例1 小慧为班级策划联欢会,其中有一个抽奖环节(全班每名同学均有一次抽奖机会):班级计划设置大奖和小奖,其中10%为大奖,其余为小奖.小慧设计了如下抽奖方案:在一个不透明的盒子中,放入2个黄球和3个白球,这些球除颜色外都相同,搅匀后从中任意摸出2个球,摸到的2个球都是黄球的同学获得大奖,其余的同学获得小奖.该抽奖方案符合班级的设奖要求吗?请说明理由.
答案:该抽奖方案符合班级的设奖要求,理由如下:分别用黄1、黄2、白1、白2、白3表示这5个球,从中任意摸出2个球,可能出现的结果有:
| | 黄1 | 黄2 | 白1 | 白2 | 白3 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 黄1 | | (黄1,黄2) | (黄1,白1) | (黄1,白2) | (黄1,白3) |
| 黄2 | (黄2,黄1) | | (黄2,白1) | (黄2,白2) | (黄2,白3) |
| 白1 | (白1,黄1) | (白1,黄2) | | (白1,白2) | (白1,白3) |
| 白2 | (白2,黄1) | (白2,黄2) | (白2,白1) | | (白2,白3) |
| 白3 | (白3,黄1) | (白3,黄2) | (白3,白1) | (白3,白2) | |
共有20种结果,它们出现的可能性相同.所有的结果中,满足摸到的2个球都是黄球(记为事件A)的结果有2种,即(黄1,黄2)或(黄2,黄1),所以 $P(A)=\frac{2}{20}=\frac{1}{10}$,即获得大奖的概率为$\frac{1}{10}$,获得小奖的概率为$\frac{9}{10}$;按照小慧设计的抽奖方案:获得大奖的概率为$\frac{10}{10+90}=\frac{1}{10}$,获得小奖的概率为$\frac{90}{10+90}=\frac{9}{10}$;故该抽奖方案符合班级的设奖要求。
解析:
【分析】
要判断抽奖方案是否符合设奖要求,首先明确设奖要求是大奖占比为10%,也就是获得大奖的概率需为$\frac{1}{10}$,因此解题核心是计算该抽奖方案中摸到2个黄球(即中大奖)的概率,再与10%比较即可。计算概率时,由于摸球是不放回的等可能事件,可通过列表法列举出所有摸2个球的等可能结果,再统计满足“2个都是黄球”的结果数,最后代入概率公式计算即可。
【解析】
我们分别用黄1、黄2、白1、白2、白3表示盒子中的5个球,搅匀后任意摸出2个球,所有等可能的结果如下表:
| | 黄1 | 黄2 | 白1 | 白2 | 白3 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 黄1 | | (黄1,黄2) | (黄1,白1) | (黄1,白2) | (黄1,白3) |
| 黄2 | (黄2,黄1) | | (黄2,白1) | (黄2,白2) | (黄2,白3) |
| 白1 | (白1,黄1) | (白1,黄2) | | (白1,白2) | (白1,白3) |
| 白2 | (白2,黄1) | (白2,黄2) | (白2,白1) | | (白2,白3) |
| 白3 | (白3,黄1) | (白3,黄2) | (白3,白1) | (白3,白2) | |
由表可知,共有20种等可能的结果,其中摸到2个球都是黄球(记为事件A)的结果有2种,即(黄1,黄2)和(黄2,黄1)。
根据概率公式可得:$P(A)=\frac{符合条件的结果数}{所有等可能的结果数}=\frac{2}{20}=\frac{1}{10}=10\%$,刚好符合班级大奖占10%的设奖要求。
【答案】
该抽奖方案符合班级的设奖要求。
【知识点】
列表法求概率;概率公式;概率的实际应用
【点评】
本题是概率在实际生活中的应用类问题,解题的关键是明确判断标准,正确列举所有等可能的事件结果,准确计算目标事件的概率再与要求比较,解题时注意列举结果时不要重复或遗漏。
【难度系数】
0.7
例2 一个不透明的袋中装有5个黄球,13个黑球和22个红球,它们除颜色外都相同.
(1)小明和小红玩摸球游戏,规定每人摸球后再将摸到的球放回去为一次游戏,若摸到黑球小明获胜,摸到黄球小红获胜,这个游戏对双方公平吗?请说明你的理由.
(2)现在裁判想从袋中取出若干个黑球,并放入相同数量的黄球,使得这个游戏对双方公平,裁判取出了多少黑球?
答案:(1)不公平.
∵不透明的袋中装有5个黄球、13个黑球和22个红球,摸到黑球小明获胜,摸到黄球小红获胜,
∴小明获胜的概率为$\frac{13}{40}$,小红获胜的概率为$\frac{5}{40}=\frac{1}{8}$
(2)由题意可得:设取出了x个黑球,则 $13-x=5+x$.解得 $x=4$.答:取出4个黑球。
解析:
【分析】
要判断游戏是否公平,核心是比较双方获胜的概率是否相等:
1. 第一问:先计算袋中球的总数量,再分别根据概率公式计算小明、小红获胜的概率,比较两个概率大小即可判断公平性;
2. 第二问:要使游戏公平,需让黑球和黄球的数量相等(总球数不变时,数量相等则摸到的概率相等),设取出x个黑球,根据黑球剩余数量=黄球新增后数量列方程求解即可。
【解析】
(1)先计算袋中球的总个数:$5+13+22=40$(个)
摸到黑球小明获胜,因此小明获胜的概率为:$P(小明胜)=\frac{黑球个数}{总球数}=\frac{13}{40}$
摸到黄球小红获胜,因此小红获胜的概率为:$P(小红胜)=\frac{黄球个数}{总球数}=\frac{5}{40}=\frac{1}{8}$
∵$\frac{13}{40}≠\frac{5}{40}$,即两人获胜的概率不相等,因此这个游戏对双方不公平。
(2)设裁判取出了$x$个黑球,由于放入了相同数量的黄球,因此此时袋中黑球个数为$13-x$,黄球个数为$5+x$。
要使游戏公平,需两人获胜概率相等,即黑球和黄球的数量相等,据此列方程:
$13-x=5+x$
移项合并同类项得:$2x=8$
解得:$x=4$
【答案】
(1)不公平,小明获胜的概率为$\frac{13}{40}$,小红获胜的概率为$\frac{1}{8}$,两人获胜概率不相等;
(2)裁判取出了4个黑球。
【知识点】
概率公式,游戏公平性判定,一元一次方程的应用
【点评】
本题属于概率的基础应用题型,解题关键是明确游戏公平的本质是参与游戏的双方获胜概率相等,结合方程思想即可顺利求解,难度较低。
【难度系数】
0.8