一道课本题的探究与思考

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  新课标的基本理念中提出,数学课堂教学要采用有利于形成积极主动、勇于探索的学习方式,为学生形成积极主动的、多样的学习方式创造有利的条件,以激发学生的数学学习兴趣,鼓励学生在学习过程中,养成独立思考、积极探索的习惯,发展创新意识.下面是课本中的一个案例.
  【题目】 (苏教版必修3第95页例3)将一枚骰子先后抛两次,观察向上的点数,问:
  (1)共有多少种不同的结果?
  (2)两数之和是3的倍数的结果有多少种?
  (3)两数之和是3的倍数的概率是多少?
  
  这道题是课本在古典概型中安排的一道典型例题,把它作为探究的起点,进一步思考,可以最大地发挥效益.
  问题1 把条件改为“一次抛掷两个骰子,观察向上的点数”,结果又怎样呢?
  通过问题1可对骰子作标记(1号,2号),体会其等效性.
  问题2 出现点数是一奇一偶的概率是多少?
  这是学生易错的一个问题,且跟放回摸球问题实质上是一类题
  (一个袋中装有大小相同的6个球,其中3个红球3个白球,从中有放回的摸两次,则摸出的是一红一白的概率是多少?)
  这里可类比构造如上图表,第一次奇、第二次偶的有3×3=9种;第一次偶、第二次奇有3×3=9种.概率P=9 9/36=1/2.
  问题3 点数之和是几的概率最大?
  由图可知恰好中间一个数7的概率最大,是16,不仅如此,点数之和为2、3、…、12的概率也是有规律地出现的.
  问题4 如果一次掷3个骰子,点数之和分别是3、4、…、18,哪个数出现的概率最大呢?
  学生有的猜10,有的猜11,只有少数学生通过画树型图求出概率是27/216=1/8.
  问题5 如果一次掷4个骰子,点数之和是几的概率最大?你能求出概率是多少吗?
  学生知道点数之和为4、5、…、24,共21个数,应该是中间数14的概率最大,但想要画图枚举几乎不可能.有学生想到这本质是一个四元不定方程根的个数问题,即x1 x2 x3 x4=14,其中xi∈{1,2,3,4,5,6},但解这个方程很困难.
  经过分析,发现可分别令x1=1,2,3,4,5,6,分类化为六个x2 x3 x4=13,12,11,10,9,8三元方程去解,进一步可转化为二元方程去解.说明有前面的结果可推出后面的情况.经过验证发现如下规律:
  1.(两个骰子)点数之和为2、3、4、…、12的种数分别有1、2、3、4、5、6、5、4、3、2、1.
  2.(三个骰子)点数之和为3、4、5、…、18的种数分别有1、1 2、1 2 3、1 2 3 4、1 2 3 4 5、1 2 3 4 5 6、2 3 4 5 6 5、3 4 5 6 5 4、4 5 6 5 4 3、5 6 5 4 3 2、6 5 4 3 2 1、5 4 3 2 1、4 3 2 1、3 2 1、2 1、1,即有1、3、6、10、15、21、25、27、27、25、21、15、10、6、3、1种.中间两个数10、11的概率一样都是27216.
  3.(四个骰子)点数之和为4、5、6、…、24的种数分别也有上面规律:1、1 3、1 3 6、1 3 6 10、1 3 6 10 15、1 3 6 10 15 21、3 6 10 15 21 25、…、6 3 1、3 1、1,即有1、4、10、20、35、56、80、104、125、140、146、140、125、104、80、56、35、20、10、4、1,最中间一个数14的概率最大,是146/64,分子恰好是最中间六个数的和.
  ……
  一直往下推导,是不是和杨辉三角的形式相类似呢?
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