文浦叙德(特级教师)
(作者单位:江苏省无锡市新吴区教师发展中心)
义务教育阶段的数学课程内容主要是“数与代数”“图形与几何”“统计与概率”“综合与实践”四大板块。其中,前三个板块是以“显性数学知识”为主,第四板块以“运用应用知识”为主。小学里我们只是了解了最简单事件发生的可能性的大小。“概率”概念及其相关知识是初中三大显性知识板块中最后一个呈现的内容。本章“认识概率”是初中阶段学习概率的起始章,它为我们用数学的眼光认识世界提供了一个新的视角。
本章主要由“确定事件与随机事件”“可能性的大小”与“频率与概率”三节内容组成。从知识逐步“生长”的角度看,这三节内容之间构成了一个递升的关系。所以,要学好本章内容,我们只需依次理清如下三个要点:
事件有确定事件与不确定事件之分,确定事件又分为不可能事件与必然事件,不确定事件就是随机事件。如“太阳西升东落”就是不可能事件,不管如何,它发生的可能性为0;“太阳东升西落”就是必然事件,不管如何,它发生的可能性为100%;“明天会下雨”就是随机事件,它发生的可能性有大有小。所以,针对一个事件,我们首先要学会判断它属于哪类事件。如果对事件按照发生的可能性从小到大进行排序,那么依次为不可能事件、随机事件、必然事件。换句话说,随机事件居于不可能事件与必然事件这两类确定事件之间。
例1 下列事件是必然事件的是( )。
A.某种彩票中奖率是1%,则买这种彩票100张一定会中奖
B.一组数据1、2、4、5的平均数是4
C.三角形的内角和等于180°
D.若a是实数,则 ||a>0
【解析】在一定条件下,事先能肯定它一定会发生的事件叫作必然事件。在四个选项中:A、D是事先无法肯定的,为随机事件;B是事先能肯定一定不会发生的,为不可能事件;只有C是必然事件。所以,答案选C。
随机事件是在一定条件下,事先无法确定会不会发生的事件。它不是不可能发生,也不是必然发生。那么,如何刻画随机事件呢?我们可以用随机事件发生的可能性的大小来刻画。如对于“用写有1、1、2的三张签来给人抽签”这个事件,你抽到的可能是“1”,也可能是“2”,但你抽到“1”的可能性比抽到“2”的可能性大。
例2 请你谈谈对下面三个事件发生的可能性的认识。事件1:抛一枚硬币,正面朝上;事件2:抛一个每个面上分别标有1、2、3、4、5、6的正方体骰子,标有1的面朝上;事件3:正面分别是2、3、4的三张扑克牌反面朝上,抽到正面是2的扑克牌。小明是这样说的:它们都是随机事件,它们发生的可能性无法确定。小红是这样说的:既然大家都是随机事件,它们发生的可能性是一样的。你认为呢?
【解析】首先,小明、小红都认识到这三个事件都是随机事件,他们在这一点上是正确的。其次,上述随机事件发生的可能性既不是无法确定,也不是一样大。再次,随机事件发生的可能性有大有小,可以用可能性的大小来判断。就事件1而言,抛后硬币正面朝上的可能性与反面朝上的可能性是一样的,所以,正面朝上的可能性是就事件2而言,抛后骰子上标有1、2、3、4、5、6的面朝上的可能性也是一样的,所以标有1的面朝上的可能性是就事件3而言,同理可得,抽到正面是2的可能性是综上,这三个随机事件发生的可能性有大有小。事件1发生的可能性最大。其次是事件3,事件2发生的可能性最小。
“随机事件发生的概率”就是这个事件发生的可能性大小的数值。概率是由随机事件自身决定的,是随机事件自身的属性,它反映了这个随机事件发生的可能性大小。虽然有时我们不能直接确定一个事件发生的概率是多少,但它发生的概率值真实存在着。有时我们可以用“频率”来估计“概率”,找到这个确定的值。这个值就是该事件发生的概率。
【解析】首先,我们要搞清“频率”与“概率”这两者的区别与联系。对于一个随机事件而言,事件发生的概率是一个确定值,与试验的次数无关。而试验中的频率是不确定的。当试验次数较少时,频率的大小摇摆不定;当试验次数增大时,频率会逐渐稳定在某一个值上。这个稳定的值就是概率。掷一枚质地均匀的硬币时,前10次中有7次正面朝上,此时,正面朝上的频率为0.7。掷第11次之前,谁也不知道结果是正面朝上还是反面朝上。但随着试验次数的不断增加,我们会发现,正面朝上的频率会逐步接近0.5。而这个0.5正是“掷硬币正面朝上”事件的概率。所以,不管第几次掷硬币,正面朝上的概率始终等于0.5。
总之,事先可以肯定一定不发生或一定发生的事件是确定事件,对这类事件的研究比较简单。而事先不可预言结果的事件是随机事件,对这类事件的研究相对比较复杂。研究随机事件的最大意义就是:虽然事先不能确定一个事件发生的最终结果,但可以通过对“概率大小”的研究,知道它发生的可能性的大小。如果我们把“方程”看作“未知中的已知”,那么“概率”就可以看作“不确定中的确定”。概率会为我们对某件事情的合理安排、科学决策提供有力的数据支撑。