[摘 要]概率作為數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,對(duì)我們的日常生活有著緊密的聯(lián)系。概率論是數(shù)學(xué)發(fā)展過程中的一個(gè)重要成果,學(xué)會(huì)以概率論的思想分析并解決問題,能夠讓生活變得更加輕松和簡(jiǎn)單。本文將以抓鬮問題為例分析身邊一些概率問題,希望讀者能夠從中感受到概率數(shù)學(xué)的奇妙。
[關(guān)鍵詞]概率分析;抓鬮;中獎(jiǎng)概率
一、抓鬮的概率
我們來假設(shè)這樣一個(gè)場(chǎng)景,某公司要從會(huì)說阿拉伯語的五名員工中選出一位去伊拉克戰(zhàn)亂地區(qū)做市場(chǎng)調(diào)查,可這五名員工出于安全考慮都不想接受這個(gè)任務(wù),于是主管想出了一個(gè)主意——來抓鬮吧,五個(gè)紙條中有一個(gè)標(biāo)有記號(hào),誰抽中了誰就去。正如上面提到的,每個(gè)人覺得先抓鬮的人優(yōu)勢(shì)會(huì)大一些,因?yàn)榈谝粋€(gè)人抽中的幾率是1/5=0.2,第二個(gè)抽中的幾率就是1/4=0.25,類似的第三個(gè)人抽中的幾率就是1/3=0.33了,這么看來,越靠后抽的人抽中的幾率就大了,這么看來抓鬮似乎就不公平了,然而事實(shí)是這樣么?
讓我們從宏觀上看這個(gè)問題,第一個(gè)人抽中的概率是1/5,那么第二個(gè)人抽中的幾率是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的1/4么?顯然不是,因?yàn)榇蠹叶己雎粤艘粋€(gè)前提,第二個(gè)人抽中的前提是第一個(gè)人沒抽中,因?yàn)榈谝粋€(gè)人直接抽中了后面的人就不用抽了,所以計(jì)算第二個(gè)人抽中的前提是第一個(gè)人沒抽中,由于這個(gè)兩個(gè)事件時(shí)相互獨(dú)立事件,所以要把這兩件事的幾率相乘,也就是(4/5)(1/4)1/5,類似的第三個(gè)人抽中的前提條件是是第一個(gè)和第二個(gè)人都沒抽中,成功的躲開了這次公派,概率就是(4/5)(3/4)(1/3)1/5,同樣的道理計(jì)算每個(gè)人抽中的幾率都是一樣的1/5。這么看來抓鬮作為一個(gè)解決上面問題的方式是合理的,因?yàn)樗辽賹?duì)每個(gè)參與者而言都是公平的。
二、相對(duì)復(fù)雜的情況
如果我們把這個(gè)問題展開,假如從五個(gè)人里選兩個(gè)人,第一個(gè)人抽中的幾率是2/5,第二個(gè)人抽中的幾率是多少呢?
我們把這個(gè)問題做一個(gè)詳細(xì)的分析可以列出如下兩種情況
1.第一個(gè)人沒抽中,這個(gè)幾率是3/5,這個(gè)時(shí)候還有4個(gè)鬮,其中有兩個(gè)有記號(hào)所以這時(shí)候第二個(gè)人抽中的概率是2/4,綜合兩個(gè)獨(dú)立事件發(fā)生的概率是:
P1(3/5)(2/4)6/20
2.第一個(gè)抽中了,這個(gè)幾率是2/5,這時(shí)候同樣還有4個(gè)鬮,其中只有一個(gè)有記號(hào),此時(shí)第二個(gè)人抽中的概率是1/4,綜合兩個(gè)獨(dú)立事件發(fā)生的概率是:
P2(2/5)(1/4)2/20
上面分析的兩種情況是互斥事件,因此概率相加,所以第二個(gè)人抽中的概率是上面分析的兩種情況的概率之和,Ptotal P1P26/202/208/202/5,和第一個(gè)人抽中的幾率是相同的。
下面來分析第三個(gè)人抽中的概率,第三個(gè)人抽中有如下幾種情況;
1.第一個(gè)人抽中,概率為2/5、第二個(gè)人沒抽中,概率為3/4、第三個(gè)人抽中了,概率為1/3。這三個(gè)事件相互為獨(dú)立事件,因此發(fā)生的概率為三個(gè)概率相乘,結(jié)果為P1(2/5)(3/4)(1/3)6/60
2.第一個(gè)人沒抽中,概率為3/5、第二個(gè)人抽中,概率為2/4、第三個(gè)人抽中了,概率為1/3。這三個(gè)事件相互為獨(dú)立事件,因此發(fā)生的概率為三個(gè)概率相乘,結(jié)果為P2(3/5)(2/4)(1/3)6/60
3.第一個(gè)人沒抽中,概率為3/5、第二個(gè)人沒抽中,概率為3/4、第三個(gè)人抽中了,概率為2/3。這三個(gè)事件相互為獨(dú)立事件,因此發(fā)生的概率為三個(gè)概率相乘,結(jié)果為P3(3/5)(2/4)(2/3)12/60
4.不存在第一個(gè)人抽中了,第二個(gè)人也抽中了的情況,因?yàn)榍皟蓚€(gè)人都有抽中了,抓鬮就結(jié)束了,因此這種概率為0
同樣的上面的幾種情況也是互斥事件,所以第三個(gè)人抽中的概率是上面的事件概率之和Ptotal P1P2P36/606/60+12/6024/602/5
也就是說第三個(gè)人抽中的概率與前兩個(gè)人一樣也是2/5,同樣的道理,讀者可以自行推算,每一個(gè)游戲參與者抽中的幾率都是2/5,同樣的情況也可以推演到五個(gè)人中抽三個(gè)人,n個(gè)人抽a個(gè)人,可以算出每個(gè)人的概率都是一樣的a/n。也就是說,無論多少人的情況每個(gè)人抓鬮的概率都是相同的,所以古人設(shè)計(jì)出的這樣一個(gè)解決問題的方法是有趣、合理且公平的,不得不佩服古人的智慧。
三、生活中的其他概率事件
其實(shí)生活中的概率事件是很多的,比如游樂場(chǎng)的扔圏套娃娃游戲,圏的大小影響了能套中娃娃的概率,直接影響著商家能不能盈利,所以這個(gè)小小的圏里其實(shí)有著大大的計(jì)算。復(fù)雜一點(diǎn)的比如離我們最近的人身傷害保險(xiǎn),其實(shí)保險(xiǎn)公司在銷售這款保險(xiǎn)產(chǎn)品之前會(huì)做一個(gè)復(fù)雜的模型。模型中包含了通過一系列分析計(jì)算得出的投保人群的可能受傷害的概率,通過這個(gè)規(guī)律,保險(xiǎn)公司可以制定出一套保險(xiǎn)方案包括投保金額,理賠金額等等。最終而言,即便理賠金額遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于投保金額,但保險(xiǎn)公司還是盈利的。舉個(gè)例子,中學(xué)生的人身意外傷害險(xiǎn)每年只有五六十元,這是因?yàn)楸kU(xiǎn)公司計(jì)算了一下中學(xué)生的模型——大部分時(shí)間都在學(xué)校忙于學(xué)業(yè),在校期間受到意外傷害的幾率非常低,因此投保金額也很低。但是假如有保險(xiǎn)公司為動(dòng)作明星成龍保險(xiǎn),那么金額肯定是非常高的,因?yàn)楸kU(xiǎn)公司會(huì)分析成龍的工作環(huán)境,危險(xiǎn)的動(dòng)作片拍攝現(xiàn)場(chǎng),還不加保護(hù)措施,為了力求還原電影的真實(shí)性,演員受傷的幾率很高,這種情況下低保額的保險(xiǎn)很難保證保險(xiǎn)公司的盈利性,所以成龍自己也提到過,沒有保險(xiǎn)公司愿意為他保險(xiǎn)。
其他的,比如彩票,彩票作為一個(gè)概率事件,中獎(jiǎng)的幾率是非常低的,以從前非常流行的35選7為例,一等獎(jiǎng)中獎(jiǎng)率有多低?我們可以做一個(gè)計(jì)算35個(gè)數(shù)字組合可以有C357=6724520種可能,買一注就中獎(jiǎng)的可能只有1/6724520,所以說這個(gè)中獎(jiǎng)率是非常低的。
四、結(jié)語
其實(shí)生活中的很多問題都是可以用概率分析來解決的,很多時(shí)候我們看到的問題只是表面現(xiàn)象,比如抓鬮是先抓好還是后抓好?所以我們需要要用概率的思維理智、清晰、細(xì)致的分析問題,才能看清問題的深層次結(jié)構(gòu),更好的解決問題。數(shù)學(xué)是一門無處不在的復(fù)雜的基礎(chǔ)科學(xué),也正是這種復(fù)雜,才讓生活變得美好!
參考文獻(xiàn):
[1]《隨機(jī)數(shù)學(xué)》 高等教育出版社.