10片药片中有5片是安慰剂.(1) 从中任意抽取5片,求其中至少有2片是安慰剂的概率.
10片药片中有5片是安慰剂. (1) 从中任意抽取5片,求其中至少有2片是安慰剂的概率.
题目解答
答案
我们来一步一步地解决这个概率问题。
题目回顾:
有 10 片药片,其中 5 片是安慰剂,5 片是有效药片。
从中任意抽取 5 片,求其中至少有 2 片是安慰剂的概率。
解题思路:
这是一个超几何分布的问题。
- 总体大小:$ N = 10 $
- 总体中“成功”个体数(安慰剂):$ K = 5 $
- 抽样数量:$ n = 5 $
- 我们要求的是:抽出的 5 片中,安慰剂数量 $ X \geq 2 $,即 $ P(X \geq 2) $
我们可以用补集思想来简化计算:
$P(X \geq 2) = 1 - P(X < 2) = 1 - [P(X = 0) + P(X = 1)]$
所以我们先计算 $ P(X = 0) $ 和 $ P(X = 1) $,然后代入。
超几何概率公式:
$P(X = k) = \frac{\binom{K}{k} \binom{N - K}{n - k}}{\binom{N}{n}}$
代入本题数据:
- $ N = 10 $
- $ K = 5 $(安慰剂数量)
- $ n = 5 $(抽取数量)
- $ N - K = 5 $(有效药片)
第一步:计算总的抽取方式数
从 10 片中抽 5 片的总方法数:
$\binom{10}{5} = 252$
第二步:计算 $ P(X = 0) $
即抽出的 5 片中,安慰剂为 0 片,也就是全部是有效药片(5 片有效药片全抽中)。
- 从 5 个安慰剂中选 0 个:$ \binom{5}{0} = 1 $
- 从 5 个有效药片中选 5 个:$ \binom{5}{5} = 1 $
- 满足条件的方法数:$ 1 \times 1 = 1 $
所以:
$P(X = 0) = \frac{1}{252}$
第三步:计算 $ P(X = 1) $
抽出 1 片安慰剂,4 片有效药片。
- 从 5 个安慰剂中选 1 个:$ \binom{5}{1} = 5 $
- 从 5 个有效药片中选 4 个:$ \binom{5}{4} = 5 $
- 满足条件的方法数:$ 5 \times 5 = 25 $
所以:
$P(X = 1) = \frac{25}{252}$
第四步:计算 $ P(X < 2) = P(X=0) + P(X=1) $
$P(X < 2) = \frac{1}{252} + \frac{25}{252} = \frac{26}{252}$
第五步:计算 $ P(X \geq 2) $
$P(X \geq 2) = 1 - \frac{26}{252} = \frac{252 - 26}{252} = \frac{226}{252}$
化简分数:
分子分母同时除以 2:
$\frac{226}{252} = \frac{113}{126}$
最终答案:
$\boxed{\frac{113}{126}} \approx 0.8968$
即:从中任意抽取 5 片,其中至少有 2 片是安慰剂的概率为 $ \frac{113}{126} $,约 89.68%。
答:
至少有 2 片是安慰剂的概率为 $ \boxed{\dfrac{113}{126}} $。
解析
考查要点:本题主要考查超几何分布的应用,以及利用补集思想简化概率计算。
解题核心思路:
题目要求计算“至少2片安慰剂”的概率,直接计算包含多种情况(2、3、4、5片安慰剂),较为繁琐。因此,采用补集思想,即先计算“少于2片安慰剂”的概率(包括0片和1片),再用1减去该概率,从而简化计算。
关键点:
- 超几何分布公式:正确应用组合数计算不同情况的概率。
- 补集思想:将复杂事件转化为简单事件的补集,减少计算量。
步骤1:确定总体参数
- 总体数量:$N = 10$(药片总数)
- 安慰剂数量:$K = 5$
- 抽取数量:$n = 5$
步骤2:计算总抽取方式数
从10片中抽取5片的总方法数为:
$\binom{10}{5} = 252$
步骤3:计算$P(X=0)$(0片安慰剂)
- 从5片安慰剂中选0片:$\binom{5}{0} = 1$
- 从5片有效药中选5片:$\binom{5}{5} = 1$
- 满足条件的方法数:$1 \times 1 = 1$
- 概率:
$P(X=0) = \frac{1}{252}$
步骤4:计算$P(X=1)$(1片安慰剂)
- 从5片安慰剂中选1片:$\binom{5}{1} = 5$
- 从5片有效药中选4片:$\binom{5}{4} = 5$
- 满足条件的方法数:$5 \times 5 = 25$
- 概率:
$P(X=1) = \frac{25}{252}$
步骤5:计算$P(X < 2)$
$P(X < 2) = P(X=0) + P(X=1) = \frac{1}{252} + \frac{25}{252} = \frac{26}{252}$
步骤6:计算$P(X \geq 2)$
$P(X \geq 2) = 1 - P(X < 2) = 1 - \frac{26}{252} = \frac{226}{252} = \frac{113}{126}$