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概率与统计中的常见错误分析

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很多同学们在刚刚学习概率统计时,由于对有些概念理解不清,有关思想方法灵活运用不够或与其它知识联系不到位,解题时常出现错误.现分析几种常见错误供大家参考.

一、基本概念理解不深刻导致概念性错误

概率与统计试题主要考查基本概念和基本公式,如等可能性事件的概率;互斥事件的概率;独立事件的概率;事件在n次独立重复试验中恰发生k次的概率及离散型随机变量分布列和数学期望等.其中容易混淆的概念主要有以下几个:

1.“非等可能”与“等可能”

例1 掷两枚骰子,求所得的点数之和为6的概率.

错解:掷两枚骰子出现的点数之和2,3,4,…,12共11种基本事件,所以概率为P=111.

分析:以上11种基本事件并不是等可能的,如点数和为2的只有(1,1),而点数和为6的有(1,5)、(2,4)、(3,3)、(4,2)、(5,1)共5种.事实上,掷两枚骰子共有36种基本事件,且是等可能的,所以“所得点数之和为6”的概率为P=536.

正解:掷两枚骰子共有36种等可能的基本事件,而点数和为6的有(1,5)、(2,4)、(3,3)、(4,2)、(5,1)共5种,所以“所得点数之和为6”的概率为P=536.

2.“互斥”与“对立”

例2 把红、黑、白、蓝4张纸牌随机地分给甲、乙、丙、丁4个人,每个人分得1张,事件“甲分得红牌”与“乙分得红牌”是:

A.对立事件_____________ B.不可能事件

C.互斥但不对立事件 D.以上均不对

错解:A

分析:本题错误在于把“互斥”与“对立”混同,要准确解答这类问题,必须搞清对立事件与互斥事件的联系与区别:(1)两事件对立,必定互斥,但互斥未必对立;(2)互斥的概念适用于多个事件,但对立概念只适用于两个事件;(3)两个事件互斥只表明这两个事件不能同时发生,即至多只能发生其中一个,但可以都不发生;而两事件对立则表示它们有且仅有一个发生.

正解:事件“甲分得红牌”与“乙分得红牌”是不能同时发生的两个事件,这两个事件可能恰有一个发生,也可能两个都不发生,所以应选C.

3.“互斥”与“独立”

例3 甲投篮命中率为80%,乙投篮命中率为70%,每人投3次,两人恰好都命中2次的概率是多少?

错解:设“甲恰好投中两次”为事件A,“乙恰好投中两次”为事件B, 则所求事件为A+B,P(A+B)=P(A)+P(B)

分析:本题错误原因是把相互独立同时发生的事件当成了互斥事件.

正解:设“甲恰好投中两次”为事件A,“乙恰好投中两次”为事件B,且A,B相互独立,则两人都恰好投中两次为事件A·B,于是P(A·B)=P(A)×P(B)=0.169.

4.“条件概率”与“积事件的概率”

例4 袋中有6个黄色、4个白色的乒乓球,作不放回抽样,每次任取一球,取2次,求第二次才取到黄色球的概率.

错解:记“第一次取到白球”为事件A,“第二次取到黄球”为事件B,”第二次才取到黄球”为事件C,所以P(C)=P(B|A)=23.

分析:本题错误在于P(B|A)与P(A×B)的含义没有弄清, P(A×B)表示在样本空间S中,A与B同时发生的概率;而P(B|A)表示在缩减的样本空间SA中,作为条件的A已经发生的条件下事件B发生的概率.

正解:P(C)=P(A×B)=P(A)×P(B|A)=410×69=415.

二、数学思想方法运用不灵活导致错误

概率是《新课程标准》 引入后的内容,在高中教学中,它以融入大量的数学思想方法著称,如分类讨论、等价转化思想、整体思想、数形结合、数学建模思想等,因此熟练应用常见的数学思想方法是很有必要的.

1.数形结合思想

例4 如果事件A,B互斥,那么( )

A. A+B是必然事件 B. A+B是必然事件

C. A与B一定不互斥 D. A与B一定互斥

分析:互斥,对立,必然,独立,这些概念一直都是学生容易混淆的,面对抽象的字母,我们可以借助集合图形来解答.

正解:用集合的观点发现A∪B不一定是全集,故A+B不一定是必然事件,从而可以检验出正确的选项是B.

2.补集思想

例5 设甲、乙、丙三人每次射击命中目标的概率分别为0.7、0.6、0.5.若三人各向目标射击一次,求至少有一人命中目标的概率及恰有两人命中目标的概率;

错解:记“甲命中目标”为事件A,“乙命中目标”为事件B,“丙命中目标”为事件C,“至少有一人命中目标”为事件D.所以P(D)=P(A+B+C)=0.7+0.6+0.5=1.8.

分析:本题错误在于没有理解{至少一人命中目标}、{至多0人命中目标}、{恰有2人命中目标}的实际意义.

正解1:利用逆向思维考虑它的对立事件,E={至多0个人命中目标}={全都没有命中目标},再由概率公式P(D)=1-P(E)可得.

正解2:D={至少一个命中目标},可按常规思路分类成{恰有一人命中目标}、{恰有2人命中目标}、{恰有3人命中目标}的和事件.

对策:概率与统计的思维方式有很多自身特点,与确定性数学思维方式有很大的差异,因此在教学过程中要注意引导学生善于转变思维方式,从多种不同角度、多种途径进行思考,用不同的知识解决问题,鼓励解题策略的多样性.一些比较复杂的概率问题,一般可以通过数形结合,分类讨论,等价转化,互补思想,方程思想等把它转成熟悉常见的题型.

(作者:王慧娟,江苏省如皋中学)