【摘要】古典概率是概率論的基礎(chǔ),牢固掌握古典概率知識是學(xué)好概率論的關(guān)鍵。本文提出可通過正確理解定義、優(yōu)化樣本空間、巧用對稱性及分類教學(xué)法來求古典概率,簡化計算,進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。
【關(guān)鍵詞】古典概率 事件 樣本空間 對稱性 分類教學(xué)法
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2017)25-0130-02
概率有四種常見的定義:統(tǒng)計概率、古典概率、幾何概率、公理化定義。在數(shù)學(xué)史上,古典概型是概率論發(fā)展初期的主要研究對象,也是概率論與數(shù)理統(tǒng)計中最基本的隨機(jī)試驗?zāi)P停诟怕收撝杏泻苤匾牡匚?,其?nèi)容簡單豐富,同時又概括了許多實際問題,有很廣泛的應(yīng)用。因此,如何讓高校學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、掌握古典概率的計算方法與技巧,就成為人們研究的熱門課題,眾說紛紜,各有己見。下面筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗淺談古典概率教學(xué)中的四點做法。
一、正確理解古典概率的定義
古典概型是指具有下列兩個特征的隨機(jī)試驗[1]:
(1)有限性:試驗的所有可能結(jié)果為有限個基本事件;
(2)等可能性:每次試驗中各基本事件出現(xiàn)的可能性均相同。
古典概型中任意事件A的(古典)概率為:
二、優(yōu)化樣本空間,簡化計算
古典概率計算的關(guān)鍵在于樣本空間的選擇,考慮的角度不同,得到的樣本空間也不同,解法的難易也就不同[2]。所選取的樣本空間一般要遵循3個原則: (1)應(yīng)滿足有限性及等可能性;(2)應(yīng)包含事件A的所有可能結(jié)果;(3)應(yīng)盡可能的小,以簡化計算。若未能正確選取適當(dāng)?shù)臉颖究臻g,就會使問題變得復(fù)雜,計算量變大,容易讓學(xué)生覺得這部分知識難懂難做。因此,在教學(xué)中應(yīng)通過例子教學(xué)生如何優(yōu)化樣本空間,簡化計算。
三、巧用對稱性解古典概率
古典概型的一個重要特征是等可能性,而這種等可能性體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中對稱的思想。對稱性是指參與運算的變量可以互換而不影響其運算結(jié)果[4]。在處理古典概率問題時,配合運用“對稱性”,會簡化問題的求解,起到事半功倍的效果。下面通過例子說明對稱性在古典概率中的應(yīng)用。
例2:同時擲兩枚質(zhì)地均勻的骰子,求出現(xiàn)的點數(shù)和為奇數(shù)的概率。
例3:甲、乙兩人擲均勻硬幣,其中甲擲n+1次,乙擲n次,求甲擲出的正面次數(shù)大于乙擲出的正面次數(shù)的概率。
四、利用分類教學(xué)法求古典概率
由于古典概率是概率論的基礎(chǔ),剛開始學(xué)習(xí)概率論時,大部分習(xí)題都集中在這部分,因此在教授時可利用分類法,以便學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握。在概率論中,有關(guān)古典概率的問題多種多樣,題型較為靈活,但大致可分為三類:摸球問題,分房問題和隨機(jī)取數(shù)問題。
(一)摸球問題:袋中有多種色彩的外形完全相同的球,從袋中任摸一球,任一球被摸到的可能性一樣,摸球分有放回和不放回兩種。
(二)分房問題:有n個人每人以相同的可能性被分配到N個房間中的每一個。
(三)隨機(jī)取數(shù)問題:從多個數(shù)字中任取一個,假定每個數(shù)字以等可能性被取到,隨機(jī)取數(shù)分重復(fù)取和不重復(fù)取兩種。
總之,古典概率的教學(xué),要力求由淺入深,盡量符合學(xué)生的思維特點,課堂結(jié)合生動有趣的實例進(jìn)行講解以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率,使學(xué)生不僅學(xué)會歸納總結(jié)解題的方法和規(guī)律性,以便熟練地求古典概率,而且也為更好地學(xué)習(xí)概率論打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]梁飛豹,劉文麗,呂書龍,薛美玉.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(第一版)[M].北京:高等教育出版社,2014.
[2]繆栓生.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,1989.
[3]盛驟,謝式千,潘承毅.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(第三版)[M] .北京:高等教育出版社,2002.
[4]楊少華,張德然.古典概率的問題解決與創(chuàng)新[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)報), 2012,29(1):95-97.
作者簡介:
王清娟(1989—),女,福建仙游縣人,陽光學(xué)院講師,碩士研究生,研究方向為微分方程定性分析。