鄭瑋
古典概型是一種概率模型,是概率論中最直觀和最簡單的模型。在這個模型下,隨機試驗的所有可能結果是有限的,并且每個基本結果發(fā)生的可能性是相同的。下面例析古典概型的交匯問題。
一、與集合有關的概率問題
例1 已知集合A={2,3,4,5,6,7},B={2,3,6,9},在集合AUB中任取一個元素,則它是集合ANB中的元素的概率為()。
A.2/3
B.3/5
C.3/7
D.2/5
解:
應選C。
評注:古典概型的兩個基本特征,即有限性和等可能性。在應用古典概型的概率公式時,關鍵是正確理解隨機事件和樣本點的關系,事件和樣本空間的關系。
二、與函數有關的概率問題
例2 已知aE{-2,0,1,2,3},bE{3, 5},則函數f(x)=(a2—2)e+b為減函數的概率是()。
A.3/10
B.3/5
C.2/5
D.1/5
解:
應選C。
評注:涉及函數的概率問題,解題的關鍵是求出所求事件包含的樣本點的個數。
三、與向量有關的概率問題
例3 設連續(xù)擲兩次骰子得到的點數分別為m,n,令平面向量a=(m,n),b=(1,-3)。
(1)使得事件“aLb”發(fā)生的概率是。
(2)使得事件“|a|≤|b|”發(fā)生的概率是。
解:
評注:
四、與幾何圖形有關的概率問題
例4 從正方形的4個頂點及中心這5個點中,任取2個點,則這2個點的距離不小于該正方形邊長的概率為。
解:從正方形4個頂點A,B,C,D及中心O這5個點中,任取2個點的結果為(A,B),(A,C),(A,D),(A,O),(B,C),(B, D),(B,O),(C,D),(C,O),(D,O),共10 種情況,這2個點的距離不小于該正方形邊長的為(A,B),(B,C),(C,D),(A,D),(A, C),(B,D),共6種情況。所以這2個點的距離不小于該正方形邊長的概率為6/10=3/5。
評注:求與幾何圖形有關的概率問題,應充分利用幾何圖形的性質。
五、與游戲有關的概率問題
例5 某兒童樂園在“六一”兒童節(jié)推出了一項趣味活動。參加活動的兒童需轉動如圖1所示的轉盤兩次,每次轉動后,待轉盤停止轉動時,記錄指針所指區(qū)域中的數。記兩次記錄的數分別為x,y。獎勵規(guī)則如下:①若xy≤3,則獎勵玩具一個;②若xy≥8,則獎勵水杯一個;③其余情況獎勵飲料一瓶。
假設轉盤質地均勻,四個區(qū)域劃分均勻。小亮準備參加此項活動。
(1)求小亮獲得玩具的概率。
(2)請比較小亮獲得水杯與獲得飲料的概率的大小,并說明理由。
解:
(1)記“xy≤3”為事件A,則事件A包含的樣本點的個數為5,即A={(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1)},所以P(A)=5/6,即小亮獲得玩具的概率為
(2)小亮獲得水杯的概率大于獲得飲料的概率。
理由如下:記“xy≥8”為事件B,“3
事件C包含的樣本點的個數為5,即C={(1,4),(2,2),(2,3),(3,2),(4,1)},所以P(C)=5/16。因為3/8>5/16,所以小亮獲得水杯的概率大于獲得飲料的概率。
評注:生活中的概率游戲問題,背景真實,內容鮮活,具有知識性、娛樂性、趣味性和益智性。
六、與取球有關的概率問題
例6一個盒子里裝有標號1,2,3,4的4個形狀大小完全相同的小球,先后隨機地選取2個小球,根據下列條件,分別求2個小球上的數字為相鄰整數的概率。
(1)小球的選取是無放回。
(2)小球的選取是有放回。
解:記事件A=“選取的2個小球上的數字為相鄰整數”。
(1)從4個小球中無放回隨機選取2個,試驗的樣本空間Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1), (4,2),(4,3)}。事件A包含6個樣本點,即(1,2),(2,1),(2,3),(3,2),(3,4),(4,3)。
由古典概型概率計算公式得P(A)=/2=1/2。故無放回選取2個小球,其上數字為相鄰整數的概率為1/2。
(2)從4個小球中有放回隨機選取2個,試驗的樣本空間Ω={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1), (3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3), (4,4)}。事件A包含6個樣本點,即(1,2),(2,1),(2,3),(3,2),(3,4),(4,3)。由古典概型概率計算公式得P(A)=6/6=3/8。故有放回選取2個小球,其上數字為相鄰整數的概率為。
評注:對于不放回抽樣,計算樣本點個數時,既可以看成是有順序的,也可以看成是無順序的,其最后結果是一致的。但不論選擇哪一種方式,觀察的角度必須一致,否則會產生錯誤。對于有放回抽樣,在連續(xù)取出兩次的過程中,因為先后順序不同,所以(a1,b),(b,a1)不是同一個樣本點。解答本題的關鍵是要分清“無放回抽取”與“有放回抽取”,且每一件產品被取出的機會都是均等的。
作者單位:清華大學附屬中學永豐學校
(責任編輯郭正華)