建立概率模型

2022-01-24 06:33:31 字數 2287 閱讀 1176

在解決古典概型問題時,確定的基本事件個個數越少,模型越精煉,則解題過程越簡單。以下舉例說明:

【同類題見北師大必修3概率\(p_\)例2】某人有4把鑰匙,其中只有2把能開啟門,現隨機地取1把鑰匙試著開門,不能開門,就把鑰匙放在旁邊,他第二次才能開啟門的概率是_______.

分析:4把鑰匙分別標記為\(k_1,k_2,n_1,n_2\),

[法1]:此人依次取4把鑰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\(k_1\)開頭的6個和\(k_2\)開頭的6個,共計24種,其中第二次才能開啟門的情形只在列舉出來的12種裡面,占有8種,故所求概率為\(p=\cfrac=\cfrac\).

[法2]:如果只關注前兩次取出鑰匙,則共有12次:\((n_1,k_1)\)、\((n_1,k_2)\)、\((n_1,n_2)\)、\((n_2,k_1)\)、\((n_2,k_2)\)、\((n_2,n_1)\)、\((k_1,n_1)\)、\((k_1,n_2)\)、\((k_1,k_2)\)、\((k_2,n_1)\)、\((k_2,n_2)\)、\((k_2,k_1)\),其中第二次才能開啟門的情形有4種,故所求概率為\(p=\cfrac=\cfrac\).

[法3]:如果不關注鑰匙的次序,只關注能否開啟,則相當於從\(k、k、n、n\)四把鑰匙中取,共有以下6種情形,\((n,k,k,n)\)、\((n,k,n,k)\)、\((n,n,k,k)\)、\((k,k,n,n)\)、\((k,n,k,n)\)、\((k,k,n,k)\),其中第二次才能開啟門的情形有2種,故所求概率為\(p=\cfrac=\cfrac\).

[法4]:第一次取出的鑰匙沒有開啟門,如果只考慮第二次取出鑰匙的情形,則第二次只能取到剩餘3把鑰匙裡的任何一把,其中能開啟門的鑰匙有2種,【未完,待思考】

反思:本題目怎麼看著都應該能用條件概率解決呀?不能,\(p(b|a)=\cfrac=\cfrac\),意思是要做成\(a\)發生的條件下\(b\)發生的概率,必修滿足事件\(a\)的所有結果包含事件\(b\)的所有結果。不是簡單的題目中有「在······條件下」就是條件概率。

【2017長沙二模】乙個不透明的袋子裝又4個完全相同的小球,球上分別標有數字0、1、2、2,現甲從中摸出1個球記下球上的數字後放回,乙再從中摸出1個球,若誰摸出的球上的數字大則獲勝(若數字相同則為平局),則在甲獲勝的條件下,乙摸出的球上的數字為1的概率為【】

$a.\cfrac$ $b.\cfrac$ $c.\cfrac$ $d.\cfrac$

法1分析:使用古典概型求解,由於甲獲勝的所有情形為\((2,1)\),\((2,1)\),\((2,0)\),\((2,0)\),\((1,0)\),共有5種,

其中在甲獲勝的條件下,乙摸出的球上的數字為1的情形為\((2,1)\),\((2,1)\),有2種,

令「在甲獲勝的條件下,乙摸出的球上的數字為1」為事件\(a\),則\(p(a)=\cfrac\),故選\(d\)。

法2分析:使用條件概率求解,令「甲獲勝」為事件\(a\),「乙摸出的球上的數字為1」為事件\(b\),則所求為\(p(b|a)\);

由於甲、乙都從4個球中分別取出1個球,故所有情形有\(4\times 4=16\)種,則甲獲勝的情形有\((2,1)\),\((2,1)\),\((2,0)\),\((2,0)\),\((1,0)\),共有5種,故\(p(a)=\cfrac\),

而事件\(ab\)即「甲獲勝且乙摸出的球上的數字為1」的情形有\((2,1)\),\((2,1)\),有2種,即\(p(ab)=\cfrac\),

由條件概率的計算公式可得,\(p(b|a)=\cfrac=\cfrac}}=\cfrac\)。

解後反思:①古典概型求解改題目,其實就是壓縮了樣本空間;②能用條件概率求解的題目是否都可以用古典概型;

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