期刊VIP學術指導 符合學術規范和道德
保障品質 保證專業,沒有后顧之憂
【摘要】概率論是對隨機現象統計規律演繹的研究,它的一些原理和知識普遍應用于生活的點點滴滴,如生活中的抓鬮問題、福利彩票的中獎問題、賭博時賭注的合理分配問題等.基于對這些問題的認識,文章從概率論的角度出發,結合具體的事例,對生活中的概率問題進行了探討.
【關鍵詞】概率論;條件概率;古典概型;貝葉斯公式;數學期望
概率論是研究隨機現象數量規律的一門重要的數學分支,它源于生活,也用于生活.隨著科學技術的發展以及計算機的普及,概率論不僅被廣泛用于各行各業,為分析社會現象、研究自然科學、處理公共事業提供了極大的幫助,在生活中也發揮著越來越廣泛的作用.事實證明,生活中處處存在著概率,而且生活中的概率問題往往讓我們意想不到.那么怎樣學會運用概率知識來解決生活中的簡單實際問題呢?下面結合本人多年的教學實踐談談概率論在生活中的一些簡單應用.
一、彩票問題
雙色球彩票是中國福利彩票的一種,開獎規則是從33個紅色球中選6個再加上從16個藍色球中選1個,一共7個數字組成一注.開獎后按號碼重合個數決定獎金等級,這其中是不論順序的,號碼對了即可.獎金等級分為一、二、三、四、五、六等獎:一等獎 6紅1藍,浮動獎金;二等獎6紅0藍,浮動獎金;三等獎5紅1藍,3000元;四等獎5紅0藍或4紅1藍,200元;五等獎4紅0藍或3紅1藍,10元;六等獎0紅1藍或2紅1藍或1紅1藍,5元.浮動獎金是根據當期的銷售情況來定的,如2010年一、二等獎的獎金平均值分別為696萬元、23.4萬元.
根據上表容易算出雙色球的總中獎率P≈0.067,說明100人各買一注的話,約有6人會中獎.由于中五等獎的概率為7.76×10-3<0.01,故中五等獎是一個小概率事件,根據小概率事件原理知道,小概率事件在一次實驗中一般不會發生,只有在大量實驗后方可發生.所以一般情況下你買的少量幾注彩票是不會中獎的.
那么當你拿出2元買一注彩票時,你獲利的期望值是多少呢?下面以2010年的浮動獎金計算如下:
5.64×10-8×6960000+8.46×10-7×234000+9.14×10-6×3000+4.34×10-4×200+7.76×10-3×10+5.89×10-2×5+(1-0.067)×(-2)≈-0.789.
即買一注彩票獲利的期望值為 -0.789元,說明我們每買一注雙色球彩票平均損失0.789元,買得越多越逃不出這個宿命,所以福彩中心永遠是贏家.如果三、四、五、六等獎獎金不變,要想獲利期望值為零,也就是不賺不虧,那么一等獎獎金要定位為16251600元,二等獎獎金要為546390元.而福彩中心已經明文規定一等獎獎金不超過一千萬,這樣才會保住他們募集福利資金的宗旨.
二、抓鬮問題
在生活中,我們經常會遇到一些抓鬮、抽簽的問題,有人會想到先抽者有利,正所謂“先下手為強”,但是真的是這樣嗎? 下面我們先解決如下問題.
例1 n個人用摸彩的方式決定誰得到一張電影票,他們依次摸彩,求第k(k≤n)個人摸到電影票的概率.
分析 這是一個條件概率問題,第k個人摸到,說明前(k-1)個人都沒有摸到,第二人摸時是在第一人沒摸到的條件下進行的,同樣第三人摸時是在第一和第二人同時沒摸到的條件下進行的,以此類推.
解 令Ai=“第i個人摸到票”,i=1,2,3,…,(k-1),k,第k個人摸到,說明前(k-1)個人都沒有摸到,故第k人摸到的概率為
P[ZK(]=P(A1A2…Ak-1Ak)=[ZK(]P(A1)P(A2A1)P(A3A1A2)…
P(Ak-1A1A2…Ak-2)P(AkA1A2…Ak-1)[ZK)]=n-1n×n-2n-1×n-3n-2×…×n-(k-1)n-(k-2)×1n-(k-1)=1n,[ZK)]
可見每個人摸到電影票的概率都是一樣的,與摸的順序無關.
一般地,有下列結論:若n個簽中有m(1
三、生日問題
例2 著名生日問題:從一個較大的人群中隨機地選取n(n≤365)個人,求其中至少有兩個人的生日相同的概率.
分析 兩人的生日相同是指兩人出生于一年內的同一天,如果排除主觀因素,認為生產是自然現象,即每個孩子在哪天出生都是等可能的,本題是一個古典概型問題.
解 設A=“n人中至少有兩人生日相同”,則A-=“n人中沒有兩人生日相同”,假定一年以365天計算,一個人的生日可以是365天中的任一天,即有365種情況,故n 個人的生日情況包含365n個基本事件.
n個人中沒有兩人同一天生日,就相當于從365天中任意選出n天的排列,即含Cn365·n!個基本事件,故有
P(A-)=Cn365·n!365n=365!365n(365-n)!,
所以
P(A)=1-P(A-)=1-365!365n(365-n)!.
當n較大時,上式計算量很大,下表列出一些具體數值:
從上表容易看出,一個有50個學生組成的班集體,至少有兩人生日相同的可能性竟然高達97%,這是難以想象的.
推薦閱讀:概率歸納邏輯的興起邏輯學論文投稿