Thuật ngữ: Hai biến cố độc lập · Công thức nhân xác suất cho hai biến cố độc lập

Tính xác suất của biến cố giao của hai biến cố độc lập bằng cách sử dụng công thức nhân xác suất và sơ đồ hình cây.

Hình ảnh vận động viên bắn súng và vận động viên bơi lội.

Tại vòng chung kết của một đại hội thể thao, vận động viên An thi đấu môn Bắn súng, vận động viên Bình thi đấu môn Bơi lội.
Biết rằng xác suất giành huy chương của vận động viên An và vận động viên Bình tương ứng là 0,8 và 0,9. Hỏi xác suất để cả hai vận động viên đạt huy chương là bao nhiêu?

Bài học này sẽ giúp em trả lời câu hỏi trên thông qua việc tìm hiểu công thức nhân xác suất cho hai biến cố độc lập.

HĐ1

Có hai hộp đựng các quả bóng có cùng kích thước và khối lượng. Hộp I có 6 quả màu trắng và 4 quả màu đen. Hộp II có 1 quả màu trắng và 7 quả màu đen. Bạn Long lấy ngẫu nhiên một quả bóng từ hộp I, bạn Hải lấy ngẫu nhiên một quả bóng từ hộp II. Xét các biến cố sau:
A: “Bạn Long lấy được quả bóng màu trắng";
B: "Bạn Hải lấy được quả bóng màu đen".
a) Tính P(A), P(B) và P(AB).
b) So sánh P(AB) và P(A)⋅P(B).

Nếu hai biến cố A và B độc lập với nhau thì
P(AB)=P(A)⋅P(B).
Công thức này gọi là công thức nhân xác suất cho hai biến cố độc lập.

Hai biến cố A và B trong HĐ1 độc lập hay không độc lập? Tại sao?
Chú ý. Với hai biến cố A và B, nếu P(AB)≠P(A)P(B) thì A và B không độc lập.

Ví dụ 1

Trở lại tình huống mở đầu. Gọi A là biến cố “Vận động viên An đạt huy chương"; B là biến cố "Vận động viên Bình đạt huy chương".
a) Giải thích tại sao hai biến cố A và B là độc lập.
b) Tính xác suất để cả hai vận động viên đạt huy chương.
c) Sử dụng sơ đồ hình cây, tính xác suất để:

  • Cả hai vận động viên không đạt huy chương;
  • Vận động viên An đạt huy chương, vận động viên Bình không đạt huy chương;
  • Vận động viên An không đạt huy chương, vận động viên Bình đạt huy chương.
Lời giải

Giải
a) Vì hai vận động viên An và Bình thi đấu hai môn thể thao khác nhau nên hai biến cố A và B là độc lập.
b) Vì A và B là hai biến cố độc lập nên áp dụng công thức nhân xác suất, ta có:
P(AB)=P(A)P(B)=0,8⋅0,9=0,72.
c) Ta dùng sơ đồ hình cây để mô tả như sau:
Theo sơ đồ hình cây, ta có:
P(A‾B‾)=0,2⋅0,1=0,02;
P(AB‾)=0,8⋅0,1=0,08;
P(A‾B)=0,2⋅0,9=0,18

Sơ đồ hình cây biểu diễn các biến cố A, B và các biến cố đối của chúng, cùng với xác suất tương ứng.

Luyện tập 1

Các học sinh lớp 11D làm thí nghiệm gieo hai loại hạt giống A và B. Xác suất để hai loại hạt giống A và B nảy mầm tương ứng là 0,92 và 0,88. Giả sử việc nảy mầm của hạt A và hạt B là độc lập với nhau. Dùng sơ đồ hình cây, tính xác suất để:
a) Hạt giống A nảy mầm còn hạt giống B không nảy mầm;
b) Hạt giống A không nảy mầm còn hạt giống B nảy mầm;
c) Ít nhất có một trong hai loại hạt giống nảy mầm.

2. Vận dụng

Ví dụ 2

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.

Lời giải

Giải
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, AB là biến cố “Người đó không thắt dây an toàn và đã tử vong".

Chú ý trong Mục 1 được sử dụng để phát hiện mối liên quan giữa hai biến cố.

Ta có P(A)=0,37%=0,0037; P(B)=29%=0,29; suy ra P(A)P(B)=0,0037⋅0,29=0,001073.
Mặt khác P(AB)=0,28%=0,0028.
Vì P(AB)≠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.

Luyện tập 2

Để nghiên cứu mối liên quan giữa thói quen hút thuốc lá với bệnh viêm phổi, nhà nghiên cứu chọn một nhóm 5 000 người đàn ông. Với mỗi người trong nhóm, nhà nghiên cứu kiểm tra xem họ có nghiện thuốc lá và có bị viêm phổi hay không. Kết quả được thống kê trong bảng sau:

| Viêm phổi | Không viêm phổi
Nghiện thuốc lá | 752 người | 1 236 người
Không nghiện thuốc lá | 575 người | 2 437 người

Từ bảng thống kê trên, hãy chứng tỏ rằng việc nghiện thuốc lá và mắc bệnh viêm phổi có liên quan với nhau.

Bài tập

8.11

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.

8.12

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.

8.13

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.

8.14

Có hai túi mỗi túi đựng 10 quả cầu có cùng kích thước và khối lượng được đánh số từ 1 đến 10. Từ mỗi túi, lấy ngẫu nhiên ra một quả cầu. Tính xác suất để trong hai quả cầu được lấy ra không có quả cầu nào ghi số 1 hoặc ghi số 5.

8.15

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 ít nhất một trong hai học sinh được chọn đạt yêu cầu.

A – trắc nghiệm

Sử dụng dữ kiện sau để trả lời các câu hỏi trong các Bài 8.16, 8.17.
Một hộp đựng 20 tấm thẻ cùng loại được đánh số từ 1 đến 20. Rút ngẫu nhiên một tấm thẻ trong hộp. Gọi A là biến cố “Rút được tấm thẻ ghi số chẵn lớn hơn 9′′; B là biến cố “Rút được tấm thẻ ghi số không nhỏ hơn 8 và không lớn hơn 15′′.

8.16

Số phần tử của A∪B là
A. 11.
B. 10.
C. 12.
D. 13.

8.17

Số phần tử của AB là
A. 5.
B. 6.
C. 3.
D. 4.

Sử dụng dữ kiện sau để trả lời các câu hỏi trong các Bài 8.18, 8.19.
Tại một hội thảo quốc tế có 50 nhà khoa học, trong đó có 31 người thành thạo tiếng Anh, 21 người thành thạo tiếng Pháp và 5 người thành thạo cả tiếng Anh và tiếng Pháp. Chọn ngẫu nhiên một người trong hội thảo.

8.18

Xác suất để người được chọn thành thạo ít nhất một trong hai thứ tiếng Anh hoặc Pháp là
A. 4750.
B. 3750.
C. 3950.
D. 4150.

8.19

Xác suất để người được chọn không thành thạo cả hai thứ tiếng Anh hay Pháp là
A. 750.
B. 350.
C. 950.
D. 1150.

Sử dụng dữ kiện sau để trả lời các câu hỏi trong các Bài 8.20, 8.21.
Một lớp có 40 học sinh, trong đó có 23 học sinh thích bóng chuyền, 18 học sinh thích bóng rổ, 26 học sinh thích bóng chuyền hoặc bóng rổ hoặc cả hai. Chọn ngẫu nhiên một học sinh trong lớp.

8.20

Xác suất để chọn được học sinh không thích cả bóng chuyền và bóng rổ là
A. 1840.
B. 1440.
C. 1940.
D. 2140.

8.21

Xác suất để chọn được học sinh thích bóng chuyền và không thích bóng rổ là
A. 740.
B. 940.
C. 840.
D. 1140.

B - tự luận

8.22

Hai vận động viên bắn súng A và B mỗi người bắn một viên đạn vào tấm bia một cách 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".

8.23

Một đoàn khách du lịch gồm 31 người, trong đó có 7 người đến từ Hà Nội, 5 người đến từ Hải Phòng. Chọn ngẫu nhiên một người trong đoàn. Tính xác suất để người đó đến từ Hà Nội hoặc đến từ Hải Phòng.

8.24

Gieo một con xúc xắc cân đối, đồng chất liên tiếp hai lần. Xét các biến cố sau:
A: "Ở lần gieo thứ nhất, số chấm xuất hiện trên con xúc xắc là 1";
B: "Ở lần gieo thứ hai, số chấm xuất hiện trên con xúc xắc là 2";
C: "Tổng số chấm xuất hiện trên con xúc xắc ở hai lần gieo là 8";
D: "Tổng số chấm xuất hiện trên con xúc xắc ở hai lần gieo là 7".
Chứng tỏ rằng các cặp biến cố A và C; B và C; C và D không độc lập.

8.25

Hai chuyến bay của hai hãng hàng không X và Y, hoạt động độc lập với nhau. Xác suất để chuyến bay của hãng X và hãng Y khởi hành đúng giờ tương ứng là 0,92 và 0,98. Dùng sơ đồ hình cây, tính xác suất để:
a) Cả hai chuyến bay khởi hành đúng giờ;
b) Chỉ có duy nhất một trong hai chuyến bay khởi hành đúng giờ;
c) Có ít nhất một trong hai chuyến bay khởi hành đúng giờ.

Xem bản PDF nguyên trang sách: Toán 11 tập 2 – Kết nối tri thức với cuộc sống (trang 76–80).