
10.1.3 古典概型
試驗要求:(1)拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣,分別記錄“正面朝上”和“反面朝上”的次數(shù),要求每個數(shù)學(xué)小組至少完成20次.(2)拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,分別記錄“1點”“2點”“3點”“4點”“5點”和“6點”的次數(shù),要求每個數(shù)學(xué)小組至少完成60次. 問題:1.這兩個試驗出現(xiàn)的結(jié)果分別有幾個? 2.結(jié)果之間都有什么關(guān)系?出現(xiàn)的頻率分別是多少?估算出現(xiàn)的概率分別是多少?
1.古典概型的定義試驗結(jié)果:問題1 拋擲兩枚硬幣,“至少一枚正面朝上”是樣本點嗎?
不是.拋擲兩枚硬幣,“至少一枚正面朝上”包括一枚正面朝上、兩枚正面朝上,所以不是樣本點.
問題2 在10.1.1節(jié)中, 討論過彩票搖號試驗、拋擲一枚均勻硬幣的試驗及擲一枚質(zhì)地均勻骰子的試驗.它們的共同特征有哪些?
(1)有限性:樣本空間的樣本點只有有限個;(2)等可能性:每個樣本點發(fā)生的可能性相等.
概率的定義:對隨機事件發(fā)生可能性大小的度量(數(shù)值)稱為事件的概率,事件A 的概率用P(A)表示.古典概型的特征及定義:①有限性:樣本空間的樣本點只有有限個;②等可能性:每個樣本點發(fā)生的可能性相等.我們將具有以上兩個特征的試驗稱為古典概型試驗,其數(shù)學(xué)模型稱為古典概率模型,簡稱古典概型.
思考1 若一次試驗的結(jié)果所包含的樣本點的個數(shù)是有限個,則該試驗是古典概型嗎?為什么?不一定是.還要看每個樣本點發(fā)生的可能性是否相等,若相等,則是古典概型,否則不是.思考2 擲一枚不均勻的骰子,求出現(xiàn)點數(shù)為偶數(shù)的概率,這個概率模型是古典概型嗎?不是.因為骰子不均勻,所以每個樣本點出現(xiàn)的可能性不相等.
思考3 從所有整數(shù)中任取一個數(shù)的試驗中“抽取一個整數(shù)”,則該試驗是古典概型嗎?不是古典概型.因為這個試驗有無數(shù)個樣本點,不滿足樣本點的有限性.
2.古典概型的計算問題3 考慮下面兩個隨機試驗,如何度量事件A和事件B發(fā)生的可能性大小?(1)一個班級中有18名男生、22名女生.采用抽簽的方式,從中隨機選擇一名學(xué)生,事件A=“抽到男生”;(2)拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣3次,事件B=“恰好一次正面朝上”.
【誤區(qū)警示】在使用古典概型的概率公式時,應(yīng)該注意:(1)要先判斷該概率模型是不是古典概型;(2)要找出隨機事件A包含的樣本點個數(shù)和試驗樣本空間包含的樣本點個數(shù).
思考1 在上述例題中,為什么要把兩枚骰子標(biāo)上記號?你能解釋其中原因嗎?
如果不給兩枚骰子標(biāo)記號,則不能區(qū)分所拋擲出的兩個點數(shù)分別屬于哪枚骰子,如拋擲出的結(jié)果是1點和2點,有可能第一枚骰子的結(jié)果是1點,也有可能第二枚骰子的結(jié)果是1點.這樣,(1,2)和(2,1)的結(jié)果將無法區(qū)別.
思考2 如果不給兩枚骰子標(biāo)記號,那么會出現(xiàn)什么情況?你能解釋其中的原因嗎?
思考3 同一個事件的概率,為什么會出現(xiàn)兩個不同的結(jié)果呢?
【總結(jié)】求解古典概型問題的一般思路:(1)明確試驗的條件及要觀察的結(jié)果,用適當(dāng)?shù)姆?字母、數(shù)字、數(shù)組等)表示試驗的可能結(jié)果(借助圖表可以幫助我們不重不漏地列出所有的可能結(jié)果);(2)根據(jù)實際問題情境判斷樣本點的等可能性;(3)計算樣本點總個數(shù)及事件A包含的樣本點個數(shù),求出事件A的概率.
【總結(jié)】樣本點的探求方法: (1)枚舉法:把試驗的全部結(jié)果一一列舉出來.此方法適合于較為簡單的試驗問題.(2)列表法:用表格的形式將試驗結(jié)果列出來,通常用來解決試驗中包含兩個元素,且所有可能結(jié)果的數(shù)量不是很多的問題.這種方法準(zhǔn)確、全面、不易遺漏.(3)樹狀圖法:是使用樹狀結(jié)構(gòu)圖把樣本點列舉出來的一種方法,便于分析樣本點間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,對于較復(fù)雜的問題,它可以作為一種分析問題的主要手段.樹狀圖法適用于較復(fù)雜的試驗問題.
通過上面例題,你覺得對于不同的抽樣方法,某個事件發(fā)生的概率有什么區(qū)別?
同一個事件A=“抽到兩名男生”發(fā)生的概率,在按性別等比例分層隨機抽樣時最小,在不放回簡單隨機抽樣時次之,在有放回簡單隨機抽樣時最大.因此,抽樣方法不同,則樣本空間不同,某個事件發(fā)生的概率也可能不同.
回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,并回答下列問題:(1)古典概型有什么特征?(2)如何計算古典概型的概率?(3)我們常用的列舉樣本點的方法,你學(xué)會了嗎?【總結(jié)】在本節(jié)課中,學(xué)習(xí)了古典概型,學(xué)習(xí)了列舉樣本點的方法:枚舉法、列表法、樹狀圖法,進而可以求古典概型的概率.古典概型是概率中一個重要的模型,應(yīng)該好好掌握.
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