浅谈概率论在生活中的运用

2018-03-26 04:36闫金红
新课程(下) 2018年4期
关键词:射中概率论数学家

闫金红

(河北省沙河市第一中学,河北 邢台)

一、概率论的起源和发展

在概率的早期发展过程中,逐渐建立了事件、概率和随机变量等概念和它们的一些基本性质。后来因为许多的社会应用问题和工程技术问题,例如:人口统计、天文观测、保险理论、产品检验、误差理论和质量控制等,在解决这些实际问题中,对概率论的发展起到了促进作用。直到20世纪上叶,对于概率论的基本概念还没有明确的定义,概率论作为数学领域的一个分支,还没有严格的理论基础。

俄国数学家伯恩斯坦和奥地利数学家冯·米西斯对概率论的理论化做了一些最早的探索,不过它们提出的公理理论还不太完善。数学家科尔莫戈罗夫在概率论方面所做的工作是最为卓著的,他解决了概率论重要的课题之一——大数定律,它成为概率论公理化的前奏。早在1933年,科尔莫戈罗夫出版了《概率论基础》,这是概率论的一部非常重要的经典著作,他是公理化概率论的奠基者。法国数学家棣莫弗把概率论又向前推进了一大步,1718年他在《机遇原理》著作中提出了概率乘法法则,他还在1730年出版了《分析杂录》,把概率论第一次应用在了保险事业上。

二、概率论在现实生活中的运用

生活中我们常说一件事成功的概率为零,换句话说这件事成功的可能性非常低。比如张三李四中彩票等实例,从中可以看出,概率是通过某些事件反复实践得出的规律,进而作出的合理判断和预测,它体现了概率对决策的作用,所以概率问题的应用便成了近年来现实生活中常见的研究方向。概率论作为数学的一个重要分支,它正在发挥着越来越广泛的作用。

1.小概率原理在生活中的应用

在实际生活中的小概率事件原理在无意中指导着人们。因为我们总是坚持这样一个信念:小概率事件在实际的测试中几乎是不可能发生的,假如事实上真的发生了,我们仍旧抱着这样的一个想法,是这个事件的前提发生了改变。如果说一架飞机坠毁了,乘客中有伤亡,飞机失事了,是有可能发生的事故(尽管概率很小),但为什么还是有人敢冒险乘坐飞机出差、旅行呢?这主要是因为我们仍然认为这件事的发生是非常罕见的,假如它发生了,我们会认为它是由于天气的原因或是操作错误或是机械故障,而不去承认它。不过也有相反的情况:我们更愿意去相信小概率事件的发生。比如在发行彩票过程中,尽管我们都知道获胜的可能性不太大,但人们的购买热情还是比较高的,因为一个小概率事件有望在一次试验中发生,所以就当买了一个运气。概率论从悠久的历史和纵向发展的角度,可以看到概率和游戏密切的联系。这是在实际的应用问题中的一个小概率的例子。作为一门独立的学科,概率可以说已经深入到我们息息相关的各个领域,应用于实际问题无处不在。

2.概率论在体育方面的应用

奥运会是全国乃至全世界人民都十分关注的体育活动,在举行的奥运会比赛中第一天总会有射击比赛,这也是中国取得开门红的重要的一个夺金点。

例:射击比赛中所用到的靶子共有十环,从靶心向外有五种颜色分别是:黄色、红色、蓝色、黑色和白色,射中的位置离靶心越近,他所得到的环数就越高,那么这个选手的得分就会越高。怎样运用概率的知识来解释这一现象呢?

解:可以将靶子看成是十个同心圆,由里向外,设最小的圆的半径是r,那么由里向外其余的9个圆的半径分别为2r,3r,4r,5r,6r,7r,8r,9r,10r。根据圆面积公式 S=πr2这 10 个圆的面积分别为πr2,4πr2,9πr2,16πr2,25πr2,36πr2,49πr2,64πr2,81πr2,100πr2。 则可以得出由里向外每个圆环的面积分别为 3πr2,5πr2,7πr2,9πr2,11πr2,13πr2,15πr2,17πr2,19πr2。

假如选手每次射击都不会脱靶,那么他射中某环的概率等于该环的面积与总面积的比值。所以他射中10环的概率是:

πr2/100πr2=0.01,射中 9环的概率为 3πr2/100πr2=0.03,射中 8环的概率为 5πr2/100πr2=0.05,见下表。

环数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1概率 0.01 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19

通过上面的例子和概率的知识,可以得出下面的结论:射中的环数越大概率就越小,也就是难度越大,难度越大就应该得到更高的分数。通过这个简单的小例子可以看出,概率论在体育事业上的运用也是十分广泛的。

人们在生活和工作中,对于生活中的某些偶然事件一定要做到理性的分析、对待。曾经有一位哲学家就说过这样一句话:“概率是人生的真正指南。”只有了解了概率,学好了概率,我们才能在生活中遇到问题解决问题。总而言之,由于随机现象在现实世界中的大量存在,概率必将在生活中的应用越来越显示出它巨大的力量。

猜你喜欢
射中概率论数学家
线上线下混合教学模式在概率论与数理统计课程中的应用
“买来的”数学家
爱睡懒觉的数学家
数学实验在概率论与数理统计中的教学应用
数学家相亲
我被时光的箭射中
概率论方法在高等数学解题中的应用
小小名侦探
数学家回答“神”问题
你容易受伤吗?