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:
-
恰好1件次品的概率:
$\boxed{0.0588}$ -
至少1件次品的概率:
$\boxed{0.0594}$ -
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:
- 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。
- 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。
- 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
$P_{\text{至多1件}} = P_0 + P_1 = \frac{152096 + 9506}{161700} = \frac{161602}{161700} \approx 0.9994$