求解概率问题的五大法宝

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求解概率问题的五大法宝

摘要::概率是近几年高考与自主招生考试中的重点内容,其求解方法比较难,特别是与排列组合、数列有关的概率问题及几何概型显得更有难度.本文总结了五个方面的思考策略:认真识别、发掘隐含、正难则反、精心构造、递推转化.

关键词:认真识别;发掘隐舍;正难则反;精心构造;递推转化

概率是近几年高考与自主招生考试中的重点内容,其求解方法比较难,特别是与排列组合、数列有关的概率问题及几何概型显得更有难度,所以对概率问题的常用求解方法有必要作一些总结.

1 认真识别

考试中的概率题型主要包括古典概型、几何概型、互斥事件有一个发生的概率、独立事件同时发生的概率(特别情形:π次独立重复实验中,事件A恰好

例 2 某陶瓷厂准备烧制甲、乙、丙三件不同的工艺品,制作过程必须先后经过两次烧制,当第一次烧制合格后方可进入第二次烧制,两次烧制过程相互独立,根据该厂现有的技术水平,经过第一次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.5,0.6,0.4;经过第二次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为0.6,0.5,0.75.经过前后两次烧制后,合格工艺品的个数为ξ,求随机变量ξ的分布列.

分析由于甲、乙、丙三件工艺品经两次烧制后合格的概率都是0.3,且两次烧制过程相互独立,所以烧制三件工艺品可以视为三次独立重复试验,从而可以轻松获解.

评析解决本题的关键在于识别独立重复试验,否则,将会增大运算量.

2 发掘隐含

众所周知,隐含条件在求解数学问题中非常重要,隐含条件是引人步入解答误区的诱饵,在概率问题的解决过程中也是如此,特别是在分析事件的过程中,要密切关注事件的隐蔽性,注意当前事件的背后是否具有隐含的其他事件,这样才能确保成功求解.

例3在一次抗洪抢险中,准备用射击的方法引爆从河上游漂流而下的一只巨大汽油罐.已知只有5发子弹备用,且首次命中只能使汽油流出,再次命中才能引爆成功.每次射击命中的概率都是2/3,每次命中与否互相独立.

(1)求恰好射击5次引爆油罐的概率;

(2)如果引爆或子弹打光则停止射击,设射击次数为ξ,求ξ的分布列及ξ的数学期望.

分析第(1)问中“恰好射击5次引爆油罐”隐含了事件“前四次射击中恰好命中一次”与事件“第五次命中”同时发生;第二问中ξ=5时,隐含条件较深层,必须认真发掘:

①“前四次都没命中”与“第五次命中或没命中”同时发生;②“前四次恰好命中一次”与“第五次命中或没命中”同时发生.当隐

含事件分析清楚之后,解答

3 正难则反

在求解概率问题中,如果问题的正面所对应的事件比较复杂时,就可以考虑先求其对立事件的概率,即可以用计算公式:P(A)=1一P(A).

例4 从平行六面体的8个顶点中任取三个组成三角形,又从这些三角形中任取两个,求这两个三角形不共面的概率.

分析若直接求两个三角形不共面的概率,显得较复杂,然而从反面角度先求其对立事件的概率,再利用P(A) =1 -P(A)求原事件的概率,显得较简单.

例5-位国王的铸币大臣在每箱100枚的硬币中各掺入了一枚劣币,国王怀疑大臣作弊,他用两种方法来检测.方法1:在10箱中各任意抽查一枚;方法2:在5箱中各任意抽查两枚.国王用方法1、2能发现至少一枚劣币的概率分别为p1和p2,试比较p1,p2的大小.

分析若直接求p1,p2,分类较复杂,而其反面特别简单,“至少一枚劣币”的反面是“全抽好币”.

4 精心构造

在求解幾何概型中,构造技巧要求较高,常涉及到一维线段、二维区域、三维空间的构造,在构造时必须准确无误,才能正确地求出概率.

例6 向面积为6的△ABC内任投一点P,求APBC的面积小于2的概率,

错解由于试验的全部结果构成的区域是AABC,记APBC的面积小于2为事件A.

由此可见,构造区域时,一定要精心思考,是否与题设条件形成充要条件,否则将会出现错误.

例7在间隔时间T(T>2)内的任何瞬间,两个信号等可能地进入收音机,若这两个信号的间隔时间小于2,则收音机将受到干扰,求收音机受到干扰的概率.

分析由于两个信号等可能地进入收音机的时间都在(0,T)内变化,所以是二维变量问题,因此需构造二维区域求概率.

在求解几何概型中,准确构造几何图形是关键,在构造几何图形之前,必须弄清变量维数,然后确定构造图形的维数.

5 递推转化

当概率问题与数列有关时,可以思考建立数列模型求解,特别是事件An与An-1(n≥2,n∈N)各自发生的概率之间可以建立递推公式时,一般可利用数列知识求其概率.从而将概率问题转化为数列问题

例8甲、乙等4人相互传球,第一次由甲将球传出,每次传球时,传球者将球等可能地传给另外3人中的任何1人.

(1)经过2次传球后,球在甲、乙两人手中的概率各是多少?

(2)经过n次传球后,求球在甲手中的概率.

分析由于传球1次、2次、…n次后,球在甲手中的概率依次构成了数列,所以求经过n次传球后球在甲手中的概率,就转化为求数

列的通项公式,于是可通过数列的递推公式求其通项.

例9 一种掷硬币(质地均匀)走跳棋的游戏,棋盘上有第0,1,2,…,100,共101站.一枚棋子开始在0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳一次,若硬币出现正面,则跳棋向前跳一站,若硬币出现反面,则跳棋向前跳两站,直至0棋子跳到第99站(获胜)或者100站(失败)时游戏结束.求玩该游戏获胜的概率?

分析要求玩该游戏获胜的概率,需求棋子跳到第99站的概率.因棋子跳到每一站的概率依次构成数列P1,P2,…,Pn,所以需求P99.可以先求通项Pn,再求P99.

解设棋子跳到n站的概率为Pn,棋子跳到n站,包括两个互斥事件构成:(1)由第n-l站跳到n站;(2)由第n-2站跳到n站,

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