錢娟
著名日本科學家米山國藏指出 “作為知識的數學,出校門不到兩年可能就忘了,深深銘記在頭腦中的唯有數學的精神、數學的思想研究方法和著眼點, 這些都隨時隨地發(fā)生動作,使人們終身受益”。數學的精髓不在于知識本身,而在于數學知識中所蘊含的數學思想方法。本文就“認識概率”這章中常用的一些基本的數學思想方法,作簡單介紹,為后繼進一步學習概率統(tǒng)計知識做好鋪墊.
一、 “枚舉思想”
枚舉思想是解決概率問題的一個重要思想方法,對于一些簡單的問題,通過枚舉法即可獲解.
例1(2014·浙江金華?)一個布袋里面裝有5個球,其中3個紅球,2個白球,每個球除顏色外其他完全相同,從中任意摸出一個球,是紅球的概率是【 】
【分析】:首先根據題意利用枚舉法可得,摸出的球可能是紅1,紅2,紅3,白1,白2,共五種情況所以是紅球的的概率為 .
【答案】選A.
【點評】:本題中“袋中的五個球”被抽到的可能性相等,且該實驗出現的結果為有限多個,從而應用“枚舉思想”解決了本題,這兩個特點也正是能運用枚舉法求解的兩個基本特征.另外,本題還鞏固了簡單概率的求法:如果一個事件有n種可能,而且這些事件的可能性相同,其中事件A出現m種結果,那么事件A的概率P(A)= .
二、 “方程思想”
方程思想是指解決數學問題時,先分學問題中的等量關系,設出未知數,建立方程或方程組,然后求解方程(組),使原問題獲解.這一思想方法,在概率解題中應用廣泛.
例2(2014·泰州)某籃球運動員去年共參加40場比賽,其中3分球的命中率為0.25,平均每場有12次3分球未投中.
(1)該運動員去年的比賽中共投中多少個3分球?
(2)在其中的一場比賽中,該運動員3分球共出手20次,小亮說,該運動員這場比賽中一定投中了5個3分球,你認為小亮的說法正確嗎?請說明理由.
【分析】(1)設該運動員共出手x個3分球,則3分球命中0.25x個,未投中0.75x個,根據“某籃球運動員去年共參加40場比賽,平均每場有12次3分球未投中”列出方程,解方程即可;
(2)根據概率的意義知某事件發(fā)生的概率,就是在大量重復試驗的基礎上事件發(fā)生的頻率穩(wěn)定到的某個值;由此加以理解即可.
三、“函數思想”
函數思想是指用函數的概念和性質去分析問題,轉化問題和解決問題.
例3(改編) 已知一紙箱中裝有5個只有顏色不同的球,其中2個白球,3個紅球.
(1)求從箱中隨機取出一個白球的概率是多少?
(2)若往裝有5個球的原紙箱中,再放入 個白球和 個紅球,從箱中隨機取出一個白球的概率是 ,求 與 的函數解析式.
【分析】(1)從裝有5個只有顏色不同球的紙箱中摸出一個球,共有3+2=5種不同的結果,其中摸到白球的結果有2個,所以取出一個白球的概率是 ;(2) 往裝有5個球的原紙箱中,再放入 個白球和 個紅球后,箱中共有球5+x+y(個),其中白球2+x(個),根據取出一個白球的概率是 列出關于x、y的方程,然后用含x的代數式表示y即可得到 與 的函數解析式.
【點評】 函數思想是一種重要的數學思想方法函數思想的實質是用聯(lián)系和變化的觀點提出數學對象,并抽象其數量特征,建立函數關系,運用函數的知識,使問題得到解決.這種思想方法在于揭示問題的數量關系的本質特征,重在對問題的變量進行動態(tài)研究,從運動變化
四 “數形結合的思想”
數學家華羅庚說過:“數缺形時少直觀,形少數時難入微;數形結合百般好,隔離分家萬事休”.“數”和“形”之間有著密切的聯(lián)系,在一定條件下,可以相互轉化,相互滲透.根據研究問題的需要,把圖形性質的問題轉化為數量關系的問題,或者把數量關系的問題轉化為圖形性質的問題,進而探求問題的解答的思想方法即數形結合的思想方法.本章中,利用表格、頻率分布折線圖、圖形面積等探求概率的過程,便體現了“數形結合的思想方法”.
例4(2014·邵陽)有一個能自由轉動的轉盤如圖,盤面被分成8個大小與性狀都相同的扇形,顏色分為黑白兩種,將指針的位置固定,讓轉盤自由轉動,當它停止后,指針指向白色扇形的概率是 .
【分析】只要先弄清黑色區(qū)域面積和整個圖形的面積關系即可.
【解答】根據題意,這個轉盤是將“圓平均分成了8份”而制得,所以圓分得的8塊圖形的面積相等,故,黑色區(qū)域的面積是整個圖形面積的一半.所以,轉盤指向白色區(qū)域的可能性為 。
【點評】本題借助圖形面積使問題獲解,體現了數形結合的思想,同時本題中解答時也滲透了“整體的數學思想”.
五 “分類討論的思想”
在解決一些稍復雜的概率問題,如問題中含有多種可能的情況時,往往需要考慮到各種情況對應的結果數,這就需要進行分類討論.
(1)當a=-2時,求此不等式的解,并在數軸上表示此不等式的解集;
(2)小明準備了十張形狀、大小完全相同的不透明卡片,上面分別寫有整數-10、-9、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1,將這10張卡片寫有整數的一面向下放在桌面上.從中任意抽取一張,以卡片上的數作為不等式中的系數a,求使該不等式沒有正整數解的概率.