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求解古典概型常见错误剖析

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古典概型是一种最基本的概率模型,也是学习其它概型的基础.现将求解古典概型常见错误剖析如下.

一、“有序”与“无序”混同,导致基本事件的个数求错

例1从10件产品(其中次品3件)中,一件一件地不放回地任意取出4件,求4件中恰有1件次品的概率.

错解因为第一次有10种取法,第二次有9种取法,第三次有8种取法,第四次有7种取法,由乘法原理可知从10件取4件共有10×9×8×7种取法,故从10件产品(其中次品3件)中,一件一件地不放回地任意取出4件含有10×9×8×7个可能的结果.设A=“取出的4件中恰有1件次品”,则A含有C13×C37种结果(先从3件次品中取1件,再从7件正品中取3件),

剖析该题错在计算所有等可能结果的个数是用排列的方法,即考虑了抽取的顺序,而计算事件A所包含结果个数时是用组合的方法,即没有考虑抽取的顺序.

正解所有可能的结果共有A410个,事件A包含A14・A13・A37个结果(4件中要恰有1件次品,可以看成四次抽取中有一次抽到次品,有A14种方式,对于每种方式,从3件次品中取一件,再从7件正品中一件一件地取3件,共有

A14・A13・A37种取法).

所以P(A)=A14・A13・A37A410=12.

二、“非等可能”与“等可能”混同,对古典概型的等可能性理解不清

例2掷两枚质地均匀的骰子,求事件A=“出现的点数之和等于3”的概率.

错解掷两枚骰子出现的点数之和的可能数值为{2,3,4,…,12},事件A发生的结果只有一种,故

P(A)=111.

剖析

公式P(A)=事件A所含的基本事件数基本事件的总数,

当且仅当所述试验的每个结果是等可能的时候才成立,而取数值2和3不是等可能的,2只在点数为(1,1)才出现,而3却在两种情况(1,2),

(2,1)时可出现,其它的情况类推.

正解掷两枚骰子可能出现的等可能的情况:(1,1),(1,2),…,(1,6),(2,1),(2,2),…,(2,6),…,(6,1),(6,2),…,(6,6),结果总数为6×6=36.在这些结果中,事件A含有两种结果(1,2),(2,1),故

P(A)=236=118.

三、对古典概型的有限性把握不准而将古典概型误判为几何概型

图1例3甲、乙二人玩数字游戏,先由两人在心中各想一个整数,分别记为x、y,当x、y∈[1,5],且|x-y|≤1时,则称甲、乙二人“心有灵犀”.求甲、乙二人“心有灵犀”的概率.

错解设甲、乙二人“心有灵犀”为事件A,由于x、y∈[1,5],且|x-y|≤1,如图1,由几何概型概率公式得,

P(A)=S阴影S正方形=16-916=716.

剖析本题没有注意x、y的取值是整数,忽视了古典概型的有限性.

正解设甲、乙二人“心有灵犀”为事件A,由于x、y∈[1,5],所以满足条件的整数对共有5×5对,满足|x-y|≤1的整数对 共有13对,即(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(1,2),(2,1),(2,3),(3,2),(3,4),(4,3),(4,5),(5,4).所以甲、乙二人“心有灵犀”的概率P(A)=1325.

四、混淆“无放回抽取”与“有放回抽取”而出错

例4从含有2件正品a1,a2和一件次品b的三件产品中每次任取一件,每次取出后不放回,连续取2次,记“取出的两件中恰有一件次品”为事件A,如果将“每次取出后不放回”换成“每次取出后放回”, 连续取2次,记“取出的两件中恰有一件次品”为事件B,则

A.P(A)=P(B)

B.P(A)P(B)

D. 无法确定

错解每次任取1件,取出后不放回地(或有放回地)连续抽取两次,所有可能的结果是(a1,b1),(b,a1),(a2,b),(b,a2),(a1,a2)共6个基本事件;取出的2件恰有一件次品的事件B包含的结果是(a1,b),(a2,b),(b,a1),(b,a2),共4个基本事件.所以

P(A)=P(B)=46=23,

选A.

剖析本题错在混淆“每次取出后不放回”与“每次取出后放回”. 从3件产品中不放回地抽取2件和有放回地抽取2件的基本事件都不是很大,可以一一列举出来.

正解(1)每次任取1件,取出后不放回地连续抽取两次,所有可能的结果是(a1,b),(b,a1),(a2,b),(b,a2),(a1,a2),(a2,a1),共6个基本事件;取出的2件恰有一件次品的事件A包含的结果是(a1,b),(a2,b),(b,a2),(b,a2),共4个基本事件.所以

(2)有放回地连续抽取两次,所有可能的结果是(a1,b),(b,a1),(a1,a1),(a2,b),(b,a2),(a2,a2),(a1,a2),(a2,a1),(b,b)共9个基本事件.取出的2件恰有一件次品的事件B包含的结果是(a1,b),(a2,b),(b,a1),(b,a2),共4个基本事件.

所以P(B)=49.

所以P(A)>P(B),选C.

五、未能正确判断事件的关系,导致概率计算错误

例5同时抛掷两枚质地均匀的骰子,求至少有一个5点或6点的概率.

错解抛掷两枚骰子,基本事件的总数为36.记一枚出现5点为事件A,一枚出现6点为事件B,事件A与事件B包含的基本事件都为11种情形.而事件A与事件B是互斥事件,由古典概型的概率公式,所求的概率

P(A∪B)=P(A)+P(B)=1136+1136=1118.

剖析错解的原因在于:误判事件A与事件B是互斥事件.事实上这里事件A与事件B可以同时发生,不是互斥事件.

正解同时抛掷两枚骰子,可能出现的结果如下表.