陳德前(特級教師)
運用概率估計與決策
陳德前(特級教師)
我們知道,通過數(shù)據(jù)的收集與整理可以幫助我們進(jìn)行決策.但數(shù)據(jù)的收集與整理費時費力,有時還有破壞性.此時,我們不妨請概率這個朋友來幫忙,進(jìn)行估計,做出決策.
例1 (2017·蘭州)一個不透明的盒子里有n個除顏色外其他完全相同的小球,其中有9個黃球.每次摸球前先將盒子里的球搖勻,任意摸出一個球記下顏色后再放回盒子,通過大量重復(fù)摸球?qū)嶒灪蟀l(fā)現(xiàn),摸到黃球的頻率穩(wěn)定在30%,那么估計盒子中小球的個數(shù)n為( ).
A.20 B.24 C.28 D.30
【解析】利用頻率估計概率得到摸到黃球的概率為30%,再根據(jù)概率公式計算n的值.根據(jù)題意得=30%,解得n=30,所以這個不透明的盒子里大約有30個除顏色外其他完全相同的小球,選D.
【點評】大量重復(fù)實驗時,事件發(fā)生的頻率在某個固定位置左右擺動,并且擺動的幅度越來越小,根據(jù)頻率穩(wěn)定性定理,可以用頻率的集中趨勢來估計概率,這個固定的近似值就是這個事件的概率.當(dāng)實驗的所有可能結(jié)果不是有限個,或結(jié)果個數(shù)很多,或各種可能結(jié)果發(fā)生的可能性不相等時,一般通過統(tǒng)計頻率來估計概率,再利用這個概率來解決有關(guān)問題.
例2 在一次促銷活動中,某商場為了吸引顧客,設(shè)立了一個可以自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤(如圖1,轉(zhuǎn)盤被平均分成16份),并規(guī)定:顧客每購買100元的商品,就能獲得一次轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的機會.如果轉(zhuǎn)盤停止后,指針正好對準(zhǔn)紅色、黃色、綠色區(qū)域,那么顧客就可以分別獲得50元、30元、20元的購物券,憑購物券可以在該商場繼續(xù)購物.如果顧客不愿意轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤,那么可以直接獲得購物券10元.
圖1
(1)求每轉(zhuǎn)動一次轉(zhuǎn)盤所獲購物券金額的平均數(shù);
(2)如果你在該商場消費125元,你會選擇轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤還是直接獲得購物券?說明理由.
【解析】(1)算出指針對準(zhǔn)紅色、黃色、綠色的概率,求出獲購物券金額的平均數(shù)為50×
(2)通過比較做出選擇,∵11.875元>10元,∴選擇轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤.
例3 我市長途客運站每天6:30~7:30開往某縣的三輛班車,票價相同,但車的舒適程度不同.小張和小王因事需在這一時段乘車去該縣,但不知道三輛車開來的順序.兩人采用不同的乘車方案:小張無論如何決定乘坐開來的第一輛車;而小王則是先觀察后上車,當(dāng)?shù)谝惠v車開來時,他不上車,而是仔細(xì)觀察車的舒適狀況.若第二輛車的狀況比第一輛車好,他就上第二輛車;若第二輛車不如第一輛車,他就上第三輛車.若按這三輛車的舒適程度分為優(yōu)、中、差三等,請你思考并回答下列問題:
(1)三輛車按出現(xiàn)的先后順序共有哪幾種可能?
(2)你認(rèn)為選擇哪種方案乘坐優(yōu)等車的可能性大?為什么?
【解析】(1)用列舉法,三輛車按開來的先后順序為:優(yōu)、中、差,優(yōu)、差、中,中、優(yōu)、差,中、差、優(yōu),差、優(yōu)、中,差、中、優(yōu),共6種可能.
(2)用列舉法求出不同乘車方案乘坐優(yōu)等車的概率即可得到結(jié)論.根據(jù)三輛車開來的先后順序,小張乘坐的車對應(yīng)情況是:優(yōu),優(yōu),中,中,差,差;小王乘坐的車對應(yīng)情況是:差,中,優(yōu),優(yōu),優(yōu),中.由此可知:小張乘坐優(yōu)等車的概率是,而小王乘坐優(yōu)等車的概率是.所以選擇小王的乘車方案乘坐優(yōu)等車的可能性大.
例4 在課外活動時間,小王、小麗、小華做“互相踢毽子”游戲,毽子從一人傳到另一人就記為踢一次.
(1)若從小麗開始,經(jīng)過兩次踢毽后,踺子踢到小華處的概率是多少?(用樹狀圖或列表法說明)
(2)若經(jīng)過三次踢毽后,毽子踢到小王處的可能性最小,應(yīng)確定從誰開始踢,并說明理由.
【解析】(1)用樹狀圖或列表法求概率.樹狀圖如下:
列表法如下:
小王小王小華小麗(小王,小麗)(小華,小麗)小華(小王,小華)(小華,小王)
由樹狀圖或列表可知,所有可能的情況有4種,從小麗開始經(jīng)過兩次踢毽后毽子踢到小華處的情況只有1種,因此從小麗開始,經(jīng)過兩次踢毽后毽子踢到小華處的概率是
(2)計算三次踢毽后,毽子踢到各個人的概率,從中找出概率最小的,再確定從誰開始踢.經(jīng)過三次毽踺后,毽子踢到小王處的可能性最小,應(yīng)從小王開始踢.理由:若從小王開始踢,三次踢毽后,毽子踢到小王處的概率是,踢到其他兩人處的概率都是,因此這種
情況下毽子踢到小王處的可能性最小.
小試牛刀
1.為估計魚塘中魚的數(shù)量,可以先從魚塘中隨機打撈50條魚,在每條魚身上做上記號后,把這些魚放歸魚塘,經(jīng)過一段時間,等這些魚完全混合于魚群后,再從魚塘中隨機打撈50條魚,發(fā)現(xiàn)只有2條魚是前面做好記號的,那么可以估計這個魚塘中魚的數(shù)量約為( ).
A.1250條 B.1750條 C.2500條 D.5000條
2.熙熙攘攘的集市上,有人在設(shè)攤“摸彩”.他手拿一袋內(nèi)裝大小、形狀、質(zhì)量完全相同的2個綠球和2個紅球,每次讓“顧客”免費從袋中摸出2個球,輸贏的規(guī)則是:
所摸球的顏色2個全紅1紅1綠2個全綠顧客的收益得40元失30元得40元
大家想一下,如果你們也遇到了這種情況,你選擇參加還是不參加?
(關(guān)注公眾號,回復(fù)“2017年12月數(shù)學(xué)”查答案)
江蘇省興化市教育局教研室)