張亦馳
重慶市巴蜀中學(xué)校 重慶 400000
古典概型是對(duì)于一個(gè)可能發(fā)生的事件數(shù)量一定的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)建立的概率模型。古典概型又稱經(jīng)典概率,是對(duì)于一個(gè)可能發(fā)生的事件數(shù)量一定且各事件發(fā)生概率相等的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)建立的概率模型。古典概型在生活中出現(xiàn)的例子很多,研究古典概型有助于高中生更好地理解生活。作為高中生,古典概型是課本中的內(nèi)容,研究古典概型在生活中的運(yùn)用是一種有效的將數(shù)學(xué)與生活相結(jié)合的方式,有助于我們發(fā)展數(shù)學(xué)思維,加深我們對(duì)知識(shí)的理解[1]。
高中生應(yīng)該對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有個(gè)人的理解,同時(shí)避免很多重復(fù)的實(shí)驗(yàn)。古典概論主要有以下兩方面特點(diǎn):(1)古典概論的基本事件是有限個(gè);(2)古典概論只要通過一次實(shí)驗(yàn)就行,不需要再進(jìn)行試驗(yàn)。本文通過實(shí)例介紹了概率論中比較著名的經(jīng)典概率問題。
(1)有限個(gè)元素;
(2)可能性相同;
(3)試驗(yàn)是大量存在的,叫古典概型。
(1)求基本事件的個(gè)數(shù)n;
(2)求事件A包含的基本事件數(shù)m;(3)P(A)=m/n,求出P(A)。
概率模型會(huì)由古典概型轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀胃判汀?/p>
例1:(有關(guān)于遺傳學(xué)的問題)每個(gè)人生來都帶有兩個(gè)基因,其中一個(gè)基因來自于父親,另一個(gè)基因來自于母親。同樣的道理,孩子的父親和母親也都有兩個(gè)分別來自于他們父母的基因。在繁殖的過程中,孩子的父親和母親都隨機(jī)地為他們的孩子提供一個(gè)基因[2]。
圖1
【解析】控制父母眼睛顏色的基因是Bb,所以孩子的基因有四個(gè)可能結(jié)果,即BB、Bb、bB、bb(如上圖所示),父親或母親向孩子提供B或b基因的概率是相同的。所以父母生出來的孩子其眼睛顏色的基因是上述四個(gè)中的一個(gè)。因此,這是一個(gè)經(jīng)典問題,只有當(dāng)孩子的基因是bb時(shí),眼睛才不是棕色的,所以“孩子的眼睛不是棕色”的隨機(jī)事件概率是1/4=0.25。
例2:一個(gè)城市的電話號(hào)碼是八位數(shù)。如果某人從電話中撥出電話號(hào)碼,求:(1)前兩位數(shù)字都是8的概率是多少;(2)前兩位數(shù)字都不超過8的概率是多少。
【解析】(1)第一位上數(shù)字是8的概率為1/9(第一位數(shù)不可能是0?。?,第二位上數(shù)字是8的概率也是1/10(0-9任意),則頭兩位都是8的概率是1/9X1/10=1/90.(2)第一位不超過8的概率為8/9(不超過8,可以為8),第二位的概率為9/10,把它們相乘得4/5.
例3:(電子電路問題)電子元件在某個(gè)時(shí)間是否接通的可能性是相同的。如果有三個(gè)這樣的電子元件,那么至少接通一個(gè)的可能性是多少?
分析:將電子元件接通設(shè)置為1,不接通設(shè)置為0。A表示“三個(gè)電子元件至少有一個(gè)接通”,顯然A表示“三個(gè)電子元件沒有接通”,Ω表示“三個(gè)電子元件的狀態(tài)”,則Ω={(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1),(1,1,1)(0,0,0)}。Ω 由 8 個(gè)基本事件組成,而且這些基本事件的出現(xiàn)是等可能的,事件A由1個(gè)基本事件組成,因此P(A)=1/8,∵P(A)+P(A))=1,∴=1-P(A)=1-1/8=7/8.答案:7/8。
例4:另一種應(yīng)用是計(jì)算彩票等抽獎(jiǎng)的中獎(jiǎng)率。比如說對(duì)于雙色球彩票的中獎(jiǎng)幾率。雙色球的基本規(guī)則如下:首先將注下到紅球號(hào)碼區(qū)和藍(lán)球號(hào)碼區(qū)。紅球數(shù)字區(qū)由1-33的33個(gè)數(shù)字組成,藍(lán)球數(shù)字區(qū)由1-16個(gè)數(shù)字組成,共16個(gè)數(shù)字。下注時(shí),選擇6個(gè)紅球號(hào)碼和1個(gè)藍(lán)球號(hào)碼以形成一組注。一等獎(jiǎng)中獎(jiǎng)情況為:紅球33選6,藍(lán)球16選1均選中當(dāng)期獲獎(jiǎng)號(hào)碼。
紅球一共有33×32×31×30×29×28/(6×5×4×3×2×1)=1107568種可能,藍(lán)球一共有16種可能總共有1107568×16=17721088種可能,所以中雙色球一等獎(jiǎng)的概率為:P=1/17721088。
數(shù)學(xué)是我們理解世界,改造世界的重要工具。古典概型作為高中的重要知識(shí)點(diǎn)并不是空中樓閣,它常常出現(xiàn)于生活事件中,如擲一個(gè)質(zhì)地均勻骰子的實(shí)驗(yàn),可能出現(xiàn)的六個(gè)點(diǎn)數(shù)每個(gè)都是等可能的。本文主要介紹了古典概型在生活中常見的應(yīng)用,并基于應(yīng)用示例表現(xiàn)應(yīng)用古典概型對(duì)于生活的指導(dǎo)意義及其價(jià)值[3]。