建立概率模型
作者:互联网
前言
在解决古典概型问题时,确定的基本事件个个数越少,模型越精炼,则解题过程越简单。以下举例说明:
一、模型案例
二、典例剖析:
某人有4把钥匙,其中只有2把能打开门,现随机地取1把钥匙试着开门,不能开门,就把钥匙放在旁边,他第二次才能打开门的概率是_______.
分析:4把钥匙分别标记为\(K_1,K_2,N_1,N_2\),
[法1]:此人依次取4把钥匙做排列共有以下情形:\((N_1,K_1,K_2,N_2)\)、\((N_1,K_1,N_2,K_2)\)、\((N_1,K_2,K_1,N_2)\)、\((N_1,K_2,N_2,K_1)\)、\((N_1,N_2,K_1,K_2)\)、\((N_1,N_2,K_2,K_1)\)、\((N_2,K_1,K_2,N_1)\)、\((N_2,K_1,N_1,K_2)\)、\((N_2,K_2,K_1,N_1)\)、\((N_2,K_2,N_1,K_1)\)、\((N_2,N_1,K_1,K_2)\)、\((N_2,N_1,K_2,K_1)\),以及\(K_1\)开头的6个和\(K_2\)开头的6个,共计24种,其中第二次才能打开门的情形只在列举出来的12种里面,占有8种,故所求概率为\(P=\cfrac{8}{24}=\cfrac{1}{3}\).
[法2]:如果只关注前两次取出钥匙,则共有12次:\((N_1,K_1)\)、\((N_1,K_2)\)、\((N_1,N_2)\)、\((N_2,K_1)\)、\((N_2,K_2)\)、\((N_2,N_1)\)、\((K_1,N_1)\)、\((K_1,N_2)\)、\((K_1,K_2)\)、\((K_2,N_1)\)、\((K_2,N_2)\)、\((K_2,K_1)\),其中第二次才能打开门的情形有4种,故所求概率为\(P=\cfrac{4}{12}=\cfrac{1}{3}\).
[法3]:如果不关注钥匙的次序,只关注能否打开,则相当于从\(K、K、N、N\)四把钥匙中取,共有以下6种情形,\((N,K,K,N)\)、\((N,K,N,K)\)、\((N,N,K,K)\)、\((K,K,N,N)\)、\((K,N,K,N)\)、\((K,K,N,K)\),其中第二次才能打开门的情形有2种,故所求概率为\(P=\cfrac{2}{6}=\cfrac{1}{3}\).
[法4]:第一次取出的钥匙没有打开门,如果只考虑第二次取出钥匙的情形,则第二次只能取到剩余3把钥匙里的任何一把,其中能打开门的钥匙有2种,【未完,待思考】
反思:本题目怎么看着都应该能用条件概率解决呀?不能,\(P(B|A)=\cfrac{P(AB)}{P(A)}=\cfrac{n(AB)}{n(A)}\),意思是要做成\(A\)发生的条件下\(B\)发生的概率,必修满足事件\(A\)的所有结果包含事件\(B\)的所有结果。不是简单的题目中有“在······条件下”就是条件概率。
小结:基本事件的选取角度不一样,则实验中的基本事件数目就不一样,大家应该能看到,解决的难度也是不一样的。
法1分析:使用古典概型求解,由于甲获胜的所有情形为\((2,1)\),\((2,1)\),\((2,0)\),\((2,0)\),\((1,0)\),共有5种,
其中在甲获胜的条件下,乙摸出的球上的数字为1的情形为\((2,1)\),\((2,1)\),有2种,
令“在甲获胜的条件下,乙摸出的球上的数字为1”为事件\(A\),则\(P(A)=\cfrac{2}{5}\),故选\(D\)。
法2分析:使用条件概率求解,令“甲获胜”为事件\(A\),“乙摸出的球上的数字为1”为事件\(B\),则所求为\(P(B|A)\);
由于甲、乙都从4个球中分别取出1个球,故所有情形有\(4\times 4=16\)种,则甲获胜的情形有\((2,1)\),\((2,1)\),\((2,0)\),\((2,0)\),\((1,0)\),共有5种,故\(P(A)=\cfrac{5}{16}\),
而事件\(AB\)即“甲获胜且乙摸出的球上的数字为1”的情形有\((2,1)\),\((2,1)\),有2种,即\(P(AB)=\cfrac{2}{16}\),
由条件概率的计算公式可得,\(P(B|A)=\cfrac{P(AB)}{P(A)}=\cfrac{\frac{2}{16}}{\frac{5}{16}}=\cfrac{2}{5}\)。
解后反思:①古典概型求解改题目,其实就是压缩了样本空间;②能用条件概率求解的题目是否都可以用古典概型;
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