摘 要:《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在必修內(nèi)容中減少了排列組合知識(shí),因而在古典概型問(wèn)題的解決過(guò)程中主要是通過(guò)列舉的方法確定基本事件個(gè)數(shù),常用列表和樹(shù)狀圖,而對(duì)于一些古典概型問(wèn)題采用坐標(biāo)來(lái)處理將更方便、簡(jiǎn)潔。
關(guān)鍵詞:坐標(biāo) 古典概型 列舉
中圖分類(lèi)號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-1875(2009)05-119-02
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)古典概型的要求為:通過(guò)實(shí)例,理解古典概型及其概率計(jì)算公式,會(huì)用列舉法計(jì)算一些隨機(jī)事件所含的基本事件數(shù)及事件發(fā)生的概率.而對(duì)于古典概型的計(jì)算對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)難點(diǎn)就在于計(jì)算隨機(jī)事件所含的基本事件數(shù),一般采用列表法或樹(shù)狀圖法.筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,對(duì)列表法進(jìn)行了一些改造,收到了意想不到的效果.
問(wèn)題一:
將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),問(wèn):
(1)共有多少種不同的結(jié)果?
(2)兩數(shù)之和是3的倍數(shù)的結(jié)果有多少種?
(3)兩數(shù)之和是3的倍數(shù)的概率是多少?
(蘇教版 數(shù)學(xué) 必修3 P95 例3)
我們一般可以通過(guò)列表分析(如表1):
將橫行看作是第一次拋擲,豎列看作是第二次拋擲,從表中可以直接得了共有36種不同結(jié)果,兩數(shù)之和是3的倍數(shù)的結(jié)果有12種,所以得出兩數(shù)之和是3的倍數(shù)的概率為。
現(xiàn)將表作適當(dāng)?shù)母脑?,將表中的各組數(shù)看作是點(diǎn)的坐標(biāo),我們就可以用點(diǎn)來(lái)表示,從而就可以用坐標(biāo)系來(lái)表示整個(gè)表(如圖1)
先后拋擲2次骰子,所包含基本事件就是由所表示的點(diǎn),每一個(gè)點(diǎn)就表示一個(gè)基本事件,兩數(shù)之和為3的倍數(shù)即直線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的點(diǎn)。
因而,我們可以這樣來(lái)解決:設(shè)第一次拋擲骰子,向上的點(diǎn)數(shù)為x,第二次拋擲骰子,向上的點(diǎn)數(shù)為y,由x,y只能取1,2,3,4,5,6可得1≤x≤61≤y≤6x,y∈Z,即一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)的整點(diǎn)個(gè)數(shù)即所有的基本事件個(gè)數(shù),而兩次之和為3的倍數(shù)就是直線(xiàn)x+y=3k(k∈(1,2,3,4))所經(jīng)過(guò)的點(diǎn),共有12個(gè)點(diǎn),即兩次之和為3的倍數(shù)的基本事件有12個(gè)。
由此,我們可以用同樣的方法解決以下變式:
求:
(1)第一次拋擲的點(diǎn)數(shù)不小于第二次拋擲的點(diǎn)數(shù)的概率;
(2)第二次拋擲的點(diǎn)數(shù)是第一次拋擲的點(diǎn)數(shù)的3倍的概率;
(3)兩次拋擲的點(diǎn)數(shù)是相鄰的整數(shù)概率。
變式(1)可以表示成區(qū)域內(nèi)的點(diǎn),有21個(gè)點(diǎn)即21個(gè)基本事件,所以第一次拋擲的點(diǎn)數(shù)不小于第二次拋擲的點(diǎn)數(shù)的概率為;變式(2)可以表示直線(xiàn)y=3x上的點(diǎn),有2個(gè)點(diǎn)即兩個(gè)基本事件,所以第二次拋擲的點(diǎn)數(shù)是第一次拋擲的點(diǎn)數(shù)的3倍的概率為;變式(3)可表示成為直線(xiàn)x-y=1和y-x=1上的點(diǎn),有10個(gè)點(diǎn)即10個(gè)基本事件,所以?xún)纱螔仈S的點(diǎn)數(shù)是相鄰的整數(shù)的概率為,如圖。
采用坐標(biāo)系中的點(diǎn)可以直觀地?cái)?shù)出基本事件個(gè)數(shù),比列表簡(jiǎn)單,并且可以結(jié)合平面解析幾何知識(shí)靈活解決一些實(shí)際的問(wèn)題。
對(duì)于摸球問(wèn)題也可以用此方法解決:
問(wèn)題二:
一只口袋同裝有大小相同的6只球,其中4只白球,2只黑球,從中一次摸出兩只球.
(1)共有多少個(gè)基本事件?
(2)摸出的兩只球都是白球的概率是多少?
分析:將4只白球的編號(hào)為1,2,3,4,2只黑球?yàn)?,6,一次摸出兩只球,由于找到(1,2)和(2,1)是一樣的,所以我們?nèi)。?,1),而且不可能出現(xiàn)兩個(gè)球編號(hào)一樣,所以我們可以得到如下圖形,所以我們可以看出有15點(diǎn)即有15個(gè)基本事件,找出兩只球都是白球即橫縱坐標(biāo)都在{1.2.3.4}范圍之內(nèi),即可以用在區(qū)域A內(nèi)的點(diǎn)來(lái)表示,有6個(gè)點(diǎn)以即6個(gè)基本事件,所以摸出的兩只球都是白球的概率是。則區(qū)域B表示橫坐標(biāo)在{5,6}范圍內(nèi),縱坐標(biāo)在{1.2.3.4}范圍內(nèi)表示摸到一只白球和一只,有8個(gè)點(diǎn)即8個(gè)基本事件,其概率為;區(qū)域C表示橫縱坐標(biāo)都在{5,6}范圍之內(nèi),表示摸到的兩只球都是黑球,有1個(gè)點(diǎn)即1個(gè)基本事件,其概率為。
變式:
有兩只口袋,其中一只同裝有大小相同的6只球,其中4只白球,2只黑球,另一只同裝有大小相同的5只球,其中2只白球,3只黑球,分別從兩只口袋中各摸出一只球.求摸出的兩只球都是黑球的概率是多少?
將第一只口袋中的4只白球的編號(hào)為1,2,3,4,2只黑球?yàn)?,6,另一口袋中的2只白球的編號(hào)為1,2,2只黑球?yàn)?,4,5,將從第一只口袋中的摸出的球的編號(hào)代表橫坐標(biāo),從第二只口袋中的摸出的球的編號(hào)代表縱坐標(biāo),建立直角坐標(biāo)系如圖。從中可以看出從兩只口袋中各摸出一只球的30個(gè)基本事件,摸出的兩個(gè)球都是黑球有6個(gè)基本事件(由區(qū)域C內(nèi)的點(diǎn)表示),所以摸出的兩只球都是黑球的概率為。
對(duì)于可以用實(shí)數(shù)對(duì)進(jìn)行表示的古典概型的問(wèn)題都可以運(yùn)用直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)來(lái)進(jìn)行解決,同時(shí)很好地解決了列舉中的不重不漏,而且當(dāng)總體的數(shù)很多我們也可以很方便地進(jìn)行解決。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[S].人民教育出版社,2004.5
[2]單墫,李善良,陳永高,王巧林.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)數(shù)學(xué)3(必修)[M].江蘇教育出版社,2006.10