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  • 破解概率求解的策略

    前言

    能力储备

    • 事件的关系辨析

    只有区别清楚事件的关系,才能确定事件之间该用何种运算符号。如何辨析事件关系

    • 事件的拆分

    具体指能将复杂事件拆分为几个比较简单事件的和事件或者积事件,所用到的事件有互斥事件(常用和事件),相互独立事件(常用积事件),对立事件(和差运算)。

    需要注意

    • 解决概率问题要注意“三个步骤,三个结合,几点经验”:

    ⑴三个步骤:

    ①先确定事件的性质,是古典概型事件、互斥事件、相互独立事件、或(n)次独立重复试验中的哪一种,

    ②判断事件的运算,应该是和事件还是积事件,即是至少有一个发生((A+B)),还是同时发生((AB)),分别运用相加或相乘运算。

    ③运用相应的公式求解

    古典概型:(P(A)=cfrac{m}{n})

    互斥事件:(P(Acup B)=P(A)+P(B),P(AB)=0)

    相互独立事件:(P(AB)=P(A)cdot P(B))

    (n)次独立重复试验:(P_n(k)=P(X=k)=C_n^kp^k(1-p)^{n-k})((k=0,1,2,cdots,n))

    ⑵关联结合

    • 概率问题常常与排列组合问题相结合;常常与超几何分布,二项分布结合;复杂题目中常常有古典概型,互斥事件概型,相互独立概型等。

    • 对于抽样问题,要特别注意放回和不放回的区别,一般地,不放回抽样由排列数公式球随机变量对应的概率,放回抽样由分布计数原理求随机变量对应的概率。

    ⑶几点经验:

    ①先定义出要求解的事件,

    ②然后再读题目,再作剖析,最好是能找出题目中的最基本的事件,

    ③接下来自然就是分析这些最基本的事件的关系(互斥或独立),用这些基本事件来组合得到一开始定义的事件(就像用零件拼搭能一个完整的物体),

    ④最基本的事件的概率求解一般都用到古典概型,

    ⑤再利用相关的概率公式求解即可。

    • 注意:涉及到离散型随机变量的分布列时,也需要计算概率,常用的分布是超几何分布和二项分布。

    常见考向

    有关概率的计算:

    • 几何概型;

    • 古典概型(二项分布,超几何分别);

    • 互斥事件的概率加法公式,两对立事件的概率之和为1;

    • 正态分布;

    • 条件概率;

    基于概率统计的决策

    • 小概率事件原理

    案例说明

    【本题目能说明引入事件的关系的必要性】红队队员甲、乙、丙与蓝队队员(A)(B)(C)进行围棋比赛,甲对(A)、乙对(B)、丙对(C)各一盘.已知甲胜(A)、乙胜(B)、丙胜(C)的概率分别为$ 0.6$,(0.5)(0.5).假设各盘比赛结果相互独立.

    分析:例说如何拆分一个复杂事件?求红队至少两名队员获胜的概率;

    从正面分析,红队至少两人获胜,分以下两种情形:其一,只有两人获胜;其二,有三人获胜;

    先拆分情形一:甲乙胜丙败,甲丙胜乙败,乙丙胜甲败;情形二:甲乙丙获胜;这两种情形列举的情况是并列的;

    接下来,再拆分“甲乙胜丙败”,这涉及到如何刻画甲、乙、丙三人的胜利和失败,需要定义基本事件和其对立事件;

    接下来考虑,如何刻画甲乙胜丙败?即“甲胜且乙胜且丙败”,需要利用积事件和相互独立事件;

    接下来再分析,如何刻画“甲乙胜丙败”,“甲丙胜乙败”,“乙丙胜甲败”和“甲乙丙获胜”这四种情形?需要用到互斥事件;

    到此,整个题目的要求我们就算分析清楚了,接下来求解即可。求解如下:

    (1)求红队至少两名队员获胜的概率;

    分析:设甲胜(A)的事件为(D),乙胜(B)的事件为(E),丙胜(C)的事件为(F),则(ar{D})(ar{E})(ar{F})分别表示甲不胜(A)、乙不胜(B)、丙不胜(C)的事件.

    因为(P(D)=0.6)(P(E)=0.5)(P(F)=0.5),由对立事件的概率公式知(P(ar{D})=0.4)(P(ar{E})=0.5)(P(ar{F})=0.5)

    红队至少两人获胜的事件有:(ar{D}EF)(Dar{E}F)(DEar{F})(DEF),由于以上四个事件两两互斥且各盘比赛的结果相互独立,

    因此红队至少两人获胜的概率为

    (P=P(ar{D}EF)+P(Dar{E}F)+P(DEar{F})+P(DEF))

    (=P(ar{D})cdot P(E)cdot P(F)+P(D)cdot P(ar{E})cdot P(F)+P(D)cdot P(E)cdot P(ar{F})+P(D)cdot P(E)cdot P(F))

    (=0.4×0.5×0.5+0.6×0.5×0.5+0.6×0.5×0.5+0.6×0.5×0.5=0.55).

    法2:间接法,先计算只有一名队员获胜,或三个队员都失败的概率,然后用对立事件求解。

    (P=1-P(Dar{E}ar{F})-P(ar{D}Ear{F})-P(ar{D}ar{E}F)-P(ar{D}ar{E}ar{F}))

    (=1-0.6 imes 0.5 imes 0.5 -0.4 imes 0.5 imes 0.5 -0.4 imes 0.5 imes 0.5 -0.4 imes 0.5 imes 0.5 =0.55)

    (2)用(xi)表示红队队员获胜的总盘数,求(xi)的分布列.

    分析:由题意知(xi)的可能取值为 0,1,2,3;

    又由(1)知(ar{D}ar{E}F)(ar{D}Ear{F})(Dar{E}ar{F})是两两互斥事件,且各盘比赛的结果相互独立.

    因此(P(xi=0)=P(ar{D}ar{E}ar{F})=0.4×0.5×0.5=0.1)

    (P(xi=1)=P(ar{D}ar{E}F)+P(ar{D}Ear{F})+P(Dar{E}ar{F}))

    (=0.4×0.5×0.5+0.4×0.5×0.5+0.6×0.5×0.5=0.35).

    (P(xi=3)=P(DEF)=0.6×0.5×0.5=0.15).

    由对立事件的概率公式得(P(xi=2)=1-P(xi=0)-P(xi=1)-P(xi=3)=0.4).

    所以(xi) 的分布列为

    【反思归纳】 概率计算的核心环节就是把一个随机事件进行类似本题的分拆,这中间有三个概念,事件的互斥,事件的对立和事件的相互独立,在概率的计算中只要弄清楚了这三个概念,根据实际情况对事件进行合理的分拆,就能把复杂事件的概率计算转化为一个个简单事件的概率计算,达到解决的目的。

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