件A,发生的频率fn(A)是不是不变的?事件A发生的概率P(A)是不是不变的?它们之间有什么区别与联系?.,频率具有随机性,做同样次数的重复试验,事件A发生的频率可能不相同;概率是一个确定的数,是客观存在的,与每次试验无关.,在实际问题中,随机事件A发生的概率
8、往往是未知的(如在一定条件下射击命中目标的概率),你如何得到事件A发生的概率?,通过大量重复试验得到事件A发生的频率的稳定值,即概率.,我们研究的是那些在相同条件下可以进行大量重复试验的随机事件,它们都具有频率稳定性.,练习:一个地区从某年起几年之内的新生儿数及其中男婴数如下:,(1)填写表中男婴出生的频率(结果保留到小数点后第3位);(2)这一地区男婴出生的概率约是多少?,小结,1、必然事件、不可能事件、确定事件、随机事件、频数、频率、概率的概念.,2、概率是频率的稳定值,根据随机事件发生的频率只能得到概率的估计值.,3、随机事件A在每次试验中是否发生是不能预知的,但是在大量重复试验后,随着
9、试验次数的增加,事件A发生的频率逐渐稳定在区间0,1内的某个常数上(即事件A的概率),概率就是用来度量某事件发生的可能性大小的量.,4、任何事件的概率是01之间的一个确定的数,小概率(接近0)事件很少发生,大概率(接近1)事件则经常发生,知道随机事件的概率的大小有利于我们作出正确的决策.,概率的含义,3.1.2,思考:有人说,既然抛掷枚质地均匀的硬币,出现正、反面的概率都是0.5,那么连续两次抛掷一枚硬币,一定是出现一次正面和一次反面,你认为这种想法正确吗?,试验:全班同学各取一枚同样的硬币,连续抛掷两次,观察它落地后的朝向.将全班同学的试验结果汇总,有多少种可能发生的结果?你有什么发现?,有
10、三种可能的结果:“两次正面朝上”,“两次反面朝上”,“一次正面朝上,一次反面朝上”.,这正体现了随机事件发生的随机性.,“两次正面朝上”的频率约为0.25,“两次反面朝上” 的频率约为0.25,“一次正面朝上,一次反面朝上” 的频率约为0.5.,探究:全班同学各取一枚同样的硬币,连续抛掷两次,观察它落地后的朝向,并记录结果.重复上面的过程10次,将全班同学的试验结果汇总,计算三种结果发生的频率,你有什么发现?,随机事件在一次试验中发生与否是随机的,但随机性中含有规律性.,试验:把同样大小的9个白色乒乓球和1个黄色乒乓球放在一个袋中,每次从中随机摸出1球后再放回,一共摸10次,观察是否一定至少有
11、1次摸到黄球,说明你的理由.,不一定.摸10次球相当于做10次重复试验,因为每次试验的结果都是随机的,所以摸10次球的结果也是随机的.可能有两次或两次以上摸到黄球,也可能没有一次摸到黄球,摸到黄球的概率为 1-0.9100.6513.,思考:如果某种彩票的中奖概率为0.1%,那么买1000张这种彩票一定能中奖吗?为什么?(假设该彩票有足够多的张数.),不一定,摸1000次彩票相当于做1000次重复试验,因为每次试验的结果都是随机的,所以摸1000次彩票的结果也是随机的.可能有一次或两次以上摸到,也可能没有一次摸到. 买1000张这种彩票的中奖概率约为1-0.99910000.632,即有63.
12、2%的可能性中奖,但不能肯定中奖.,探究:某中学高一年级有12个班,要从中选2个班代表学校参加某项活动.由于某种原因,一班必须参加,另外再从二至十二班中选1个班.有人提议用如下的方法:掷两个骰子得到的点数和是几,就选几班,你认为这种方法公平吗?哪个班被选中的概率最大?,不公平,因为各班被选中的概率不全相等,七班被选中的概率最大.,思考:如果连续10次掷一枚骰子,结果都是出现1点,你认为这枚骰子的质地是均匀的吗?为什么?,这枚骰子的质地不均匀,标有6点的那面比较重,会使出现1点的概率最大,更有可能连续10次都出现1点. 如果这枚骰子的质地均匀,那么抛掷一次出现1点的概率为1/10,连续10次都出
13、现1点的概率为0.000000016538.这是一个小概率事件,几乎不可能发生.,思考:如果连续10次掷一枚骰子,结果都是出现1点,你认为这枚骰子的质地是均匀的吗?为什么?,现在我们面临两种可能的决策:一种是这枚骰子的质地均匀,一种是不均匀.当连续10次投掷这枚骰子,结果都是出现1点,这时我们更愿意接受第二种情况:这枚骰子靠近6点的那面比较重.原因是在第二种假设下,更有可能出现10个1点.,思考:如果连续10次掷一枚骰子,结果都是出现1点,你认为这枚骰子的质地是均匀的吗?为什么?,如果我们面临的是从多个可选答案中挑选正确答案的决策任务,那么“使得样本出现的可能性最大”可以作为决策的准则,这种判
14、断问题的方法称为极大似然法.,极大似然法是统计中重要的统计思想方法之一.,思考:某地气象局预报说,明天本地降水概率为70%.你认为下面两个解释中哪一个能代表气象局的观点?,降水概率降水区域;明天本地下雨的可能性为70%.,明天本地有70%的区域下雨,30%的区域不下雨;,明天本地下雨的机会是70%.,思考:天气预报说昨天的降水概率为 90,结果昨天连一点雨也没下,能否认为这次天气预报不准确?学了概率后,你能给出解释吗?,不能认为这次天气预报不准确,概率为90的事件指发生的可能性很大,但“明天下雨”是随机事件,也有可能不发生.,试验与发现:奥地利遗传学家孟德尔从1856年开始用豌豆作试验,他把黄
15、色和绿色的豌豆杂交,第一年收获的豌豆都是黄色的.第二年,他把第一年收获的黄色豌豆再种下,收获的豌豆既有黄色的又有绿色的.同样他把圆形和皱皮豌豆杂交,第一年收获的豌豆都是圆形的.第二年,他把第一年收获的圆形豌豆再种下,收获的豌豆却既有圆形豌豆,又有皱皮豌豆.类似地,他把长茎的豌豆与短茎的豌豆杂交,第一年长出来的都是长茎的豌豆. 第二年,他把这种杂交长茎豌豆再种下,得到的却既有长茎豌豆,又有短茎豌豆.试验的具体数据如下:,豌豆杂交试验的子二代结果,孟德尔的豌豆实验表明,外表完全相同的豌豆会长出不同的后代,并且每次试验的结果比例都很稳定,比例都接近31,这种现象是偶然的,还是必然的?我们希望用概率思
16、想作出合理解释.,遗传机理中的统计规律:(1)纯黄色和纯绿色的豌豆均有两个特征, 用符号YY代表纯黄色豌豆的两个特征, 符号yy代表纯绿色豌豆的两个特征.,(2)当杂交时,下一代是从父母辈中各随机地选取一个特征组成自己的两个特征. 于是第一年收获的豌豆特征为:Yy.,(3)把第一代杂交豌豆再种下时,下一代同样是 从父母辈中各随机地选取一个特征组成自己的两个特 征,所以第二年收获的豌豆特征为: YY,Yy,yy.,黄色豌豆(YY,Yy)绿色豌豆(yy)31,(4)对于豌豆的颜色来说Y是显性因子,y是隐性因子.当显性因子与隐性因子组合时,表现显性因子的特性,即YY,Yy都呈黄色;当两个隐性因子组合
17、时才表现隐性因子的特性,即yy呈绿色在第二代中YY,Yy,yy出现的概率分别是多少?黄色豌豆与绿色豌豆的数量比约为多少?,YY,yy都是 ,Yy是,小结,1、概率的正确理解.,2、游戏的公平性.,3、决策中的概率思想.,4、天气预报中的概率解释.,5、孟德尔的遗传试验与遗传机理中的统计规律.,概率的基本性质,3.1.3,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6, E出现的点数小于7,F出现的点数大于6, G出现的点数为偶数, H出现的
18、点数为奇数,等等.,上述事件中哪些是必然事件?哪些是随机事件?哪些是不可能事件?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6, E出现的点数小于7,F出现的点数大于6, G出现的点数为偶数, H出现的点数为奇数,等等.,你能写出这个试验中出现的其他一些事件吗?类比集合与集合的关系、运算,你能发现它们之间的关系与运算吗?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C
19、6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6, E出现的点数小于7,F出现的点数大于6, G出现的点数为偶数, H出现的点数为奇数,等等.,如果事件C1发生,则一定有哪些事件发生?在集合中,集合C1与这些集合之间的关系怎样描述?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6, E出现的点数小于7,F出现的点数大于6, G出现的点数为偶数, H出现的点数为奇数,等等.,如果事件C1发生,则事件H一定发
20、生,类比集合之间的关系,我们说事件H包含事件C1,记作HC1.,两个集合之间存在着包含与相等的关系,集合可以进行交、并、补运算,你还记得子集、等集、交集、并集和补集的含义及其符号表示吗?,我们可以把一次试验可能出现的结果看成一个集合(如连续抛掷两枚硬币),那么必然事件对应全集,随机事件对应子集,不可能事件对应空集,,可以类比集合的关系与运算,分析事件之间的关系与运算,使我们对概率有进一步的理解和认识,不可能事件用表示.,一般地,对于事件A与事件B,如果事件A发生,则事件B一定发生,,任何事件都包含不可能事件.,这时称事件B包含事件A(或称事件A包含于事件B),记作 B A ( 或A B ).,
21、探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6,E出现的点数小于7,F出现的点数大于6,G出现的点数为偶数,H出现的点数为奇数,等等.,如果事件C1发生,则还有哪些事件发生?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6,E出现的点数小于7,F出现的点数大于6,G出现的点数为偶数,H出
22、现的点数为奇数,等等.,分析事件C1与事件D1之间的包含关系,按集合观点这两个事件之间的关系应怎样描述?,若BA,且AB,则称事件A与事件B相等, 记作A=B.,如果事件C1发生,则事件D1一定发生,反过来也对,这时我们说这两个事件相等,记作C1=D1,B(A),探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6,E出现的点数小于7,F出现的点数大于6,G出现的点数为偶数,H出现的点数为奇数,等等.,如果事件C5发生或C6发生,就意味着哪个事件
23、发生?反之成立吗?,事件D2发生当且仅当事件C5或事件C6发生,C5和C6的并事件就是事件D2.,若某事件发生,当且仅当事件A发生或事件B发生,则称此事件为事件A与事件B的并事件(或和事件),记作 AB(或A+B).,类似地,若某事件发生当且仅当事件A发生且事件B发生,则称此事件为事件A与事件B的交事件(或积事件),记作AB(或AB),在上述事件中能找出这样的例子吗?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6,E出现的点数小于7,F出
24、现的点数大于6,G出现的点数为偶数,H出现的点数为奇数,等等.,有没有某事件发生当且仅当事件A发生且事件B发生的情况?,D2D3=C5,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6,E出现的点数小于7,F出现的点数大于6,G出现的点数为偶数,H出现的点数为奇数,等等.,两个事件的交事件也可能为不可能事件,在上述事件中能找出这样的例子吗?,两个集合的交可能为空集,两个事件的交事件也可能为不可能事件,即AB,此时,称事件A与事件B互斥.,事件
25、A与事件B在任何一次试验中不会同时发生.,事件A与事件B互斥的含义怎样理解?,若AB为不可能事件,AB为必然事件,那么称事件A与事件B互为对立事件.,事件A与事件B在任何一次试验中有且只有一个发生.,事件A与事件B互为对立事件的含义怎样理解?,探究:在掷骰子试验中,可以定义许多事件: C1出现1点,C2出现2点, C3出现3点,C4出现4点, C5出现5点,C6出现6点, D1出现的点数不大于1, D2出现的点数大于4, D3出现的点数小于6, E出现的点数小于7,F出现的点数大于6, G出现的点数为偶数, H出现的点数为奇数,等等.,在上述事件中能找出互为对立事件吗?,互斥事件与对立事件的区
26、别与联系,互斥事件是指事件A与事件B在一次试验中不会同时发生,其具体包括三种不同的情形: (1)事件A发生且事件B不发生; (2)事件A不发生且事件B发生; (3)事件A与事件B同时不发生.,对立事件是指事件A与事件B有且仅有一个发生,其包括两种情形;(1)事件A发生事件B不发生;(2)事件B发生事件A不发生.,对立事件是互斥事件的特殊情形.,探究:事件的关系、运算与集合的关系、运算十分类似,在它们之间可以建立一个对应关系.如事件A与B之并对应于两个集合的并AB,事件A与B之交对应于两个集合的交AB因此,可以从集合的观点来看待事件.请同学们找出事件与集合之间的其它对应关系.,概率的几个基本性质
27、,1.概率P(A)的取值范围,(1)0P(A)1.,(2)必然事件的概率是1.,(3)不可能事件的概率是0.,2.概率的加法公式:,如果事件A与事件B互斥,则 P(A B)= P(A) + P(B),若事件A,B为对立事件,则 P(B)=1P(A),3.对立事件的概率公式,例:某射手射击一次,射中10环、9环、8环、7环的概率分别是0.24、0.28、0.19、0.16,计算这名射手射击一次,(1)射中10环或9环的概率;,(2)至多射中7环的概率.,解:(1)设事件为“射中10环”,,事件为“射中环”,则和是互斥事件,所以射中10环或9环的概率,P(A)P(B)0.52,例:某射手射击一次,
28、射中10环、9环、8环、7环的概率分别是0.24、0.28、0.19、0.16,计算这名射手射击一次,(1)射中10环或9环的概率;,(2)至多射中7环的概率.,解:(2)设事件为“至多射中环”,,事件为“射中环或环以上”,,则和是对立事件,所以P(C)1P(D)1(0.190.52)0.29,即至多射中7环的概率是0.29,P(C)=P(AB)= P(A)P(B)=0.5,,练习:如果从不包括大小王的52张扑克牌中随机抽取一张,那么取到红心(事件A)的概率是 ,取到方片(事件B)的概率是 ,问:(l)取到红色牌(事件C)的概率是多少? (2)取到黑色牌(事件D)的概率是多少?,P(D)=1- P(C)=0.5.,小结,1、事件的各种关系与运算,如事件的包含关系,事件的交、并,互斥事件和互为对立事件,可以类比集合的关系与运算.,2、概率的几个基本性质,