三盒兩球問題(題目講解+流程圖簡介)
????????有3個質(zhì)地完全相同的盒子,第1個盒子有1個藍(lán)球和1個紅球,第2個盒子有2個紅球,第3個盒子有3個藍(lán)球。求:先取出一球是紅球,再取出一球是紅球的概率?

????????如果你回答的是1/3,那么我要跟你說:“對不起,你答錯了!”首先我告訴你正確的答案是2/3。為什么是2/3?我會從小學(xué)奧數(shù)、初中數(shù)學(xué)、高中數(shù)學(xué)3個不同的解題角度來解釋:
????????我們先來看用小學(xué)奧數(shù)怎么解?:
????????把3個盒子分別標(biāo)為盒1、盒2、盒3;紅球標(biāo)上紅1、紅2、紅3。

????????通過觀察圖片,我們發(fā)現(xiàn),紅1在盒1里,紅2和紅3在盒2里;∵盒3里全是藍(lán)球,不合題意,∴我們可以不去考慮盒3。根據(jù)題意,從盒1里只能取紅1而不能取藍(lán)球,那么我把紅1取出后,再取出的球必定是藍(lán)球;雖然盒1中取出1球有2種可能,但是其中符合題意的只有取紅1一種可能,那么從盒1中取出1球。另外,我們又發(fā)現(xiàn)紅2、紅3在盒2里,根據(jù)題目已知條件,可以知道,顯然盒2中一定能取到紅球,即取出紅2后必定取出紅3,反之同理。在這3種情況中,有2種情況時取出一個紅球后必定再取出的是紅球,并且是等概率事件。答案就是2/3了。
? ? ? ? 該解法的流程圖如下:

? ? ? ????我們先來看這個流程圖:最開始是對每個盒子上、每個紅球各自進(jìn)行編號作了說明,接下來結(jié)合題意拆分成了從盒1、盒2中均拿出一個紅球分類列舉了所有情況,接下來這兩種情況各自對“先取出一球是紅球,再取出一球是不是紅球”進(jìn)行了各自的判斷,通過判斷得出相對應(yīng)的結(jié)果,接下來可以知道,盒1中必取出藍(lán)球后不可能再取到紅球,而盒2中必然還能再去到紅球接下來再對盒2中取出“紅2”后進(jìn)行判斷下一個能取出什么紅球,通過得出“必取出紅球”并與“必取出藍(lán)球”聯(lián)立來得出該事件為等概率事件,最后求得先取出一球是紅球,再取出一球是紅球的概率為2/3。
??????????我們再來看用初中數(shù)學(xué)怎么解?:
????????先把藍(lán)球分別標(biāo)上藍(lán)1、藍(lán)2、藍(lán)3。

????????可不可以同時取一紅一藍(lán)?當(dāng)然可以?!哳}目中提到的是“取紅球”,而不是“取藍(lán)球”,采用這種控制部變量的思想解決問題不會結(jié)果的,但前提必須是等概率事件。我先假設(shè)取出紅1,再把取一紅一藍(lán)所有可能列舉出來(具體如下圖):

????????答:根據(jù)列表可知,∵一共有9種可能,其中可以取一紅一藍(lán)的有6種可能,∴P(先取出一球是紅球,再取出一球是紅球)=2/3。
????????我在表格中第1列打“×”是∵我已經(jīng)把紅1先取走了,這時無論哪個藍(lán)球與1號取走都是不可能的。但此時紅2、紅3還在,∴紅2或紅3就一定能和任意一個藍(lán)球取走,正是這樣我才在表格第2、3列打“√”。也就是說,打“×”表示不可能一紅一藍(lán)同時取走,反之打“√”表示一紅一藍(lán)一定可以取走。最后套用概率公式求最終的概率寫答語就可以了。
????????但是要注意你在答題的時候就不能打“√”“×”了。

? ? ? ? 我們再來看看這個流程圖:最開始的語句是在上個流程圖的第一個語句的基礎(chǔ)上多加了標(biāo)記“藍(lán)1”“藍(lán)2”“藍(lán)3”,接下來通過分類討論說明取出每個球后還剩什么紅球,但無論怎樣,此時都只剩2個紅球,從而得知是等概率事件,接下來判斷取出“紅1”后再取一紅一藍(lán)后哪個紅球不能和藍(lán)球取,哪個紅球能和藍(lán)球取,進(jìn)而得出所有可能,最后通過寫答語求出先取出一球是紅球,再取出一球是紅球的概率。
????????我們最后來看用高中數(shù)學(xué)怎么解?:
????????結(jié)合概率的基本性質(zhì),可以把該問題拆成2個事件:設(shè)“先取出一球是紅球”為事件A,“再取出一球是紅球”為事件B。觀察題目已知條件,套用概率公式P(A)=A包含的基本事件數(shù)/基本事件總數(shù)=m/n可以求得事件A的概率為1/2,事件B的概率為2/5?!咴撌录?zhí)行的步驟屬于分步執(zhí)行的,∴用乘法公式:P(AB)=P(A)×P(B)=(1/2)×(2/5)=1/5。
????????為什么算出的不是2/3而是1/5?錯在哪里了?
????????∵拿走一個球之后,基本事件發(fā)生的總可能數(shù)必然會減1,那么基本事件發(fā)生的次數(shù)也就隨之減1了,況且分?jǐn)?shù)的分母和分子同時減去同一個數(shù)后大小不變是假命題。說到底,就是事件A發(fā)生時會影響事件B的發(fā)生,屬于互斥事件。
????????那么怎樣求才能求得結(jié)果為2/3呢?這就要思考如何將其事件轉(zhuǎn)化為獨(dú)立事件:
????????事件A不變,事件B變成“先取出一球是紅球,再取出一球是紅球”。從字面上我們就可以看出,事件B的句子“先取出一球是紅球”這部分包含于事件A。這就說明了事件B是在事件A發(fā)生的基礎(chǔ)上發(fā)生的。至于實(shí)際含義呢,就是正∵只有盒2中的2個球都是紅色的,無論去了哪個,剩下取出的一個球都是紅球。進(jìn)而我們可以套用條件概率公式解決:P(A|B)=P(AB)/P(B)=包含的基本事件數(shù)/B包含的基本事件數(shù)=(1/3)/(1/2)=2/3。

? ?????我們最后看這個流程圖:最開始把一個事件拆成兩個事件,其中事件A為“先取出一球是紅球”,事件B為“先取出一球是紅球,再取出一球是紅球”,接下來判斷兩個事件是互斥還是獨(dú)立,如果是用乘法公式算的,那么就是互斥的,如果使用條件概率算的,那么就是獨(dú)立的,接下來不再繼續(xù)用乘法公式計算,而是用條件概率公式繼續(xù)計算,最后套用條件概率公式算出結(jié)果。
?????總結(jié):在這3種解法中,雖然用小學(xué)奧數(shù)的方法解決起來最麻煩,用高中數(shù)學(xué)的方法解起來最方便,但是小學(xué)奧數(shù)的解題思路最容易理解,高中數(shù)學(xué)的解題思路最難理解,還包括其中的流程圖。
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