\(\S2.\) BIẾN CỐ HỢP VÀ QUI TẮC CỘNG XÁC SUẤT

Lỗi khi trích xuất lý thuyết từ dữ liệu

Phần 3. Tự luận

Dạng 1. Xác định tính chất của các biến cố

Dạng 2. Tính xác suất bằng qui tắc nhân

Dạng 1. Xác định tính chất của các biến cố

Câu 1:

Một tổ trong lớp 11C có \(9\) học sinh. Phỏng vấn \(9\) bạn này với câu hỏi: Bạn có biết chơi môn thể thao nào trong hai môn này không?. Nếu biết thì đánh dấu X vào ô ghi tên môn thể thao đó, không biết thì để trống. Kết quả thu được như sau:

Image

Chọn ngẫu nhiên một học sinh trong tổ. Xét các biến cố sau:

\(U\): Học sinh được chọn biết chơi cầu lông;

\(V\): Học sinh được chọn biết chơi bóng bàn.

a) Mô tả không gian mẫu.

b) Nội dung của biến cố giao \(T=U V\) là gì? Mối biến cố \(U\), \(V\), \(T\) là tập con nào của không gian mẫu?

a) Không gian mẫu \(\Omega=\{\text{Bảo; Đăng; Giang; Hoa; Long; Mai; Phúc; Tuấn; Yến} \}\).

b) \(T\) là biến cố Học sinh được chọn biết chơi cả cầu lông và bóng bàn.

Ta có: \(U=\{\text{Bảo; Đăng; Long; Phúc; Tuấn; Yến}\}\);\\ \(V=\{\text{Giang ; Long; Phúc; Tuấn}\}\).

Vậy \(T=U \cap V=\{\)Long; Phúc; Tuấn\(\}\).

Câu 2:

Một hộp đựng \(25\) tấm thẻ cùng loại được đánh số từ \(1\) đến \(25\). Rút ngẫu nhiên một tấm thẻ trong hộp. Xét các biến cố \(P\) : Số ghi trên tấm thẻ là số chia hết cho \(4\); \(Q\): Số ghi trên tấm thẻ là số chia hết cho \(6\).

a) Mô tả không gian mẫu.

b) Nội dung của biến cố giao \(S=P Q\) là gì? Mỗi biến cố \(P\), \(Q\), \(S\) là tập con nào của không gian mẫu?

a) \(\Omega=\{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25\}\).

b) \(S\) là biến cố Số ghi trên tấm thẻ là số chia hết cho \(4\) và chia hết cho \(6\).

Ta có: \(P=\{4,8,12,16,20,24\}\); \(Q=\{6,12,18,24\}\).

Vậy \(T=P \cap Q=\{12;24\}\).

Câu 3:

Một hộp đựng \(15\) tấm thẻ cùng loại được đánh số từ \(1\) đến \(15\). Rút ngẫu nhiên một tấm thẻ và quan sát số ghi trên thẻ. Gọi \(A\) là biến cố Số ghi trên tấm thẻ nhỏ hơn \(7\); \(B\) là biến cố Số ghi trên tấm thẻ là số nguyên tố.

a) Mô tả không gian mẫu.

b) Mỗi biến cố \(A \cup B\) và \(A B\) là tập con nào của không gian mẫu?

a) Khi rút 1 thẻ từ 15 thẻ được đánh số thì không gian mẫu là:

\(\Omega= \{1;2;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;14;15 \}\).

b) Các kết quả thuận lợi của biến cố \(A\): \(A= \{1;2;3;4;5;6 \}\).

Các kết quả thuận lợi của biến cố \(B\): \(B=\{2;3;5;7;11;13 \}\).

\(A \cup B\) là biến cố Số ghi trên thẻ nhỏ hơn \(7\) hoặc số nguyên tố.

\(A \cup B = \{1;2;3;4;5;6;7;11;13 \}\).

\(AB\) là biến cố Số ghi trên thẻ nhỏ hơn \(7\) và nguyên tố.

\(AB=\{2;3;5 \}\).

Câu 4:

\(P\): Học sinh đó bị cận thị;

\(Q\): Học sinh đó học giỏi môn Toán.

Nêu nội dung của các biến cố \(P \cup Q\); \(P Q\) và \(\overline{P} \overline{Q}\).

\(P \cup Q\) là biến cố Học sinh đó bị cận thị hoặc học sinh đó giỏi môn Toán.

\(PQ\) là biến cố Học sinh đó bị cận thị và học giỏi môn Toán.

\(\overline{P}\) là biến cố Học sinh đó không bị cận thị.

\(\overline{Q}\) là biến cố Học sinh đó không giỏi môn Toán.

\(\overline{P} \overline{Q}\) là biến cố Học sinh đó không bị cận và không giỏi môn Toán.

Câu 5:

Số liệu thống kê tại một vùng cho thấy trong các vụ tai nạn ô tô có \(0{,}37 \%\) người tử vong; \(29 \%\) người không thắt dây an toàn và \(0{,}28 \%\) người không thắt dây an toàn và tử vong. Chứng tỏ rằng việc không thắt dây an toàn khi lái xe và nguy cơ tử vong khi gặp tai nạn có liên quan với nhau.

Chọn ngẫu nhiên một người đã bị tai nạn ô tô.

Gọi \(A\) là biến cố Người đó đã tử vong; \(B\) là biến cố Người đó đã không thắt dây an toàn.

Khi đó, \(A B\) là biến cố: Người đó không thắt dây an toàn và đã tử vong.

Ta có \(P(A)=0{,}37 \%=0{,}0037 ;\, P(B)=29 \%=0{,}29;\) suy ra \(P(A)\cdot P(B)=0{,}0037 \cdot 0{,}29=0{,}001073\).

Mặt khác \(P(A B)=0{,}28 \%=0{,}0028\).

Vì \(P(A B) \neq P(A) P(B)\) nên hai biến cố \(A\) và \(B\) không độc lập.

Vậy việc không thắt dây an toàn khi lái xe có liên quan tới nguy cơ tử vong khi gặp tai nạn.

Câu 6:

Cho hai biến cố \(A\) và \(B\) là hai biến cố xung khắc với \(P(A)>0,\) \( P(B)>0\). Chứng tỏ rằng hai biến cố \(A\) và \(B\) không độc lập.

Vì \(A\) và \(B\) là hai biến cố xung khắc, nghĩa là không thể xảy ra cả hai biến cố đồng thời.

Ta có \(P(A\cap B)=0\).

Nếu \(A\) và \(B\) độc lập thì:

\(P(A\cap B)=P(A)P(B) > 0\).

Điều này trái với kết quả vừa chứng minh được ở trên. Vậy nên, hai biến cố \(A\) và \(B\) không độc lập.

Câu 7:

Một thùng đựng \(60\) tấm thẻ cùng loại được đánh số từ \(1\) đến \(60\). Rút ngẫu nhiên một tấm thẻ trong thùng. Xét hai biến cố sau:

\(A:\) Số ghi trên tấm thẻ là ước của \(60\)\, và \(B\): Số ghi trên tấm thẻ là ước của \(48\).

Chứng tỏ rằng \(A\) và \(B\) là hai biến cố không độc lập.

Ước của \(60\) là \(1,\) \( 2,\) \( 3,\) \( 4,\) \( 5,\) \( 6,\) \( 10,\) \( 12,\) \( 15,\) \( 20,\) \( 30,\) \( 60\). Suy ra \(P(A)=\displaystyle\frac{12}{60}=0{,}2\).

Ước của \(48\) là \(1,\) \( 2,\) \( 3,\) \( 4,\) \( 6,\) \( 8,\) \( 12,\) \( 16,\) \( 24,\) \( 48\). Suy ra \(P(B)=\displaystyle\frac{10}{60}=\displaystyle\frac{1}{6}.\)

Suy ra \(P(A)\cdot P(B)=\displaystyle\frac{1}{30}\).

Ước chung của \(60\) và \(48\) là \(1,\) \( 2,\) \( 3,\) \( 4,\) \( 6,\) \( 8,\) \( 12,\) \( 24\).

Suy ra \(P(AB)=\displaystyle\frac{8}{60}=\displaystyle\frac{2}{15}\).

Vì \(P(AB)\neq P(A)P(B)\) nên hai biến cố \(A\) và \(B\) không độc lập.

Câu 8:

Hai vận động viên bắn súng \(A\) và \(B\) mỗi người bắn một viên vào tấm bia một các độc lập. Xét các biến cố sau

\(M\): Vận động viên \(A\) bắn trúng vòng \(10\);

\(N\): Vận động viên \(B\) bắn trúng vòng \(10\).

Hãy biểu diễn các biến cố sau theo biến cố \(M\) và \(N\).

+) \(C\): Có ít nhất một vận động viên bắn trúng vòng \(10\);

+) \(D\): Cả hai vận động viên bắn trúng vòng \(10\);

+) \(E\): Cả hai vận động viên đều không bắn trúng vòng \(10\);

+) \(F\): Vận động viên \(A\) bắn trúng và vận động viên \(B\) không bắn trúng vòng \(10\);

+) \(G\): Chỉ có duy nhất một vận động viên bắn trúng vòng \(10\).

+) \(C=A\cup B\);

+) \(D=A\cap B\);

+) \(E=\overline{A}\cap \overline{B}\);\

+) \(F=A\cap \overline{B}\);

+) \(G=A\overline{B}\cup \overline{A}B\).

Câu 9:

Gieo hai con xúc xắc cân đối và đồng chất. Gọi \(A\) là biến cố Tổng số chấm xuất hiện trên hai con xúc xắc bằng 5, \(B\) là biến cố Tích số chấm xuất hiện trên hai con xúc xắc bằng 6. Gọi \(C\) là biến cố Có ít nhất một con xúc xắc xuất hiện mặt \(1\) chấm. Hãy viết tập hợp mô tả các biến cố giao \(AC\) và \(BC\).

Biến cố \(A=\{(1 ; 4) ;(4 ; 1) ;(2 ; 3) ;(3 ; 2)\}\).

Biến cố \(B=\{(1 ; 6) ;(6 ; 1) ;(2 ; 3) ;(3 ; 2)\}\).

Biến cố \(C=\{(1 ; 6) ;(6 ; 1) ;(1 ; 5) ;(5 ; 1) ;(1 ; 4) ;(4 ; 1) ;(1 ; 3) ;(3 ; 1) ;(1 ; 2) ;(2 ; 1) ;(1 ; 1)\}\).

Kết hợp tập hợp mô tả biến cố \(A\), \(B\) ở trên, ta có biến cố \(AC=\{(1 ; 4) ;(4 ; 1)\};\) \(BC=\{(1 ; 6) ;(6 ; 1)\}.\)

Câu 10:

Một hộp chứa \(21\) tấm thẻ cùng loại được đánh số từ \(1\) đến \(21\). Chọn ra ngẫu nhiên \(1\) thẻ từ hộp. Gọi \(A\) là biến cố Số ghi trên thẻ được chọn chia hết cho \(2\), \(B\) là biến cố Số ghi trên thẻ được chọn chia hết cho \(3\).

a) Hãy mô tả bằng lời biến cố \(A B\).

b) Hai biến cố \(A\) và \(B\) có độc lập không? Tại sao?

a) \(A\) là biến cố Số ghi trên thẻ được chọn chia hết cho \(2\) \(\,\)nên \(A=\{2;4;6;8;10;12;14;16;18;20\}\).

\(B\) là biến cố Số ghi trên thẻ được chọn chia hết cho \(3\) \(\,\)nên \(B=\{3;6;9;12;15;18;21\}\).

Suy ra biến cố \(AB=\{6;12;18\}\).

Vậy biến cố \(AB\) là Số ghi trên thẻ được chọn chia hết cho 6.

b) Xác suất \(P(A)=\displaystyle\frac{10}{21}\);

Xác suất \(P(B)=\displaystyle\frac{7}{21}=\displaystyle\frac{1}{3}\);

Xác suất \(P(AB)=\displaystyle\frac{3}{21}=\displaystyle\frac{1}{7}\).

Ta có \(P(AB)=\displaystyle\frac{1}{7}\neq \displaystyle\frac{10}{21}\cdot \displaystyle\frac{1}{3}=\displaystyle\frac{10}{63}=P(A)P(B)\) nên hai biến cố \(A\) và \(B\) không độc lập.

Câu 11:

Hộp thứ nhất chứa \(3\) tấm thẻ cùng loại được đánh số lần lượt từ \(1\) đến \(3\). Hộp thứ hai chứa \(5\) tấm thẻ cùng loại được đánh số lần lượt từ \(1\) đến \(5\). Lấy ra ngẫu nhiên từ mỗi hộp \(1\) thẻ. Gọi \(A\) là biến cố Tổng các số ghi trên \(2\) thẻ bằng \(6\), \(B\) là biến cố Tích các số ghi trên \(2\) thẻ là số lẻ.

a) Hãy viết tập hợp mô tả biến cố \(A B\) và tính \(P(A B)\).

b) [b)] Hãy tìm một biến cố khác rỗng và xung khắc với cả hai biến cố \(A\) và \(B\).

a) Hãy viết tập hợp mô tả biến cố \(A B\) và tính \(P(A B)\).

Hộp thứ nhất chứa \(3\) tấm thẻ cùng loại được đánh số \(1; 2; 3\).

Hộp thứ hai chứa \(5\) tấm thẻ cùng loại được đánh số lần lượt từ \(1; 2; 3; 4; 5\).

Số phần tử không gian mẫu là \(3\cdot 5=15\).

Gọi \(A\) là biến cố Tổng các số ghi trên \(2\) thẻ bằng \(6\) \(\,\)nên \(A=\{(1;5);(2;4);(3;3)\}\). \(P(A)=\displaystyle\frac{3}{15}\).

Gọi \(B\) là biến cố Tích các số ghi trên \(2\) thẻ là số lẻ \(\,\)nên

\(B=\{(1;1);(1;3);(1;5);(3;1);(3;3);(3;5)\}\). \(P(B)=\displaystyle\frac{6}{15}=\displaystyle\frac{2}{5}\).

Vậy \(P(A B)=P(A)P(B)=\displaystyle\frac{1}{5}\cdot \displaystyle\frac{2}{5}=\displaystyle\frac{2}{25}\).

b) [b)] Một biến cố khác rỗng và xung khắc với cả hai biến cố \(A\) và \(B\) là

\(C\) là biến cố Tích các số ghi trên \(2\) thẻ là số chẵn và tổng khác 6 .

Suy ra \(C=\{(1;2);(1;4);(2;1);(2;2);(2;3);(2;5);(3;2);(3;4)\}\).

Dạng 2. Tính xác suất bằng qui tắc nhân

Câu 1:

Cho \(A\) và \(B\) là hai biến cố thoả mãn \(P(A)=0{,}5 ; P(B)=0{,}7\) và \(P(A \cup B)=0{,}8\).

a) Tính xác suất của các biến cố \(A B, \overline{A} B\) và \(\overline{A} \overline{B}\).

b) Hai biến cố \(A\) và \(B\) có độc lập hay không?

a) Ta có \(P(A \cup B)=P(A)+P(B)-P(AB) \\ \Rightarrow

P(AB)=P(A)+P(B)-P(A \cup B)=0,5+0,7-0,8=0,4\(.

\(P(\overline{A} B)=P(\overline{A})P(B)=0{,}5\cdot0{,}7=0{,}35.\)

\(P\overline{A} \overline{B}=P(\overline{A})P(\overline{B})=0{,}5\cdot0{,}3=0{,}15.\)

b) Vì \(P(AB)=0,4 \neq 0,35=P(A)\cdot P(B)\) nên hai biến cố

\(A\) và \(B\) không độc lập.

Câu 2:

Có hai túi đựng các viên bi có cùng kích thước và khối lượng. Túi \(I\) có \(3\) viên bi màu xanh và \(7\) viên bi màu đỏ. Túi \(II\) có \(10\) viên bi màu xanh và \(6\) viên bi màu đỏ. Từ mỗi túi, lấy ngẫu nhiên ra một viên bi. Tính xác suất để

a) Hai viên bi được lấy có cùng màu xanh;

b) Hai viên bi được lấy có cùng màu đỏ;

c) Hai viên bi được lấy có cùng màu;

d) Hai viên bi được lấy không cùng màu.

a) Gọi \(A\) là biến cố Lấy được hai viên bi màu xanh.

Gọi \(X\) là biến cố Lấy được viên bi màu xanh từ túi thứ nhất \(\Rightarrow P( X )=\displaystyle\frac{3}{10}\).

Gọi \(Y\) là biến cố Lấy được viên bi màu xanh từ túi thứ hai \(\Rightarrow P( Y )=\displaystyle\frac{5}{8}\).

Ta thấy biến cố \(X\), \(Y\) là \(2\) biến cố độc lập nhau, theo công thức nhân xác suất ta có

\(P( A )=P( X\cdot Y )=P( X )\cdot P( Y )=\displaystyle\frac{3}{10}\cdot\displaystyle\frac{5}{8}=\displaystyle\frac{3}{16}.\)

b) Gọi \(B\) là biến cố Lấy được hai viên bi màu đỏ.

Gọi \(E\) là biến cố Lấy được viên bi màu đỏ từ túi thứ nhất \(\Rightarrow P( E )=\displaystyle\frac{7}{10}\).

Gọi \(F\) là biến cố Lấy được viên bi màu đỏ từ túi thứ hai \(\Rightarrow P(F)=\displaystyle\frac{3}{8}\).

Ta thấy biến cố \(E\), \(F\) là \(2\) biến cố độc lập nhau, theo công thức nhân xác suất ta có

\(P(B)=P( E\cdot F )=P(E)\cdot P(F )=\displaystyle\frac{7}{10}\cdot\displaystyle\frac{3}{8}=\displaystyle\frac{21}{80}.\)

c) Gọi \(C\) là biến cố Lấy được hai viên bi cùng màu.

Ta có \(C = A \cup B \Rightarrow P(C) = P(A)+P(B)= \displaystyle\frac{3}{16} + \displaystyle\frac{21}{80} = \displaystyle\frac{9}{20}\).

d) Gọi \(D\) là biến cố Lấy được hai viên bi không cùng màu.

Ta có \(D = \overline{C} \Rightarrow P(D) = 1- P(C)= 1- \displaystyle\frac{9}{20} = \displaystyle\frac{11}{20}\).

Câu 3:

Trong đợt kiểm tra cuối học kì \(II\) lớp \(11\) của các trường trung học phổ thông, thống kê cho thấy có \(93 \%\) học sinh tỉnh \(X\) đạt yêu cầu; \(87 \%\) học sinh tỉnh \(Y\) đạt yêu cầu. Chọn ngẫu nhiên một học sinh của tỉnh \(X\) và một học sinh của tỉnh \(Y\). Giả thiết rằng chất lượng học tập của hai tỉnh là độc lập. Tính xác suất để

a) Cả hai học sinh được chọn đều đạt yêu cầu;

b) Cả hai học sinh được chọn đều không đạt yêu cầu;

c) Chỉ có đúng một học sinh được chọn đạt yêu cầu;

d) Có it nhất một trong hai học sinh được chọn đạt yêu cầu.

a) Gọi \(A\) là biến cố Hai học sinh được chọn đều đạt yêu cầu.

Gọi \(X\) là biến cố Học sinh tỉnh \(X\) đạt yêu cầu \(\Rightarrow P( X )=0{,}93\).

Gọi \(Y\) là biến cố Học sinh tỉnh \(Y\) đạt yêu cầu \(\Rightarrow P(Y)=0{,}87\).

Ta thấy biến cố \(X\), \(Y\) là \(2\) biến cố độc lập nhau, theo công thức nhân xác suất ta có

\(P(A)=P( X\cdot Y )=P( X )\cdot P( Y )=0{,}93\cdot 0{,}87=0{,}8091.\)

b) Gọi \(B\) là biến cố Hai học sinh được chọn đều không đạt yêu cầu.

Ta có \( B = \overline{X} \cdot \overline{Y} \Rightarrow P(B) = P(\overline{X} \cdot \overline{Y}) =P(\overline{X}) \cdot P(\overline{Y})= (1 - 0{,}93)\cdot (1-0{,}87) = 0{,}0091\).

c) Gọi \(C\) là biến cố Có đúng một học sinh được chọn đạt yêu cầu.

Ta có

\begin{eqnarray*} C &=& (X\cdot \overline{Y}) \cup (\overline{X} \cdot Y) \\&\Rightarrow& P(C) = P((X\cdot \overline{Y}) \cup (\overline{X} \cdot Y)) =P(X) \cdot P(\overline{Y})+ P(\overline{X}) \cdot P(Y)\\&=& 0{,}93\cdot (1-0{,}87) + (1 - 0{,}93)\cdot 0{,}87 = 0{,}1818.\end{eqnarray*}

d) Gọi \(D\) là biến cố Có ít nhất một trong hai học sinh được chọn đạt yêu cầu.

Ta có \( D = \overline{B} \Rightarrow P(D) =P(\overline{B})= 1 - P(B) = 1-0{,}0091 = 0{,}9909\).