10.1.4 概率的基本性质

一、刷基础

1.(多选)下列说法正确的是(      )(多选)

A.甲、乙、丙三位同学都想去参加一个公益活动,抽签决定谁去,则先抽的概率大些

B.若事件 $ A $ 发生的概率为 $ P(A) $ ,则 $ 0\leqslant P(A)\leqslant 1 $

C.如果事件 $ A $ 与事件 $ B $ 互斥,那么一定有 $ P(A)+P(B)=1 $

D.已知事件 $ A $ 发生的概率为 $ P(A)=0.3 $ ,则它的对立事件 $ \overline{A} $ 发生的概率 $ P(\overline{A})=0.7 $

答案:BD
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,甲、乙、丙三位同学抽签决定谁去,则每位同学被抽到的概率都是 $ \dfrac{1}{3} $ ,故 $ \mathrm{A} $ 错误;对于 $ \mathrm{B} $ ,由概率的性质可知, $ 0\leqslant P(A)\leqslant 1 $ ,故 $ \mathrm{B} $ 正确;

对于 $ \mathrm{C} $ ,如果事件 $ A $ 与事件 $ B $ 对立,那么一定有 $ P(A)+P(B)=1 $ ,但互斥事件不一定对立,故 $ \mathrm{C} $ 错误;对于 $ \mathrm{D} $ ,因为事件 $ A $ 发生的概率为 $ P(A)=0.3 $ ,所以它的对立事件 $ \overline{A} $ 发生的概率 $ P(\overline{A})=1-0.3=0.7 $ ,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{B}\mathrm{D} $ .


2.下列说法正确的是(      )

A.事件 $ A $ , $ B $ 满足 $ P(A)+P(B)=1 $ ,则 $ A $ , $ B $ 是对立事件

B.互斥事件一定是对立事件

C.若事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ 两两互斥,则 $ P(A)+P(B)+P(C)=1 $

D.若 $ A\cap B $ 为不可能事件,则 $ P(A\cup B)=P(A)+P(B) $

答案:D
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ 选项,例如在编号为1,2,3,4,5的小球中任取一球,

定义事件 $ A: $ 所取小球的编号不小于3,定义事件 $ B: $ 所取小球的编号不小于4,显然 $ A $ , $ B $ 不是对立事件,但 $ P(A)+P(B)=\dfrac{3}{5}+\dfrac{2}{5}=1 $ ,故 $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ 选项,互斥事件不一定是对立事件,但对立事件一定是互斥事件,故 $ \mathrm{B} $ 错误;

对于 $ \mathrm{C} $ 选项,若事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ 两两互斥,则 $ P(A)+P(B)+P(C)=P(A\cup B\cup C)\leqslant 1 $ ,故 $ \mathrm{C} $ 错误;

对于 $ \mathrm{D} $ 选项,若 $ A\cap B $ 为不可能事件,则 $ P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)=P(A)+P(B) $ ,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{D} $ .


3.已知事件 $ A $ , $ B $ 互斥, $ A $ , $ B $ 都不发生的概率为 $ \dfrac{1}{4} $ ,且 $ P(A)=3P(B) $ ,则 $ P(\overline{A})= $ (      )

A. $ \dfrac{1}{3} $

B. $ \dfrac{2}{3} $

C. $ \dfrac{7}{16} $

D. $ \dfrac{9}{16} $

答案:C
解析:

因为事件 $ A $ , $ B $ 互斥, $ A $ , $ B $ 都不发生的概率为 $ \dfrac{1}{4} $ ,

所以 $ P(A)+P(B)=1-\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4} $ ,而 $ P(A)=3P(B) $ ,解得 $ P(A)=\dfrac{9}{16} $ , $ P(B)=\dfrac{3}{16} $ ,

所以 $ P(\overline{A})=1-P(A)=1-\dfrac{9}{16}=\dfrac{7}{16} $ ,故选 $ \mathrm{C} $ .


4.甲、乙两人下棋,和棋的概率为 $ \dfrac{1}{2} $ ,乙获胜的概率为 $ \dfrac{1}{3} $ ,则下列说法错误的是(      )(多选)

A.甲获胜的概率是 $ \dfrac{1}{6} $

B.甲不输的概率是 $ \dfrac{1}{2} $

C.乙输的概率是 $ \dfrac{2}{3} $

D.乙不输的概率是 $ \dfrac{1}{2} $

答案:BCD
解析:

“甲获胜”是“和棋或乙获胜”的对立事件,所以“甲获胜”的概率是 $ 1-\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{3}=\dfrac{1}{6} $ ,故 $ \mathrm{A} $ 正确;设甲不输为事件 $ A $ ,则事件 $ A $ 是“甲获胜”和“和棋”这两个互斥事件的并事件,所以 $ P(A)=\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{2}=\dfrac{2}{3} $ ,故 $ \mathrm{B} $ 错误;“乙输”的概率即“甲获胜”的概率,为 $ \dfrac{1}{6} $ ,故 $ \mathrm{C} $ 错误;设乙不输为事件 $ B $ ,则事件 $ B $ 是“乙获胜”和“和棋”这两个互斥事件的并事件,所以 $ P(B)=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{2}=\dfrac{5}{6} $ ,故 $ \mathrm{D} $ 错误.故选 $ \mathrm{B}\mathrm{C}\mathrm{D} $ .


5.袋子中装有4个大小、质地完全相同的球,其中1个红球、1个黄球、2个蓝球.从中任取2个小球,则这两个小球的颜色不同的概率为(      )

A. $ \dfrac{1}{3} $

B. $ \dfrac{2}{3} $

C. $ \dfrac{1}{6} $

D. $ \dfrac{5}{6} $

答案:D
解析:

由题易知,从1个红球、1个黄球、2个蓝球的小球中任取2个小球,总的样本点有6个,取出的这两个小球的颜色相同的情况只有1种,所以这两个小球的颜色相同的概率为 $ \dfrac{1}{6} $ ,故这两个小球的颜色不同的概率为 $ 1-\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6} $ .


6.已知事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ 两两互斥,且 $ P(A)=0.3 $ , $ P(\overline{B})=0.6 $ , $ P(C)=0.2 $ ,则 $ P(A\cup B\cup C)= $     .

答案:

0.9

解析:

由题意得 $ P(B)=1-P(\overline{B})=0.4 $ ,则 $ P(A\cup B\cup C)=P(A)+P(B)+P(C)=0.9 $ .


7.已知 $ P(A)=0.5 $ , $ P(B)=0.3 $ .

(1) 如果 $ B\subseteq A $ ,那么 $ P(A\cup B)= $     , $ P(AB)= $     

(2) 如果 $ A $ , $ B $ 互斥,那么 $ P(A\cup B)= $     , $ P(AB)= $     .

答案:

(1) 0.5;0.3

(2) 0.8;0

解析:

(1) 如果 $ B\subseteq A $ ,那么 $ A\cup B=A $ , $ A\cap B=B $ ,所以 $ P(A\cup B)=P(A)=0.5 $ , $ P(AB)=P(B)=0.3 $ .

(2) 如果 $ A $ , $ B $ 互斥,那么 $ A\cap B=⌀ $ ,所以 $ P(A\cup B)=P(A)+P(B)=0.5+0.3=0.8 $ , $ P(AB)=0 $ .


8.甲、乙、丙、丁四人参加 $ 4×100 $ 米接力赛,他们跑每一棒的概率均为 $ \dfrac{1}{4} $ ,则甲跑第一棒或乙跑第四棒的概率为      .

答案:

$ \dfrac{5}{12} $

解析:

设事件 $ A= $ “甲跑第一棒”,事件 $ B= $ “乙跑第四棒”,

则 $ P(A)=\dfrac{1}{4} $ , $ P(B)=\dfrac{1}{4} $ .

记甲跑第 $ x $ 棒,乙跑第 $ y $ 棒为 $ (x,y) $ ,则共有12种可能结果: $ (1,2) $ , $ (1,3) $ , $ (1,4) $ , $ (2,1) $ , $ (2,3) $ , $ (2,4) $ , $ (3,1) $ , $ (3,2) $ , $ (3,4) $ , $ (4,1) $ , $ (4,2) $ , $ (4,3) $ .

甲跑第一棒,乙跑第四棒只有一种结果,即 $ (1,4) $ ,故 $ P(AB)=\dfrac{1}{12} $ .所以甲跑第一棒或乙跑第四棒的概率为 $ P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)=\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{12}=\dfrac{5}{12} $ .


9.某射手在一次射击中命中9环的概率是 $ 0.28 $ ,命中8环的概率是 $ 0.19 $ ,命中不够8环的概率是 $ 0.29 $ ,计算这个射手在一次射击中命中9环或10环的概率.

答案:

【解】记“这个射手在一次射击中命中10环或9环”为事件 $ A $ ,命中10环、9环、8环、不够8环分别为事件 $ {A}_{1} $ , $ {A}_{2} $ , $ {A}_{3} $ , $ {A}_{4} $ .由题意知, $ {A}_{2} $ , $ {A}_{3} $ , $ {A}_{4} $ 彼此互斥,

$ \therefore P({A}_{2}+{A}_{3}+{A}_{4})=P({A}_{2})+P({A}_{3})+P({A}_{4})=0.28+0.19+0.29=0.76. $

又 $ \because {A}_{1} $ 与 $ {A}_{2}+{A}_{3}+{A}_{4} $ 互为对立事件,

$ \therefore P({A}_{1})=1-P({A}_{2}+{A}_{3}+{A}_{4})=1-0.76=0.24 $ .

$ \because {A}_{1} $ 与 $ {A}_{2} $ 互斥,且 $ A={A}_{1}+{A}_{2} $ ,

$ \therefore P(A)=P({A}_{1}+{A}_{2})=P({A}_{1})+P({A}_{2})=0.24+0.28=0.52 $ .

解析:

二、刷提升

1.若某群体中的成员会用现金支付的概率为 $ 0.60 $ ,会用非现金支付的概率为 $ 0.55 $ ,则会用现金支付也会用非现金支付的概率为(      )

A.0.10

B.0.15

C.0.40

D.0.45

答案:B
解析:

设成员会用现金支付为事件 $ A $ ,会用非现金支付为事件 $ B $ ,则 $ A\cap B $ 为既会用现金支付也会用非现金支付, $ P(A)=0.6 $ , $ P(B)=0.55 $ ,则 $ P(A\cup B)=1 $ ,则 $ P(A\cap B)=P(A)+P(B)-P(A\cup B)=0.6+0.55-1=0.15 $ .故选 $ \mathrm{B} $ .


2.若随机事件 $ A $ , $ B $ 互斥, $ A $ , $ B $ 发生的概率均不等于0,且 $ P(A)=2-3a $ , $ P(B)=2a-\dfrac{1}{2} $ ,则实数 $ a $ 的取值范围是(      )

A. $ (\dfrac{1}{3},\dfrac{2}{3}) $

B. $ (\dfrac{1}{2},\dfrac{2}{3}) $

C. $ (\dfrac{1}{4},\dfrac{2}{3}) $

D. $ [\dfrac{1}{2},\dfrac{2}{3}) $

答案:D
解析:

因为 $ A $ , $ B $ 互斥,且 $ A $ , $ B $ 发生的概率均不为0,所以 $ \begin{cases}0 < 2-3a < 1,\\ 0 < 2a-\dfrac{1}{2} < 1,\\ 0 < 2-3a+2a-\dfrac{1}{2}\leqslant 1,\end{cases} $

解得 $ \dfrac{1}{2}\leqslant a < \dfrac{2}{3} $ ,所以实数 $ a $ 的取值范围是 $ [\dfrac{1}{2},\dfrac{2}{3}) $ .故选 $ \mathrm{D} $ .


3.某学校成立了数学、英语、音乐3个课外兴趣小组,3个小组分别有39,32,33个成员,一些成员参加了不止一个小组,具体情况如图所示.现随机选取一个成员,则(      )

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A.他只属于音乐小组的概率为 $ \dfrac{1}{13} $

B.他只属于英语小组的概率为 $ \dfrac{8}{15} $

C.他属于至少2个小组的概率为 $ \dfrac{3}{5} $

D.他属于不超过2个小组的概率为 $ \dfrac{13}{15} $

答案:CD
解析:

由题图知参加兴趣小组的共有 $ 6+7+8+8+10+10+11=60 $ (人),只属于数学、英语、音乐小组的人数分别为10,6,8,故只属于音乐小组的概率为 $ \dfrac{8}{60}=\dfrac{2}{15} $ ,只属于英语小组的概率为 $ \dfrac{6}{60}=\dfrac{1}{10} $ .“至少2个小组”包含“2个小组”和“3个小组”两种情况,故他属于至少2个小组的概率为 $ \dfrac{11+10+7+8}{60}=\dfrac{3}{5} $ .“不超过2个小组”包含“1个小组”和“2个小组”,其对立事件是“3个小组”,故他属于不超过2个小组的概率 $ P=1-\dfrac{8}{60}=\dfrac{13}{15} $ .故选 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ .

规律方法

对于复杂事件的概率也可以先求对立事件的概率,进而再求所求事件的概率,这也就是我们常说的“正难则反”.


4.已知事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ 两两互斥,若 $ P(A)=\dfrac{1}{5} $ , $ P(A\cup B)=\dfrac{8}{15} $ , $ P(A\cup C)=\dfrac{9}{20} $ ,则 $ P(B\cup C)= $       .

答案:

$ \dfrac{7}{12} $

解析:

因为事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ 两两互斥,所以 $ P(A\cup B)=P(A)+P(B)=\dfrac{8}{15} $ ,

又因为 $ P(A)=\dfrac{1}{5} $ ,所以 $ P(B)=\dfrac{8}{15}-\dfrac{1}{5}=\dfrac{1}{3} $ ,同理可得 $ P(C)=\dfrac{1}{4} $ ,

所以 $ P(B\cup C)=P(B)+P(C)=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{4}=\dfrac{7}{12} $ .


5.已知一个古典概型试验中,事件 $ A $ 发生的概率为 $ P(A)=\dfrac{1}{4} $ ,事件 $ B $ 发生的概率为 $ P(B)=\dfrac{1}{3} $ ,且事件 $ A $ 和事件 $ B $ 的并事件发生的概率为 $ P(A\cup B)=\dfrac{1}{2} $ .

(1) 求事件 $ A $ 和事件 $ B $ 同时发生的概率 $ P(A\cap B) $ ;

(2) 若事件 $ C $ 是事件 $ A $ 的对立事件,求事件 $ C $ 和事件 $ B $ 同时发生的概率 $ P(C\cap B) $ ;

(3) 若事件 $ D $ 是事件 $ A $ 和事件 $ B $ 的交事件的对立事件,求事件 $ D $ 发生的概率 $ P(D) $ .

答案:

(1) 【解】由概率的加法公式,可得 $ P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B) $ ,

则 $ P(A\cap B)=P(A)+P(B)-P(A\cup B)=\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{3}-\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{12} $ .

(2) 因为事件 $ C $ 是事件 $ A $ 的对立事件,所以 $ B=(A\cap B)\cup (C\cap B) $ ,

依题意,事件 $ A\cap B $ 与事件 $ C\cap B $ 互斥,则 $ P(B)=P(A\cap B)+P(C\cap B) $ ,

即 $ \dfrac{1}{3}=\dfrac{1}{12}+P(C\cap B) $ ,解得 $ P(C\cap B)=\dfrac{1}{4} $ .

(3) 事件 $ D $ 是事件 $ A $ 和事件 $ B $ 的交事件的对立事件,

则 $ P(D)=1-P(A\cap B)=1-\dfrac{1}{12}=\dfrac{11}{12} $ .

解析:

6.已知盒中有大小、质地相同的红球、黄球、蓝球共4个,从中任取一球,得到红球或黄球的概率是 $ \dfrac{3}{4} $ ,得到黄球或蓝球的概率是 $ \dfrac{1}{2} $ .

(1) 求盒中红球、黄球、蓝球的个数.

(2) 随机试验:从盒中有放回地取球两次,每次任取一球记下颜色.

(ⅰ) 写出该试验的样本空间 $ \mathrm{\Omega } $ .

(ⅱ) 设置游戏规则如下:若取到两个球颜色相同则甲胜,否则乙胜.从概率的角度,判断这个游戏是否公平,请说明理由.

答案:

(1) 【解】从盒中任取一球,分别记得到红球、黄球、蓝球为事件 $ A $ , $ B $ , $ C $ ,

因为 $ A $ , $ B $ , $ C $ 为两两互斥事件,

所以由已知得 $ \begin{cases}P(A)+P(B)+P(C)=1,\\ P(A)+P(B)=\dfrac{3}{4},\\ P(B)+P(C)=\dfrac{1}{2},\end{cases} $

解得 $ \begin{cases}P(A)=\dfrac{1}{2},\\ P(B)=\dfrac{1}{4},\\ P(C)=\dfrac{1}{4}.\end{cases} $

所以盒中红球、黄球、蓝球的个数分别是2,1,1.

(2) (ⅰ) 由(1)知盒中红球、黄球、蓝球的个数分别为2,1,1,不妨用1,2表示红球,用 $ a $ 表示黄球,用 $ b $ 表示蓝球, $ m $ 表示第一次取出的球, $ n $ 表示第二次取出的球, $ (m,n) $ 表示试验的样本点, 则样本空间 $ \mathrm{\Omega }={(1,1) $ , $ (1,2) $ , $ (1,a) $ , $ (1,b) $ , $ (2,1) $ , $ (2,2) $ , $ (2,a) $ , $ (2,b) $ , $ (a,1) $ , $ (a,2) $ , $ (a,a) $ , $ (a,b) $ , $ (b,1) $ , $ (b,2) $ , $ (b,a) $ , $ (b,b)} $ .

(ⅱ) 由 $ (\mathrm{i}) $ 得 $ n(\mathrm{\Omega })=16 $ ,记“取到两个球颜色相同”为事件 $ M $ ,“取到两个球颜色不相同”为事件 $ N $ ,则 $ n(M)=6 $ ,所以 $ P(M)=\dfrac{6}{16}=\dfrac{3}{8} $ ,所以 $ P(N)=1-P(M)=1-\dfrac{3}{8}=\dfrac{5}{8} $ .

因为 $ \dfrac{5}{8} > \dfrac{3}{8} $ ,所以此游戏不公平.

解析: