Bài 1 · 6.1★Trang 42— Xác suất có điều kiện từ công thức cộng xác suất
Bài 6.1 (trang 42). Cho P(A)=52; P(B)=31; P(A∪B)=21. Tính P(A∣B) và P(B∣A).
Kiến thức cần nhớ
Với P(B)>0: P(A∣B)=P(B)P(AB).
Công thức cộng: P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(AB).
🧠 Phân tích tư duy
Cả hai xác suất có điều kiện đều cần tử số chung P(AB), mà đề chỉ cho P(A∪B) — cầu nối là công thức cộng P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(AB). Có P(AB) rồi thì chia cho P(B) hoặc P(A). Bẫy: chia nhầm mẫu (tính P(A∣B) mà chia cho P(A)).
Bài 2 · 6.2★★Trang 42— Công thức nhân xác suất, biến cố đối
Bài 6.2 (trang 42). Một túi đựng 5 viên bi đỏ và 3 viên bi xanh. Sơn lấy ngẫu nhiên một viên bi đưa cho Tùng rồi Tùng lấy ngẫu nhiên tiếp một viên bi. Tính xác suất để hai viên bi lấy ra có ít nhất một viên bi đỏ.
Kiến thức cần nhớ
Công thức nhân xác suất: P(AB)=P(A)⋅P(B∣A)=P(B)⋅P(A∣B).
P(E)=1−P(E).
🧠 Phân tích tư duy
“Ít nhất một viên đỏ” có 3 trường hợp (ĐĐ, ĐX, XĐ) nhưng biến cố đối chỉ có 1 trường hợp: cả hai viên đều xanh. Hai lần lấy liên tiếp không hoàn lại (viên đầu đã đưa cho Tùng) nên dùng công thức nhân với xác suất có điều kiện.
1Cách 1. Biến cố đối và công thức nhân
Định hướng.X1, X2: Sơn, Tùng lấy được bi xanh; E=X1X2.
Định hướng. Kết quả chỉ phụ thuộc hai viên được lấy, không phụ thuộc thứ tự: coi như lấy đồng thời 2 viên từ 8 viên.
P(E)=C82C32=283 P(E)=1−283=2825
VậyP(E)=2825.
Nhận xét. Cả ba cách đều cho 2825≈0,89; biến cố đối luôn là lối tắt khi gặp cụm “ít nhất một”.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: biến cố đối chỉ có một trường hợp, hai phép nhân là xong.
Đáp số.2825
Sai lầm thường gặp.Coi hai lần lấy độc lập: 1−(83)2=6455 — sai vì viên thứ nhất không trả lại túi; hoặc quên trường hợp XĐ khi cộng trực tiếp, ra 5635.
🚀 Mở rộng.Tổng quát: túi có a bi đỏ, b bi xanh (b≥2), lấy lần lượt 2 viên không hoàn lại thì xác suất có ít nhất một viên đỏ là 1−(a+b)(a+b−1)b(b−1).
Bài 3 · 6.3★★Trang 42— Công thức nhân xác suất với rút thẻ không hoàn lại
Bài 6.3 (trang 42). Một hộp chứa 20 tấm thẻ đánh số {1;2;…;20}. Nam rút ngẫu nhiên một tấm thẻ đưa cho Hà rồi Hà rút ngẫu nhiên tiếp một tấm thẻ. Tính xác suất để cả hai thẻ Hà nhận được đều ghi số nguyên tố.
Kiến thức cần nhớ
Công thức nhân xác suất: P(AB)=P(A)⋅P(B∣A)=P(B)⋅P(A∣B).
Các số nguyên tố không vượt quá 20: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 (8 số); số 1 không là số nguyên tố.
🧠 Phân tích tư duy
Hà nhận được hai thẻ: thẻ Nam đưa và thẻ Hà tự rút; cả hai phải là số nguyên tố. Hai lần rút liên tiếp không hoàn lại nên dùng công thức nhân P(AB)=P(A)⋅P(B∣A). Việc đầu tiên là đếm đúng số nguyên tố từ 1 đến 20 (không tính 1).
1Cách 1. Công thức nhân xác suất
Định hướng.A: “thẻ Nam rút ghi số nguyên tố”, B: “thẻ Hà rút ghi số nguyên tố”.
Số nguyên tố: 2,3,5,7,11,13,17,19 — có 8 số P(A)=208, P(B∣A)=197 P(AB)=208⋅197=38056=9514≈0,147
Vậy xác suất cần tìm là 9514.
2Cách 2. Đếm cặp có thứ tự
Định hướng. Mỗi kết quả là một cặp (thẻ của Nam, thẻ của Hà) gồm 2 thẻ khác nhau, đồng khả năng.
n(Ω)=20⋅19=380, n(AB)=8⋅7=56 P(AB)=38056=9514
VậyP(AB)=9514.
3Cách 3. Tổ hợp
Định hướng. Hà nhận đúng 2 thẻ bất kì trong 20 thẻ; thứ tự không quan trọng nên dùng tổ hợp.
P=C202C82=19028=9514
VậyP=9514.
Nhận xét. Cách 1 (công thức nhân) và Cách 3 (tổ hợp) cho cùng đáp số vì 208⋅197=20⋅19/28⋅7/2=C202C82.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: đúng tinh thần bài học (công thức nhân), hai phân số nhân nhau là xong.
Đáp số.9514≈0,147
Sai lầm thường gặp.Đếm cả số 1 là số nguyên tố (9 số) ra 209⋅198=9518; hoặc coi hai lần độc lập, ra (208)2=254.
🚀 Mở rộng.Tính thêm xác suất để đúng một trong hai thẻ ghi số nguyên tố: 2⋅208⋅1912=9548.
Bài 4 · 6.4★★Trang 43— Công thức nhân xác suất, cộng các trường hợp rời nhau
Bài 6.4 (trang 43). Một hộp chứa 17 viên bi đỏ, 13 viên bi xanh. An lấy ngẫu nhiên một viên bi đưa cho Bình rồi Bình lấy ngẫu nhiên tiếp một viên bi. Tính xác suất để hai viên bi Bình nhận được: a) Đều là bi đỏ; b) Là hai viên bi khác màu.
Kiến thức cần nhớ
Công thức nhân xác suất: P(AB)=P(A)⋅P(B∣A)=P(B)⋅P(A∣B).
Hai biến cố xung khắc: P(E∪F)=P(E)+P(F).
🧠 Phân tích tư duy
Hai viên Bình nhận được là viên An đưa và viên Bình lấy — hai lần lấy liên tiếp không hoàn lại. Câu a) là một nhánh ĐĐ; câu b) “khác màu” gồm hai nhánh ĐX và XĐ, hoặc lấy phần bù của “cùng màu”.
1Cách 1. Công thức nhân xác suất
Định hướng.D1, D2: viên thứ nhất, thứ hai màu đỏ; X1, X2: màu xanh.
a) P(D1D2)=P(D1)⋅P(D2∣D1)=3017⋅2916=870272=435136≈0,313 b) P(D1X2)=3017⋅2913=870221, P(X1D2)=3013⋅2917=870221 P=870221+870221=870442=435221≈0,508
Vậy a) 435136; b) 435221.
2Cách 2. Biến cố đối cho câu b)
Định hướng. “Khác màu” là đối của “cùng màu” = ĐĐ hoặc XX.
Bài 5 · 6.5★★Trang 43— Chứng minh tính độc lập qua xác suất có điều kiện
Bài 6.5 (trang 43). Cho hai biến cố A và B với P(A)>0, P(B)>0. Chứng minh rằng nếu P(AB)=P(A)⋅P(B) thì A và B độc lập.
Kiến thức cần nhớ
Với P(B)>0: P(A∣B)=P(B)P(AB).
Công thức nhân xác suất: P(AB)=P(A)⋅P(B∣A)=P(B)⋅P(A∣B).
A, B độc lập ⇔P(AB)=P(A)⋅P(B); với P(A),P(B)>0 điều này tương đương P(A∣B)=P(A) và P(B∣A)=P(B).
🧠 Phân tích tư duy
Theo nghĩa ở lớp 11, A, B độc lập khi việc xảy ra (hay không xảy ra) của biến cố này không làm thay đổi xác suất của biến cố kia. Với xác suất có điều kiện, điều đó chính là P(A∣B)=P(A) và P(B∣A)=P(B). Giả thiết P(A),P(B)>0 là để hai xác suất có điều kiện có nghĩa.
1Cách 1. Tính trực tiếp hai xác suất có điều kiện
Định hướng. Thay P(AB)=P(A)P(B) vào công thức định nghĩa.
Vậy thông tin về B (xảy ra hay không) không ảnh hưởng tới xác suất của A và ngược lại: A, B độc lập.
Nhận xét. Kết hợp với Ví dụ 2 SGK ta có chiều ngược lại, nên với P(A),P(B)>0: A, B độc lập ⇔P(AB)=P(A)P(B)⇔P(A∣B)=P(A).
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: hai dòng thay giả thiết vào công thức định nghĩa là đủ.
Đáp số.Đã chứng minh: P(A∣B)=P(A), P(B∣A)=P(B) nên A và B độc lập.
Sai lầm thường gặp.Chỉ chứng minh P(A∣B)=P(A) rồi kết luận ngay — thiếu chiều P(B∣A)=P(B) (dù tương tự vẫn phải viết); hoặc chia cho P(B) mà không nêu P(B)>0.
🚀 Mở rộng.Ba biến cố đôi một thoả P(XY)=P(X)P(Y) vẫn có thể không độc lập toàn bộ: ở Bài 6.6, A, B, C đôi một độc lập nhưng P(ABC)=0=P(A)P(B)P(C)=2161.
Bài 6 · 6.6★★Trang 43— Chứng minh hai biến cố độc lập bằng tích xác suất hoặc xác suất có điều kiện
Bài 6.6 (trang 43). Tung con xúc xắc cân đối liên tiếp hai lần. Xét các biến cố sau: A: “Xuất hiện mặt một chấm ở lần gieo thứ nhất”; B: “Xuất hiện mặt hai chấm ở lần gieo thứ hai”; C: “Tổng số chấm xuất hiện ở hai lần gieo bằng 7”. Chứng minh rằng: a) Hai biến cố A và B độc lập; b) Hai biến cố B và C độc lập; c) Hai biến cố A và C độc lập.
Kiến thức cần nhớ
A, B độc lập ⇔P(AB)=P(A)⋅P(B); với P(A),P(B)>0 điều này tương đương P(A∣B)=P(A) và P(B∣A)=P(B).
Gieo xúc xắc hai lần: n(Ω)=36, các kết quả đồng khả năng.
🧠 Phân tích tư duy
Câu a) hiển nhiên về trực giác (hai lần gieo không ảnh hưởng nhau), nhưng câu b), c) thì không: C phụ thuộc cả hai lần gieo. Cần công cụ định lượng: kiểm tra P(XY)=P(X)P(Y), hoặc P(X∣Y)=P(X). Bảng 36 ô giúp đếm nhanh: A là một hàng, B là một cột, C là đường chéo phụ.
1Cách 1. Kiểm tra P(XY) = P(X)·P(Y)
Định hướng. Đếm trên bảng 36 kết quả (hình trên): mỗi biến cố có 6 ô, mỗi giao có đúng 1 ô.
n(A)=n(B)=n(C)=6⇒P(A)=P(B)=P(C)=366=61 a) AB={(1;2)}: P(AB)=361=61⋅61=P(A)⋅P(B) b) BC={(5;2)}: P(BC)=361=61⋅61=P(B)⋅P(C) c) AC={(1;6)}: P(AC)=361=61⋅61=P(A)⋅P(C)
Vậy các cặp A và B; B và C; A và C đều độc lập.
2Cách 2. Xác suất có điều kiện P(X|Y) = P(X)
Định hướng. Theo Bài 6.5, chỉ cần chứng tỏ P(X∣Y)=P(X) và P(Y∣X)=P(Y) cho từng cặp.
a) P(A∣B)=n(B)n(AB)=61=P(A), P(B∣A)=n(A)n(AB)=61=P(B) b) P(B∣C)=n(C)n(BC)=61=P(B), P(C∣B)=n(B)n(BC)=61=P(C) c) P(A∣C)=n(C)n(AC)=61=P(A), P(C∣A)=n(A)n(AC)=61=P(C)
Vậy ba cặp biến cố đều độc lập.
3Cách 3. Lập luận trên không gian mẫu thu hẹp
Định hướng. Biết C xảy ra thì mỗi giá trị của lần 1 đi kèm đúng một giá trị của lần 2 (bằng 7 trừ đi), nên từng lần gieo vẫn “đều” trên {1;…;6}.
a) Hai lần gieo tách biệt: biết lần 2 ra 2, lần 1 vẫn có 6 khả năng như nhau ⇒P(A∣B)=61=P(A) b) Biết C: lần 2 nhận mỗi giá trị 1,…,6 đúng một lần ⇒P(B∣C)=61=P(B) c) Biết C: lần 1 nhận mỗi giá trị 1,…,6 đúng một lần ⇒P(A∣C)=61=P(A)
VậyA và B; B và C; A và C độc lập (kết hợp Bài 6.5 hoặc Cách 1 cho chiều còn lại).
Nhận xét. Ba biến cố đôi một độc lập nhưng không độc lập cả ba: A và B cùng xảy ra thì tổng là 3=7, nên P(ABC)=0=2161.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: đếm một lần trên bảng 36 ô, ba câu cùng một khuôn 361=61⋅61.
Sai lầm thường gặp.Kết luận “C phụ thuộc cả hai lần gieo nên không độc lập với A” — trực giác sai, phải kiểm tra bằng số. Lỗi đếm: viết P(AC)=61 (nhầm số ô giao là 6) thay vì 361.
🚀 Mở rộng.Nếu thay C bởi D: “tổng số chấm bằng 8” thì A và Dkhông độc lập: P(AD)=0=P(A)⋅P(D)=61⋅365.