金毅
概率是高中數(shù)學(xué)中的重要模塊.常見的概率問題主要有等可能事件的概率(即古典概型)、幾何概型、條件概率、互斥事件有一個(gè)發(fā)生的概率、相互獨(dú)立的事件同時(shí)發(fā)生的概率(包括n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率)等.解答這些概率問題的常用方法有定義法、公式法、間接法等.而對于n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件A恰好發(fā)生k次的概率問題,僅利用公式、定義,無法順利求得問題的答案,本文重點(diǎn)談一談解答此類概率問題的兩種途徑.
一、利用數(shù)列的通項(xiàng)公式
例1.甲,乙,丙,丁四個(gè)人相互之間傳球,從甲開始傳球,甲等可能地把球傳給乙,丙,丁中的任何一個(gè)人,依此類推.設(shè)經(jīng)過n次傳球后,球落在甲手上的概率為an.
(1)求a1,a2,an;
(2)探究:隨著傳球的次數(shù)足夠多,球落在甲,乙,丙,丁4人手上的概率是否相等,并說明理由.
二、利用函數(shù)的性質(zhì)
例2.某工廠生產(chǎn)某種電子產(chǎn)品,每件產(chǎn)品不合格的概率均為p,每件產(chǎn)品檢驗(yàn)合格與否相互獨(dú)立.現(xiàn)工廠要求將產(chǎn)品每k個(gè)(k≤5)一組進(jìn)行分組檢驗(yàn),如果某一組產(chǎn)品檢驗(yàn)合格,則說明該組內(nèi)產(chǎn)品均合格,若檢驗(yàn)不合格,則說明該組內(nèi)有不合格產(chǎn)品,再對該組內(nèi)每一件產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行檢驗(yàn).設(shè)該工廠生產(chǎn)1000件產(chǎn)品,記每件產(chǎn)品的平均檢驗(yàn)次數(shù)為X.
(1)求X的分布列及數(shù)學(xué)期望;
(2)當(dāng)p=0.1時(shí),求使該方案最合理時(shí)k的值及1000件產(chǎn)品的平均檢驗(yàn)次數(shù).
所以X的分布列如下:
當(dāng)1≤k≤5,k∈N*時(shí),g(k)單調(diào)遞減,
所以當(dāng)k=4時(shí),平均檢驗(yàn)次數(shù)最少,該方案最為合理,此時(shí)g(4)=0.594,所以1000件產(chǎn)品平均檢驗(yàn)594次.
在解答概率問題時(shí),要學(xué)會(huì)將隨機(jī)變量X看作變量,將n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件A恰好發(fā)生k次的概率、期望看作函數(shù)式,借助函數(shù)的性質(zhì)來解題.
可見,解答概率問題,不僅要掌握概率中的基本公式、定義,會(huì)判斷事件的類型,還需將問題與數(shù)列、函數(shù)關(guān)聯(lián)起來,利用數(shù)列的通項(xiàng)公式、函數(shù)的性質(zhì)來輔助解題,這樣才能有效地提升解題的效率.