李先永
數(shù)學(xué)的精髓不在于知識本身,而在于數(shù)學(xué)知識中所蘊含的數(shù)學(xué)思想方法.數(shù)學(xué)思想也是知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁.學(xué)習(xí)概率知識,也要重視數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用.現(xiàn)將初中概率中常見的數(shù)學(xué)思想舉例如下.
一、 方程思想
方程思想就是對所求的概率問題通過列方程(或方程組)求解的一種思想方法.
例1 一只口袋中放著若干個紅球和白球,這兩種球除了顏色以外沒有其他任何區(qū)別,袋中的球已經(jīng)攪勻,蒙上眼睛從口袋中取出一個球,取出紅球的概率是.
(1) 取出白球的概率是多少?
(2) 如果袋中的白球有18個,那么袋中的紅球有多少個?
【分析】(1) 因為取出的球不是白球就是紅球,所以P(取出白球)+P(取出紅球)=1;
(2) 設(shè)袋中有紅球x個,由P(取出紅球)=,可列出方程求解.
解:(1) P(取出白球)=1-P(取出紅球) =1-=;
(2) 設(shè)袋中有紅球x個,
根據(jù)題意,得=,
解得x=6,
所以袋中的紅球有6個.
【點評】利用概率公式建立方程可以求解已知概率而其他量未知的計算問題,這是解決概率問題的常用方法.
二、 數(shù)形結(jié)合思想
“概率”的數(shù)形結(jié)合主要有:(1) 有列表法或畫樹狀圖法試驗的等可能的結(jié)果數(shù);(2) 幾何圖形中概率的問題;(3) 結(jié)合點所在的象限、函數(shù)圖像等求概率問題;(4) 結(jié)合統(tǒng)計圖表解決與概率有關(guān)的實際問題.
例2 如圖1,在平面直角坐標系中,正方形ABCD的邊長為4.現(xiàn)做如下實驗:將轉(zhuǎn)盤劃分成4個相同的小扇形,并分別標上1,2,3,4.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤兩次,轉(zhuǎn)盤停止后,指針所指向的數(shù)字作為平面直角坐標系中點P的坐標(第一次作為橫坐標,第二次作為縱坐標),指針如果指向分界線上,則重新轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤.
(1) 請你用樹狀圖或列表的方法,求P點落在正方形ABCD面上(含內(nèi)部與邊界)的概率;
(2) 將正方形ABCD平移整數(shù)個單位,則是否存在某種平移,使點P落在正方形ABCD面上的概率為?若存在,指出一種具體的平移過程;若不存在,請說明理由.
【分析】先根據(jù)題意列出表格,得到構(gòu)成點P的坐標有16種等可能的結(jié)果,其中落在正方形面上(含內(nèi)部與邊界)的有(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)共4種,所以點P落在正方形面上(含內(nèi)部與邊界)的概率是;若使點落在正方形面上的概率為,則只需有4個點不在正方形內(nèi)部,并且點P的所有情況都是在第1象限,所以可以通過向右平移2個單位長度,再向上平移1個單位長度或者向右平移1個單位長度,向上平移2個單位長度,使點P落在正方形面上的概率為.
解:(1) 列表如下:
點P的坐標所有的情況有16種,其中落在正方形面上(含內(nèi)部與邊界)的有(1,1),(1,2),(2,1),(2,2),共4種,所以點P落在正方形面上(含內(nèi)部與邊界)的概率是=.
(2) 略.
【點評】本題主要考查了概率的計算方法和正方形與平移的有關(guān)性質(zhì).要會根據(jù)正方形的性質(zhì)得到所對應(yīng)的點的坐標,利用列表法求符合條件的概率. 用到的知識點為:概率=所求情況數(shù)與總情況數(shù)之比.
三、 轉(zhuǎn)化思想
在概率問題中,所有可能結(jié)果的概率之和等于1,因此求某個較復(fù)雜的隨機事件或多個隨機事件的概率之和時,可以先求出所有其他事件發(fā)生的概率,再用1減去這個概率,即可解決問題.
例3 一只不透明袋子中裝有兩個紅球、3個黃球,4個綠球,這些球除顏色外都相同.小明攪勻后從中任意摸出一個球,這個球是紅球或綠球的概率是_______.
【分析】摸出的是黃球和摸出的是紅球或綠球的概率和為1,所以可以先求出摸出的是黃球的概率,再用1減去這個概率就是摸出的是紅球或綠球的概率.
解:因為P(黃球)==,所以P(紅球或綠球)=1-=.
【點評】本題也可以分別求出摸出紅球和摸出綠球的概率,再相加便是摸出的是紅球或綠球的概率.
四、 分類討論思想
分類討論思想在概率中的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在將所有可能的情況一一列舉出來.
例4 某人的錢包內(nèi)有10元、20元和50元的紙幣各1張.從中隨機取出兩張紙幣.
(1) 求取出紙幣的總額是30元的概率;
(2) 求取出紙幣的總額可購買一件51元的商品的概率.
【分析】(1) 隨機取出兩張紙幣的情形共有3種,即(10,20),(10,50),(20,50),其中取出紙幣的總額是30的情況有1種. (2) 取出紙幣的總額大于51的情況有兩種.
解:(1) 隨機取出2張紙幣,共有3種情況,即(10,20),(10,50),(20,50),其中取出紙幣的總額是30的情況有1種,
∴P(取出紙幣的總額是30元的概率)=;
(2) 取出紙幣的總額大于51的情況有兩種,∴P(取出紙幣的總額可購買一件51元的商品)=.
【點評】當符合要求的情形不止一種時,需要應(yīng)用分類的思想來解答.
(作者單位:江蘇省宿遷市宿豫區(qū)實驗初級中學(xué))