萬志建
在我們?nèi)粘I钪校S多問題都與數(shù)學(xué)息息相關(guān),數(shù)學(xué)知識源于生活,但又對生活起到指導(dǎo)作用,“統(tǒng)計和概率的簡單應(yīng)用”這一章內(nèi)容在這方面顯得尤為突出. 有一次,小朱、小明、小紅三位同學(xué)相約去農(nóng)博園游玩,一路上產(chǎn)生了很多數(shù)學(xué)問題,請同學(xué)們用所學(xué)到的統(tǒng)計和概率知識幫他們出謀劃策.
相約未必恰相逢
三位小朋友說好周末上午大家一起去農(nóng)博園,但事先他們并沒有約定在農(nóng)博園的某個地方碰頭,只是說上午8:00大家準(zhǔn)時在大門口等. 小朱是第一次去農(nóng)博園,走到那邊一看,發(fā)現(xiàn)農(nóng)博園有兩個大門:東門和北門. 他不知道究竟守在東門還是北門,于是愛動腦筋的小朱便提出了這樣一個問題:如果三位小朋友事先并沒有約定在哪個門口碰頭,那么他們同時在一個門口相遇的概率是多少?
【分析】對于每位小朋友而言,他們都有兩種選擇,或東門或北門等候,這與拋三枚硬幣,三枚硬幣都正面朝上或反面朝上的結(jié)果如出一轍,故可畫樹狀圖如下:
所以三位小朋友同時在東門或北門碰頭的概率是.
水中游魚知多少
三位小朋友相遇后,大家一路上談笑風(fēng)生,腳步也輕快了許多,不知不覺來到了池塘邊,發(fā)現(xiàn)有兩位工作人員挑了兩大桶錦鯉魚苗正準(zhǔn)備放養(yǎng),小明忍不住驚呼起來:“哇,好多魚,快來看!”小朱和小紅也湊過頭來,發(fā)現(xiàn)里面除了很多紅色、白色、黃色以及一些色彩斑斕的小魚外,還有幾條黑色的小錦鯉簇?fù)砥溟g,顯得格外注目. 工作人員看到他們過來看熱鬧,于是和他們開起了玩笑:小朋友,你們能不能估計出這桶里有多少條魚,不許一條一條數(shù). 小紅一聽,這簡單,我們數(shù)學(xué)上不是剛學(xué)了用樣本估計總體嘛,你只要告訴我黑色的小錦鯉有多少條,我就能估計出總共有多少條魚.
【分析】用樣本估計總體是日常生活中常用的估算方法,上述問題中,由于黑色的小錦鯉數(shù)量較少,可以先數(shù)一下共有幾條(設(shè)為m條),然后讓這些魚充分混合,隨機撈出一批魚,數(shù)一下總共有多少條魚(設(shè)為x條),其中黑色的小錦鯉有幾條(設(shè)為n條),然后按比例可以估算出總共有多少條魚. 設(shè)總共有y條魚,我們可以得到如下比例式:x∶y=n∶m,便可估算出魚的總數(shù).
眾里尋它巧計算
兩位工作人員聽了他們的分析后,不僅連連贊嘆,現(xiàn)在的孩子真聰明,居然用抽樣估算出總共有多少魚,看來我們只能在沙灘上溜達(dá)了. 孩子們帶著自豪,在他們的贊嘆聲中漸行漸遠(yuǎn). 一晃已經(jīng)兩個多小時過去了,他們也走到了農(nóng)博園的盡頭,才發(fā)現(xiàn)有些累了,如果按原路返回太辛苦了,于是就想到了乘園區(qū)內(nèi)的電動車. 正好路過一位園區(qū)的工作人員,上前一打聽,前面就有一個車站,有三輛車輪流開,其中有一輛車是新添置的,坐上去比較舒適,另外兩輛車相對一輛不如一輛. 小明一聽,嚷著要坐就坐最好的. 但這三位小朋友對這三輛車的具體情況不是很了解,新舊程度如果沒有親眼見過一時也無法比較. 所以三位小朋友合計了一下,提出如下乘車方案:堅決不乘第一輛車,如果第二輛車比第一輛車明顯好,就乘第二輛車,如果第二輛車還不如第一輛,就乘第三輛車. 同學(xué)們,你們能不能幫他們算一下,按照這種方案,他們能夠乘上好車的概率是多少?
【分析】為了方便起見,我們把三輛車分為好、中、差三個檔次,從他們身旁經(jīng)過的每一輛車好、中、差都有可能. 可列樹狀圖如下:
于是我們得到以下六種等可能的結(jié)果:好中差、好差中、中好差、中差好、差好中、差中好. 其中能乘上好車的是:中好差、中差好、差好中三種,所以乘上好車的概率是.
交通工具比安全
精心的設(shè)計為他們提供了不錯的運氣,三位小朋友終于如愿以償乘上了最舒適的那輛新車,一路上他們安逸悠閑地享受著車窗外的美景. 突然,在拐彎處司機因躲避小動物來了一個急剎車,引發(fā)了小朋友們對交通安全的討論. 小明說,我覺得汽車最安全,自己乘了這么多年的汽車也從沒發(fā)生啥事,但飛機太可怕了,一有事故,全都像下餃子一樣完了. 小紅隨聲附和,不是嗎,像2014年7月份就有三起空難:17日,馬航MH17航班在烏克蘭空域墜毀,機上298人遇難;23日,中國臺灣復(fù)興航空GE222航班迫降時失事,造成48人死亡;24日,阿爾及利亞航空AH5017航班墜毀,機上載有116人. 聽著他們振振有詞,小朱感覺有些困惑,因為他經(jīng)常在新聞中看到車禍報道,而去年聽說的空難事故除了MH370航班上的227名乘客至今下落不明,也就這么幾起,至多還有幾架小飛機失事.
同學(xué)們,你們覺得飛機與汽車這兩種交通工具哪種更安全,能從概率的角度說說你們的理由嗎?
【分析】飛機失事事件,也許是人們出于對在天上飛的飛機本能的心理恐懼,也許是媒體對飛機失事的過多渲染,也許是飛行事故發(fā)生的慘烈程度和造成的影響力遠(yuǎn)大于其他交通事故,人們對飛機的安全性總是多一份擔(dān)心. 但是,據(jù)統(tǒng)計,飛機是目前世界上最安全的交通工具,它絕少發(fā)生重大事故,造成多人傷亡的事故率約為三百萬分之一. 假如你每天坐一次飛機,這樣飛上8 200年,你才有可能會不幸遇到一次飛行事故,三百萬分之一的事故概率,說明飛機這種交通工具是最安全的,它甚至比走路和騎自行車都要安全. 事實也證明了在目前的交通工具中飛機失事的概率最低. 根據(jù)國際航空運輸協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示,2013年全年共有超過30億人次、3 640萬架次的航班安全抵達(dá)目的地,共有265人罹難,死亡概率為億分之八點八. 2014年截至7月24日,共有763人死于空難事故. 航空專家指出,盡管2014年的空難遇難者人數(shù)比2013年增加了200%,但從空難事故的數(shù)量來看,2014年仍是航空運輸史上“最安全的年份”之一,共發(fā)生12起致命性飛行事故,遠(yuǎn)低于同一時期過去10年的平均值17起,而英國《每日郵報》報道,每年全球因交通事故喪生的人數(shù)大約有124萬,而且呈逐年上升趨勢. 假定全球總?cè)藬?shù)約為60億,假定他們365天每天都出行,則死于交通事故的概率約為億分之五十六點六. 這個概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乘飛機產(chǎn)生事故的概率. 如果從出事故的起數(shù)來計算出事故的概率,則乘汽車發(fā)生的事故要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高得多.
同學(xué)們,生活中處處蘊含著數(shù)學(xué)問題,而大部分最重要的問題實際上是概率的問題,我們要有善于發(fā)現(xiàn)問題的慧眼,嘗試用數(shù)學(xué)知識去揭示其中的規(guī)律,從而解決問題,讓數(shù)學(xué)知識更好地為我們的生活出謀劃策.
(作者單位:江蘇省無錫市張涇中學(xué))