设袋中有 m + n 只乒乓球,其中 m 只 黄球, n 只 白球,现从中依次不放回地任取两个则 ( A ) 第一次取黄球的概率等于第二次取黄球的 概率 ( B ) 第一次取黄球的概率大于第二次取黄球的 概率 ( C ) 第一次取黄球的概率小于第二次取黄球的 概率 ( D ) 第一次取黄球的概率与第二次取黄球的概率的大小关系与 m 和 n 的取值有关
设袋中有 m + n 只乒乓球,其中 m 只 黄球, n 只 白球,现从中依次不放回地任取两个则
( A ) 第一次取黄球的概率等于第二次取黄球的 概率
( B ) 第一次取黄球的概率大于第二次取黄球的 概率
( C ) 第一次取黄球的概率小于第二次取黄球的 概率
( D ) 第一次取黄球的概率与第二次取黄球的概率的大小关系与 m 和 n 的取值有关
题目解答
答案
解:
第一次取黄球的概率为
第二次取黄球可包括“第一次取白球、第二次取黄球”以及“两次都是取黄球”,故第二次取黄球的概率为
∴P(A)=P(B)
∴第一次取黄球的概率等于第二次取黄球的 概率
故答案为:A
解析
考查要点:本题主要考查不放回抽样中事件概率的计算,以及条件概率的应用。关键在于理解两次抽取的独立性以及总概率的计算方法。
解题核心思路:
- 第一次取黄球的概率直接由黄球数量与总球数的比值确定。
- 第二次取黄球的概率需要分两种情况讨论:第一次取到白球或黄球,再通过全概率公式计算总概率。
- 通过代数化简,发现两次概率相等,与球的总数无关。
破题关键点:
- 不放回抽样的对称性:虽然每次抽取后总数减少,但黄球与白球的比例在整体上保持某种对称关系。
- 全概率公式的应用:将第二次取黄球的概率拆解为两种互斥情况的加权和。
第一次取黄球的概率
袋中共有 $m+n$ 个球,其中黄球 $m$ 个,因此第一次取黄球的概率为:
$P(\text{第一次黄球}) = \frac{m}{m+n}$
第二次取黄球的概率
第二次取黄球的情况有两种:
-
第一次取白球,第二次取黄球:
- 第一次取白球的概率为 $\frac{n}{m+n}$。
- 此时剩余 $m$ 个黄球和 $n-1$ 个白球,总球数为 $m+n-1$,第二次取黄球的概率为 $\frac{m}{m+n-1}$。
- 联合概率为 $\frac{n}{m+n} \cdot \frac{m}{m+n-1}$。
-
第一次取黄球,第二次取黄球:
- 第一次取黄球的概率为 $\frac{m}{m+n}$。
- 此时剩余 $m-1$ 个黄球和 $n$ 个白球,总球数为 $m+n-1$,第二次取黄球的概率为 $\frac{m-1}{m+n-1}$。
- 联合概率为 $\frac{m}{m+n} \cdot \frac{m-1}{m+n-1}$。
总概率为两种情况之和:
$\begin{aligned}P(\text{第二次黄球}) &= \frac{n}{m+n} \cdot \frac{m}{m+n-1} + \frac{m}{m+n} \cdot \frac{m-1}{m+n-1} \\&= \frac{m \cdot n + m(m-1)}{(m+n)(m+n-1)} \\&= \frac{m(n + m -1)}{(m+n)(m+n-1)} \\&= \frac{m}{m+n}\end{aligned}$
结论:两次取黄球的概率均为 $\frac{m}{m+n}$,因此两者相等。