知识背景
十七世纪,法国贵族德·梅雷沉迷赌博,他向数学家帕斯卡请教:"赌局中途被迫停止,赌金该怎么分才公平?"帕斯卡与费马通过书信讨论这个问题,一门崭新的数学分支——概率论就此诞生。
今天,概率早已走出赌桌:天气预报说"明天降水概率 ",保险公司靠概率定保费,医院用概率评估手术风险。掷一枚硬币,落地前谁也不知道是正是反,但掷一万次,正面朝上的次数总是稳定在一半左右——偶然背后藏着必然,这正是概率要研究的规律。
知识讲解
三类事件
在一定条件下,必然事件一定发生(如"太阳从东方升起"),不可能事件一定不发生(如"掷骰子掷出 7 点"),随机事件可能发生也可能不发生(如"掷骰子掷出 6 点")。
概率的定义与计算
一般地,如果一次试验共有 种等可能的结果,事件 包含其中的 种结果,那么事件 发生的概率为 。必然事件概率为 1,不可能事件概率为 0,随机事件的概率满足 。
例如掷一枚质地均匀的骰子,共 6 种等可能结果,"掷出偶数点"包含 2、4、6 三种,故概率为 。
列表法与树状图法
一次试验涉及两步(或两个因素)时,用列表法列出所有等可能结果;涉及两步以上时,用树状图法更清晰。两种方法的本质相同:不重不漏地列举全部等可能结果。
求概率三步走:① 列举所有等可能结果,求出 ;② 数出事件 包含的结果数 ;③ 代入 。关键在"等可能"与"不重不漏"。
用频率估计概率
试验次数很大时,事件发生的频率会稳定在某个常数附近,这个常数就可以作为概率的估计值。对于"图钉落地钉尖朝上"这类结果不等可能的试验,只能用大量重复试验的频率来估计概率。
经典例题
一个不透明的袋子里装有 3 个红球和 2 个白球,除颜色外完全相同。搅匀后从中随机摸出 1 个球,求摸到红球的概率。
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共 个球,每个球被摸到的可能性相等,;红球有 3 个,,所以 。
同时掷两枚质地均匀的骰子,求两枚骰子点数之和为 8 的概率。
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用列表法:第一枚有 6 种结果,第二枚有 6 种结果,共 种等可能结果;点数之和为 8 的有:、、、、,共 5 种。
注意: 和 是两种不同结果,不能合并,否则结果就不等可能了。
袋中有 2 个红球(记作红 1、红 2)和 1 个白球,从中摸出 1 个球不放回,再摸出 1 个球。求两次都摸到红球的概率。
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画树状图:第一次有红 1、红 2、白 3 种结果;第一次摸走后剩 2 个球,第二次各有 2 种结果,共 种等可能结果;两次都是红球的有:(红 1,红 2)、(红 2,红 1),共 2 种。
注意:"不放回"时第二次只剩 2 个球;若"放回",则共 种结果,概率为 。两种情形务必看清题意。
难点与易错点
- 结果不等可能却硬套公式:如"明天要么下雨要么不下雨,所以下雨概率是 "是典型错误——两种结果不等可能。
- 列举重复或遗漏:两枚骰子的 与 是不同结果;两枚相同的硬币也要当作"可区分"来列举。
- 放回与不放回混淆:不放回摸球第二次总数减 1,树状图分支要相应减少,照抄第一次的分支就错了。
- 频率与概率混为一谈:频率随试验变化,概率是确定的常数;"概率为 "不代表掷 10 次必有 5 次正面,"中奖率 1%"也不保证买 100 张彩票必中奖——概率描述的是长期规律。
生活中的应用
- 天气预报:杭州气象台发布"明天降水概率 ",就是用历史数据的频率对降水可能性做出的估计。
- 抽奖活动:商场"转盘抽奖"各奖项区域的圆心角大小决定中奖概率,角度越小奖越难中。
- 保险定价:保险公司统计大量数据得到事故发生的频率,以此估计概率、计算保费。
生活应用题 · 亚运吉祥物盲盒
小杭在杭州奥体中心纪念品店买盲盒,每个盲盒随机装有"琮琮""莲莲""宸宸"三款吉祥物中的一款,且每款出现的可能性相等。小杭连买 2 个盲盒,求两个盲盒中吉祥物恰好不同的概率。
分步解:
- 用列表法:每个盲盒有 3 种等可能结果,共 种组合。
- 两款相同的有(琮,琮)、(莲,莲)、(宸,宸)共 3 种,不同的有 种,故 。
考点
- 基础:判断必然事件、不可能事件、随机事件;用 直接求概率
- 核心:列表法、树状图法求两步试验的概率(中考解答题常规题型,注意放回与不放回)
- 频率估计概率:由频率表或统计图估计概率、估计袋中某色球的个数
- 综合:概率与统计(扇形图、条形图)结合,先读图再求概率,是杭州中考统计概率大题的固定搭配
中考真题
一个不透明的袋子里装有 1 个红球和 2 个白球,除颜色外完全相同。从中随机摸出 1 个球,记下颜色后放回搅匀,再随机摸出 1 个球。求两次都摸到白球的概率。
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设白球为白 1、白 2。放回摸球,每次都有 3 种等可能结果,共 种;两次都是白球的有:(白 1,白 1)、(白 1,白 2)、(白 2,白 1)、(白 2,白 2),共 4 种。
易错:若误按"不放回"处理,会得到 ,务必看清题目条件。
某商场促销转盘被分成 8 个大小相同的扇形,其中 3 个扇形标"谢谢惠顾",其余标有奖品。指针随机停在某个扇形内(指针指向分界线时重转)。求转一次转盘获得奖品的概率。
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8 个扇形大小相同,指针停在每个扇形内的可能性相等,;标有奖品的扇形有 个,,所以 。
转盘问题中"扇形大小相同"是等可能的前提,若扇形大小不同,则按圆心角占比计算。