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数学
题目

设有一批同类型产品共100件,其中98件是合格品,另外2件是次品。从中任意抽取3件,求:(1) 抽到的3件中恰有一件是次品的概率;(2) 抽到的3件中至少有一件是次品的概率;(3) 抽到的3件中至多有一件是次品的概率。

设有一批同类型产品共100件,其中98件是合格品,另外2件是次品。从中任意抽取3件,求: (1) 抽到的3件中恰有一件是次品的概率; (2) 抽到的3件中至少有一件是次品的概率; (3) 抽到的3件中至多有一件是次品的概率。

题目解答

答案

我们来逐步解决这个概率问题。题目中给出:

  • 总产品数:100件
  • 合格品数:98件
  • 次品数:2件
  • 抽取方式:任意抽取3件(不放回)

(1) 抽到的3件中恰有一件是次品的概率

我们要求:恰好抽到1件次品,2件合格品。

这是一个典型的超几何分布问题。

总的抽取方式数:

从100件中任取3件,总的组合数为:
$\binom{100}{3}$

有利事件数(1件次品 + 2件合格品):

  • 从2件次品中选1件:$\binom{2}{1}$
  • 从98件合格品中选2件:$\binom{98}{2}$

所以有利事件数为:
$\binom{2}{1} \cdot \binom{98}{2}$

概率计算:

$P_1 = \frac{\binom{2}{1} \cdot \binom{98}{2}}{\binom{100}{3}}$

我们来计算具体数值:

  • $\binom{2}{1} = 2$
  • $\binom{98}{2} = \frac{98 \cdot 97}{2} = 4753$
  • $\binom{100}{3} = \frac{100 \cdot 99 \cdot 98}{6} = 161700$

所以:
$P_1 = \frac{2 \cdot 4753}{161700} = \frac{9506}{161700} \approx 0.0588$

(2) 抽到的3件中至少有一件是次品的概率

这个事件包含:

  • 恰好1件次品(已算出)
  • 恰好2件次品

我们分别计算两种情况,然后相加。

恰好2件次品:

  • 从2件次品中选2件:$\binom{2}{2} = 1$
  • 从98件合格品中选1件:$\binom{98}{1} = 98$

所以:
$P_2 = \frac{\binom{2}{2} \cdot \binom{98}{1}}{\binom{100}{3}} = \frac{1 \cdot 98}{161700} = \frac{98}{161700}$

所以“至少有一件次品”的概率为:
$P_{\text{至少1件}} = P_1 + P_2 = \frac{9506 + 98}{161700} = \frac{9604}{161700} \approx 0.0594$

(3) 抽到的3件中至多有一件是次品的概率

这个事件包含:

  • 恰好0件次品(即全是合格品)
  • 恰好1件次品(已算出)

恰好0件次品(全是合格品):

  • 从98件合格品中选3件:$\binom{98}{3}$
  • 总的抽取方式:$\binom{100}{3} = 161700$

所以:
$P_0 = \frac{\binom{98}{3}}{\binom{100}{3}} = \frac{152096}{161700}$

(注:$\binom{98}{3} = \frac{98 \cdot 97 \cdot 96}{6} = 152096$)

所以“至多1件次品”的概率为:
$P_{\text{至多1件}} = P_0 + P_1 = \frac{152096 + 9506}{161700} = \frac{161602}{161700} \approx 0.9994$

最终答案总结:

  1. 恰好1件次品的概率:
    $\boxed{0.0588}$

  2. 至少1件次品的概率:
    $\boxed{0.0594}$

  3. 至多1件次品的概率:
    $\boxed{0.9994}$

解析

考查要点:本题主要考查超几何分布的应用,涉及组合数的计算及概率的基本性质。需要理解“恰好”、“至少”、“至多”等关键词对应的事件分解方式。

解题核心思路:

  1. 明确事件类型:从有限不放回抽样中计算概率,属于超几何分布问题。
  2. 事件分解:
    • (1) 恰好1件次品:直接计算次品和合格品的组合数。
    • (2) 至少1件次品:可分解为“1件次品”和“2件次品”之和,或用补集思想(1 - 全合格品概率)。
    • (3) 至多1件次品:分解为“0件次品”和“1件次品”之和。
  3. 组合数计算:注意分步计算并化简。

破题关键:正确分解事件,准确计算组合数,避免重复或遗漏。

(1) 抽到的3件中恰有一件是次品的概率

总事件数

从100件中选3件:
$\binom{100}{3} = \frac{100 \times 99 \times 98}{6} = 161700$

有利事件数

选1件次品和2件合格品:
$\binom{2}{1} \cdot \binom{98}{2} = 2 \cdot \frac{98 \times 97}{2} = 2 \cdot 4753 = 9506$

概率计算

$P_1 = \frac{9506}{161700} \approx 0.0588$

(2) 抽到的3件中至少有一件是次品的概率

分解事件

包含“1件次品”和“2件次品”两种情况。

恰好2件次品的概率

$P_2 = \frac{\binom{2}{2} \cdot \binom{98}{1}}{\binom{100}{3}} = \frac{1 \cdot 98}{161700} = \frac{98}{161700}$

总概率

$P_{\text{至少1件}} = P_1 + P_2 = \frac{9506 + 98}{161700} = \frac{9604}{161700} \approx 0.0594$

(3) 抽到的3件中至多有一件是次品的概率

分解事件

包含“0件次品”和“1件次品”两种情况。

恰好0件次品的概率

$P_0 = \frac{\binom{98}{3}}{\binom{100}{3}} = \frac{\frac{98 \times 97 \times 96}{6}}{161700} = \frac{152096}{161700}$

总概率

$P_{\text{至多1件}} = P_0 + P_1 = \frac{152096 + 9506}{161700} = \frac{161602}{161700} \approx 0.9994$

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