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摘要:概率的计算在必修课程的介绍时,缺乏了简洁的计数方法。我们可以在大量的实例中总结,归纳一些恰当的计算方法:运用两个基本计数原理计数,类比比例值(浓度)计算,选取合理的样本空间,从事件的反面入手等
关键词:基本计数原理;比例值;样本空间;补集
Under the new curriculum of high school math probability
Lin Yun-ling
Abstract: The calculation of the probability of a required course in the introduction, the lack of a simple counting method. We can summarize a large number of instances, summarized some of the appropriate calculation method: the use of two basic counting principles count, value analog scale (concentration) basis, select a reasonable sample space, starting from the negative events such as
Keywords: basic counting principles; ratio value; sample space; complement
概率是高中数学新增内容之一,随着新课程的推进,概率已成为高中数学知识的一个重要交汇点。旧教材将排列,组合与概率并成一章,主要是考虑到他们之间的内在联系:求等可能性事件的概率时,关键往往用相应的排列,组合原理计数。而“古典概型”的问题又使有关排列.组合的计算与概率的计算似乎成了一回事。但这样的考虑是片面的。《普通高中新课程》对概率的教学要求是:“概率是研究随机现象规律的学科,它为人们认识客观世界提供了重要思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。学生将结合具体事例,学习概率的某些基本性质和简单的概率模型,加深对随机现象的理解,能通过实验,计算器模拟估计简单随机事件发生的概率”。人教版高中数学课程必修3教科书在介绍排列,组合知识之前就介绍了概率的相关知识。那么在无法使用排列,组合知识计数时,我们又该如何进行概率的计算呢?笔者就谈谈自己在教学中的几点尝试:
一、让学生了解两个计数原理(加法法则与乘法法则)进行概率计算
用列举法来计算基本事件个数是对学生的基本要求,在树状图中让学生总结归纳两个计数原理,并体会他们的简洁性,有条理性,实用性。
例如:在一个盒子中装有6枝圆珠笔,其中3枝一等品,两枝二等品和1枝三等品,从中任取3枝,求恰有一枝一等品的概率。
分析:如果利用树状图列举,情形会比较多,学生在列举的过程中会产生反感。所以可以注意到6枝圆珠笔中从中任取3枝共有6×5×4=120个基本事件,恰有一枝一等品的基本事件为3×3×2=18种。所以恰有一枝一等品的概率为:P=18÷120=0.15
在让学生通过列举,表格,树状图计数时,应让学生充分体会两个基本计数原理:加法原理与乘法原理。一个是分类(加法),一个是分步(乘法)。应用它们使解题更有条理,更简洁。
二、通过比例值求一些简单事件的概率
本部分内容是在初中学习的基础上进行更系统和更深入的学习。通过比较频率与概率的关系来确定一些基本事件的概率:事件A的比例值=随机试验中事件A的概率值。
例如甲罐中有5个黑球,2个白球,3个绿球;乙罐中有3个黑球,4个白球,2个绿球。现从甲罐中取出一个球放入乙罐中,再从乙罐中取一个球。问这个球是白球的概率是多少?
分析:甲罐中共有10个球,有2个白球,甲罐中白球的比值是2/10,即取到白球的平均个数是“2/10”。从甲罐中取一个球,取到了2/10个白球,将此球放入乙罐中后,此时乙罐中共有9+1个球,其中有4+2/10个白球,所以从乙罐中取一个球是白球的概率P=(4+2/10)/(9+1)=0.42,即白球的比例值。
事件A的比例值=随机试验中事件A的概率值在某种意义下是正确的。学生在解答时仿照溶液的浓度问题的方法,把新的知识与已经存在的知识作了很好的类比,接受新知识更直观,更容易。
三、通过合理地取样本空间进行古典概型的概率运算
新的普通高中数学课程标准中关于古典概型的教学要求阐述:“古典概型的教学应让学生通过实例理解古典概型的特征:实验结果的有限性和每一个实验结果出现的等可能性。应让学生初步把一些实际问题化为古典概型。”统计在概率的计算中起着举足轻重的作用。合理地取样本空间会使一些复杂问题简单化。
例如:n(n>3)个朋友随机地围绕圆桌而坐,求其中甲,乙两人坐在一起(相邻)的概率?
分析:可合理地取样本空间。设甲已坐好,只需考虑乙怎么个坐法。显然乙等可能的有(n-1)个座位可供选择,而符合题设要求的坐法只有两种,因此所求的概率为2/n-1。
不通过排列,组合计算,通过合理地取样本空间进行概率的计算,这才是概率问题中所要体现的思想方法。凭借问题的等价原则,化转化来解决,是那么清晰直观。
例如:设有m×n个球,其中一个黑球,一个是白球,其余都是红球。把这个球任意放入m个口袋中,每袋放n个球,求黑球与白球恰在一个口袋中的概率。
分析:应注意到题目所述等价于随机地把m×n个球依次排列(例如第一个口袋的球排在最初的n个位置,接下来n个位置上排列第二个口袋中的球等等)。设黑球已经放好,那么,白球的可能位置共有m×(n-1)个,显然它们是等可能的,而符合题意的情形,即白球落入黑球所在的口袋中有(n-1)种,故所求的概率为:P=n-1/mn-1
在教学中应让学生充分体会,选取适当的样本空间,是解决古典概型问题的一个关键。
四、用补集性质解释概率问题
某随机试验所包含的所有基本事件构成全集U,记事件A所包含的基本事件构成集合N,根据对立事件定义:M∪N=U,M∩N=∮,即N=CuM.只有满足上述条件时,根据补集性质才有A+B为必然事件。即P(A+B)=P(A)+P(B)=1
例如:某城市的电话号码是8位数,如果从电话号码任取一个,求头两位数码不相同的概率。
分析:第一位数字可能是1-9中任意一个数字,共有9种可能,第二位数字可能是0—9中任意一个数字,共有10种可能,所以考虑头两位数字共有90种可能,题目要求两位数字不相同,显然情况很多。可从他的反面入手,即不相同两位数字的补集为两个位数相同,共9种可能。所以头两位数码不相同的概率为:1-9/90=0.9
如果求一个事件的概率情况比较复杂,可以从它的反面来考虑,通过它的补集来解决,正难则反。
总之,同学们可以通过大量的概率的计算实例的列表,树状图等运算过程,发现思维推理途径,探索问题的解决方法,归纳内在的规律,使问题迎刃而解。所以动就有希望,勤就能攻关。
参考文献
[1] 中学数学月刊
[2] 杨九俊.从理解到行动
[3] James A Middleon.数学教学的创新策略
关键词:基本计数原理;比例值;样本空间;补集
Under the new curriculum of high school math probability
Lin Yun-ling
Abstract: The calculation of the probability of a required course in the introduction, the lack of a simple counting method. We can summarize a large number of instances, summarized some of the appropriate calculation method: the use of two basic counting principles count, value analog scale (concentration) basis, select a reasonable sample space, starting from the negative events such as
Keywords: basic counting principles; ratio value; sample space; complement
概率是高中数学新增内容之一,随着新课程的推进,概率已成为高中数学知识的一个重要交汇点。旧教材将排列,组合与概率并成一章,主要是考虑到他们之间的内在联系:求等可能性事件的概率时,关键往往用相应的排列,组合原理计数。而“古典概型”的问题又使有关排列.组合的计算与概率的计算似乎成了一回事。但这样的考虑是片面的。《普通高中新课程》对概率的教学要求是:“概率是研究随机现象规律的学科,它为人们认识客观世界提供了重要思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。学生将结合具体事例,学习概率的某些基本性质和简单的概率模型,加深对随机现象的理解,能通过实验,计算器模拟估计简单随机事件发生的概率”。人教版高中数学课程必修3教科书在介绍排列,组合知识之前就介绍了概率的相关知识。那么在无法使用排列,组合知识计数时,我们又该如何进行概率的计算呢?笔者就谈谈自己在教学中的几点尝试:
一、让学生了解两个计数原理(加法法则与乘法法则)进行概率计算
用列举法来计算基本事件个数是对学生的基本要求,在树状图中让学生总结归纳两个计数原理,并体会他们的简洁性,有条理性,实用性。
例如:在一个盒子中装有6枝圆珠笔,其中3枝一等品,两枝二等品和1枝三等品,从中任取3枝,求恰有一枝一等品的概率。
分析:如果利用树状图列举,情形会比较多,学生在列举的过程中会产生反感。所以可以注意到6枝圆珠笔中从中任取3枝共有6×5×4=120个基本事件,恰有一枝一等品的基本事件为3×3×2=18种。所以恰有一枝一等品的概率为:P=18÷120=0.15
在让学生通过列举,表格,树状图计数时,应让学生充分体会两个基本计数原理:加法原理与乘法原理。一个是分类(加法),一个是分步(乘法)。应用它们使解题更有条理,更简洁。
二、通过比例值求一些简单事件的概率
本部分内容是在初中学习的基础上进行更系统和更深入的学习。通过比较频率与概率的关系来确定一些基本事件的概率:事件A的比例值=随机试验中事件A的概率值。
例如甲罐中有5个黑球,2个白球,3个绿球;乙罐中有3个黑球,4个白球,2个绿球。现从甲罐中取出一个球放入乙罐中,再从乙罐中取一个球。问这个球是白球的概率是多少?
分析:甲罐中共有10个球,有2个白球,甲罐中白球的比值是2/10,即取到白球的平均个数是“2/10”。从甲罐中取一个球,取到了2/10个白球,将此球放入乙罐中后,此时乙罐中共有9+1个球,其中有4+2/10个白球,所以从乙罐中取一个球是白球的概率P=(4+2/10)/(9+1)=0.42,即白球的比例值。
事件A的比例值=随机试验中事件A的概率值在某种意义下是正确的。学生在解答时仿照溶液的浓度问题的方法,把新的知识与已经存在的知识作了很好的类比,接受新知识更直观,更容易。
三、通过合理地取样本空间进行古典概型的概率运算
新的普通高中数学课程标准中关于古典概型的教学要求阐述:“古典概型的教学应让学生通过实例理解古典概型的特征:实验结果的有限性和每一个实验结果出现的等可能性。应让学生初步把一些实际问题化为古典概型。”统计在概率的计算中起着举足轻重的作用。合理地取样本空间会使一些复杂问题简单化。
例如:n(n>3)个朋友随机地围绕圆桌而坐,求其中甲,乙两人坐在一起(相邻)的概率?
分析:可合理地取样本空间。设甲已坐好,只需考虑乙怎么个坐法。显然乙等可能的有(n-1)个座位可供选择,而符合题设要求的坐法只有两种,因此所求的概率为2/n-1。
不通过排列,组合计算,通过合理地取样本空间进行概率的计算,这才是概率问题中所要体现的思想方法。凭借问题的等价原则,化转化来解决,是那么清晰直观。
例如:设有m×n个球,其中一个黑球,一个是白球,其余都是红球。把这个球任意放入m个口袋中,每袋放n个球,求黑球与白球恰在一个口袋中的概率。
分析:应注意到题目所述等价于随机地把m×n个球依次排列(例如第一个口袋的球排在最初的n个位置,接下来n个位置上排列第二个口袋中的球等等)。设黑球已经放好,那么,白球的可能位置共有m×(n-1)个,显然它们是等可能的,而符合题意的情形,即白球落入黑球所在的口袋中有(n-1)种,故所求的概率为:P=n-1/mn-1
在教学中应让学生充分体会,选取适当的样本空间,是解决古典概型问题的一个关键。
四、用补集性质解释概率问题
某随机试验所包含的所有基本事件构成全集U,记事件A所包含的基本事件构成集合N,根据对立事件定义:M∪N=U,M∩N=∮,即N=CuM.只有满足上述条件时,根据补集性质才有A+B为必然事件。即P(A+B)=P(A)+P(B)=1
例如:某城市的电话号码是8位数,如果从电话号码任取一个,求头两位数码不相同的概率。
分析:第一位数字可能是1-9中任意一个数字,共有9种可能,第二位数字可能是0—9中任意一个数字,共有10种可能,所以考虑头两位数字共有90种可能,题目要求两位数字不相同,显然情况很多。可从他的反面入手,即不相同两位数字的补集为两个位数相同,共9种可能。所以头两位数码不相同的概率为:1-9/90=0.9
如果求一个事件的概率情况比较复杂,可以从它的反面来考虑,通过它的补集来解决,正难则反。
总之,同学们可以通过大量的概率的计算实例的列表,树状图等运算过程,发现思维推理途径,探索问题的解决方法,归纳内在的规律,使问题迎刃而解。所以动就有希望,勤就能攻关。
参考文献
[1] 中学数学月刊
[2] 杨九俊.从理解到行动
[3] James A Middleon.数学教学的创新策略