概率：用數(shù)學(xué)的新視角來認識世界

浦敘德

義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)課程內(nèi)容主要是“數(shù)與代數(shù)”“圖形與幾何”“統(tǒng)計與概率”“綜合與實踐”四大板塊。其中，前三個板塊是以“顯性數(shù)學(xué)知識”為主，第四板塊是以“運用應(yīng)用知識”為主。小學(xué)里我們只是了解了最簡單事件發(fā)生的可能性的大小。“概率”的概念及其相關(guān)知識是初中三大顯性知識板塊中最后一個呈現(xiàn)的內(nèi)容。本章“認識概率”是初中階段學(xué)習(xí)概率的起始章，它為我們用數(shù)學(xué)的眼光認識世界提供了一個新的視角。

本章主要由“確定事件與隨機事件”“可能性的大小”與“頻率與概率”三節(jié)內(nèi)容組成。從知識逐步“生長”的角度看，這三節(jié)內(nèi)容之間構(gòu)成了一個遞升的關(guān)系。所以，要學(xué)好本章內(nèi)容，我們只需依次理清如下三個要點：

一、“隨機事件”介于“不可能事件”與“必然事件”之間

事件有確定事件與不確定事件之分，確定事件又分為不可能事件與必然事件，不確定事件就是隨機事件。如“太陽西升東落”就是不可能事件，不管如何，它發(fā)生的可能性為0;“太陽東升西落”就是必然事件，不管如何，它發(fā)生的可能性為100%;“明天會下雨”就是隨機事件，它發(fā)生的可能性有大有小。所以，針對一個事件，我們首先要學(xué)會判斷它屬于哪類事件。如果對事件按照發(fā)生的可能性從小到大進行排序，那么依次為不可能事件、隨機事件、必然事件。換句話說，隨機事件居于不可能事件與必然事件這兩類確定事件之間。

例1 下列事件是必然事件的是（）。

A.某種彩票中獎率是1%，則買這種彩票100張一定會中獎

B.一組數(shù)據(jù)1、2、4、5的平均數(shù)是4

C.三角形的內(nèi)角和等于180°

D.若a是實數(shù)，則[a]>0

【解析】在一定條件下，事先能肯定它一定會發(fā)生的事件叫作必然事件。在四個選項中：A、D是事先無法肯定的，為隨機事件;B是事先能肯定一定不會發(fā)生的，為不可能事件;只有C是必然事件。所以，答案選C。

二、“隨機事件”發(fā)生的可能性有大有小，可以用“可能性的大小”來衡量

隨機事件是在一定條件下，事先無法確定會不會發(fā)生的事件。它不是不可能發(fā)生，也不是必然發(fā)生。那么，如何刻畫隨機事件呢？我們可以用隨機事件發(fā)生的可能性的大小來刻畫。如對于“用寫有1、1、2的三張簽來給人抽簽”這個事件，你抽到的可能是“1”，也可能是“2”，但你抽到“1”的可能性比抽到“2”的可能性大。

例2 請你談?wù)剬ο旅嫒齻€事件發(fā)生的可能性的認識。

事件1：拋一枚硬幣，正面朝上;

事件2：拋一個每個面上分別標有1、2、3、4、5、6的正方體骰子，標有1的面朝上;

事件3：正面分別是2、3、4的三張撲克牌反面朝上，抽到正面是2的撲克牌。

小明是這樣說的：它們都是隨機事件，它們發(fā)生的可能性無法確定。小紅是這樣說的：既然大家都是隨機事件，它們發(fā)生的可能性是一樣的。你認為呢？

【解析】首先，小明、小紅都認識到這三個事件都是隨機事件，他們在這一點上是正確的。其次，上述隨機事件發(fā)生的可能性既不是無法確定，也不是一樣大。再次，隨機事件發(fā)生的可能性有大有小，可以用可能性的大小來判斷。就事件1而言，拋后硬幣正面朝上的可能性與反面朝上的可能性是一樣的，所以，正面朝上的可能性是[12]。就事件2而言，拋后骰子上標有1、2、3、4、5、6的面朝上的可能性也是一樣的，所以標有1的面朝上的可能性是[16]。就事件3而言，同理可得，抽到正面是2的可能性是[13]。綜上，這三個隨機事件發(fā)生的可能性有大有小。事件1發(fā)生的可能性最大，其次是事件3，事件2發(fā)生的可能性最小。

三、用頻率的大小（頻率的穩(wěn)定性）估計概率

“隨機事件發(fā)生的概率”就是這個事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值。概率是由隨機事件自身決定的，是隨機事件自身的屬性，它反映了這個隨機事件發(fā)生的可能性大小。雖然有時我們不能直接確定一個事件發(fā)生的概率是多少，但它發(fā)生的概率值真實存在著。有時我們可以用“頻率”來估計“概率”，找到這個確定的值。這個值就是該事件發(fā)生的概率。

例3 小芳擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣10次。有7次正面向上。當(dāng)她擲第11次時，正面向上的概率為? ? ? ? ? ? 。

【解析】首先，我們要搞清“頻率”與“概率”這兩者的區(qū)別與聯(lián)系。對于一個隨機事件而言，事件發(fā)生的概率是一個確定值，與試驗的次數(shù)無關(guān)。而試驗中的頻率是不確定的。當(dāng)試驗次數(shù)較少時，頻率的大小搖擺不定;當(dāng)試驗次數(shù)增大時，頻率會逐漸穩(wěn)定在某一個值上。這個穩(wěn)定的值就是概率。擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣時，前10次中有7次正面朝上，此時，正面朝上的頻率為0.7。擲第11次之前，誰也不知道結(jié)果是正面朝上還是反面朝上。但隨著試驗次數(shù)的不斷增加，我們會發(fā)現(xiàn)，正面朝上的頻率會逐步接近0.5，而這個0.5正是“擲硬幣正面朝上”事件的概率。所以，不管第幾次擲硬幣，正面朝上的概率始終等于0.5。

總之，事先可以肯定一定不發(fā)生或一定發(fā)生的事件是確定事件，對這類事件的研究比較簡單。而事先不可確定結(jié)果的事件是隨機事件，對這類事件的研究相對比較復(fù)雜。研究隨機事件的最大意義就是：雖然事先不能確定一個事件發(fā)生的最終結(jié)果，但可以通過對“概率大小”的研究，知道它發(fā)生的可能性的大小。如果我們把“方程”看作“未知中的已知”，那么“概率”就可以看作“不確定中的確定”。概率會為我們對某件事情的合理安排、科學(xué)決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

（作者單位：江蘇省無錫市新吳區(qū)教師發(fā)展中心）