把握古典概型

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  一、基本事件
  在一次试验中可能出现的每一个基本结果称为基本事件;如抛掷一枚骰子,掷出点数可能出现“点数1”“点数2”……“点数6”这六个基本事件.通常试验中的某一个事件A,由几个基本事件组成,如抛掷一粒骰子,抛掷出的“点数大于2”这一事件包括了“点数3”“点数4”“点数5”“点数6”四个基本事件.
  二、等可能基本事件
  若在一次试验中,每个基本事件发生的可能性都相同,则称这些基本事件为等可能基本事件;当然也存在着可能性不相等的基本事件.如抛掷两枚质地均匀的硬币,出现“两个正面”“两个反面”“一正一反”三个基本事件就不是等可能的,事实应该分为“正正”“正反”“反正”“反反”四个等可能性的基本事件.
  三、每一个基本事件的概率
  如果一次试验中可能出现的结果有n个,即此实验由n个基本事件组成,而且所有出现的结果可能性相等,那么每一个基本事件的概率都是1n,如上述问题中投掷一次骰子出现的点数结果有6种,即由6个基本事件组成,那么出现“点数1”“点数2”……“点数6”的概率则都是16.
  例1袋子中装有红、白、黄、黑颜色不同但大小相同的四个小球.
  (1)从袋子中任意取一个球;
  (2)从中任意取两个球;
  (3)先后各取一个球,分别写出上面试验的基本事件,并指出基本事件总数.
  分析:本题的关键是需要弄清楚一次试验的条件和结果,如(2)(3)小题虽然试验的条件都是“取两个球”,但是(2)是无顺序的条件,(3)是有顺序的条件,因此得到的结果是不同的.
  解:(1)这个试验的基本事件:红、白、黄、黑,基本事件的总数是4.
  (2)一次取两球,如记(红,白)代表一次取出红球,白球两个,则本试验的基本事件为:(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黑,黄),基本事件的总数是6.
  (3)先后各取一球,如记(红,白)代表先取一红球,后取一白球,因此本试验的基本事件为(红,白),(白,红),(红,黄),(黄,红),(红,黑),(黑,红),(白,黄),(黄,白),(白,黑),(黑,白),(黄,黑),(黑,黄),基本事件的总数是12.
  评注:在求等可能的基本事件总数和事件A包含的基本事件时,特别要注意区分是有序还是无序.
  四、古典概型
  ①所有的基本事件只有有限个;②每个基本事件的发生都是等可能的,我们将满足上述条件的随机试验的概率模型称为古典概型.
  五、古典概型的概率
  如果一次试验的等可能基本事件共有n个,那么每一个等可能基本事件发生的概率都是1n,如果某个事件A包含了其中m个等可能基本事件,那么事件A发生的概率为P(A)=mn.
  例2同时抛掷两颗骰子.
  (1)一共有多少种不同的结果?
  (2)其中向上的点数之和是5的结果有多少种?
  (3)向上的点数之和是5的概率是多少?
  分析:本题同样是古典概型问题,可直接应用古典概型公式来解决.
  解:(1)抛掷一颗骰子的结果有6种,我们把两颗骰子标上记号1,2以便于区分,由于1号骰子的每一个结果都可与2号骰子的任意一个结果配对,组成同时抛掷两颗骰子的一个结果,因此同时抛掷两个骰子的结果共有36种;
  (2)在上面的所有结果中,向上的点数之和为5的结果有(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)共4种,
  (3)由于所有36种结果是等可能的,其中向上点数之和为5的结果(记为事件A)有4种,因此由古典概型的概率计算公式可得到P(A)=436=19.
  评注:要能准确把握基本事件的总数,求基本事件的总数也常常用列举法.
  六、抽样有序性与无序性
  有序抽样与无序抽样所得到的基本事件总数是不一样的.
  例3袋子中有红、白、黄、黑颜色不同大小相同的四个小球.
  (1)从中任意取一球,求取出白球的概率;
  (2)从中任意取两球,求取出的是红球,白球的概率;
  (3)先后各取一球,求先取出的是红球、后取出的是白球的概率.
  分析:在解决本题中,要注意关键词从中任意取两球与先后各取一球.
  解:(1)设A表示“取出白球”,在“从中任意取一球”这个试验中,等可能出现的结果有四种,“取出红球‘“取出白球”“取出黄球”“取出黑球”,P(A)=14.
  (2)设B表示“取出的两个球是红球和白球”,在“从中任取两球”这个试验中的等可能出现的结果有6种,(红,白),(红,黄),(红,黑),(白,黄),(白,黑),(黄,黑),则P(B)=16.
  (3)设C表示“先后分别取出的是红球、白球”,注意“先后各取一球”这一试验有顺序,所以在“先后个各取一球”这一试验的结果可能有12种,(红,白),(白,红),(红,黄),(黄,红),(红,黑),(黑,红),(白,黄),(黄,白),(白,黑),(黑,白),(黄,黑),(黑,黄),则P(C)=112.
  评注:“从中任取两球”和“先后各取一球”是两种不同的试验,前者无顺序性,后者是顺序性,两种情况的基本事件是不一样的.
  七、有放回抽样与无放回抽样
  例4从含有2件正品a1、a2和一件次品b的三件产品中每次任意抽取一件,每次取出后不放回,连续取2次,记“取出的两件中恰好有一件次品”为事件A,如果将“每次取出后不放回”换成“每次取出后放回”,连续取2次,记“取出的两件中恰有一件次品”为事件B,求P(A)与P(B).
  分析:本题错在混淆“每次取出后不放回”与“每次取出来后放回”.从3件产品中不放回地抽取2件和有放回抽取2件的基本事件都不是很大,可以一一列举出来.
  解:(1)每次任意取1件,取出后不放回连续抽取两次,所有可能的结果是(a1,b)、(b,a1),(a2,b),(b,a2),(a1,a2),(a2,a1)共6个基本事件,取出的2件恰有一件次品的事件A包含的结果是(a1,b)、(a2,b)、(b,a1)、(b,a2)共4个基本事件,所以P(A)=23.
  (2)若有放回地连续抽取两次,所有可能的结果是(a1,b)、(b,a1),(a2,b),(b,a2),(a1,a2),(a2,a1)、(b,b)、(a1,a1)(a2,a2)共9个基本事件,取出的2件中恰好有一件次品的事件B包含的结果是(a1,b)、(a2,b)、(b,a1)、(b,a2)共4个基本事件,所以P(B)=49.
  评注:在随机抽样中,要注意放回抽样与无放回抽样,应该注意两者的区别:①有放回抽样:每次摸出一个球后,仍然放回到口袋中,然后再摸一个球,这种摸球的方法则称为有放回抽样,显然,对于有放回抽样,依次摸出的球可以重复,且摸球可以无限制的进行下去.②无放回抽样,每次摸出一只球后,不放回原袋中,在剩下的球中再摸一只,这种摸球的方法则称为无放回抽样,显然对于无放回抽样,每次某出的球不会重复,且摸球的次数只能是有限的.
  且行且思,对于古典概型问题,只要把握上述类型的典型问题,注意古典概型的概念及特点,则解决相关问题一定轻松自如.
  (作者:周文国,江苏省张家港中等专业学校)
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