如果碰上了一个貌似古典概型的题目,如何对付它呢?
我们先说容易理解的入门方法,然后再看看还有哪些速度较快的方法可用,最后再讨论一些综合性的题目。
既然貌似古典概型,那就应该首先要搞清楚是否是古典概型。
古典概型最本质的特点就是每个事件发生的可能性是均等的,总样本和有利样本有限、可数,也就是说,这些样本都是离散的,可以采用穷举法一个一个数出来。
三个条件缺一,均不能判定为古典概型。
这种题目大都会在扔骰子、抽纸牌、抛硬币等场景中出现。
比如1、让你判断扔两个骰子,求至少其中一个6点朝上的概率;
又比如2、从52张纸牌中抽出5张牌,求恰好有两张A的概率;
再比如3、抛硬币3次,求恰好2次正面的概率。
等等。
但如果只是每个事件发生的可能性均等,或者概率密度均匀分布,并不能直接判断为古典概型,因为如果总样本和有利样本不可数,则有可能是几何概型或者是连续型的随机事件。
比如在区间(2,3)上取一个点,这时候的概率是用几何长度来衡量的,并不是通过离散点的计数,虽然概率密度均匀,但样本空间无限,所以并不属于古典概型。
我们今天先来聊聊如何对付古典概型的题目。
先来看例1:抛掷两枚骰子,求至少其中一枚6点朝上的概率。
首先要考虑的是抛掷两枚骰子的总样本会是多少?
两枚骰子,无论是同时抛还是先抛一枚,再抛一枚,二者是相互独立、互不影响的,它们的总样本是6×6=36,当然,你也可以采用下表,直接穷举出它的总样本数。
接下来要考虑有利样本有多少,最简单和容易理解的办法就是采用穷举法,比如我们可以采用表格,全部写出两枚骰子的组合情况:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 1、1 | 1、2 | 1、3 | 1、4 | 1、5 | 1、6 |
2 | 2、1 | 2、2 | 2、3 | 2、4 | 2、5 | 2、6 |
3 | 3、1 | 3、2 | 3、3 | 3、4 | 3、5 | 3、6 |
4 | 4、1 | 4、2 | 4、3 | 4、4 | 4、5 | 4、6 |
5 | 5、1 | 5、2 | 5、3 | 5、4 | 5、5 | 5、6 |
6 | 6、1 | 6、2 | 6、3 | 6、4 | 6、5 | 6、6 |
总样本36个,出现6的有利样本是11个,那么至少有一个6点朝上的概率就是11/36。
画表格虽然麻烦,但是容易理解!
穷举法中当然也有较为简单的方法,比如我们可以采用反向穷举,题目既然要求至少有一个6点朝上的概率,如果我们能知道全部都不出现6点的概率,然后用总的概率1减去它,就会得到至少有一个6点朝上的概率。
OK,抛第一枚骰子不出现6的概率是5/6对吧?第二枚不出现6的概率也是5/6,因为二者互不影响,是独立的,那么抛两枚骰子不出现6点的概率就是二者相乘,为5/6×5/6=25/36,这样题目的答案就出来了:
1-25/36=11/36
正向穷举和反向穷举得到的结果是一致的。
很明显,采用反向穷举法,解题的效率更高一些。
如果你不想采用这种基础的入门方法,而是想高大上一些,你也可以从分类的角度去思考这个问题。
既然要得到至少有一枚6点朝上的概率,那我们可以先算出来只有一枚出现6点朝上的概率,然后再加上两枚同时朝上的概率就可以。
只有一枚6点朝上的结果也分两种情况,第一种情况是第一枚6点朝上,第二枚不朝上,它的概率是1/6×5/6=5/36。
第二种情况是第二枚6点朝上,但第一枚不朝上,它的概率也是1/6×5/6=5/36。
二者合计就是只有一枚6点朝上的概率,为5/36+5/36=10/36。
两枚骰子6点同时朝上的概率是1/6×1/6=1/36。
二者概率相加就可以得到至少一枚6点朝上的总概率:
10/36+1/36=11/36
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