在新版的人教版數(shù)學教材中,概率知識部分新增了全概率,其定義是指計算一個事件發(fā)生的概率時,要考慮所有可能的情況及發(fā)生的概率,并將所有情況發(fā)生的概率相加所得的總概率.一般情況下會涉及分類和分步的情況,所以從基本題型來看,可以將題型分為多條路徑完成同一事情和一種方案完成多種事情,下面具體展開探究.
1多條路徑完成同一事情的情境
這種情況從完成事情過程分析,應該分兩步完成,第一步是選擇路徑,這里會產(chǎn)生選擇路徑的概率;第二步是選擇路徑后,按照路徑去完成事情,會涉及成功與否的情況,也會產(chǎn)生概率,整個事情形成全概率事件.
例1為了完成某項工程,有甲、乙兩個團隊可以選擇,選中哪個團隊是隨機的,已知甲團隊能按時完成的概率為 ,乙團隊能按時完成的概率為
.求該工程能按時完成的概率.
解已知選中甲團隊或者乙團隊來完成該項工程的概率均是
如果選中甲團隊,并且完成項目的概率為
而選中乙團隊,并且完成項目的概率是
選中甲團隊或者乙團隊屬于兩類不同的方案,所以兩個概率相加,則 中所以該工程能按時完成的概率為
評注選擇兩個不同的團隊完成同一件事情,在選擇團隊時會產(chǎn)生概率,選中團隊后,能否按照規(guī)定時間去完成項目又有概率,所以這是一個全概率問題.在解答問題時,可以采用全概率公式進行求解,也可以綜合利用分類加法原理和分步乘法原理,即甲團隊或乙團隊去完成,屬于分類,則應該進行概率加法處理,而選定團隊后去完成事情的過程屬于分步情況,即先選后做,應該采用乘法處理,所以概率為:選中甲團隊的概率 x 甲團隊按時完成的概率 + 選中乙團隊的概率 x 乙團隊按時完成的概率.
2一種方案選擇完成多種事情的情境
這種情境在選擇時會有概率,屬于分類情況,選擇要完成的事情后,要完成事情,這屬于分步情況,而完成事情時涉及成功與否的問題,也有概率問題,所以總體來說構(gòu)成全概率問題.
例2某校組織安全知識闖關(guān)比賽,每關(guān)有兩道題供選擇,選手隨機從中選擇一道進行回答,答對進入下一輪,答錯則直接淘汰.已知甲同學在第一輪時,能答對第一題的概率為 ,能答對第二題的概率為
.求甲同學通過該輪比賽的概率.
解由題意已知,甲同學要答題之前先要隨機
從兩道題中選一道題進行回答,則選中第一道題或
者第二道題的概率是相等的,都為 業(yè)
因為選中第一道題的概率是 ,而答對的概率為
所以選中第一道題并答對的概率為
又因為選中第二道題的概率是 ,而答對的概率為
所以選中第二道題并答對的概率為
則甲同學通過該輪比賽的概率為 中
評注一人選擇兩道題進行回答,選中第一道題,答對與否都有概率,選中第二道題,答對與否也有概率,則甲同學通過與否就等于兩種情況的概率之和,所以符合全概率模型.在解答問題時,可以直接應用全概率公式進行求解,也可以對分類加法原理和分步乘法原理進行綜合應用.對兩道題進行選擇,是分類問題,則應該對概率進行加處理,而選中題后進行回答,這一過程屬于分步進行,即先選后答,則對概率進行乘法處理.所以甲同學通過該輪比賽的概率為:選中第一題的概率 x 答對第一題的概率 + 選中第二題的概率 x 答對第二題的概率.
3以上兩種情境的綜合
例3某班為了參加學校組織的趣味乒乓球比賽,組建了由甲、乙、丙、丁4個人組成的乒兵球團隊.比賽按照闖關(guān)模式進行,每關(guān)從團隊中隨機選出一名隊員,再隨機從學校安排的兩名應戰(zhàn)者中選擇一名進行對打,打贏則進入下一關(guān),否則淘汰.已知由甲、乙、丙、丁4個人組成的乒乓球團隊中,在第一關(guān)比賽中,甲能打贏兩名應戰(zhàn)者的概率分別為 和,乙能打贏兩名應戰(zhàn)者的概率分別為
和 品
,丙能打贏兩名應戰(zhàn)者的概率分別為
和
,丁能打贏兩名應戰(zhàn)者的概率分別為
和
求該班乒乓球隊通過第一關(guān)的概率.
解因為從甲、乙、丙、丁中選擇隊員闖關(guān)是隨機的,所以選中其中一人的概率是 業(yè)
兩名應戰(zhàn)者也是隨機選出一名,所以概率為
由已知,選中甲闖關(guān),并且通過的概率為
選中乙闖關(guān),并且通過的概率為
選中丙闖關(guān),并且通過的概率為
選中丁闖關(guān),并且通過的概率為
所以該班乒乓球隊通過第一關(guān)的概率為
評注該題前面是4選1,后面是2選1,在對戰(zhàn)中又涉及輸贏問題,屬于三步完成的事件,即第一步4人中選擇1人;第二步是2人中選擇一人;第三步是對戰(zhàn)成功與否,從整體上分析還是全概率問題.從問題結(jié)構(gòu)上看,該問題結(jié)合了前面兩種基本的形式,即從4人中隨機選擇1人,屬于4條路徑完成事件,而選定闖關(guān)者后,又要從應戰(zhàn)的2人中選1人,屬于一種方案完成多個事件,所以在解法上綜合前面兩種即可.
4結(jié)語
本文從全概率的定義和問題的結(jié)構(gòu)特征分析了全概率問題本質(zhì),并提出識別依據(jù)一其基本結(jié)構(gòu)是一種方案完成多個事件和多條路徑完成一件事情.而在解題策略上,避開難以理解的全概率公式,利用分類加法原理和分步乘法原理進行求解,即路徑的選擇和方案確定所實施的事件屬于分類方法,而確定路徑,或者方案確定實施事件后,進行完成事件的過程屬于分步,即第一步是選擇,第二步是完成事情.
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