概率问题的常见错误分析

来源 :高中生学习·高二文综版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:william__2008
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  概率是高中数学新课程中不断增加的内容,这部分内容由于问题情境源于实际,贴近生活,所以大家乐学且易于接受;但这部分内容由于易混点多,重复、遗漏情况不易察觉,同学们感觉易做但易错,在解题时,常出现概念理解不到位、解题思路不灵活、考虑问题不全面等问题.下面我们把常出现的错误列举出来,并加以辨析,以期对同学们的学习提供帮助.
  一、对互斥、对立概念理解模糊致错
  例1 某家庭电话在家有人时,打进的电话响第1声时被接的概率为0.1,响第2声时被接的概率为0.3,响第3声时被接的概率为0.4,响第4声时被接的概率为0.1,那么电话在响前4声内被接的概率是多少?
  错解 记电话响第1声时被接为[A]事件,响第2声时被接为[B]事件,响第3声时被接为[C]事件,响第4声时被接为[D]事件,
  ∵[A、B、C、D]四事件不可能同时发生,即彼此互斥,
  ∴电话在响前4声内被接的概率是
  [P(A+B+C+D)=P(A)+P(B)+P(C)+P(D)]
  =0.1+0.3+0.4+0.1.
  错因 解法考虑了[A、B、C、D]这四种事件只有一个发生,彼此互斥,却忽略了“当[B]事件发生时需[A]事件不发生,当[C]事件发生时需[A、B]两事件不发生,当[D]事件发生时需[A、B、C]三事件不发生”这一隐含条件,故解法是错的.
  正解 记电话响第1声时被接为[A]事件,响第2声时被接为[B]事件,响第3声时被接为[C]事件,响第4声时被接为[D]事件,则电话在响前4声内被接共分以下四种情况:
  [A],[A⋅B],[A⋅B⋅C],[A⋅B⋅C⋅D],
  且上述四种情况彼此互斥,
  ∴电话在响前4声内被接的概率是
  [P=P(A]+[A⋅B]+[A⋅B⋅C]+[A⋅B⋅C⋅D])
   [=P(A])+[P(A⋅B])+[P(A⋅B⋅C])
   +[P(A⋅B⋅C⋅D])
  =0.1+0.9×0.3+0.9×0.7×0.4+0.9×0.7
   ×0.6×0.1=0.6598.
  同学们在解题时,一定要认真分析题意,注意挖掘题中的隐含条件,并且结合实际情况,找出正确的解法.
  二、对有序、无序的理解模糊致错
  例2 甲、乙两人参加普法知识竞赛,共有10个不同的题目,其中选择题6个,判断题4个,甲、乙依次各抽一题.
  求:(1)甲抽到选择题,乙抽到判断题的概率是多少?
  (2)甲、乙两人中至少有1人抽到选择题的概率是多少?
  错解 (1)甲从选择题抽到一题的结果为[C16],乙从判断题中抽到一题的结果为[C14],而甲、乙依次抽到一题的结果为[C210],所求概率为[C16C14C210=815].
  (2)从对立事件考虑,甲、乙都抽到判断题的结果为[C24]种,所以都抽到判断题的概率为[C24C110C19=115],所求事件的概率为[1-115=1415].
  错因 甲、乙依次从10个题目各抽一题的结果,应当是先选后排,因而是一个有序的问题,要分步完成.在(1)中甲抽取一道题目的结果应为[C110]种,乙再抽取余下的9道题中的任一道的结果应为[C19]种,所以所求事件的概率为[C16C14C110C19=415].
  (2)指定事件中指明甲、乙依次各抽一题,那么甲、乙都抽到判断题的结果应为[C24]种,所以所求事件概率应为[1-C24C210=215].
  这里启示我们,当基本事件是有序的,则指定事件是有序的(指定事件包含在基本事件中);当基本事件是无序的,则指定事件也必无序.关键在于基本事件认识角度必须准确.
  三、混淆有放回与不放回致错
  例3 某产品有3只次品,7只正品,每次取1只测试,取后不放回,求:
  (1)恰好到第5次3只次品全部被测出的概率;
  (2)恰好到第[k]次3只次品全部被测出的概率[f(k)]的最大值和最小值.
  错解 (1)[P(A)=310⋅29⋅78⋅57⋅16=1144.]
  (2)[P5(3)=C35310⋅(1-310)2=0.21].
  错因 (1)的错误的原因在于忽视了“不放回摸球”问题的每一次摸球是不独立的; “有放回摸球”问题前后不变是独立事件,而“不放回摸球”每一次摸球袋内球的总数是变的(比前一次少一个)因而是不独立的事件.本题还容易出现混淆有序与无序而导致的错误,如(1)中[P=C13⋅C27C510=14].
  在解题时要分清“有序”还是“无序”.以免“重复”或“漏算”,注意题目条件的表述,“依次摸出”“先后摸出”则有序,若“一次摸出”“同时摸出”则无序,注意区分“有放回”与“不放回”.
  四、分步与分类不清致错
  例4 某人有4把钥匙,其中两把能打开门,现随机地取1把钥匙试着开门,不能开门的就扔掉,问第二次才能开门的概率是多少?如果试过的钥匙不扔掉,这个概率又是多少?
  错解 (1)[C12⋅C12C24=46=23].
  (2)[P=C12⋅C124×4=14].
  错因 此人第2次打开房门实际是第1次未打开,第2次打开 “这两个事件的积事件” ,或者理解为“开房门是经过未开、开”这两个步骤,不能理解为此事件只有“开房门”这一个步骤.
  在第一种的条件下,第1次未打开房门的概率为[24];第2次打开房门的概率为[23];所求概率为[P=24×23=13];第二种条件下,第一次不开的概率是[24],第二次打开的概率也是[24],则所求的概率为[P=24×24=14].第一种条件下也可解为[P=C12⋅C12A24][=412=13].在解题时要考虑分步还是分类的了,同时基本事件和总体事件分析的标准要一致.
  五、审题不清致错
  例5 某迷宫有三个通道,进入迷宫的每个人都要经过一扇智能门,首次到达此门,系统会随机(即等可能)为你打开一个通道,若是1号通道,则需要1小时走出迷宫;若是2号、3号通道,则分别需要2小时、3小时返回智能门,再次到达智能门时,系统会随机打开一个你未到过的通道,直至走出迷宫为止.
  (1)求走出迷宫时恰好用了1小时的概率;
  (2)求走出迷宫的时间超过3小时的概率.
  错解 (1)(略)[P(A)=13];(2)可以分为以下四个互斥事件:即2号门—1号门,2号门—3号门—1号门,3号门—1号门,3号门—2号门—1号门,根据等可能性事件概率的计算,每个事件发生的概率均为[1A33=16],所以所求的概率为[4×16=23].
  错因 对于(2)中错误的原因是没有注意到题目条件是“超过3小时”,而完成事件“2号门——1号门”恰好需要3小时,设[B]表示走出迷宫的时间超过3小时这一事件,则[P(B)=16+16+16=12].因而审题要细心,要走进生活中去,全面地分析问题.
  概率的知识在高中属于基础内容,要求不是很高,但实际应用性较强.在学习中要加强基本概念的学习,对于每个概率问题应首先搞清它的类型,一般问题中总有些关键语句说明其类型,不同类型采用不同的计算方法,区别理解概念的实质是学好概率的关键.
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