潘 霞
合理表示“等可能事件”的所有结果
潘 霞
概率是研究不确定现象的数学模型.同学们通过对“等可能条件下的概率”的学习,得到了等可能条件下的概率的计算公式:
一般地,如果一个试验有n个等可能的结果,当其中的m个结果之一出现时,事件A发生,那么事件A发生的概率P(A)可以表示为:
该公式的应用仅限于试验的所有可能出现的结果是有限的,且是等可能的.那么列出试验的所有等可能出现的结果成为解决问题的关键.
例1(苏科版《数学》教材九年级上册第133页“思考与探索”)抛掷一枚质地均匀的硬币2次,2次抛掷的结果都是正面朝上的概率是多少?
【分析】可以用直接分类列举的方法,也就是我们熟悉的枚举法列出所有等可能出现的结果.
【方法一】列举出所有等可能出现的结果:(正,正),(正,反),(反,正),(反,反),再利用等可能条件下的概率计算公式求其概率.
【分析】为了避免在直接列举的过程中重复或遗漏,可借助表格或树状图列出抛掷一枚质地均匀的硬币2次所有可能出现的结果.
【方法二】表格:
共有4种可能出现的结果,并且它们都是等可能的“.2次抛掷的结果都是正面朝上”记为事件A,它的发生只有一种可能,所以事件A发生的概率P(A)=,即2次抛掷的结果都是正面朝上的概率是
【方法三】树状图:
(同表格求解)
【点评】等可能出现的结果是有限的且易于分类,这种等可能条件下的概率问题,我们都可以借助表格、树状图将所有结果无重复无遗漏地表示出来,并且具有直观性,实际上这两种方法是枚举法的升级版.
这两种方法哪种更合理,更有效?它们各有怎样的特点?在使用的时候又需要注意什么问题?
在例1中,试验分为2步,并且所有等可能出现的结果数较少,运用表格和树状图求解都比较有效.
例2 若将例1问题中的试验工具硬币改为骰子,两次抛掷骰子点数和为5的概率是多少?
【分析】与抛掷硬币相同,都属于等可能条件下的概率问题,那么我们是选择表格还是树状图来表示所有等可能出现的结果呢?若选择树状图,第一次有六种结果,第二次也有六种结果,也就是共有36种结果数,这是棵枝繁叶茂的树,显然用树状图表示,结果不够清晰.表格就不同了,同学们可以动笔试试哦!
【点评】当试验分2步,但所有等可能出现的结果数较多时,运用表格分析则显得较为清晰、便捷.
例3 抛掷一枚质地均匀的硬币3次,3次抛掷的结果都是正面朝上的概率是多少?
【分析】若用表格求解,得到一个三维的立体表格,而这在二维平面上表示出来是比较困难的,又或者列两个表格,也较为烦琐.
【点评】当试验分为3步时,则一般运用“树状图”列出所有等可能出现的结果.
“有放回无放回试验”在用表格和树状图表示结果数时要注意什么?同学们你们清楚吗?
例4 一个不透明的袋子中有大小、质地完全相同的4只小球,小球上分别标有1、2、3、4四个数字.
(1)从袋中随机摸出一只小球,求小球上所标数字为奇数的概率;
(2)从袋中随机摸出一只小球,再从剩下的小球中随机摸出一只小球,求两次摸出的小球上所标数字之和为5的概率.
【分析】第(2)问说明试验有2步,第1步是从4只小球中随机摸1只,而第2步是从剩下的小球,也就是3只小球中随机摸1只,是“无放回的摸球游戏”.所以在解答时要谨慎对待.
解:方法一(列表法):
共有12种等可能的结果,其中两次摸出的小球上所标数字之和为5的可能性有4种,所以P(两次摸出的小球数字之和为5)
方法二(树状图):
共有12种等可能的结果,其中两次摸出的小球上所标数字之和为5的可能性有4种,所以P(两次摸出的小球数字之和为5)
不管用哪种方法表示试验结果数,它们只是解决问题的工具.哪种方法更合理,需要抓住问题的本质去判断.当然这些解决概率问题的方法只是九牛一毛,随着学习的深入,概率将作为一门独立的学科,等待我们去探究,去发现.
(作者单位:江苏省常州市金坛区白塔中学)