考研数学的概率论部分向来被看作是考研中的一大障碍,如何去掌握它的解题技巧一直是广大考研学子关注的一个问题。其实概率是有着重要应用价值的一门学科,今天我们通过一道题目来谈一谈解题技巧和在彩票问题中的应用。
题目:100个球,40个白球,60个红球,先后不放回地取20次,问第20次时取到白球的概率?
按照正常的解题思路,先考虑简单的情况:计算第2次时取到白球的概率,
设 ,根据全概公式,


然后我们考虑第三次取到白球的概率,前两次有四种情况
“ ”,比较复杂,如果推广到第20次,其复杂性是可以想象的。
因此我们需要考虑另外一种做法。
考虑第一次取球,白球概率为40%,红球的概率为60%,我们可以想象成取出的球是粉红色的球,即“白球占40%,红球占60%”。这样相当于从100个球中按比例取出了一个球,那么剩下的99个球中白球与红球的比例仍然是40:60。此时再取一个球,仍然是一个“白球占40%,红球占60%”的粉红色的球,当然白球的概率为40%。这就意味着从100个球中取了一个等比例的球,相当于没有影响剩下99个球中白球和红球的比例,因此取第二次时白球的概率仍然是40%,这个结果与前面全概公式的计算相同,但方法简单得多。同理我们可以得到:取到第20次时白球的概率仍为40%。
这个做法的关键在于理解按比例摸球,这种理解在概率论部分的解题起到很大的作用,它可以在未知第一阶段的具体取球的情况下,只考虑第二阶段,从而简化全概公式。
我们把这个模型应用到彩票问题上。例如有100万张彩票,唯一的奖项是一个500万大奖。第一个排队买到彩票的人中奖的概率与最后一个人没有任何区别,因为前面买到彩票的人只不过按比例拿走彩票,并不影响后面购买者中奖的概率。可能有人会想“第一张彩票万一就是中奖的,买了岂不赚了?”但是这是条件概率,条件是“第一张彩票中奖”,这是一个唯心主义的想法,最后买票的人可能会说“万一前面的人都没有中奖,当然我会中奖”。显然条件概率与我们所说的情况不同。我们又称前面的摸球模型为“彩票模型”。
这就是概率论在日常生活中的一个应用,它可以使我们的行为更加地理性。(允杰)
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