Теория вероятности формулы и примеры решения егэ. Теория вероятностей. Теорема сложения вероятностей

Мы начнем с простых задач и основных понятий теории вероятностей.
Случайным называется событие, которое нельзя точно предсказать заранее. Оно может либо произойти, либо нет.
Вы выиграли в лотерею - случайное событие. Пригласили друзей отпраздновать выигрыш, а они по дороге к вам застряли в лифте - тоже случайное событие. Правда, мастер оказался поблизости и освободил всю компанию через десять минут - и это тоже можно считать счастливой случайностью…

Наша жизнь полна случайных событий. О каждом из них можно сказать, что оно произойдет с некоторой вероятностью . Скорее всего, вы интуитивно знакомы с этим понятием. Теперь мы дадим математическое определение вероятности.

Начнем с самого простого примера. Вы бросаете монетку. Орел или решка?

Такое действие, которое может привести к одному из нескольких результатов, в теории вероятностей называют испытанием .

Орел и решка - два возможных исхода испытания.

Орел выпадет в одном случае из двух возможных. Говорят, что вероятность того, что монетка упадет орлом, равна .

Бросим игральную кость. У кубика шесть граней, поэтому возможных исходов тоже шесть.

Например, вы загадали, что выпадет три очка. Это один исход из шести возможных. В теории вероятностей он будет называться благоприятным исходом .

Вероятность выпадения тройки равна (один благоприятный исход из шести возможных).

Вероятность четверки - тоже

А вот вероятность появления семерки равна нулю. Ведь грани с семью точками на кубике нет.

Вероятность события равна отношению числа благоприятных исходов к общему числу исходов.

Очевидно, что вероятность не может быть больше единицы.

Вот другой пример. В пакете яблок, из них - красные, остальные - зеленые. Ни формой, ни размером яблоки не отличаются. Вы запускаете в пакет руку и наугад вынимаете яблоко. Вероятность вытащить красное яблоко равна , а зеленое - .

Вероятность достать красное или зеленое яблоко равна .

Определение вероятности. Простые задачи из вариантов ЕГЭ.

Разберем задачи по теории вероятностей, входящие в сборники для подготовки к ЕГЭ.

В фирме такси в данный момент свободно машин: красных, желтых и зеленых. По вызову выехала одна из машин, случайно оказавшихся ближе всего к заказчице. Найдите вероятность того, что к ней приедет желтое такси.

Всего имеется машин, то есть к заказчице приедет одна из пятнадцати. Желтых - девять, и значит, вероятность приезда именно желтой машины равна , то есть .

В сборнике билетов по биологии всего билетов, в двух из них встречается вопрос о грибах. На экзамене школьнику достаётся один случайно выбранный билет. Найдите вероятность того, что в этом билете не будет вопроса о грибах.

Очевидно, вероятность вытащить билет без вопроса о грибах равна , то есть .

Родительский комитет закупил пазлов для подарков детям на окончание учебного года, из них с картинами известных художников и с изображениями животных. Подарки распределяются случайным образом. Найдите вероятность того, что Вовочке достанется пазл с животным.

Задача решается аналогично.

Ответ: .

В чемпионате по гимнастике участвуют спортсменок: из России, из США, остальные - из Китая. Порядок, в котором выступают гимнастки, определяется жребием. Найдите вероятность того, что спортсменка, выступающая последней, окажется из Китая.

Давайте представим, что все спортсменки одновременно подошли к шляпе и вытянули из нее бумажки с номерами. Кому-то из них достанется двадцатый номер. Вероятность того, что его вытянет китайская спортсменка, равен (поскольку из Китая - спортсменок). Ответ: .

Ученика попросили назвать число от до . Какова вероятность того, что он назовет число кратное пяти?

Каждое пятое число из данного множества делится на . Значит, вероятность равна .

Брошена игральная кость. Найдите вероятность того, что выпадет нечетное число очков.

Нечетные числа; - четные. Вероятность нечетного числа очков равна .

Ответ: .

Монета брошена три раза. Какова вероятность двух «орлов» и одной «решки»?

Заметим, что задачу можно сформулировать по-другому: бросили три монеты одновременно. На решение это не повлияет.

Как вы думаете, сколько здесь возможных исходов?

Бросаем монету. У этого действия два возможных исхода: орел и решка

Две монеты - уже четыре исхода:

Три монеты? Правильно, исходов, так как .

Два орла и одна решка выпадают в трех случаях из восьми.

Ответ: .

В случайном эксперименте бросают две игральные кости. Найдите вероятность того, что в сумме выпадет очков. Результат округлите до сотых.

Бросаем первую кость - шесть исходов. И для каждого из них возможны еще шесть - когда мы бросаем вторую кость.

Получаем, что у данного действия - бросания двух игральных костей - всего возможных исходов, так как .

А теперь - благоприятные исходы:

Вероятность выпадения восьми очков равна .

Стрелок попадает в цель с вероятностью . Найдите вероятность того, что он попадёт в цель четыре раза выстрела подряд.

Если вероятность попадания равна - следовательно, вероятность промаха . Рассуждаем так же, как и в предыдущей задаче. Вероятность двух попадания подряд равна . А вероятность четырех попаданий подряд равна .

Вероятность: логика перебора.

В кармане у Пети было монеты по рублей и монеты по рублей. Петя, не глядя, переложил какие-то монеты в другой карман. Найдите вероятность того, что пятирублевые монеты лежат теперь в разных карманах.

Мы знаем, что вероятность события равна отношению числа благоприятных исходов к общему числу исходов. Но как посчитать все эти исходы?

Можно, конечно, обозначить пятирублевые монеты цифрами , а десятирублевые цифрами - а затем посчитать, сколькими способами можно выбрать три элемента из набора .

Однако есть более простое решение:

Кодируем монеты числами: , (это пятирублёвые), (это десятирублёвые). Условие задачи можно теперь сформулировать так:

Есть шесть фишек с номерами от до . Сколькими способами можно разложить их по двум карманам поровну, так чтобы фишки с номерами и не оказались вместе?

Давайте запишем, что у нас в первом кармане.

Для этого составим все возможные комбинации из набора . Набор из трёх фишек будет трёхзначным числом. Очевидно, что в наших условиях и - это один и тот же набор фишек. Чтобы ничего не пропустить и не повториться, располагаем соответствующие трехзначные числа по возрастанию:

Все! Мы перебрали все возможные комбинации, начинающиеся на . Продолжаем:

Всего возможных исходов.

У нас есть условие - фишки с номерами и не должны оказаться вместе. Это значит, например, что комбинация нам не подходит - она означает, что фишки и обе оказались в не в первом, а во втором кармане. Благоприятные для нас исходы - такие, где есть либо только , либо только . Вот они:

134, 135, 136, 145, 146, 156, 234, 235, 236, 245, 246, 256 – всего благоприятных исходов.

Тогда искомая вероятность равна .

Сумма событий, произведение событий и их комбинации

Вероятность того, что новый электрический чайник прослужит больше года, равна 0,93. Вероятность того, что он прослужит больше двух лет, равна 0,87. Найдите вероятность того, что он прослужит меньше двух лет, но больше года.

Проработав год, чайник может либо сломаться на второй год, либо благополучно служить и после 2 лет работы.
Пусть – вероятность того, что чайник прослужил больше года.

– вероятность того, что он сломается на второй год, – вероятность того, что он прослужит больше двух лет. Очевидно,

Ответ: 0,06

События, взаимоисключающие друг друга в рамках данной задачи, называются несовместными. Появление одного из несовместных событий исключает появление других.

Сумма двух событий – термин, означающий, что произошло или первое событие, или второе, или оба сразу.

Вероятность суммы несовместных событий равна сумме их вероятностей.
В нашей задаче события «чайник сломался на второй год работы» и «чайник работает больше двух лет» - несовместные. Чайник или сломался, или остается в рабочем состоянии.

На рисунке изображён лабиринт. Паук заползает в лабиринт в точке «Вход». Развернуться и ползти назад паук не может. На каждом разветвлении паук выбирает путь, по которому ещё не полз. Считая выбор дальнейшего пути случайным, определите, с какой вероятностью паук выйдет через выход А.

Пронумеруем развилки, на которых паук может случайным образом свернуть в ту или другую сторону.

Он может либо выйти в выход D, и вероятность этого события равна Либо уйти дальше в лабиринт. На второй развилке он может либо свернуть в тупик, либо выйти в выход В (с вероятностью На каждой развилке вероятность свернуть в ту или другую сторону равна а поскольку развилок пять, вероятность выбраться через выход А равна то есть 0,03125.

События А и В называют независимыми, если вероятность появления события А не меняет вероятности появления события В.

В нашей задаче так и есть: неразумный паук сворачивает налево или направо случайным образом, независимо от того, что он делал до этого.

Для нескольких независимых событий вероятность того, что все они произойдут, равна произведению вероятностей.

(А) Два грузовика, работая совместно, вывозят снег с улицы Нижняя Подгорная, причем первый грузовик должен сделать три рейса с грузом снега, а второй - два. Вероятность застрять с грузом снега при подъеме в горку равна 0,2 для первого грузовика и 0,25 - для второго. С какой вероятностью грузовики вывезут снег с улицы Нижняя Подгорная, ни разу не застряв на горке?

Вероятность для первого грузовика благополучно одолеть горку Для второго Поскольку первый грузовик должен сделать 3 рейса, а второй – два, грузовики ни разу не застрянут на горке с вероятностью

Агрофирма закупает куриные яйца в двух домашних хозяйствах. 40% яиц из первого хозяйства - яйца высшей категории, а из второго хозяйства - 20% яиц высшей категории. Всего высшую категорию получает 35% яиц. Найдите вероятность того, что яйцо, купленное у этой агрофирмы, окажется из первого хозяйства.

Нарисуем все возможные исходы ситуации. Покупатель пришел в магазин, который принадлежит агрофирме, и купил яйцо. Надо найти вероятность того, что это яйцо из первого хозяйства.

Яйца могут быть только или из первого домашнего хозяйства, или из второго, причем эти два события несовместны. Других яиц в этот магазин не поступает.

Пусть вероятность того, что купленное яйцо из первого хозяйства, равна . Тогда вероятность того, что яйцо из второго хозяйства (противоположного события), равна .

Яйца могут быть высшей категории и не высшей.
В первом хозяйстве 40% яиц имеют высшую категорию, а 60% - не высшую. Это значит, что случайно выбранное яйцо из первого хозяйства с вероятностью 40% будет высшей категории.

Во втором хозяйстве 20% яиц высшей категории, а 80% - не высшей.

Пусть случайно выбранное в магазине яйцо - из первого хозяйства и высшей категории. Вероятность этого события равна произведению вероятностей:

Вероятность того, что яйцо из второго хозяйства и высшей категории, равна

Если мы сложим эти две вероятности, мы получим вероятность того, что яйцо имеет высшую категорию. По условию, высшую категорию имеют 35% яиц, значит, эта вероятность равна 0,35.

Мы получили уравнение:

Решаем это уравнение и находим, что – вероятность того, что яйцо, купленное у этой агрофирмы, оказалось из первого хозяйства.

Всем пациентам с подозрением на гепатит делают анализ крови. Если анализ выявляет гепатит, то результат анализа называется положительным. У больных гепатитом пациентов анализ даёт положительный результат с вероятностью 0,9. Если пациент не болен гепатитом, то анализ может дать ложный положительный результат с вероятностью 0,01. Известно, что 5% пациентов, поступающих с подозрением на гепатит, действительно больны гепатитом. Найдите вероятность того, что результат анализа у пациента, поступившего в клинику с подозрением на гепатит, будет положительным.

С чем пришел пациент в клинику? – С подозрением на гепатит. Возможно, он действительно болен гепатитом, а возможно, у его плохого самочувствия другая причина. Может быть, он просто съел что-нибудь. Вероятность того, что он болен гепатитом, равна 0,05 (то есть 5%). Вероятность того, что он здоров, равна 0,95 (то есть 95%).

Пациенту делают анализ. Покажем на схеме все возможные исходы:

Если он болен гепатитом, анализ дает положительный результат с вероятностью 0,9. То есть анализ покажет: «есть гепатит».
Заметим, что анализ не во всех случаях выявляет гепатит у того, кто действительно им болен. С вероятностью 0,1 анализ не распознает гепатит у больного.

Более того. Анализ может ошибочно дать положительный результат у того, кто не болеет гепатитом. Вероятность такого ложного положительного результата 0,01. Тогда с вероятностью 0,99 анализ даст отрицательный результат, если человек здоров.

Найдем вероятность того, что результат анализа у пациента, поступившего в клинику с подозрением на гепатит, будет положительным.

Благоприятные для этой ситуации исходы: человек болен, и анализ положительный (вероятность одновременного наступления этих двух событий равна ), или человек здоров, и анализ ложный положительный (вероятность одновременного наступления этих двух событий равна ). Так как события «человек болен» и «человек не болен» несовместны, то вероятность того, что результат анализа будет положительным, равна

Ответ: 0,0545.

Чтобы поступить в институт на специальность «Лингвистика», абитуриент З. должен набрать на ЕГЭ не менее 70 баллов по каждому из трёх предметов - математика, русский язык и иностранный язык. Чтобы поступить на на специальность «Коммерция», нужно набрать не менее 70 баллов по каждому из трёх предметов - математика, русский язык и обществознание.

Вероятность того, что абитуриент З. получит не менее 70 баллов по математике, равна 0,6, по русскому языку - 0,8, по иностранному языку - 0,7 и по обществознанию - 0,5.
Найдите вероятность того, что З. сможет поступить хотя бы на одну из двух упомянутых специальностей.

Заметим, что в задаче не спрашивается, будет ли абитуриент по фамилии З. учиться и лингвистике, и коммерции сразу и получать два диплома. Здесь надо найти вероятность того, что З. сможет поступить хотя бы на одну из двух данных специальностей – то есть наберет необходимое количество баллов.
Для того чтобы поступить хотя бы на одну из двух специальностей, З. должен набрать не менее 70 баллов по математике. И по русскому. И еще – обществознания или иностранный.
Вероятность набрать 70 баллов по математике для него равна 0,6.
Вероятность набрать баллы по математике и русскому равна

Разберемся с иностранным и обществознанием. Нам подходят варианты, когда абитуриент набрал баллы по обществознанию, по иностранному или по обоим. Не подходит вариант, когда ни по языку, ни по «обществу» он не набрал баллов. Значит, вероятность сдать обществознание или иностранный не ниже чем на 70 баллов равна

В результате вероятность сдать математику, русский и обществознание или иностранный равна Это ответ.

Чтобы полностью освоить тему, смотрите . Это бесплатно.

Еще задачи ЕГЭ по теме

На заводе керамической плитки 5% произведённых плиток имеют дефект. При контроле качества продукции обнаруживается лишь 40% дефектных плиток. Остальные плитки отправляются на продажу. Найдите вероятность того, что выбранная случайным образом при покупке плитка не будет иметь дефектов. Ответ округлите до сотых.

Решение

При контроле качества продукции выявляется 40% дефектных плиток, которые составляют 5% от произведённых плиток, и они не поступают в продажу. Значит, не поступает в продажу 0,4 · 5% = 2% от произведённых плиток. Остальная часть произведённых плиток — 100% − 2% = 98% поступает в продажу.

Не имеет дефектов 100% − 95% произведённых плиток. Вероятность того, что купленная плитка не имеет дефекта, равна 95% : 98% = \frac{95}{98}\approx 0,97

Ответ

Условие

Вероятность того, что аккумулятор не заряжен, равна 0,15. Покупатель в магазине приобретает случайную упаковку, которая содержит два таких аккумулятора. Найдите вероятность того, что оба аккумулятора в этой упаковке окажутся заряжены.

Решение

Вероятность того, что аккумулятор заряжён, равна 1-0,15 = 0,85. Найдём вероятность события «оба аккумулятора заряжены». Обозначим через A и B события «первый аккумулятор заряжён» и «второй аккумулятор заряжён». Получили P(A) = P(B) = 0,85. Событие «оба аккумулятора заряжены» — это пересечение событий A \cap B, его вероятность равна P(A \cap B) = P(A)\cdot P(B) = 0,85\cdot 0,85 = 0,7225.

Ответ

Источник: «Математика. Подготовка к ЕГЭ-2017. Профильный уровень». Под ред. Ф. Ф. Лысенко, С. Ю. Кулабухова.

Условие

Вероятность того, что новая стиральная машина в течение года поступит в гарантийный ремонт, равна 0,065 . В некотором городе в течение года было продано 1200 стиральных машин, из которых 72 штуки было передано в гарантийную мастерскую. Определите, насколько отличается относительная частота наступления события «гарантийный ремонт» от его вероятности в этом городе?

Решение

Частота события «стиральная машина в течение года поступит в гарантийный ремонт» равна \frac{72}{1200} = 0,06. От вероятности она отличается на 0,065-0,06=0,005.

Ответ

Источник: «Математика. Подготовка к ЕГЭ-2017. Профильный уровень». Под ред. Ф. Ф. Лысенко, С. Ю. Кулабухова.

Условие

Вероятность того, что ручка бракованная, равна 0,05 . Покупатель в магазине приобретает случайную упаковку, которая содержит две ручки. Найдите вероятность того, что обе ручки в этой упаковке окажутся исправными.

Решение

Вероятность того, что ручка исправная, равна 1-0,05 = 0,95. Найдём вероятность события «обе ручки исправны». Обозначим через A и B события «первая ручка исправна» и «вторая ручка исправна». Получили P(A) = P(B) = 0,95. Событие «обе ручки исправны» — это пересечение событий A\cap B, его вероятность равна P(A\cap B) = P(A)\cdot P(B) = 0,95\cdot 0,95 = 0,9025.

Ответ

Источник: «Математика. Подготовка к ЕГЭ-2017. Профильный уровень». Под ред. Ф. Ф. Лысенко, С. Ю. Кулабухова.

Условие

На рисунке изображён лабиринт. Жук заползает в лабиринт в точке «Вход». Развернуться и ползти в обратном направлении жук не может, поэтому на каждой развилке он выбирает один из путей, в котором еще не был. С какой вероятностью жук придет к выходу Д, если выбор дальнейшего пути является случайным.

Решение

Расставим на перекрёстках стрелки в направлениях, по которым может двигаться жук (см. рис.).

Выберем на каждом из перекрёстков одно направление из двух возможных и будем считать, что при попадании на перекрёсток жук будет двигаться по выбранному нами направлению.

Чтобы жук достиг выхода Д, нужно, чтобы на каждом перекрёстке было выбрано направление, обозначенное сплошной красной линией. Всего выбор направления делается 4 раза, каждый раз независимо от предыдущего выбора. Вероятность того, что каждый раз выбрана сплошная красная стрелка, равна \frac12\cdot\frac12\cdot\frac12\cdot\frac12= 0,5^4= 0,0625.

Ответ

Источник: «Математика. Подготовка к ЕГЭ-2017. Профильный уровень». Под ред. Ф. Ф. Лысенко, С. Ю. Кулабухова.

Условие

В секции 16 спортсменок, среди них две подруги — Оля и Маша. Спортсменок случайным образом распределяют по 4 равным группам. Найдите вероятность того, что Оля и Маша попадут в одну группу.

Вероятностью события $А$ называется отношение числа благоприятных для $А$ исходов к числу всех равновозможных исходов

$P(A)={m}/{n}$, где $n$ – общее количество возможных исходов, а $m$ – количество исходов, благоприятствующих событию $А$.

Вероятность события - это число из отрезка $$

В фирме такси в наличии $50$ легковых автомобилей. $35$ из них чёрные, остальные - жёлтые. Найдите вероятность того, что на случайный вызов приедет машина жёлтого цвета.

Найдем количество желтых автомобилей:

Всего имеется $50$ автомобилей, то есть на вызов приедет одна из пятидесяти. Желтых автомобилей $15$, следовательно, вероятность приезда именно желтого автомобиля равна ${15}/{50}={3}/{10}=0,3$

Ответ:$0,3$

Противоположные события

Два события называются противоположными, если в данном испытании они несовместимы и одно из них обязательно происходит. Вероятности противоположных событий в сумме дают 1.Событие, противоположное событию $А$, записывают ${(А)}↖{-}$.

$Р(А)+Р{(А)}↖{-}=1$

Независимые события

Два события $А$ и $В$ называются независимыми, если вероятность появления каждого из них не зависит от того, появилось другое событие или нет. В противном случае события называются зависимыми.

Вероятность произведения двух независимых событий $A$ и $B$ равна произведению этих вероятностей:

$Р(А·В)=Р(А)·Р(В)$

Иван Иванович купил два различных лотерейных билета. Вероятность того, что выиграет первый лотерейный билет, равна $0,15$. Вероятность того, что выиграет второй лотерейный билет, равна $0,12$. Иван Иванович участвует в обоих розыгрышах. Считая, что розыгрыши проводятся независимо друг от друга, найдите вероятность того, что Иван Иванович выиграет в обоих розыгрышах.

Вероятность $Р(А)$ - выиграет первый билет.

Вероятность $Р(В)$ - выиграет второй билет.

События $А$ и $В$ – это независимые события. То есть, чтобы найти вероятность того, что они произойдут оба события, нужно найти произведение вероятностей

$Р(А·В)=Р(А)·Р(В)$

$Р=0,15·0,12=0,018$

Ответ: $0,018$

Несовместные события

Два события $А$ и $В$ называют несовместными, если отсутствуют исходы, благоприятствующие одновременно как событию $А$, так и событию $В$. (События, которые не могут произойти одновременно)

Вероятность суммы двух несовместных событий $A$ и $B$ равна сумме вероятностей этих событий:

$Р(А+В)=Р(А)+Р(В)$

На экзамене по алгебре школьнику достается один вопрос их всех экзаменационных. Вероятность того, что это вопрос на тему «Квадратные уравнения», равна $0,3$. Вероятность того, что это вопрос на тему «Иррациональные уравнения», равна $0,18$. Вопросов, которые одновременно относятся к этим двум темам, нет. Найдите вероятность того, что на экзамене школьнику достанется вопрос по одной из этих двух тем.

Данные события называются несовместные, так как школьнику достанется вопрос ЛИБО по теме «Квадратные уравнения», ЛИБО по теме «Иррациональные уравнения». Одновременно темы не могут попасться. Вероятность суммы двух несовместных событий $A$ и $B$ равна сумме вероятностей этих событий:

$Р(А+В)=Р(А)+Р(В)$

$Р = 0,3+0,18=0,48$

Ответ: $0,48$

Совместные события

Два события называются совместными, если появление одного из них не исключает появление другого в одном и том же испытании. В противном случае события называются несовместными.

Вероятность суммы двух совместных событий $A$ и $B$ равна сумме вероятностей этих событий минус вероятность их произведения:

$Р(А+В)=Р(А)+Р(В)-Р(А·В)$

В холле кинотеатра два одинаковых автомата продают кофе. Вероятность того, что к концу дня в автомате закончится кофе, равна $0,6$. Вероятность того, что кофе закончится в обоих автоматах, равна $0,32$. Найдите вероятность того, что к концу дня кофе закончится хотя бы в одном из автоматов.

Обозначим события, пусть:

$А$ = кофе закончится в первом автомате,

$В$ = кофе закончится во втором автомате.

$A·B =$ кофе закончится в обоих автоматах,

$A + B =$ кофе закончится хотя бы в одном автомате.

По условию, $P(A) = P(B) = 0,6; P(A·B) = 0,32$.

События $A$ и $B$ совместные, вероятность суммы двух совместных событий равна сумме вероятностей этих событий, уменьшенной на вероятность их произведения:

$P(A + B) = P(A) + P(B) − P(A·B) = 0,6 + 0,6 − 0,32 = 0,88$

План проведения семинара-практикума для учителей математики ОУ города Тулы по теме «Решение заданий ЕГЭ по математике из разделов: комбинаторика, теория вероятностей. Методика обучения»

Время проведения : 12 00 ; 15 00

Место проведения : МБОУ «Лицей № 1», каб. № 8

I . Решение задач на вероятность

1. Решение задач на классическое определение вероятности

Мы, как учителя, уже знаем, что основные типы задач в ЕГЭ по теории вероятностей основаны на классическом определении вероятности. Вспомним, что называется вероятностью события?

Вероятностью события называется отношение числа исходов, благоприятствующих данному событию, к общему числу исходов.

В нашем научно-методическом объединении учителей математики выработана общая схема решения задач на вероятность. Вашему вниманию я ее хочу представить. Кстати, мы поделились своим опытом работы, и у вас в материалах, которые мы вашему вниманию дали для совместного обсуждения решения задач, мы эту схему дали. Тем не менее, я хочу ее озвучить.

На наш взгляд эта схема помогает быстрее логически разложить все по полочкам, и после этого задача поддается решению гораздо легче и для учителя, и для учащихся.

Так, я хочу разобрать подробно задачу следующего содержания.

Мне хотелось совместно с вами побеседовать, чтобы объяснить методику, как до ребят донести такое решение, в процессе которого ребята бы поняли эту типовую задачу, и в последствии они бы сами в этих задачах разбирались.

Что в данной задаче является случайным экспериментом? Теперь нам необходимо вычленить элементарное событие в этом эксперименте. Что является этим элементарным событием? Перечислим их.

Вопросы по задаче?

Уважаемые коллеги, вы тоже, очевидно, рассматривали задачи на вероятность с игральными кубиками. Думаю, нам надо разобрать ее, потому как есть свои нюансы. Давайте будем разбирать данную задачу согласно той схеме, которую мы вам предложили. Так как на каждой грани кубика есть число от 1 до 6, то элементарными события представляют собой числа 1, 2, 3, 4, 5, 6. Мы нашли, что общее число элементарных событий равно 6. Определим, какие элементарные события благоприятствуют событию . Благоприятствуют этому событию всего два события – 5 и 6 (так как из условия следует, что должно выпасть 5 и 6 очков).

Пояснить, что все элементарные события равновозможны. Какие будут вопросы по задаче?

Как вы понимаете, что монета симметрична? Давайте разберемся в этом, иногда определенные фразы вызывают недопонимание. Давайте в понятийном режиме разберемся в этой задаче. Давайте разберемся с вами в том эксперименте, который описан, какие могут быть элементарные исходы. Вы все представляете, где орел, где решка? Какие могут быть варианты выпадения? Есть другие события? Сколько общее число событий? По задаче известно, что орел выпал ровно один раз. Значит, данному событию благоприятствуют элементарные события из этих четырех ОР и РО, два раза уже такого быть не может. Используем формулу, по которой находится вероятность события. Напомним, что ответы в части В должны представлять собой либо целое число, либо десятичную дробь.

Показываем на интерактивной доске. Читаем задачу. Что является элементарным исходом в этом опыте? Уточнить, что пара упорядоченная – то есть число выпало на первом кубике, и на втором кубике. В любой задаче есть такие моменты, когда нужно выбирать рациональные методы, формы и представлять решение в виде таблиц, схем и т.д. В данной задаче удобно использовать такую таблицу. Я вам даю уже готовое решение, но в ходе решения выясняется, что в данной задаче рационально использовать решение в виде таблицы. Объясняем, что обозначает таблица. Вам понятно, почему в столбцах написано 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Начертим квадрат. Строки соответствуют результатам первого броска – их шесть, потому что у кубика шесть граней. Как и столбцы. В каждой клетке напишем сумму выпавших очков. Показываем заполненную таблицу. Закрасим клетки, где сумма равна восьми (так как это требуется в условии).

Я полагаю, что следующую задачу, после разбора предыдущих, можно дать ребятам решить самостоятельно.

В следующих задачах нет нужды выписывать все элементарные исходы. Достаточно просто подсчитать их количество.

(Без решения) Такую задачу я давал решить ребятам самостоятельно. Алгоритм решения задачи

1. Определяем, в чем состоит случайный эксперимент и что является случайным событием.

2. Находим общее число элементарных событий.

3. Находим число событий, благоприятствующих событию, указанному в условии задачи.

4. Находим вероятность события с использованием формулы .

Учащимся можно задать вопрос, если 1000 аккумуляторов поступило в продажу, а среди них 6 неисправных, то выбранный аккумулятор определяется как? Чем он является в нашей задаче? Дальше я задаю вопрос о нахождении, что здесь используется в качестве числа и предлагаю найти это число . Дальше спрашиваю, что является здесь событием? Сколько аккумуляторов благоприятствует выполнению события? Далее, используя формулу, вычисляем данную вероятность.

Здесь ребятам можно предложить второй способ решения. Давайте обсудим, какой может быть этот способ?

1. Какое событие можно рассмотреть теперь?

2. Как найти вероятность данного события?

Ребятам нужно сказать об этих формулах. Они следующие

Восьмую задачу можно предложить ребятам самостоятельно, так как она аналогично шестой задаче. Ее им можно предложить в качестве самостоятельной работы, или на карточке у доски.

Данную задачу можно решить применительно к олимпиаде, которая сейчас проходит. Несмотря на то, что в задачах участвуют разные события, однако же задачи являются типовыми.

2. Простейшие правила и формулы вычисления вероятностей (противоположные события, сумма событий, произведение событий)

Это задача из сборника ЕГЭ. Решение выводим на доску. Какие мы вопросы должны поставить перед учащимися, чтобы разобрать эту задачу.

1. Сколько было автоматов? Раз два автомата, то событий уже два. Задаю вопрос детям – каково будет событие ? Каково будет второе событие?

2. – это вероятность события. Нам ее вычислять не нужно, так как она дана в условии. По условию задачи вероятность того, что «кофе закончится в обоих автоматах», равна 0,12. Было событие А, было событие В. И появляется новое событие? Я детям задаю вопрос – какое? Это событие, когда в обоих автоматах заканчивается кофе. В данном случае, в теории вероятности это новое событие, которое называется пересечением двух событий А и В и обозначается это таким образом.

Воспользуемся формулой сложения вероятности. Формула следующая

Мы ее даем вам в справочном материале и ребятам можно давать эту формулу. Она позволяет находить вероятность суммы событий. У нас спрашивалась вероятность противоположного события, вероятность которого находится по формуле.

В задаче 13 используется понятие произведения событий, формула для нахождения вероятности которого приведена в приложении.

3. Задачи на применение дерева возможных вариантов

По условию задачи легко составить схему и найти указанные вероятности.

С помощью какого теоретического материала вы разбирали с учащимися решение задач такого рода? Использовали ли вы дерево возможных вариантов или использовали другие методы решения таких задач? Давали ли вы понятие графов? В пятом или шестом классе у ребят есть такие задачи, разбор которых дает понятие графов.

Я бы хотел вас спросить, рассматривали вы с учащимися использование дерева возможных вариантов при решении задач на вероятность? Дело в том, что мало того, что в ЕГЭ есть такие задачи, но появились задачи достаточно сложные, которые мы сейчас будем решать.

Давайте обсудим с вами методику решения таких задач – если она совпадет с моей методикой, как я объясняю ребятам, то мне будет легче с вами работать, если нет, то я помогу вам разобраться с этой задачей.

Давайте мы с вами обсудим события. Какие события в задаче 17 можно вычленить?

При построении дерева на плоскости обозначается точка, которая называется корнем дерева. Далее мы начинаем рассматривать события и. Мы построим отрезок (в теории вероятностей он называется ветвь). По условию сказано, что первая фабрика выпускает 30% мобильных телефонов этой марки (какой? Той, которую они выпускают), значит, в данный момент я учащихся спрашиваю, чему равна вероятность выпуска первой фабрикой телефонов этой марки, тех, которые они выпускают? Так как событие есть выпуск телефона на первой фабрике, то вероятность этого события есть 30% или 0,3. Остальные телефоны выпущены на второй фабрике – мы строим второй отрезок, и вероятность этого события равна 0,7.

Учащимся задается вопрос – какого типа может быть телефон, выпущенный первой фабрикой? С дефектом или без дефекта. Какого вероятность того, что телефон, выпущенный первой фабрикой, имеет дефект? По условию сказано, что она равна 0,01. Вопрос: какова вероятность того, что телефон, выпущенный первой фабрикой, не имеет дефекта? Так как это событие противоположно данному, то его вероятность равна.

Требуется найти вероятность того, что телефон с дефектом. Он может быть с первой фабрики, а может быть и со второй. Тогда воспользуемся формулой сложения вероятностей и получим, что вся вероятность это есть сумма вероятностей того, что телефон с дефектом с первой фабрики, и что телефон с дефектом со второй фабрики. Вероятность того, что телефон имеет дефект и выпущен на первой фабрике найдем по формуле произведения вероятностей, которая приведена в приложении.

4. Одна из самых сложных задач из банка ЕГЭ на вероятность

Разберем, например, № 320199 из Банка заданий ФИПИ. Это одна из самых сложных задач В6.

Чтобы поступить в институт на специальность «Лингвистика», абитуриент З. должен набрать на ЕГЭ не менее 70 баллов по каждому из трёх предметов - математика, русский язык и иностранный язык. Чтобы поступить на специальность «Коммерция», нужно набрать не менее 70 баллов по каждому из трёх предметов - математика, русский язык и обществознание.

Вероятность того, что абитуриент З. получит не менее 70 баллов по математике, равна 0,6, по русскому языку - 0,8, по иностранному языку - 0,7 и по обществознанию - 0,5.

Найдите вероятность того, что З. сможет поступить хотя бы на одну из двух упомянутых специальностей.

Заметим, что в задаче не спрашивается, будет ли абитуриент по фамилии З. учиться и лингвистике, и коммерции сразу и получать два диплома. Здесь надо найти вероятность того, что З. сможет поступить хотя бы на одну из двух данных специальностей – то есть наберет необходимое количество баллов.

Для того чтобы поступить хотя бы на одну из двух специальностей, З. должен набрать не менее 70 баллов по математике. И по русскому. И еще – обществознания или иностранный.

Вероятность набрать 70 баллов по математике для него равна 0,6.

Вероятность набрать баллы по математике и русскому равна.

Разберемся с иностранным и обществознанием. Нам подходят варианты, когда абитуриент набрал баллы по обществознанию, по иностранному или по обоим. Не подходит вариант, когда ни по языку, ни по «обществу» он не набрал баллов. Значит, вероятность сдать обществознание или иностранный не ниже чем на 70 баллов равна. В результате вероятность сдать математику, русский и обществознание или иностранный равна

Это ответ.

II . Решение комбинаторных задач

1. Число сочетаний и факториалы

Давайте кратко разберем теоретический материал.

Выражение n ! читается как «эн-факториал» и обозначает произведение всех натуральных чисел от 1 до n включительно: n ! = 1 · 2 · 3 · ... · n .

Кроме того, в математике по определению считают, что 0! = 1. Такое выражение бывает редко, но все же встречается в задачах по теории вероятностей.

Определение

Пусть имеется объектов (карандашей, конфет, чего угодно), из которых требуется выбрать ровно различных объектов. Тогда количество вариантов такого выбора называется числом сочетаний из элементов по. Это число обозначается и считается по специальной формуле.

Обозначение

Что дает нам эта формула? На самом деле, без нее не решается практически ни одна серьезная задача.

Для лучшего понимания разберем несколько простейших комбинаторных задач:

Задача

У бармена есть 6 сортов зеленого чая. Для проведения чайной церемонии требуется подать зеленый чай ровно 3 различных сортов. Сколькими способами бармен может выполнить заказ?

Решение

Тут все просто: есть n = 6 сортов, из которых надо выбрать k = 3 сорта. Число сочетаний можно найти по формуле:

Ответ

Подставляем в формулу. Мы все задачи решить не можем, но типовые задачи мы выписали, они представлены вашему вниманию.

Задача

В группе из 20 студентов надо выбрать 2 представителей для выступления на конференции. Сколькими способами можно это сделать?

Решение

Опять же, всего у нас есть n = 20 студентов, а выбрать надо k = 2 студента. Находим число сочетаний:

Обратите внимание: красным цветом отмечены множители, входящие в разные факториалы. Эти множители можно безболезненно сократить и тем самым значительно уменьшить общий объем вычислений.

Ответ

190

Задача

На склад завезли 17 серверов с различными дефектами, которые стоят в 2 раза дешевле нормальных серверов. Директор купил в школу 14 таких серверов, а сэкономленные деньги в количестве 200 000 рублей направил на приобретение другого оборудования. Сколькими способами директор может выбрать бракованные серверы?

Решение

В задаче довольно много лишних данных, которые могут сбить с толку. Наиболее важные факты: всего есть n = 17 серверов, а директору надо k = 14 серверов. Считаем число сочетаний:

Красным цветом снова обозначены множители, которые сокращаются. Итого, получилось 680 комбинаций. В общем, директору есть из чего выбрать.

Ответ

680

Эта задача капризная, так как в этой задаче есть лишние данные. Многих учащихся они сбивают с правильного решения. Всего серверов было 17, а директору необходимо выбрать 14. Подставляя в формулу, получаем 680 комбинаций.

2. Закон умножения

Определение

Закон умножения в комбинаторике: число сочетаний (способов, комбинаций) в независимых наборах умножается.

Другими словами, пусть имеется A способов выполнить одно действие и B способов выполнить другое действие. Путь также эти действия независимы, т.е. никак не связаны между собой. Тогда можно найти число способов выполнить первое и второе действие по формуле: C = A · B .

Задача

У Пети есть 4 монеты по 1 рублю и 2 монеты по 10 рублей. Петя, не глядя, достал из кармана 1 монету номиналом 1 рубль и еще 1 монету номиналом 10 рублей, чтобы купить ручку за 11 рублей. Сколькими способами он может выбрать эти монеты?

Решение

Итак, сначала Петя достает k = 1 монету из n = 4 имеющихся монет номиналом 1 рубль. Число способов сделать это равно C 4 1 = ... = 4.

Затем Петя снова лезет в карман и достает k = 1 монету из n = 2 имеющихся монет номиналом 10 рублей. Здесь число сочетаний равно C 2 1 = ... = 2.

Поскольку эти действия независимы, общее число вариантов равно C = 4 · 2 = 8.

Ответ

Задача

В корзине лежат 8 белых шаров и 12 черных. Сколькими способами можно достать из этой корзины 2 белых шара и 2 черных?

Решение

Всего в корзине n = 8 белых шаров, из которых надо выбрать k = 2 шара. Это можно сделать C 8 2 = ... = 28 различными способами.

Кроме того, в корзине имеется n = 12 черных шаров, из которых надо выбрать опять же k = 2 шара. Число способов сделать это равно C 12 2 = ... = 66.

Поскольку выбор белого шара и выбор черного - события независимые, общее число комбинаций считается по закону умножения: C = 28 · 66 = 1848. Как видим, вариантов может быть довольно много.

Ответ

1848

Закон умножения показывает, сколькими способами можно выполнить сложное действие, которое состоит из двух и более простых - при условии, что все они независимы.

3. Закон сложения

Если закон умножения оперирует «изолированными» событиями, которые не зависят друг от друга, то в законе сложения все наоборот. Здесь рассматриваются взаимоисключающие события, которые никогда не случаются одновременно.

Например, «Петя вынул из кармана 1 монету» и «Петя не вынул из кармана ни одной монеты» - это взаимоисключающие события, поскольку вынуть одну монету и при этом не вынуть ни одной невозможно.

Аналогично, события «Выбранный наугад шар - белый» и «Выбранный наугад шар - черный» также являются взаимоисключающими.

Определение

Закон сложения в комбинаторике: если два взаимоисключающих действия можно выполнить A и B способами соответственно, то эти события можно объединить. При этом возникнет новое событие, которое можно выполнить X = A + B способами.

Другими словами, при объединении взаимоисключающих действий (событий, вариантов) число их комбинаций складывается.

Можно сказать, что закон сложения - это логическое «ИЛИ» в комбинаторике, когда нас устраивает любой из взаимоисключающих вариантов. И наоборот, закон умножения - это логическое «И», при котором нас интересует одновременное выполнение и первого, и второго действия.

Задача

В корзине лежат 9 черных шаров и 7 красных. Мальчик достает 2 шара одинакового цвета. Сколькими способами он может это сделать?

Решение

Если шары одинакового цвета, то вариантов немного: оба они либо черные, либо красные. Очевидно, что эти варианты - взаимоисключающие.

В первом случае мальчику предстоит выбирать k = 2 черных шара из n = 9 имеющихся. Число способов сделать это равно C 9 2 = ... = 36.

Аналогично, во втором случае выбираем k = 2 красных шара из n = 7 возможных. Число способов равно C 7 2 = ... = 21.

Осталось найти общее количество способов. Поскольку варианты с черными и красными шарами - взаимоисключающие, по закону сложения имеем: X = 36 + 21 = 57.

Ответ 57

Задача

В ларьке продаются 15 роз и 18 тюльпанов. Ученик 9-го класса хочет купить 3 цветка для своей одноклассницы, причем все цветы должны быть одинаковыми. Сколькими способами он может составить такой букет?

Решение

По условию, все цветы должны быть одинаковыми. Значит, будем покупать либо 3 розы, либо 3 тюльпана. В любом случае, k = 3.

В случае с розами придется выбирать из n = 15 вариантов, поэтому число сочетаний равно C 15 3 = ... = 455. Для тюльпанов же n = 18, а число сочетаний - C 18 3 = ... = 816.

Поскольку розы и тюльпаны - это взаимоисключающие варианты, работаем по закону сложения. Получаем общее число вариантов X = 455 + 816 = 1271. Это и есть ответ.

Ответ

1271

Дополнительные условия и ограничения

Очень часто в тексте задачи присутствуют дополнительные условия, накладывающие существенные ограничения на интересующие нас сочетания. Сравните два предложения:

Имеется набор из 5 ручек разных цветов. Сколькими способами можно выбрать 3 ручки для обводки чертежа?

Имеется набор из 5 ручек разных цветов. Сколькими способами можно выбрать 3 ручки для обводки чертежа, если среди них обязательно должен быть красный цвет?

В первом случае мы вправе брать любые цвета, какие нам нравятся - дополнительных ограничений нет. Во втором случае все сложнее, поскольку мы обязаны выбрать ручку красного цвета (предполагается, что она есть в исходном наборе).

Очевидно, что любые ограничения резко сокращают итоговое количество вариантов. Ну и как в этом случае найти число сочетаний? Просто запомните следующее правило:

Пусть имеется набор из n элементов, среди которых надо выбрать k элементов. При введении дополнительных ограничений числа n и k уменьшаются на одинаковую величину.

Другими словами, если из 5 ручек надо выбрать 3, при этом одна из них должна быть красной, то выбирать придется из n = 5 − 1 = 4 элементов по k = 3 − 1 = 2 элемента. Таким образом, вместо C 5 3 надо считать C 4 2 .

Теперь посмотрим, как это правило работает на конкретных примерах:

Задача

В группе из 20 студентов, среди которых 2 отличника, надо выбрать 4 человека для участия в конференции. Сколькими способами можно выбрать этих четверых, если отличники обязательно должны попасть на конференцию?

Решение

Итак, есть группа из n = 20 студентов. Но выбрать надо лишь k = 4 из них. Если бы не было дополнительных ограничений, то количество вариантов равнялось числу сочетаний C 20 4 .

Однако нам поставили дополнительное условие: 2 отличника должны быть среди этих четырех. Таким образом, согласно приведенному выше правилу, мы уменьшаем числа n и k на 2. Имеем:

Ответ

153

Задача

У Пети в кармане есть 8 монет, из которых 6 монет по рублю и 2 монеты по 10 рублей. Петя перекладывает какие-то три монеты в другой карман. Сколькими способами Петя может это сделать, если известно, что обе монеты по 10 рублей оказались в другом кармане?

Решение

Итак, есть n = 8 монет. Петя перекладывает k = 3 монеты, из которых 2 - десятирублевые. Получается, что из 3 монет, которые будут переложены, 2 уже зафиксированы, поэтому числа n и k надо уменьшить на 2. Имеем:

Ответ

III . Решение комбинированных задач на применение формул комбинаторики и теории вероятностей

Задача

В кармане у Пети было 4 монеты по рублю и 2 монеты по 2 рубля. Петя, не глядя, переложил какие-то три монеты в другой карман. Найдите вероятность того, что обе двухрублевые монеты лежат в одном кармане.

Решение

Предположим, что обе двухрублевые монеты действительно оказались в одном кармане, тогда возможны 2 варианта: либо Петя их вообще не перекладывал, либо переложил сразу обе.

В первом случае, когда двухрублевые монеты не перекладывались, придется переложить 3 монеты по рублю. Поскольку всего таких монет 4, число способов это сделать равно числу сочетаний из 4 по 3: C 4 3 .

Во втором случае, когда обе двухрублевые монеты были переложены, придется переложить еще одну рублевую монету. Ее надо выбрать из 4 существующих, и число способов так поступить равно числу сочетаний из 4 по 1: C 4 1 .

Теперь найдем общее число способов переложить монеты. Поскольку всего монет 4 + 2 = 6, а выбрать надо лишь 3 из них, общее число вариантов равно числу сочетаний из 6 по 3: C 6 3 .

Осталось найти вероятность:

Ответ

0,4

Показать на интерактивной доске. Уделить внимание на то, что по условию задачи Петя, не глядя, переложил три монеты в один карман. Мы, отвечая на этот вопрос, можем предположить, что две двухрублевые монеты действительно остались в одном кармане. Сослаться на формулу сложения вероятностей. Показать еще раз формулу.

Задача

В кармане у Пети было 2 монеты по 5 рублей и 4 монеты по 10 рублей. Петя, не глядя, переложил какие-то 3 монеты в другой карман. Найдите вероятность того, что пятирублевые монеты лежат теперь в разных карманах.

Решение

Чтобы пятирублевые монеты лежали в разных карманах, надо переложить только одну из них. Количество способов это сделать равно числу сочетаний из 2 по 1: C 2 1 .

Поскольку всего Петя переложил 3 монеты, придется переложить еще 2 монеты по 10 рублей. Таких монет у Пети 4, поэтому количество способов равно числу сочетаний из 4 по 2: C 4 2 .

Осталось найти, сколько всего есть вариантов переложить 3 монеты из 6 имеющихся. Это количество, как и в предыдущей задаче, равно числу сочетаний из 6 по 3: C 6 3 .

Находим вероятность:

В последнем шаге мы умножали число способов выбрать двухрублевые монеты и число способов выбрать десятирублевые, поскольку данные события независимы.

Ответ

0,6

Итак, в задачах с монетами есть собственная формула вероятности. Она настолько простая и важная, что ее можно оформить ее в виде теоремы.

Теорема

Пусть монету бросают n раз. Тогда вероятность того, что орел выпадет ровно k раз, можно найти по формуле:

Где C n k - число сочетаний из n элементов по k , которое считается по формуле:

Таким образом, для решения задачи с монетами нужны два числа: число бросков и число орлов. Чаще всего эти числа даны прямо в тексте задачи. Более того, не имеет значения, что именно считать: решки или орлы. Ответ получится один и тот же.

На первый взгляд, теорема кажется слишком громоздкой. Но стоит чуть-чуть потренироваться - и вам уже не захочется возвращаться к стандартному алгоритму, описанному выше.

Монету бросают четыре раза. Найдите вероятность того, что орел выпадет ровно три раза.

Решение

По условию задачи, всего бросков было n = 4. Требуемое число орлов: k = 3. Подставляем n и k в формулу:

С тем же успехом можно считать число решек: k = 4 − 3 = 1. Ответ будет таким же.

Ответ

0,25

Задача [Рабочая тетрадь «ЕГЭ 2012 по математике. Задачи B6»]

Монету бросают три раза. Найдите вероятность того, что решка не выпадет ни разу.

Решение

Снова выписываем числа n и k . Поскольку монету бросают 3 раза, n = 3. А поскольку решек быть не должно, k = 0. Осталось подставить числа n и k в формулу:

Напомню, что 0! = 1 по определению. Поэтому C 3 0 = 1.

Ответ

0,125

Задача [Пробный ЕГЭ по математике 2012. Иркутск]

В случайном эксперименте симметричную монету бросают 4 раза. Найдите вероятность того, что орел выпадет больше раз, чем решка.

Решение

Чтобы орлов было больше, чем решек, они должны выпасть либо 3 раза (тогда решек будет 1), либо 4 (тогда решек вообще не будет). Найдем вероятность каждого из этих событий.

Пусть p 1 - вероятность того, что орел выпадет 3 раза. Тогда n = 4, k = 3. Имеем:

Теперь найдем p 2 - вероятность того, что орел выпадет все 4 раза. В этом случае n = 4, k = 4. Имеем:

Чтобы получить ответ, осталось сложить вероятности p 1 и p 2 . Помните: складывать вероятности можно только для взаимоисключающих событий. Имеем:

p = p 1 + p 2 = 0,25 + 0,0625 = 0,3125

Ответ

0,3125

В целях экономии вашего времени при подготовке с ребятами к ЕГЭ и ГИА, мы представили решения еще многих задач, которые вы можете выбирать и решать с ребятами.

Материалы ГИА, ЕГЭ различных лет, учебники и сайты.

IV. Справочный материал

Повторение курса теории вероятностей в 11 классе. Подготовка к ЕГЭ.

Суммой A + B событий A и B называется событие, состоящее в появлении события А , или события В , или обоих этих событий.

Пример. Пусть А - идет дождь, B - идет снег, тогда (А + В) - либо дождь, либо снег, либо дождь со снегом, т. е. осадки;

А - пошли на дискотеку; B - пошли в библиотеку, тогда (А + В) - пошли либо на дискотеку, либо в библиотеку, т. е. вышли из дома.

События называются несовместными , если появление одного из них исключает появление других. То есть, может произойти только одно определённое событие, либо другое.

Например, бросая игральную кость, можно выделить такие события, как выпадение четного числа очков и выпадение нечетного числа очков. Эти события несовместны.

Теорема сложения вероятностей несовместных событий

Теорема . Вероятность появления одного из двух несовместных событий, безразлично какого, равна сумме вероятностей этих событий:

P (A + B) = P(A) + P(B) .

Пример. В урне 30 шаров: 10 красных, 5 синих и 15 белых. Найти вероятность появления цветного шара.

Решение . Появление цветного шара означает появление либо красного, либо синего шара.

Вероятность появления красного шара (событие А)

P (A) = 10/30 = 1/3.

Вероятность появления синего шара (событие В)

P (В) = 5/30 = 1/6.

События А и В несовместны (появление шара одного цвета исключает появление шара другого цвета), поэтому теорема сложения применима.

По формуле искомая вероятность

P (A + B) = P(A) + P(B) = 1/3 + 1/6 = 1/2 .

Пример. Вероятность выпадения 5 или 6 очков на игральном кубике при одном броске будет 1/3 , потому что оба события (выпадение 5, выпадение 6) несовместны и вероятность реализации одного или второго события вычисляется следующим образом: 1/6 + 1/6 =1/3.

Полная группа событий.

Множество несовместных событий образуют полную группу событий , если в результате отдельно взятого испытания обязательно появится одно из этих событий.

Приммер. Для игрального кубика характерно рассмотрение следующего набора:

– в результате броска игрального кубика выпадет 1 очко;
– … 2 очка;
– … 3 очка;
– … 4 очка;
– … 5 очков;
– … 6 очков.

События несовместны (поскольку появление какой-либо грани исключает одновременное появление других) и образуют полную группу (так как в результате испытания непременно появится одно из этих шести событий) .

Теорема . Сумма вероятностей событий A 1 , A 2 , …, A n , образующих полную группу, равна единице:

P(А 1 ) + P(А 2 ) + ... + P(А n ) = 1 .

Противоположные события.

Противоположными называют два единственно возможных события, образующих полную группу. Если одно из двух противоположных событий обозначено через А , то другое принято обозначать .

Пример. Если при бросании кости событие А состоит в выпадении 6 , то противоположное событие – это невыпадение 6 , т.е. выпадение 1, 2, 3, 4 или 5 .

Пример. Если А - число четное, то - число нечетное; если А - зима, то - не зима (либо осень, либо лето, либо весна); если А - сдал экзамен, то - не сдал экзамен.

Теорема. Сумма вероятностей противоположных событий равна единице.

Р(А) + Р( ) = 1 или Р(А) = 1 – Р( ).

Пример. Какова вероятность того, что при бросании двух игральных костей на них выпадает разное (не одинаковое) число очков?

Обозначим описанное событие А. Противоположным событием является событие , состоящее в том, что на обеих костях выпало одинаковое число очков. Событию благоприятствуют шесть элементарных событий: (1;1), (2;2), (3;3), (4;4), (5;5), (6;6). Вероятность каждого из этих элементарных событий . Значит, Р( ) = . Тогда Р(А) = 1 – Р( )= 1 - .

Зависимые и независимые события. Условная вероятность.

Два события А и В называются независимыми , если вероятность появления каждого из них не зависит от того, появилось другое событие или нет.

Пример. Монета брошена два раза. Событие А – выпал «герб» при первом броске, событие В – выпал «герб» при втором броске. События А и В независимы.

События А и В называются зависимыми , если вероятность наступления одного из них зависит от того, произошло или нет другое событие.

Если вероятность события В вычисляется в предположении, что событие А уже произошло, то такая вероятность называется условной вероятностью события В по отношению к событию А. Обозначение: Р А (В).

Пример. В конверте лежало 4 открытки с видами Петербурга и 3 открытки с видами Москвы. Пусть событие А – извлечение открытки с видами Петербурга, событие В – извлечение открытки с видами Москвы. Рассмотрим вероятности. Связанные с этими событиями.

а) если сначала вытащили открытку с видом Петербурга, а затем с видом Москвы, то Р А (В) = ;

б) если сначала вытащили открытку с видом Москвы, а затем с видом Петербурга, тогда Р В (А) = .

Произведение вероятностей.

Произведением двух событий А и В называют событие АВ , состоящее в совместном появлении (совмещении) этих событий.

Пример. Пусть А - из урны вытянули белый шар, B - из урны вытянули белый шар, тогда АВ - из урны вытянули два белых шара; если А - идет дождь, B - идет снег, то АB - дождь со снегом; А - число четное, B - число кратное 3 , тогда АB - число кратное 6 .

Теорема умножения для независимых событий

Теорема . Вероятность произведения двух независимых событий А и В равна произведению их вероятностей :

P(AB) = P(A) · P(B) .

Пример. Игральный куб подбрасывают два раза. Какова вероятность, что в первом броске выпадет 2 очка, а во втором 6?

Пусть событи е А – выпадение 2 очков, событие В – выпадение 6 очков, событие С – выпадение в первом броске 2 очков, а во втором 6 очков.

События А и В независимы, так как наступление одного события не зависит от наступления другого события. Тогда так как Р(А) = и Р(В) = , то Р(С) = Р(А) · Р(В) = .

Теорема умножения для зависимых событий.

Теорема . Если события А и В являются зависимыми, то вероятность их произведения равна произведению вероятности одного из них на условную вероятность другого

P (AB) = P (A) · P A (B) .

Пример. В конверте лежало 4 открытки с видами Петербурга и 3 открытки с видами Москвы. Пусть событие А – извлечение первый раз видов Петербурга, событие В - извлечение первый раз видов Москвы. Пусть событие С состоит в том, что вначале вытащили вид Петербурга, затем вид Москвы. Тогда событие С по определению умножения равно А·В. Очевидно, что в данном случае события А и В зависимы. Покажем это.

Значит нужно воспользоваться теоремой о формуле произведения зависимых событий, т.е. Р(С) = P (A) · P A (B) . Таким образом, Р(С) = .

Пример . В читальном зале имеется 6 учебников по информатике, из которых три в переплете. Библиотекарь наудачу взял два учебника. Найти вероятность того, что оба учебника окажутся в переплете.

Решение . Рассмотрим следующие события:
А 1 - первый взятый учебник в переплете;
A 2 - второй взятый учебник в переплете.

Событие A = A 1 · A 2 , состоит в том, что оба взятых учебника в переплете. События А 1 и А 2 являются зависимыми, так как вероятность наступления события А 2 зависит от наступления события А 1 . Поэтому, для вычисления вероятности воспользуемся формулой произведения зависимых событий .

Вероятность наступления события А 1 в соответствии с классическим определением вероятности:

P (А 1 ) = m / n = 3/6 = 0,5 .

P А1 (А 2 ) определяется как условная вероятность наступления события А 2 при условии, что событие А 1 уже наступило:

P А1 (А 2 ) = 2/5 = 0,4 .

Тогда искомая вероятность наступления события А :

P (А) = 0,5 · 0,4 = 0,2 .

Теорема сложения вероятностей совместных событий

Два события называются совместными , если появление одного из них не исключает появления другого в одном и том же испытании.

Пример. А - появление четырех очков при бросании игральной кости; В - появление четного числа очков. Событие А и В - совместны.

Теорема . Вероятность появления хотя бы одного из двух совместных событий А и В равна сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного появления :

P (A + B) = P (A) + P (B) - P (AB) .

Пример. Два студента читают книгу. Первый студент дочитает книгу с вероятностью – 0,6; второй – 0,8. Найти вероятность того, что книга будет прочитана хотя бы одним из студентов.

Решение . Вероятность того, что книга будет прочитана каждым из студентов не зависит от результата отдельно взятого студента, поэтому события А (первый студент дочитал книгу) и B (второй студент дочитал книгу) независимы и совместны. Искомую вероятность находим по формуле сложения вероятностей совместных событий.

Вероятность события АB (оба студента дочитали книгу):

P (AB) = P (A) · P (B) = 0,6 · 0,8 = 0,48.

Тогда

P (A + B) = 0,6 + 0,8 - 0,48 = 0,92.

Пример. В торговом центре два одинаковых автомата продают кофе. Вероятность того, что к концу дня в автомате закончится кофе, равна 0,3. Вероятность того, что кофе закончится в обоих автоматах, равна 0,12. Найдем вероятность того, что к концу дня кофе закончится хотя бы в одном из автоматов (то есть или в одном, или в другом, или в обоих сразу).

Вероятность первого события «кофе закончится в первом автомате» также как и вероятность второго события «кофе закончится во втором автомате» по условию равна 0,3. События являются совместными.

Вероятность совместной реализации первых двух событий по условию равна 0,12.

Значит, вероятность того, что к концу дня кофе закончится хотя бы в одном из автоматов есть 0,3 + 0,3 – 0,12 = 0,48.

Пример. В школе 1400 учеников, из них 1200 учеников умеют кататься на лыжах, 952 ученика умеют кататься на коньках. Не умеют кататься ни на лыжах, ни на коньках 60 учеников. Какова вероятность, что ученик умеет кататься и на лыжах, и на коньках?

Обозначим Е – все ученики данной школы. Пусть событие А – умение учеников кататься на лыжах. Событие В – умение учеников кататься на коньках. Событие АВ – умение учеников кататься и на лыжах и на коньках. Событие А+В – умение учеников кататься или на лыжах, или на коньках. .

Формула полной вероятности.

Если событие А может произойти только при выполнении одного из событий В 1 , В 2 , …, В n которые образуют полную группу несовместных событий, то вероятность события А вычисляется по формуле

Р(А) = Р(В 1 ) · Р В1 (А) + Р(В 2 ) · Р В2 (А) + … + Р(В n ) · Р В n (А).

Эта формула называется формулой полной вероятности. 3 ) = .

Пусть событие А состоит в том, что выбранная лампа оказалась бракованной; Р В1 (А) означает событие, состоящее в том, что выбрана бракованная лампа из ламп, произведенных на первом заводе , Р(В 2 ) – на втором заводе, Р(В 3 ) – на третьем заводе. Из условия задачи следует:

Р В1 =0,034.

Список литературы.

Тюрин Ю.Н., Макаров А.А., Высоцкий И.Р., Ященко И.В. Теория вероятностей и статистика. ОАО «Московский учебник». М., 2008.

Шахмейстер А.Х. Комбинаторика. Статистика. Вероятность. МЦНМО. М., 2010.