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概率難點輕松突破
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事件發(fā)生的可能性有大有小.概率是度量事件發(fā)生可能性大小的一個量,在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用,概率也是初中數(shù)學(xué)較為重要的一個知識點.初中教材中與概率相關(guān)的內(nèi)容共出現(xiàn)了三次∶第一次是在八年級下冊《認(rèn)識概率》,從中我們知道了概率的定義,并知道可以用頻率的穩(wěn)定值估計概率;第二次就是本章《等可能條件下的概率》,從中我們又知道了等可能性的概念,并會通過合適的方法求等可能條件下的概率;最后一次出現(xiàn)在九年級下冊《概率的簡單應(yīng)用》,顧名思義,就是運用概率進(jìn)行估計、判斷、決策……幫助我們解決一些實際問題.可見,本章在整個初中階段概率內(nèi)容的學(xué)習(xí)中起到承上啟下的作用.
教材中等可能性概念是“一般地,設(shè)一個試驗的所有可能發(fā)生的結(jié)果有n個,它們都是隨機(jī)事件,每次試驗有且只有其中的一個結(jié)果出現(xiàn).如果每個結(jié)果出現(xiàn)的機(jī)會均等,那么我們說這n個事件的發(fā)生是等可能的,也稱這個試驗的結(jié)果具有等可能性.”
我們可以把這個概念濃縮成2句話:①試驗結(jié)果有多個,但每次有且只有一個結(jié)果出現(xiàn);②結(jié)果出現(xiàn)是隨機(jī)的,但每個結(jié)果出現(xiàn)機(jī)會均等.
結(jié)合這2句話,我們就可以判斷某試驗的結(jié)果是否具有等可能性,并可以求出某種結(jié)果發(fā)生的概率.
例1(2016·江蘇淮安)一個不透明的袋子中裝有3個黃球和4個藍(lán)球,這些球除顏色外完全相同,從袋子中隨機(jī)摸出一個球,摸出的球是黃球的概率是________.
【分析】本題摸到的球有7種不同的結(jié)果:黃1,黃2,黃3,藍(lán)1,藍(lán)2,藍(lán)3,藍(lán)4,并不是只有黃球或藍(lán)球這兩種可能,即摸到黃球和籃球不是等可能的,故摸到黃球的概率不是.
【解答】因為一個不透明的袋子中裝有3個黃球和4個藍(lán)球,而摸出每個球是等可能的,即所有等可能的結(jié)果數(shù)為7,而摸到黃球的結(jié)果數(shù)為3,所以摸出的球是黃球的概率是.
一般地,如果一個試驗有n個等可能的結(jié)果,當(dāng)其中的m個結(jié)果之一出現(xiàn)時,事件A發(fā)生,那么事件A發(fā)生的概率P(A)=,其中m為事件A發(fā)生可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù),n為所有等可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù).對于試驗過程并不復(fù)雜的問題,如上例,只要能緊扣概念,便不會出現(xiàn)問題.而對于試驗步驟較復(fù)雜的問題,則需要謹(jǐn)慎地判斷試驗中前一個步驟與后一個步驟有無區(qū)別,即要考慮“摸球有無放回”.
例2(2016·江蘇鹽城)一個不透明的袋子中有大小、質(zhì)地完全相同的4只小球,小球上分別標(biāo)有1、2、3、4四個數(shù)字.
(1)從袋中隨機(jī)摸出一只小球,求小球上所標(biāo)數(shù)字為奇數(shù)的概率;
(2)從袋中隨機(jī)摸出一只小球,再從剩下的小球中隨機(jī)摸出一只小球,求兩次摸出的小球上所標(biāo)數(shù)字之和為5的概率.
【分析】第(2)問說明試驗有兩步,第1步是從4只小球中隨機(jī)摸1只,而第2步是從剩下的小球,也就是3只小球中隨機(jī)摸1只,是“無放回的摸球游戲”.所以在解答時要謹(jǐn)慎對待.
1 2 3 4 1 3 4 5 2 3 5 6 3 45 7 4 5 6 7
共有12種等可能的結(jié)果,其中兩次摸出的小球上所標(biāo)數(shù)字之和為5的可能性有4種,所以P(兩次摸出的小球數(shù)字之和為
方法二(樹狀圖)
共有12種等可能的結(jié)果,其中兩次摸出的小球上所標(biāo)數(shù)字之和為5的可能性有4種,所以P(兩次摸出的小球數(shù)字之和為5)=
從例2中,我們可以看出,對于步驟為兩次的試驗,可以通過列表法或樹狀圖的方法找出所有的等可能結(jié)果數(shù)以及事件發(fā)生可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù).但對于不同情形的問題,是不是都適合用這兩種方法呢?
例3(2016·蘭州)小明和小軍兩人一起做游戲,游戲規(guī)則如下:每人從1,2,…,8中任意選擇一個數(shù)字,然后兩人各轉(zhuǎn)動一次如圖所示的轉(zhuǎn)盤(轉(zhuǎn)盤被分為面積相等的四個扇形),兩人轉(zhuǎn)出的數(shù)字之和等于誰事先選擇的數(shù),誰就獲勝;若兩人轉(zhuǎn)出的數(shù)字之和不等于他們各自選擇的數(shù),就再做一次上述游戲,直至決出勝負(fù).若小軍事先選擇的數(shù)是5,用列表或畫樹狀圖的方法求他獲勝的概率.
【分析】本題是可以用樹狀圖或列表法進(jìn)行研究的,但是因為試驗有兩個步驟,且每個步驟均有4種等可能的結(jié)果,如果用樹狀圖,則答題時會因為“樹枝”較多,導(dǎo)致答題區(qū)域過大,甚至?xí)霈F(xiàn)雜亂無章的可能,因此,建議對于試驗步驟是兩次,且每個步驟有3個(或以上)結(jié)果時用列表法(試題有明確要求的除外).
解答:列表如下:
1 2 3 4 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 3 4 5 6 7 4 5 6 7 8
所有等可能的情況有16種,其中兩次指針?biāo)笖?shù)字的和為5的情況有4種,所以小軍獲勝的概率=
例4(2009·江蘇)一家醫(yī)院某天出生了3個嬰兒,假設(shè)生男生女的機(jī)會相同,那么這3個嬰兒中,出現(xiàn)1個男嬰、2個女嬰的概率是多少?
【分析】列表法的優(yōu)點在于處理試驗步驟僅有2個,且當(dāng)每個步驟可能的結(jié)果數(shù)較多時,能夠清楚、簡潔地刻畫所有等可能的結(jié)果數(shù)以及事件發(fā)生可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù),但對于步驟超過2的試驗,則無能為力.3個嬰兒的性別,相當(dāng)于試驗步驟有三次,因此,只能用樹狀圖來研究.
【解答】用樹狀圖分析如下:
第一個第二個第三個所有結(jié)果
因此共有8種等可能的結(jié)果,其中1個男嬰、2個女嬰的結(jié)果數(shù)為3,所以P(1個男嬰,2個女嬰)=.
平時在上課時,可能老師對列表法或樹狀圖法強調(diào)過多,同學(xué)們往往形成了思維定式,而忽略了使用這兩種方法的目的:找出試驗所有的等可能結(jié)果數(shù)以及事件發(fā)生可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù).就如乘船過河,列表法或樹狀圖只是解題(過河)的工具(船),沒有“船”,難道我們過不了“河”嗎?
例5(2016·江蘇南京)某景區(qū)7月1日-7月7日一周天氣預(yù)報如圖,小麗打算選擇這期間的一天或兩天去該景區(qū)旅游,求下列事件的概率:
(1)隨機(jī)選擇一天,恰好天氣預(yù)報是晴;
(2)隨機(jī)選擇連續(xù)的兩天,恰好天氣預(yù)報都是晴.
【分析】因為(2)中是選擇連續(xù)的兩天,故可以用枚舉法將所有等可能的結(jié)果列出來解答.
(作者單位:江蘇省無錫市天一實驗學(xué)校、江蘇省無錫市新城中學(xué))