Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải toán xác suất lớp 11

  • Số trang: 25 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 23 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN XÁC SUẤT LỚP 11" PHẦN I : LỜI NÓI ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong chương trình sách giáo khoa đại số và giải tích 11 ở chương II đề cập đến chủ đề: Tổ hợp - xác suất. Để có thể giải quyết được các bài toán Tổ hợp - xác suất học sinh phải nắm vững các kiến thức theo chuẩn kiến thức kỹ năng đồng thời phải biết vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các bài toán vào những tình huống cụ thể. Qua thực tiễn giảng dạy xác suất cho học sinh lớp 11 chương trình cơ bản môn Toán tôi nhận thấy: đa số các em chưa hiểu thấu đáo các khái niệm cơ bản như: không gian mẫu, biến cố, biến cố độc lập, biến cố xung khắc, biến cố đối,… các em chỉ biết giải bài toán xác suất trong một số kiểu bài tập quen thuộc, đa số học sinh chưa biết sử dụng linh hoạt các quy tắc cộng và quy tắc nhân xác suất để giải quyết các tình huống cụ thể. Lý thuyết xác suất nghiên cứu quy luật của các hiện tượng ngẫu nhiên. Do đặc thù của chuyên ngành nên các bài toán về xác suất có nhiều điểm khác biệt so với các bài toán đại số, giải tích, hình học. Chính vì vậy, đứng trước một bài toán xác suất học sinh thường lúng túng, không biết cách giải quyết như thế nào, thậm chí có nhiều em đã làm xong vẫn băn khoăn cũng không dám chắc mình đã làm đúng. Với mong muốn giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững các kiến thức cơ bản về xác suất đồng thời biết vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức đó để giải quyết nhiều tình huống khác nhau, tôi chọn đề tài: “Phương pháp giải bài toán xác suất lớp 11”. Đề tài của tôi gồm 3 phần: Phần I: Lời nói đầu Phần II: Nội dung A: Cơ sở lý thuyết B: Phương pháp giải một số bài toán xác suất 11 C: Một số bài tập tham khảo Phần III: Kết luận 2. Mục đích yêu cầu Giúp học sinh nắm vững các khái niệm và các quy tắc cơ bản của xác suất đồng thời phải biết vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các bài toán vào những tình huống cụ thể. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Khách thể: Học sinh khối 11 trường THPT Nguyễn Trung Ngạn. - Đối tượng nghiên cứu: Các khái niệm và các quy tắc cơ bản của xác suất, các bài toán xác suất. - Phạm vi nghiên cứu: Các kiến thức cơ bản về xác suất trong chương trình SGK cơ bản và nâng cao môn toán lớp 11. 4.Nhiệm vụ nghiên cứu. a) Trình bày hệ thống các kiến thức cơ bản về xác suất b) Hướng dẫn học sinh giải quyết các bài toán xác suất trong một số tình huống cụ thể. 5.Phương pháp nghiên cứu a) Kết hợp linh hoạt các phương pháp dạy học b) Phỏng vấn trình độ nhận thức, kỹ năng giải toán của học sinh. c) Tổng kết kinh nghiệm, tìm ra những khó khăn, thuận lợi khi giải quyết các bài toán ở những lớp trước. Phần II: NỘI DUNG A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1) Biến cố và phép thử biến cố  Phép thử ngẫu nhiên là phép thử mà ta không đoán trước được kết quả của nó, mặc dù đã biết tập hợp các kết quả có thể có của phép thử đó.  Tập hợp các kết quả có thể xảy ra của một phép thử được gọi là không gian mẫu của phép thử và kí hiệu là  .  Biến cố là một tập con của không gian mẫu Biến cố thường được kí hiệu bằng chữ in hoa A, B, C,… và cho dưới dạng mệnh đề xác định tập hợp diễn đạt bằng lời hoặc dạng mệnh đề xác định tập con. Trong một phép thử luôn có hai biến cố đặc biệt: - Tập  được gọi là biến cố không thể ( gọi tắt là biến cố không). - Tập  được gọi là biến cố chắc chắn.  Phép toán trên biến cố Trước hết ta giả thiết các biến cố đang xét cùng liên quan đến phép thử và các kết quả của phép thử là đồng khả năng. + Tập chỉ khi \ A được gọi là biến cố đối của biến cố , kí hiệu là . Và xảy ra khi và không xảy ra. +Tập A  B được gọi là hợp của các biến cố A và B. + Tập được gọi là giao của các biến cố A và B, còn được viết là A.B. + Nếu thì ta nói + Hai biến cố và và là xung khắc. được gọi là độc lập với nhau nếu việc xảy ra hay không xảy ra của biến cố này không làm ảnh hưởng tới xác suất xảy ra của biến cố kia. 2) Định nghĩa cổ điển của xác suất Giả sử là biến cố liên quan đến một phép thử chỉ có một số hữu hạn kết quả đồng khả năng xuất hiện. Ta gọi tỉ số Vậy P( A)  n( A) n() là xác suất của biến cố , kí hiệu là P(A). n( A) n ( ) 3) Tính chất của xác suất: a) Tính chất cơ bản:  P(  ) = 0  P(  ) = 1  0  P (A)  1 với mọi biến cố A.  P ( A ) = 1- P(A) b) Quy tắc cộng xác suất  Nếu A và B xung khắc thì: P ( A  B )  P ( A)  P ( B)  Nếu A  B =  thì P ( A  B )  P ( A)  P ( B)  Với mọi biến cố và bất kì ta có: P( A  B)  P( A)  P( B)  P( A.B) c) Quy tắc nhân xác suất: Hai biến cố A và B độc lập khi và chỉ khi P ( A.B )  P ( A).P ( B ) B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN XÁC SUẤT LỚP 11 B1. Dạng 1: Các bài toán tính xác suất đơn giản: Áp dụng định nghĩa cổ điển của xác suất. Xác suất của biến cố A là: P( A)  n( A) n() Bài toán 1. Cho một lục giác đều ABCDEF. Viết các chữ cái A, B, C, D, E, F vao 6 thẻ. Lấy ngẫu nhiên hai thẻ. Tìm xác suất sao cho đoạn thẳng mà các đầu mút là các điểm được ghi trên 2 thẻ đó là: a) Cạnh của lục giác. b) Đường chéo của lục giác. c) Đường chéo nối 2 đỉnh đối diện của lục giác. Phân tích: Đây có thể coi là một bài toán đếm: đếm tổng số cạnh và đường chéo của một lục giác đều. Chúng ta đã biết từ 6 điểm phân biệt sao cho không có 3 điểm nào thẳng hàng có thể tạo ra được C62 = 15 đoạn thẳng. Do đó nếu gọi: là biến cố “Đoạn thẳng mà các đầu mút là các điểm được ghi trên hai thẻ là cạnh của lục giác” là biến cố “Đoạn thẳng mà các đầu mút là các điểm được ghi trên hai thẻ là đường chéo của lục giác” là biến cố “Đoạn thẳng mà các đầu mút là các điểm được ghi trên hai thẻ là đường chéo nối hai đỉnh đối diện của lục giác”. Và ta có n() = n(A) = 6  P(A) B= A  P(B) 15, = n( A) = 6 2 n() 15 5 = 1 – P(A) = 1 - 2 3  5 5 n (C )  3  P(C) = n (C ) 3 1   n() 15 5 Bài toán 2. Xếp ngẫu nhiên ba bạn nam và ba bạn nữ ngồi vào sáu ghế kê theo hàng ngang. Tìm xác suất sao cho. Nam nữ ngồi xen kẽ nhau. Ba bạn nam ngồi cạnh nhau. a) b) Phân tích: Đây tuy là một bài toán xác suất nhưng thực chất nó lại là một bài toán đếm trong tổ hợp. Đó là tập hợp của các bài toán tổ hợp nhỏ quen thuộc như sau: (1)Có bao nhiêu cách xếp 3 bạn nam và 3 bạn nữ vào 6 ghế kê theo hàng ngang ( Đáp số: cách). (2)Có bao nhiêu cách xếp 3 bạn nam và 3 bạn nữ và 6 ghế kê theo hàng ngang, biết rằng nam nữ ngồi cạnh nhau. ( Đáp số: cách). (3)Có bao nhiêu cách xếp 3 bạn nam và 3 bạn nữ vào 6 ghế kê theo hàng ngang, biết rằng ba bạn nam ngồi cạnh nhau. ( Đáp số: 4. cách) Như vậy bài toán trên được giải như sau: Lời giải: Gọi là biến cố “Xếp 3 học sinh nam và 3 học sinh nữ vào 6 ghế kê theo hàng ngang mà nam và nữ xen kẽ nhau” Và là biến cố “Xếp 3 học sinh nam và 3 học sinh nữ vào 6 ghế kê theo hàng ngang mà 3 bạn nam ngồi cạnh nhau” Ta có n(  ) = 720, n(A) = 72, n(B) = 144 Suy ra P(A) = 72 1 n( A)  , = n() 720 10 P(B) = n( B) 144 1  = n() 720 5 Như vậy phần lớn các bài toán dạng 1 là các bài toán sử dụng công thức và kĩ thuật của toán tổ hợp. Đối với các bài toán như vậy thì học sinh chỉ cần phải nắm vững công thức về tổ hợp và định nghĩa xác suất. Bên cạnh đó, có những bài toán chỉ cần dùng phương pháp liệt kê. Bài toán 3. Gieo đồng thời hai con súc sắc. Tính xác suất để tổng số chấm trờn mặt xuất hiện của hai con súc sắc bằng 8. Hướng dẫn học sinh: Phộp thử T: ‘‘Gieo đồng thời hai con súc sắc’’ Không gian mẫu: (1,1), (1, 2), (1,3),..............(1, 6)  (2,1), (2, 2), (2,3),..............(2, 6)      ................................................... (6,1), (6, 2), (6, 3),..............(6, 6)  gồm 6.6=36 phần tử Xét biến cố A: tổng số chấm tròn mặt xuất hiện của hai con súc sắc bằng 8. Tập  A các kết quả thuận lợi của A :  A  (2, 6), (6, 2), (3,5), (5, 3), (4, 4) suy ra  A  5 Xác suất của A: P( A)  5 36 Nhận xét: Tuy nhiên, phương pháp liệt kê chỉ có hiệu quả khi số phần tử của biến cố là nhỏ. Nếu số phần tử lớn thì việc liệt kê trở nên khó khăn và dễ xét thiếu phần tử Bài toán 4. ( Đề thi đại học khối A,A1 năm 2013) Gọi S là tập hợp tát cả các số tự nhiên gồm ba chữ số phân biệt được chọn từ các chữ số 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7. Xác định số phần tử của S. chon ngẫu nhiên một số từ S, tính xác suất để số được chọn là số chẵn. Lời giải : Gọi A là biến cố ” Số được chọn là số chẵn” Số phần tử của S là A73 = 210  n ( )  210 Số cách chọn một số chẵn từ S là 3.6.5 = 90 cách Xác suất cần tính là P =  n( A)  90 90 3  210 7 Phân tích: Trong bài toán này ta không thể sử dụng phương pháp liệt kê vì số phần tử của biến cố là tương đối lớn học sinh đếm số phần tử quy tắc nhân Tương tự học sinh giải bài toán sau đây : Bài toán 5. ( Đề thi đại học khối B năm 2013) Có hai chiếc hộp chứa bi. Hộp thứ nhất chứa 4 viên bi đỏ và 3 viên bi trắng, hộp thứ 2 chứa 2 viên bi đỏ và 4 viên bi trắng. Lấy ngẫu nhiên từ mỗi hôp ra 1 viên bi, tính xác suất để 2 viên bi được lấy ra có cùng màu. Lời giải : Số cách chọn 2 viên bi, mỗi viên từ một hộp là 7.6 = 42. Số cách chọn 2 viên bi đỏ, mỗi viên từ một hộp là 4.2 = 8 Số cách chọn 2 viên bi trắng, mỗi viên từ một hộp là 3.4 = 12 Xác suất để 2 viên bi được lấy ra có cùng màu là: P = 8  12 10  42 21 Bài toán 6. Trên một cái vòng hình tròn dùng để quay sổ số có gắn 36 con số từ 01 đến 36. Xác suất để bánh xe sau khi quay dừng ở mỗi số đều như nhau. Tính xác suất để khi quay hai lần liên tiếp bánh xe dừng lại ở giữa số 1 và số 6 ( kể cả 1 và 6) trong lần quay đầu và dừng lại ở giữa số 13 và 36 ( kể cả 13 và 36) trong lần quay thứ 2. Phân tích: Rõ ràng là trong bài toán này ta không thể sử dụng phương pháp liệt kê vì số phần tử của biến cố là tương đối lớn. Ở đây ta sẽ biểu diễn tập hợp dưới dạng tính chất đặc trưng để tính toán. Gọi A là biến cố cần tính xác suất Có 6 cách chọn i, ứng với mỗi cách chọn i có 24 cách chọn j ( từ 13 đến 36 có 24 số) do đó theo quy tắc nhân: n(A) = 6.24 = 144 khi đó P(A) = n( A) = 144 = 1 n() 1296 9 Bài toán 7. Gieo một đồng tiền cân đối đồng chất liên tiếp cho đến khi lần đầu tiên xuất hiện mặt ngửa hoặc cả 6 lần xuất hiện mặt sấp thì dừng lại. a) Mô tả không gian mẫu. b) Tính xác suất: A: “Số lần gieo không vượt quá ba” B: “Số lần gieo là năm” C: “Số lần gieo là sáu” Phân tích: Đối với bài toán này rất nhiều học sinh lúng túng không biết cách xác định không gian mẫu vì học sinh vốn quen với các bài toán cho trước số lần gieo. Bài toán này trước hết phải xác định được số lần gieo. Giáo viên có thể gợi ý cho học sinh bằng các câu hỏi như: o Nếu không có giả thiết “cả 6 lần xuất hiện mặt sấp thì dừng lại” thì ta phải gieo đồng tiền bao nhiêu lần? o Nếu kết hợp với giả thiết “cả 6 lần xuất hiện mặt sấp thì dừng lại” thì ta phải gieo đồng tiền tối đa bao nhiêu lần? Tất nhiên với câu hỏi đầu tiên học sinh không thể đưa ra một con số cụ thể vì nếu gieo 100 lần vẫn có thể là cả 100 lần đều xuất hiện mặt sấp do đó vẫn chưa thể dừng lại nhưng học sinh đã hình dung ra dạng các phần tử đầu tiên. Với câu hỏi thứ hai học sinh có thể trả lời được số lần gieo tối đa là 6. Từ đó học sinh có thể xác định được không gian mẫu. Lời giải: a) Không gian mẫu  =  N , SN , SSN , SSSN , SSSSN , SSSSSN , SSSSSS  b) Ta có: A =  N , SN , SSN  , n(A) =3 B SSSSN  , n(B) = 1  P(B) = C = SSSSSN , SSSSSS  , n(C) = 2  P(A) = 3 7 1 7  P(C) = 2 7 Bài toán 8. Một người say rượu bước bốn bước. Mỗi bước anh ta tiến lên phía trước nửa mét hoặc lùi lại phía sau nửa mét với xác suất như nhau. Tính xác suất để sau bốn bước đó anh ta trở lại điểm xuất phát. Hướng dẫn : Anh ta trở lại điểm xuất phát khi và chỉ khi trong 4 bước, anh ta có 2 lần bước tiến ( T) và 2 lần bước lùi ( L). Dễ thấy có 6 trường hợp để trong 4 bước có 2 tiến, 2 lùi là : T –T - L – L, T – L –T – L, L – L – T – T, L –T - L –T, T –L – L – T, L – T – T – L . Mỗi bước tiến hay lùi đều có xác suất là 1 1 1 1 . . . = 1. 2 2 2 2 16 Khi đó xác suất cần tìm là P = 1 , nên 2 6 3  . 16 8 mỗi trường hợp có xác suất là B2. Dạng 2: Biến cố đối Trong toán học, có những bài toán khi tính toán trực tiếp rất dài dòng và phức tạp. Khi đó phương pháp gián tiếp lại rất hiệu quả và cho ta cách làm ngắn gọn. Phương pháp sử dụng biến cố đối là một phương pháp như vậy Bài toán 9. Gieo đồng tiền xu cân đối đồng chất 3 lần. Tính xác suất của các biến cố: a) Biến cố A: “Trong 3 lần gieo có ít nhất một lần xuất hiện mặt ngửa”. b) Biến cố B: “Trong 3 lần gieo có cả hai mặt sấp, ngửa”. Phân tích: Học sinh có thể giải quyết bài toán theo định hướng là: ít nhất 1 lần xuất hiện mặt ngửa thì có 3 khả năng có thể xảy ra là: 1 lần xuất hiện mặt ngửa, hai lần xuất hiện mặt ngửa, ba lần xuất hiện mặt ngửa. Do vậy học sinh sẽ giải bài toán như sau: Suy ra P( A)  n( A) 7 = . n() 8 Tuy nhiên làm như vậy dài và rất dễ bỏ quên trường hợp. Tuy nhiên nếu để ý rằng biến cố đối của biến cố A là biến cố : “Không có lần nào xuất hiện mặt ngửa”. Do đó bài toán này sẽ được giải như sau: Lời giải: Không gian mẫu a) Ta có biến cố đối của biến cố A là biến cố: : “Không cố lần nào xuất hiện mặt ngửa” Và ta có A = SSS  n( A ) = 1  P( A ) = 1 . Vậy P(A) = 8 b) Tương tự ta có: B = SSS , NNN   n( B ) = 2  P( B ) = 7 8 1 4 suy ra P(B) = 3 4 Bài toán 10. Gieo ngẫu nhiên một con súc sắc cân đối đồng chất hai lần. Tính xác suất của các biến cố sau: a) Biến cố A: “Trong hai lần gieo ít nhất một lần xuất hiện mặt một chấm” b) Biến cố B: “Trong hai lần gieo tổng số chấm trong hai lần gieo là một số nhỏ hơn 11” Phân tích: Đối với bài toán này dùng phương pháp sử dụng biến cố đối là phương pháp tối ưu bởi lẽ nếu tính trực tiếp ta phải xét rất nhiều trường hợp o Đối với biến cố A  Mặt một chấm xuất hiện lần thứ nhất  Mặt một chấm xuất hiện lần thứ hai  Hai lần gieo đều xuất hiện mặt một chấm (khả năng này lại nằm trong cả hai khả năng trên) o Đối với biến cố B. Tổng số trong hai lần gieo là một số nhỏ hơn 11 tức là có 10 khả năng xảy ra: 1,2,…,10 Lời giải: Không gian mẫu Ta có biến cố đối a) Ta có: Phương pháp sử dụng biến cố đối là một phương pháp hay, tuy nhiên đểvận dụng được phương pháp này học sinh cần nắm được hai yếu tố: o Nhận dạng loại toán: Các bài toán có cụm từ “có ít nhất”, “tối thiểu”, “tất cả”…hoặc tính chẵn, lẻ, vô nghiệm, có nghiệm,…nếu tính kiểu bù gọn hơn thì ta dùng biến cố đối o Xác định tốt mệnh đề phủ định và phép toán lấy phần bù của một tập hợp để tránh xác định sai biến cố đối. Bài toán 11 . Chon ngẫu nhiên 3 người biết rằng không có ai sinh vào năm nhuận. Hãy tính xác suất để có ít nhất hai người có sinh nhật trùng nhau ( cùng ngày, cùng tháng). Hướng dẫn : Xét biến cố đối “ ba người có ngày sinh đôi một khác nhau”. Số trường hợp có thể là 3653. Số trường hợp thuận lợi là 365.364.363 Vậy P = 1- 365.364.363  1  0,9918  0, 0082 3653 Bài toán vận dụng Bài toán 12. Một hộp đựng 4 viên bi đỏ, 5 viên bi xanh và 6 viên bi vàng. Lấy ngẫu nhiên 4 viên bi từ hộp đó. Tính các suất để 4 viên bi được chọn không có đủ 3 màu. Lời giải: Số kết quả có thể là:  = C154 = 1365. Gọi A là biến cố “4viên bi lấy được có đủ 3 màu”, khi đó các kết quả thuận lợi cho biến cố A là :  A = C41 .C51.C62  C41.C52 .C61  C42 .C51.C61 = 720 Ta có A là biến cố “ 4 viên bi lấy ra không có đủ 3 màu” Do đó xác suất cần tìm là P( A ) = 1 – P(A) = 1- 720 = 43 . 1365 91 B3. Dạng 3: Các bài toán sử sụng quy tắc cộng, quy tắc nhân Bài toán 13. Gieo đồng thời hai con súc sắc. Tính xác suất sao cho: a) Hai con súc sắc đều xuất hiện mặt chẵn. b) Tích số chấm trên 2 con súc sắc là số chẵn. Phân tích: a) Đối với bài toán này phần lớn học sinh đều giải bằng cách đếm số phần tử của biến cố. học sinh trung bình thường liệt kê phần tử và đếm trực tiếp. Tất nhiên là cách giải này rất dài và có thể làm sót phần tử dẫn tới giải sai. Học sinh khá hơn thì sử dụng tính toán để đếm số phần tử như sau: Ta có Chọn Do đó là biến cố “Hai con súc sắc đều xuất hiện mặt chẵn” , với mỗi cách chọn ta có 3 cách chọn . Do đó có 9 cách Có 3 cách chọn chọn Tôi thấy rằng đây là một lời giải hợp lý, tuy nhiên bài toán này có thể được giải quyết một cách đơn giản hơn khi ta sử dụng quy tắc xác suất. Cho nên giáo viên có thể gợi mở, dẫn dắt học sinh để đi tới giải bài toán theo định hướng này như sau: Gọi A là biến cố “Con súc sắc thứ nhất xuất hiện mặt chẵn” B là biến cố “Con súc sắc thứ hai xuất hiện mặt chẵn” X là biến cố “Hai con súc sắc đều xuất hiện mặt chẵn” Thấy rằng và là hai biến cố độc lập và 3 1  6 2 (Trong 6 mặt thì có 3 mặt chẵn) Do vậy ta có: b) Gọi là biến cố “Tích số chấm trên 2 con súc sắc là số chẵn” Có 3 khả năng xảy ra để tích số chấm trên con súc sắc là số chẵn:  Con súc sắc thứ nhất xuất hiện mặt chẵn, con súc sắc thứ hai xuất hiện mặt lẻ.  Con súc sắc thứ nhất xuất hiện mặt lẻ, con súc sắc thứ hai xuất hiện mặt chẵn.  Cả hai con súc sắc cùng xuất hiện mặt chẵn. Và ta có “Tích số chấm trên 2 con súc sắc là số lẻ” chỉ có 1 khả năng là cả hai con súc sắc đều xuất hiện mặt lẻ. Như vậy một lần nữa ta lại thấy ưu thế của biến cố đối. Ta có và , độc lập nên ta có: Và do đó P(Y) = 1- P( Y ) = 1- 1 3  4 4 Nhận xét: Bài toán trên ta đã sử dụng quy tắc nhân xác suất. Muốn sử dụng được quy tắc nhân phải khẳng định được hai biến cố là độc lập. Vậy hai biến cố thường độc lập trong các phép thử nào? Tất nhiên ở đây tôi không thể nêu tất cả mà chỉ đưa ra một số trường hợp quen thuộc *)Gieo hai đồng tiền hoặc gieo đồng tiền hai lần thì biến cố xảy ra trong lần gieo này độc lập với biến cố xảy ra trong lần gieo kia. Tương tự đối với con súc sắc. *) Hai xạ thủ bắn súng thì sự bắn trúng hay trượt của người này không ảnh hưởng tới người kia. Do đó các biến cố liên quan đến người này độc lập với biến cố liên quan đến người kia. Tương tự đối với một người bắn hai phát súng *) Có hai cái hòm đựng bóng. Lấy từ mỗi hòm ra một quả bóng thì biến cố lấy ra bóng của hòm này sẽ độc lập với biến cố lấy bóng ra ở hòm kia. Tương tự đối với bài toán lấy bi, lấy cầu... Chú ý rằng: Nếu A và B độc lập thì và ; và B; A và cũng độc lập Cũng giống như quy tắc cộng và quy tắc nhân trong toán tổ hợp, đối với biến cố xảy ra khả năng này hoặc khả năng kia thì ta sử dụng quy tắc cộng xác suất. Còn với biến cố thực hiện lien tiếp hai hành động thì ta dùng quy tắc nhân Bài toán14. Trong hòm có 10 chi tiết, trong đó có 2 chi tiết hỏng. Tìm xác suất để khi lấy ngẫu nhiên 6 chi tiết thì có không quá 1 chi tiết hỏng. Phân tích: Trong 6 chi tiết thì có không quá 1 chi tiết hỏng nghĩa là không cóchi tiết nào hỏng hoặc có một chi tiết hỏng. Bài toán này không thể giải theo dạng 1 mà phải sử dụng phép tính xác suất. Đây là bài toán dùng quy tắc cộng xác suất Lời giải Gọi là biến cố “Trong 6 chi tiết lấy ra không có chi tiết nào hỏng” là biến cố “trong 6 chi tiết lấy ra có 1 chi tiết hỏng” là biến cố “Trong 6 chi tiết lấy ra có không quá 1 chi tiết hỏng” Khi đó . Do A1 và A2 xung khắc nhau nên P(A) = P(A1) + P(A2) Số cách lấy ra 6 chi tiết từ 10 chi tiết là C106  N ()  C106 Có 8 chi tiết không bị hỏng nên n( A1 )  C86 = 28 Số cách lấy 5 chi tiết từ 8 chi tiết bị hỏng là C85 Số cách lấy 1 chi tiết từ 2 chi tiết hỏng là C21 = 210 Theo quy tắc nhân ta có n( A2 )  C85C21 = 112 Do vậy ta có: P( A1 )  2 n( A1 ) = 28  2  P(A) = P(A1) +P(A2) = 2  8 = 3 n ( ) 210 15 15 15 Bài toán 15. Có hai hộp cùng chứa các quả cầu. Hộp thứ nhất có 7 quả cầu đỏ, 5 quả cầu xanh. Hộp thứ hai có 6 quả cầu đỏ, 4 quả cầu xanh. Từ mỗi hộp lấy ra ngẫu nhiên 1 quả cầu. a) Tính xác suất để 2 quả cầu lấy ra cùng màu đỏ. b) Tính xác suất để 2 quả cầu lấy ra cùng màu. Phân tích: Bài toán này vẫn có thể giải theo dạng 1, tuy nhiên việc giải rất dài dòng và phức tạp. Nếu sử dụng phối hợp quy tắc cộng và quy tắc nhân thì việc giải quyết bài toán trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Lời giải a) Gọi: A là biến cố “Quả cầu lấy ra từ hộp thứ nhất màu đỏ” B là biến cố “Quả cầu lấy ra từ hộp thứ hai màu đỏ” X là biến cố “Hai quả cầu lấy ra cùng màu đỏ” Ta có , Mặt khác A và B độc lập nên P(X) = P(A).P(B) = 7 3 . = 7 12 5 20 b) Gọi: Y là biến cố “Hai quả cầu lấy ra cùng màu xanh” Z là biến cố “Hai quả cầu lấy ra cùng màu” Ta có . Mặt khác Thấy rằng và độc lập nên nên Những bài toán sử dụng quy tắc cộng xác suất và quy tắc nhân xác suất là các bài toán luôn tính được xác suất của biến cố cơ sở (các biến cố cần tính xác suất biểu diễn qua các biến cố này). Chúng ta để ý các xác suất sau: o Khi gieo một đồng tiền xu cân đối, đồng chất thì  Xác suất xuất hiện mặt sấp là 1 2  Xác suất xuất hiện mặt ngửa là 1 2 o Khi gieo một con súc sắc cân đối đồng chất thì  Xác suất xuất hiện từng mặt là 1 6  Xác suất xuất hiện mặt có số chấm là chẵn:  Xác suất xuất hiện mặt số chấm là lẻ: 1 2 1 2  Xác suất xuất hiện mặt số chấm là số chia hết cho 3: 1 2 Đối với các phép thử khác thì tuỳ theo từng bài toán ta sẽ tính được xác suất này. Và cũng có nhiều bài toán cho trực tiếp xác suât. Bài toán sau là một ví dụ Bài toán 16. Có 2 lô hàng. Người ta lấy ngẫu nhiên từ mỗi lô hàng một sản phẩm. Xác suất để được sản phẩm chất lượng tốt ở từng lô hàng lần lượt là . Hãy tính xác suất để: a) Trong 2 sản phẩm lấy ra có ít nhất một sản phẩm có chất lượng tốt. b) Trong 2 sản phẩm lấy ra có đúng 1 sản phẩm có chất lượng tốt. Phân tích: Đây là bài toán cho trước xác suất nên chắc chắn ta phải sử dụng phép toán tính xác suất để giải quyết. Biến cố cơ sở sẽ là “Lấy được sản phẩm tốt từ lô hàng thứ nhất” và “Lấy được sản phẩm tốt từ lô hàng thứ hai” Lời giải: Gọi “Lấy được sản phẩm tốt từ lô hàng thứ nhất” “Lấy được sản phẩm tốt từ lô hàng thứ hai” Khi đó ta có: P(A) = 0,7 P(B) = 0,8  P ( A)  P( B) = 1 – 0,7 = 0,3 = 1 – 0,8 = 0,2 là biến cố “Trong 2 sản phẩm lấy ra có ít nhất một sản phẩm có a) Gọi chất lượng tốt”. Suy ra Do ba biến cố là độc lập nên ta có là biến cố “Trong 2 sản phẩm lấy ra có đúng một sản phẩm có b) Gọi chất lượng tốt”. Suy ra xung khắc và biến cố Do và B; A và độc lập nên ta có Bài toán 17. Một phòng được lắp hai hệ thống chuông báo động phòng cháy, một hệ thống báo khi thấy khói và một hệ thống báo khi thấy lửa xuất hiện. Qua thực nghiệm thấy rằng xác suất chuông báo khói là , chuông báo lửa là và cả 2 chuông báo là . Tính xác suất để khi có hỏa hoạn ít nhất một trong 2 chuông sẽ báo. Phân tích: Biến cố cần tính xác suất là chuông báo khói báo hoả hoạn hoặc chuông báo lửa báo lửa sẽ báo hỏa hoạn. Do đó bài toán này chắc chắn là dùng quy tắc cộng. Tuy nhiên hai biến cố cơ sở lại không xung khắc. Trong trường hợp này ta phải sử dụng quy tắc cộng mở rộng Lời giải là biến cố “Chuông báo khi thấy khói” Gọi là biến cố “Chuông báo khi thấy lửa” là biến cố “Ít nhất một trong hai chông báo khi hỏa hoạn” Theo giả thiết bài toán ta có Do đó ta có: B4.Luyện tập chung: Bài 18. Một hộp đựng chín thẻ đánh số từ 1 đến 9. Rút ngẫu nhiên hai thẻ rồi nhân hai số ghi trên thẻ với nhau. Tính xác suất để kết quả nhận được là một số chẵn. Hướng dẫn : Gọi A là biến cố: “ Rút được một thẻ chẵn và một thẻ lẻ”, B là biến cố: “Cả hai thẻ được rút ra là thẻ chẵn”. Khi đó biến cố C: “ Tích hai số ghi trên thẻ là một số chẵn” là: C  A  B . Do hai biến cố A và B xung khắc, nên 5 thẻ lẻ nên ta có: P( A)  P(C )  P( A  B)  P( A)  P( B) . C51C41 20 C42 6 .  ; P ( B )   2 2 C9 36 C9 36 Vậy Vì có 4 thẻ chẵn và P (C )  P ( A  B )  20 6 13   36 36 18 Bài 19 . Trên giá sách có 4 quyển sách Toán, 3 quyển sách Lí và 2 quyển sách Hóa. lấy ngẫu nhiên ba quyển sách. Tính xác suất sao cho: a) Ba quyển lấy ra thuộc ba môn khác nhau b) Cả ba quyển lấy ra đều là sách Toán c) Ít nhất một quyển sách Toán Hướng dẫn : Không gian mẫu là một tổ hợp chập 3 của 9 quyển sách nên n()  C93  84 . Kí hiệu A, B, C là các biến cố tương ứng câu a), b), c) a) Để có một phần tử của A ta phải tiến hành ba lần lựa chọn (từ mỗi loại sách một quyển). Vậy n(A) = 4.3.2 = 24 và P( A)  2 7 b) Cả ba quyển sách lấy ra đều là sách Toán , nên n( B )  C43  P ( B)  c) Gọi C 1 21 là biến cố: “Trong ba quyển không có quyển sách Toán nào”, ta có: n(C )  C53  10 , và P (C )  1  P (C )  1  10 37  84 42 Bài toán 20: Có 8 học sinh lớp A, 6 học sinh lớp B, 5 học sinh lớp C. Chọn ngẫu nhiên 8 học sinh. Tính xác suất để 8 học sinh được chọn thuộc vào không quá hai trong 3 lớp. 8 Hướng dẫn học sinh: Không gian mẫu gồm C19 phần tử 8 Gọi A là biến cố 8 học sinh được chọn đều thuộc lớp A, khi đó  A  C8  1 8 Gọi B là biến cố 8 học sinh được chọn thuộc lớp A, hoặc B khi đó  B  C14 8 Gọi C là biến cố 8 học sinh được chọn thuộc lớp A, hoặc C khi đó  C  C13 8 Gọi D là biến cố 8 học sinh được chọn thuộc lớp C, hoặc B khi đó  B  C11 A,B,C,D là các biến cố xung khắc A  B  C  D là biến cố 8 học sinh được chọn thuộc vào không quá hai trong 3 lớp . Vậy xác suất để 8 học sinh được chọn thuộc vào không quá hai trong 3 lớp bằng: P( A  B  C  D)  P( A)  P( B)  P(C)  P( D)   1 C148 C138 C118    C198 C198 C198 C198 Giúp học sinh đưa ra nhận xét: Trong những bài toán mà các kết quả thuận lợi của biến cố A chia thành nhiều nhóm ta có thể coi biến cố A là biến cố hợp của các biến cố A1 , …, An xung khắc tương ứng. Sau đó sử dụng quy tắc cộng xác suất để tính xác suất của biến cố A. Bài toán 21: Xạ thủ A bắn 2 viên đạn vào mục tiêu, xác suất bắn trúng của A trong 7 . Xạ thủ B bắn 3 viên đạn vào mục tiêu, xác suất bắn trúng của B 10 9 trong một lần bắn là . Tính xác suất để mục tiêu không trúng đạn 10 một lần bắn là Hướng dẫn học sinh: Gọi A1 là biến cố A bắn trượt lần bắn thứ nhất thì Gọi A2 là biến cố A bắn trượt lần bắn thứ hai thì A  A1  A2 P( A1 )  P( A2 )  3 10 3 . 10 A1, A2 là độc lập là biến cố A bắn trượt cả hai lần bắn 3 P( A)  P( A1 ).P( A2 )  ( ) 2 10 B  B1  B2  B3 là biến cố B bắn trượt cả ba lần bắn 1 P( B)  P( B1 ).P( B2 ) P( B3 )  ( )3 . 10 A, B là độc lập A B là biến cố mục tiêu không trúng đạn 32 P( A  B )  P( A).P( B)  5 10  Giúp học sinh đưa ra nhận xét : Trong những bài toán mà các kết quả thuận lợi của biến cố A phải đồng thời thỏa mãn nhiều điều kiện ràng buộc khác nhau ta có thể coi biến cố A là biến cố giao của các biến cố A1 , ..., An độc lập tương ứng. Sau đó sử dụng quy tắc nhân xác suất để tính xác suất của biến cố A. Bài toán 22: Trong lớp học có 6 bóng đèn, mỗi bóng có xác suất bị cháy là 0,25. Lớp học đủ ánh sáng nếu có ít nhất 4 bóng hỏng. Tính xác suất dể lớp học không đủ ánh sáng. Hướng dẫn học sinh: Mỗi bóng có xác suất bị cháy là 0,25, mỗi bóng có xác suất hỏng là 0,75 4 Gọi A1 là biến cố 4 bóng hỏng 2 bóng tối, A1 là biến cố hợp của C6 biến cố con, P ( A1 )  C64 .0, 75 4.0, 252 5 Gọi A2 là biến cố 5 bóng hỏng 1 bóng tối, A2 là biến cố hợp của C6 biến cố con, P ( A2 )  C65 .0, 755.0, 251 Gọi A3 là biến cố 6 bóng hỏng P ( A3 )  C66 .0, 756 A  A1  A2  A3 là biến cố lớp học đủ ánh sáng A là biên cố lớp học không đủ ánh sáng P ( A)  1  P ( A)  0,8305 Bài toán 23: Một người bắn 3 viên đạn. Xác suất để cả 3 viên trúng vòng 10 là 0,008, xác suỏt để 1 viên trúngvòng 8 là 0,15, xác suất để 1 viên trúng vòng dưới 8 là 0,4. Tính xác suất để xạ thủ đạt ít nhất 28 điểm 1 Hướng dẫn: Gọi A1 là biến cố 1 viên 10, 2 viên 9, A1 là biến cố hợp của C3 biến cố con, P ( A1 )  C31.0, 2.0, 252 1 Gọi A2 là biến cố 2 viên 10, 1 viên 9, A2 là biến cố hợp của C3 biến cố con, P ( A2 )  C31 .0, 2 2.0, 25 1 Gọi A3 là biến cố 2 viên 10, 1 viên 8, A3 là biến cố hợp của C3 biến cố con, P ( A3 )  C31 .0, 2 2.0,15 Gọi A4 là biến cố 3 viên 10, P ( A4 )  0, 008 A  A1  A2  A3  A4 là biến cố xạ thủ đạt ít nhất 28 điểm. Vậy P( A)  0, 0935 Bài toán 24. Chon ngẫu nhiên 3 số từ tập hợp X = 1, 2,3...11 a) Tính xác suất để tổng ba số được chọn là 12. b) Tính xác suất để tổng ba số được chọn là số lẻ. Hướng dẫn: Số kết quả có thể là C113 =165
- Xem thêm -