概率解题错误分析

2017-10-18 10:30湖北省武汉中学
中学数学杂志 2017年17期
关键词:黑球白球个球

☉湖北省武汉中学 田 靖

概率解题错误分析

☉湖北省武汉中学 田 靖

在概率解题过程中常常陷入一些误区,让人觉察不到自己的错误.其原因是因为没有真正理解概率的模型,以及事件的度量,从而导致了错误思维的发生.本文以如下几道高考模拟题为例进行分析.

例1在某校教师趣味投篮比赛中,比赛规则是:每场投6个球,至少投进4个球且最后2个球都投进者获奖;否则不获奖.已知教师甲投进每个球的概率都是

(1)记教师甲在每场的6次投球中投进球的个数为x,求x的分布列及数学期望;

(2)求教师甲在一场比赛中获奖的概率.

解析:(1)由题意可得x的所有可能取值为0,1,2,3,4,5,6.

(2)设教师甲在一场比赛中获奖为事件A,包含恰好投进4个球,恰好投进5个球,恰好投进6个球共三种情况,故P(A)=,所以教师甲在一场比赛中获奖的概率为

这道题能得到这样的解法其实是一件很自然的事情,但是有时多思考一会,觉得第一问如果换一种分析方式是不是也正确呢?

投球事件的结果只能有这7种可能,分别投进0个球,1个球,2个球,3个球,…,6个球.所以有:

出现这样截然不同的结果,原因在于求概率时将概率模型误当成了古典概型.例如:“第一个球投进,后五个球投不进”这个事件的概率与“第一个球投进,后五个球也都投进”这个事件的概率是不等的.

例2设袋中有4只白球和2只黑球,现从袋中无放回地摸出2只球.

(1)求这2只球都是白球的概率;

(2)求这2只球中1只是白球,1只是黑球的概率.

解析:我们把4只白球分别标为1,2,3,4号,2只黑球标为5,6号.则基本事件有:(1,2),(1,3),…,(1,6),(2,1),(2,3),…,(2,6),…,(6,1),(6,2),…,(6,5),共30个.

(1)用A表示“2只球都是白球”这一事件,则A={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3)},共12个.

(2)用B表示“2只球中1只是白球1只是黑球”这一事件,则B={(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4)},共16个.

错解:一次摸出2只球,观察结果只能是(白,白),(白,黑),(黑,黑)3种情况.

(1)用A表示“2只球都是白球”这一事件,则A={(白,白)},所以P(A)=

(2)用B表示“2只球中1只是白球1只是黑球”这一事件,则B={(白,黑)},所以P(B)=

出现这个错误的原因是:(白,白),(白,黑),(黑,黑)3种结果的出现不是等可能的.

例3在等腰直角三角形ABC中,过直角顶点C在∠ACB内部任作一射线CM,与线段AB交于点M,求AM<AC的概率.

错解:如图1,点M随机地落在线段AB上,故线段AB的长为基本事件的度量.

当M位于线段AD(不含端点AC=AD)上时,AM<AD,所以线段AD的长为所求事件的度量.

图1

出现这个错误的原因是:本题是在∠ACB内作射线CM,等可能分布的是CM在∠ACB内的任一位置,因此基本事件的度量应是∠ACB的大小,而不是线段AB的长.

正解:AM<AC的概率应该为满足条件的∠ACM与∠ACB大小的比,即P(AM<AC)=

变式:已知等腰Rt△ACB,在斜边AB上任取一点M,求AM的长小于AC的长的概率.

解析:因为M点可以等可能地取遍线段AB上的点,所以P(AM<AC)=

概率是高考考查的热点问题,如果对概率知识理解不够透彻就往往会陷入困境.所以,在解答概率问题时,需要认清概率模型,找到事件正确的度量,对号入座,才能给出正确的答案.

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