謝楠
【摘要】條件概率是數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)內(nèi)容,課本在給出兩個(gè)定義的過程中,由于未對(duì)條件概率的兩種情形進(jìn)行說明,致使學(xué)生難于理解.本文嘗試給出條件概率的另一種定義,幫助大家分清條件概率的兩種情形,加深對(duì)條件概率內(nèi)涵的理解.
【關(guān)鍵詞】條件概率;概率;隨機(jī)試驗(yàn);事件;抽簽
一、課本上思考問題的另一種解法
思考問題(見數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)):3張獎(jiǎng)券中只有1張能中獎(jiǎng),現(xiàn)分別由3名同學(xué)無放回地抽取,如果已經(jīng)知道第一名同學(xué)沒有抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券,那么最后一名同學(xué)抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的概率是多少?
課本解法:用A表示第一名同學(xué)沒有抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的事件,B表示最后一名同學(xué)抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的事件,Y表示抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券,N表示沒抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券,則B={NNY},A={N NY,N Y N},由古典概型可知,最后一名同學(xué)抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的概率是n(B)[]n(A)=1[]2,由此引出條件概率定義:P(B|A)=n(AB)[]n(A)
另一解法:用A表示第一名同學(xué)沒有抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的事件,B表示最后一名同學(xué)抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的事件,所有的基本事件為兩張不中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券和1張能中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券,一名同學(xué)抽獎(jiǎng)后,剩余的基本事件全體為Ω={1張中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券,1張不能中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券},含B的基本事件是{1張中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券},由古典概型可知,最后一名同學(xué)抽到中獎(jiǎng)獎(jiǎng)券的概率是1[]2,由此啟發(fā)我們給出條件概率的另一定義:P(B|A)=A發(fā)生后剩余的含B的基本事件個(gè)數(shù)/A發(fā)生后剩余的基本事件總數(shù).
本文稱之為條件概率的第三定義.本定義較之課本給出的條件概率定義,學(xué)生比較容易理解和掌握.
二、條件概率第三定義應(yīng)用舉例
例1 (見數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)P60頁)在5道題中有3道理科題和2道文科題,如果不放回地依次抽取2道題,求在第1次抽到理科題的條件下,第2次抽到理科題的概率.
解 設(shè)第1次抽到理科題為事件A,第2次抽到理科題為事件B,第1次抽到理科題后剩余的題數(shù)是4道,其中2道理科題,
由條件概率第三定義可知,
P(B|A)=2[]4,即P(B|A)=1[]2.
例2 (見數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)P61頁)從一副不含大小王的52張撲克牌中不放回地抽取2次,每次抽1張,已知第1次抽到A,求第2次也抽到A的概率.
解 設(shè)第1次抽到A為事件B,第2次也抽到A為事件C,第1次抽到A后剩余的基本事件總數(shù)是51,第1次抽到A后剩余的A撲克牌有3張,
所以,依據(jù)條件概率第三定義得,P(C|B)=3[]51
例3 (見數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)P61頁)100件產(chǎn)品中有5件次品,不放回地抽取2次,每次抽1件,已知第1件抽出的是次品,求第2次抽出正品的概率.
解 設(shè)第1件抽出的是次品為事件A,第2次抽出正品為事件B,第1件抽出次品后剩余的基本事件總數(shù)是99,第1件抽出次品后剩余的含正品的基本事件個(gè)數(shù)為95,
所以,依據(jù)條件概率第三定義得,P(B|A)=95[]99.
例4 (見數(shù)學(xué)選修2—3第二章2.2節(jié)P63頁)一個(gè)口袋內(nèi)裝有2個(gè)白球和2個(gè)黑球,那么(1)先摸出1個(gè)白球不放回,再摸出1個(gè)白球的概率是多少?
(2)先摸出1個(gè)白球放回,再摸出1個(gè)白球的概率是多少?
解 記先摸出1個(gè)白球?yàn)槭录嗀,再摸出1個(gè)白球?yàn)槭录﨎,
(1)先摸出1個(gè)白球后剩余的基本事件總數(shù)為3,先摸出1個(gè)白球后剩余的白球個(gè)數(shù)是1,故依據(jù)條件概率第三定義得,P(B|A)=1[]3.
(2)先摸出1個(gè)白球后剩余的基本事件總數(shù)為4,先摸出1個(gè)白球后剩余的白球個(gè)數(shù)是2,
故,依據(jù)條件概率第三定義得,P(B|A)=2/4,即P(B|A)=1[]2.
運(yùn)用條件概率第三定義解決以上例題,較之課本給出的定義,更簡(jiǎn)捷、更能抓住題目的本質(zhì).
三、條件概率的兩種情形
條件概率P(B|A)為在事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生的概率.在事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生包括兩種情形.第一種情形:事件A發(fā)生后,事件B才發(fā)生;第二種情形:事件A發(fā)生的同時(shí),事件B也可能發(fā)生.這兩種情形的共同點(diǎn)是事件A、B都發(fā)生.本文給出的條件概率第三定義適用范圍是第一種情形.如果是第二種情形,必須運(yùn)用課本的條件概率定義.
例如,一個(gè)箱子中裝有4個(gè)白球和3個(gè)黑球,一次摸出2個(gè)球,在已知它們的顏色相同的情況下,求該顏色是白色的概率?
解 記摸出的2個(gè)球顏色相同為事件A,摸出的2個(gè)球是白球?yàn)槭录﨎,由于事件A發(fā)生的同時(shí),事件B也可能發(fā)生,故用課本給出的條件概率定義解決,
n(AB)=n(B)=C24,n(A)=C24+C23,
所以,P(B|A)=C24/(C24+C23).
本文對(duì)條件概率的兩種分類,以及據(jù)此給出的條件概率第三定義,可以較好地幫助學(xué)生認(rèn)清條件概率的本質(zhì)
【參考文獻(xiàn)】
[1]楊義群.初等概率教學(xué)中定義條件概率的兩個(gè)問題探討[J].教學(xué)與研究(中學(xué)數(shù)學(xué)),1984,(4):3.
[2]謝國(guó)瑞.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2002.
[3]王潘玲.應(yīng)用高等數(shù)學(xué)[M].杭州:浙江科學(xué)技術(shù)出版社,2004.
[4]曹之江.現(xiàn)代數(shù)學(xué)優(yōu)教原理探索[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2004(2).
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究2015年7期