吳明德 (江蘇省泰興市第一高級中學 225400)
新版蘇教版高中數(shù)學教材先講獨立事件后講條件概率,改變了舊教材中演繹推理給出定義的方式,在邏輯上是不順的;改用舉例歸納的方法給出獨立事件的定義,學生不易理解和掌握,在教學上是有挑戰(zhàn)的.這些改變,需要我們認真應對.
蘇教版新教材必修2中通過具體事例這樣給出隨機事件A與B相互獨立的定義:對于兩個隨機事件A與B,如果P(AB)=P(A)P(B),那么稱事件A,B為相互獨立事件.人教版由積事件的概率給出定義,側重于事件的相互獨立性是特殊的事件關系,抽象程度高;蘇教版則降低抽象度,增加了一種直觀判斷方法,即分別計算事件A發(fā)生、不發(fā)生時事件B的概率,若相等就獨立,若不相等就不獨立.
需要指出的是,既然事件的獨立性是概率下的等式判斷,因而這種獨立性更準確的名稱應該是“概率獨立性”,不能把事件間沒有影響或事件的結果沒有影響等同于概率沒有影響.憑生活經驗,學生可以判斷一些簡單事件的獨立性,在直觀理解無法判斷事件的獨立性時,定義中的概率等式就需擔當大任了,相對于定義的等式判斷,直覺判斷的有效性顯然是很弱的,有時甚至是錯誤的.
總體來說,將獨立事件提到條件概率之前講授,由于缺少表象的支撐,直觀感知少,學生的可接受程度相對較低.我們專門做過調查,在2 512名四星級高中高一學生中,表示自己完全認可獨立性定義、感覺自己深刻理解概念的人不足50%,在2 371名普通高中高一學生中這一比例更低,只有29%.相較而言,定義的必要性好理解一些,而定義的充分性則不太容易接受.
反思教學過程,我們不能因循守舊,只抱怨教材的改變,更不應期望等學習了條件概率后串聯(lián)起新舊知識,化解學生的困惑.正確的做法是要重視相互獨立事件的概念教學,適當增加實例情境讓學生加深感受,突出獨立事件的概率等式,加深概念的理解.
首先,由獨立性的定義,顯然可得到A與B獨立,即為B與A獨立.下面,我們從條件概率的角度再次對事件獨立的相互性進行解讀.設A與B是兩個隨機事件,直覺上事件A的發(fā)生對事件B發(fā)生的概率沒有影響,叫做概率意義下事件B對事件A獨立.設P(A)>0,若P(B|A)≠P(B),則事件A的發(fā)生對事件B發(fā)生的概率是有影響的,即B對A不獨立.只有P(B|A)=P(B)時,B對A才獨立.
顯然,P(A)=0或P(B)=0時上述推導過程不成立,為不失一般性,承認A對B獨立?B對A獨立是有難度的,但此時事件A與B滿足P(AB)=P(A)P(B)卻是顯而易見的,這也正好說明新教材直接用積事件的概率來定義獨立性的優(yōu)勢.
乘法公式P(AB)=P(A)P(B|A)普遍有,而獨立事件卻難得有.在學習了條件概率后,可以對獨立事件的定義給出自然、合理的解釋,同時也提供了讓學生自主探究的素材,教學時應加以重視.
在P(A)>0的條件下,不難得到:P(AB)=P(A)P(B)?P(B|A)=P(B).
簡證如下:
P(AB)=P(A)P(B).
下面對2021年高考卷中的一道概率小題略作剖析.
例(2021全國新高考I卷第8題)有6個相同的球,分別標有數(shù)字1,2,3,4,5,6,從中有放回的隨機取兩次,每次取1個球.甲表示事件“第一次取出的球的數(shù)字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的數(shù)字是2”,丙表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是8”,丁表示事件“兩次取出的球的數(shù)字之和是7”,則( ).
A.甲與丙相互獨立 B.甲與丁相互獨立
C.乙與丙相互獨立 D.丙與丁相互獨立