辨析概率中的易错题
2011-12-29李明
成才之路 2011年12期
概率问题源于实际,贴近生活,学生乐学,但由于易混点多,学生理解不透彻,容易产生错误。下面对概率中的易错问题进行辨析,现举例如下:
一、缺乏应用概率知识的能力
例1著名历史故事《田忌赛马》中,田忌获胜的概率是多少?
错解:《田忌赛马》故事中,田忌靠聪明才智战胜齐王,所以田忌获胜的概率是P=1。
辨析:齐王和田忌各出上、中、下三匹马,均不知对方出马的顺序,比赛中共有以下6种情况等可能发生:
(1)上——上 中——中 下——下
(2)上——上 中——下 下——中
(3)上——中 中——上 下——下
(4)上——中 中——下 下——上
(5)上——下 中——上 下——中
(6)上——下 下——上 中——中
正解:事实上,田忌、齐王获胜的概率均为,平局的概率为。故事中,田忌是按照“上——中,中——下,下——上”方式战胜齐王的, 所以田忌获胜的概率P=。
二、 “等可能”与“非等可能”相互混淆
例2掷两枚骰子,求所得点数之和为5的概率。
错解:掷两枚骰子,出现点数之和有2、3、4、5、…12共11种,即有11个基本事件,所以P=。
辨析:以上11个基本事件不是等可能的,如“点数之和为2”只有1个基本事件(1,1),而“点数之和为5” 有4个基本事件(1,4),(4,1),(2,3),(3,2)。
正解:掷两枚骰子共有36个基本事件,所以“所得点数之和为5”的概率P==。
三、 概念理解不清
例3一射手平均每射击10次中靶4次,每次射击是否击中互不影响,求在5次射击中,第2次中靶的概率。
错解:在5次射击中,第2次中靶的概率是P=(1-)4=0.05184。
辨析:此题错解的原因是相互独立事件的概念不清,在独立事件中,每一次试验事件是否发生互不影响;另外此题解答时还将“5次射击,第2次中靶” 与“5次射击,恰好第2次中靶”混淆。因为“5次射击,恰好第2次中靶”是指射击5次只有第2次中靶,其他4次都未中靶,它的概率是P=(1-)4=0.05184。
正解1:“5次射击,第2次中靶”是指只与第2次有关,与其他4次无关,所以在5次射击中,第2次中靶的概率P=。
正解2:“5次射击,第2次中靶”是指第1、3、4、5次射击可中可不中,概率均为1,所以在5次射击中,第2次中靶的概率P=1××1×1×1=。
四、处理不好排列与组合的关系
例4袋中有6个白球和4个黑球, 从中不放回地逐个摸出4个球,求摸出的4个球中恰有1个黑球的概率。
错解:从袋中不放回地逐个摸出4个球, 第一次有10种方法,第二次有9种方法,第三次有8种方法,第四次有7种方法,由乘法原理可知共有10×9×8×7种方法;“摸出的4个球中恰有1个黑球”有C14×C36种方法,所求概率P==。
辨析:计算“不放回地逐个摸出4个球”的方法种数用的是排列;而计算 “摸出的4个球中恰有1个黑球” 的方法种数用的是组合。
正解1(用排列方法):从袋中“不放回地逐个摸出4个球”有A410中方法,“4个球中恰有1个黑球”有C13·C36·A410种方法,所求概率P==。
正解2(用组合方法):从袋中“不放回地逐个摸出4个球 ”,可以看成一次摸出4个球,有C410种方法,“摸出的4个球中恰有1个黑球”有C13·C36种方法,所求概率P==。
五、 “相互独立事件”与“互斥事件”相互混淆
例5某家庭电话在家中有人时,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,那么电话在前四声被接的概率为多少?
错解:分别记“电话响第1、2、3、4声时被接”为事件A1、A2、A3、A4,则有P(A1)=0.1,P(A2)=0.3,P(A3)=0.4,P(A4)=0.1,则电话在前四声被接的概率为P=P(A1)P(A2)P(A3)P(A4)=0.1×0.3×0.4×0.1=0.0012。
辨析:本题错误的原因是把互斥事件看成相互独立事件,事实上,“电话响第i声时被接”(i=1、2、3、4)四个事件彼此互斥而不是相互独立的,例如“电话响第1声时被接”是否发生影响到“电话响第2声时被接”发生的概率。
正解:P=P(A1)+P(A2)+P(A3)+P(A4)=0.1+
0.3+0.4+0.1=0.9。
六、在相互独立事件中,对“事件A前K-1次不发生而第K次发生” 与“事件A第K次是否发生都在第K次结束试验” 相互混淆
例6有一批数量很多的产品,其次品率为15%,对这批产品进行抽查,每次抽出一件,如果抽出次品,则抽查终止;否则继续抽查,直到抽出次品,规定抽查次数不超过10次。
(1)求抽查次数的概率?孜=4的概率;
(2)求抽查次数的概率?孜=10的概率。
错解:(1)抽查次数的?孜=4概率为P=
0.853。(2)抽查次数的?孜=10概率为P=
0.859×0.15。
辨析:(1)“抽查次数?孜=4”就是“前3次未抽到次品,第4次抽到次品”。本题错误地理解为“前3次未抽到次品,第4次必然抽到次品 ”,即把“第4次抽到次品”看成必然事件。(2)“抽查次数?孜=10”就是“前9次未抽到次品,第10次抽到次品或正品”。本题错误地理解为“前9次未抽到次品,第10次抽到次品 ”。
正解:(1)从这批产品中每次抽出一件检查的试验是相互独立的,每次抽出次品的概率为0.15,抽出正品的概率为0.85,所以抽查次数?孜=4的概率为 P=0.853×0.15。
(2)?孜=10表示前9次均未抽到次品,
而第10次抽到次品,也可以抽到正品,所以抽查次数?孜=10的概率为P=0.859×(0.15+0.85)=0.859。
七、忽视几何概型等可能性
例7在长为12cm的线段MN上任取一点P,并以线段MN为边作正方形,求这个正方形的面积介于16cm2与49cm2之间的概率。
错解:记事件A=“正方形的面积介于16cm2与81cm2之间”,则事件A对应区域的几何度量:μA=49-16=33cm2,以MP为边的正方形面积Ω对应区域的几何度量:μΩ=144cm2,由几何概型的概率公式P(A)===。
辨析:点P在线段MN上是等可能分布的,而以MP为边的正方形的面积的取值在0到144之间不是等可能分布的。例如取线段MN中点D,则点P在线段MD和DN上是等可能分布的,这时以MP为边的正方形面积分别在区间(0,36)和(36,144)上取值,显然不是等可能的。
正解:点P在线段MN上等可能分布的。记事件A=“正方形的面积介于16cm2与49cm2之间”,则事件A对应区域的几何度量:μA=-=3cm,点P在线段MN上所有可能的区域对应的Ω的几何度量为μΩ=12cm,由几何概型的概率公式P(A)===。
例8在等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,在∠ACB的内部任作一条射线CP,与线段AB交于点P,求AP<AC的概率。
错解:在AB上取AQ=AC,那么在∠ACB内作射线CP,即在线段AQ上任取一点P,作射线CP,那么AP<AC的概率P===。
辨析:“在∠ACB的内部任作一条射线CP”是等可能的, 而“射线CP与线段AB的交点P”在线段AB上不是等可能的。例如设CM为∠ACQ的平分线,由题意知点Q不是线段Q中点, 这时点在线段AM和MQ上不是等可能的。所以解决几何概型的问题时,一定要选择好观察角度,注意判断基本事件的等可能性,才能得出正确解答。
正解:在∠ACB内射线CP是等可能的,在AB上取AQ=AC,则∠ACQ=67.5°,故AP<AC的概率P===。
(河南省医药学校)