关于古典概型的计算(摸球问题)
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关于古典概率的计算(抽签问题)
1. 两种抽样方法
在古典概率的计算中,将涉及到两种不同的抽取方法,我们以例子来说明:设袋内装有n 个不同的球,现从中依次摸球,每次摸一只,就产生两种摸球的方法。
(1) 每次摸出一只后,仍放回原袋中,然后再摸下一只,这种摸球的方法称为有放
回的抽样。显然,对于有放回的抽样,依次摸出的球可以重复,且摸球可无限
地进行下去。
(2) 每次摸出一球后,不放回原袋中,在剩下的球中再摸一只,这种摸球的方法称
为无放回的抽样。显然,对于无放回的抽样,依次摸出的球不出现重复,且摸
球只能进行有限次。
2. 计算古典概型的基本原则
初学者往往对于一些古典概率的计算望而生畏,究其原因,大都是没有掌握好计算古典概率的基本原则。拿到一个问题,首先应该分清问题是否与顺序有关?元素是否允许重复?如问题与顺序有关,元素不允许重复,那么应考虑用排列的工具,如此等等,计算
当然,我们并不排除对于某些问题用特殊的方法去解决。
3.例1 (抽签问题)袋中有a 根红签,b 根白签,它们除颜色不同外,其它方面没有差别,
现有a+b 个人依次无放回的去抽签,求第k 个人抽到红签的概率。
解:这是一个古典概型问题,问题相当于把一根一根抽出来,求第k 次抽到红签的概率。如
考虑把签一一抽
排成一列,问题与顺序有关,是一个排列问题,就产生以下几种解法:
记A k =“第k 个人抽到一根红签”。
(1) 把a 根红签和b 根白签看作是不同的(例如设想把它们编号),若把抽出的
签依次排成一列,则每个排列就是试验的一个基本事件,基本事件总数就
等于a+b 根不同签的所有全排列的总数为(a+b )!
事件A k 包含的基本事件的特点是:在第k 个位置上排列的一定是红签,有
a 种排法;在其它a+b-1个位置上的签的排列种数为(a+b-1)!,所以A k 包
含的基本事件数为a.(a+b-1)!,所求概率为:
P A k =a . a +b−1 !
a +
b !=a
a +
b (1≤k ≤a +b )
(2) 把a 根红签、b 根白签均看作是没有区别的,仍把抽出的签依次排列成一
列,这是一个含有相同元素的全排列,每一个这样的全排列就是一个基本
事件,基本事件总数就等于(a+b )根含有相同签的全排列总数为 a +b !
a !.
b !。
事件A k 可看成在第k 个位置上放红签,只有一种放法,在其余的a+b-1个
位置上放余下的a+b-1根签,其中a-1根是没有区别的红签,b 根是没有区
别的白签,共有 a +b−1 ! a−1 !b !种放法,所以A k 包含的基本事件数为 a +b−1 ! a−1 !b !,
a+b−1!
a−1!b! a+b! a!b!=a
a+b
1≤k≤a+b。
所求概率为:P A k=