建立不同模型,优化解题过程

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  例题:口袋里装有形状大小相同的2个白球,2个黑球,甲、乙、丙、丁四人依次无放回地从中摸出1球,求乙摸得白球的概率?
  解法1:用A表示事件“乙摸得白球”,记两个白球为白1和白2;两个黑球为黑1和黑2。于是,4个人按序依次从袋中摸出1球的所有可能结果,可用树状图直观地表示出来。
  
  从上面的树状图可看出,试验有24种可能结果。由于袋内的4个球形状大小相同,因此,这24种结果的出现是等可能的,试验属于古典概型。这24种结果中,乙摸得白球的结果有12种,因此,事件A的概率。
  还可以建立另外的模型来计算乙摸得白球的概率。如果建立的模型能使得试验的所有可能结果数变少,那么计算起来就更简便。
  解法2:因为是计算“乙摸得白球”的概率,所以考虑前两个人摸球的情况,甲、乙依次从袋中摸出1球的所有可能结果用树状图列举如下:
  
  从树状图可得,试验有12种可能结果,由于4个球形状大小相同,因此12种结果的出现是等可能的,试验属于古典概型。这12种结果中,乙摸得白球的结果有6种,因此“乙摸得白球”的概率
  这里根据事件“乙摸得白球”的特点,利用试验结果的对称性,只考虑前两人摸球的情况,从而简化了模型。
  还可以从另外一个角度来考虑这个问题。因为口袋里的4个球除颜色外完全相同,因此,可以对2个白球不加区别,对2个黑球也不加区别,这样建立的模型的所有可能结果数就会更少,由此得到另一种解法。
  解法3:可对袋中的2个白球不加区别,对2个黑球也不加区别(因为4个球形状大小相同),只考虑球的颜色。
  4个人依次摸一球的所有可能结果用树状图表示如下:
  
  由树状图可得,试验的所有可能结果数为6,且这6种结果的出现是等可能的,属古典概型。这6种结果中,乙摸得白球的结果数为3。因此,“乙摸得白球”的概率.
  也可以只考虑前两人摸球的情况,且忽略同色球差异,再次简化模型。
  解法4:只考虑甲、乙摸球情况,且忽略同色球差异。甲、乙依次从袋中摸出1球的所有可能结果数为2(黑—白,白—黑),这2种结果的出现是等可能的,属于古典概型。这2种结果中,乙摸得白球的结果有1种。因此,“乙摸得白球”的概率。
  因为甲摸球的情况不影响乙,所以只考虑乙摸球的情况,可以再次优化模型。
  解法5:只考虑乙摸球的情况,乙可能摸到4个球中的任何一个,这4种结果出现的可能性是相同的。乙摸得白球的结果有2种,因此,“乙摸得白球”的概率.
  在解法5的基础上,因两色球个数相同,那么忽略同色球的差异,模型就会更简单。
  解法6:只考虑乙摸球的情况,且忽略同色球的差异。乙可能摸到2色中的任何一种,有2种可能结果,其出现的可能性相同,属于古典概型。乙摸得白球的结果有1种。因此,“乙摸得白球”的概率。
  解法1列出了试验的所有可能结果,利用这个模型可以计算出4个人依次摸球的任何一个事件的概率,比如“第二个人和第四个人摸到白球”的概率。而这个事件利用解法2,解法4,解法5,解法6建立的模型就求不出来。所以,同一个试验,如何建立模型还取决于事件。
  一般来说,在建立模型时,把什么看作是一个基本事件(即一个试验结果)是人为规定的,只要求每次试验有一个并且只有一个基本事件。
  从上面的6种解法可以看出,我们从不同的角度去考虑一个实际问题,可将问题转化为不同的概型来解决,而所得到的可能结果数越少,问题的解决就变得越简单。
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