文/胡永強
本章包括三節內容,分別是“確定事件和隨機事件”“可能性的大小”“頻率與概率”。這三節內容是按照遞進關系呈現的,要想充分理解和把握本章內容,我們需要在學好這三節內容的基礎上,弄清它們之間的邏輯關系。
生活中,在事情發生之前,有些事情是否會發生是確定的,有些事情是否會發生是不確定的。我們把確定的事情稱為確定事件,確定事件包括必然事件和不可能事件;把不能確定是否發生的事件稱作隨機事件。必然事件指在一定條件下,一定發生的事件,如在全是空位的電影院里,小紅找到一個空位;不可能事件是指在一定條件下,一定不發生的事件,如從一百件正品中找到一件次品;不確定事件即隨機事件,是指在一定條件下,可能發生,也可能不發生的事件,如七個人排成一排照相,甲、乙正好相鄰。
“用數學的眼光觀察現實世界,用數學的思維思考現實世界,用數學的語言表達現實世界”既是數學學習的出發點,也是數學學習的歸宿。事件發生的可能性有大有小,如何用數學的語言描述它呢?在數學中,我們通常用0 和1 及其之間的數值來表示某一事件發生的可能性。不可能事件發生的可能性為0;必然事件發生的可能性是1;隨機事件發生的可能性介于0和1 之間。一般地,隨機事件發生的可能性有大有小,我們可以利用已經學過的相關數學知識計算它。
例1擲一枚正方體的骰子,各個面上分別標有數字1、2、3、4、5、6,求下列事件發生的可能性大小:(1)朝上的數字是奇數;(2)朝上的數字能被3除余1;(3)朝上的數字不是3 的倍數;(4)朝上的數字小于6。
一個事件發生的可能性大小的數值,就是這個事件發生的概率。隨機事件發生的概率是由其自身決定的,是隨機事件的自身屬性,它反映這個隨機事件發生的可能性的大小。有的隨機事件發生的概率可以通過計算獲得,有的隨機事件發生的概率很難直接確定。對于難以直接確定概率的隨機事件,我們可以采用間接方法獲取,比如用多次重復試驗下的“頻率”估計“概率”。
例2在一個不透明的口袋里裝有若干個相同的紅球,為了估計袋中紅球的數量,八(1)班學生在數學實驗室分組做摸球試驗:每組先將10 個與紅球大小形狀完全相同的白球裝入袋中,攪勻后從中隨機摸出一個球并記下顏色,再把它放回袋中,不斷重復。表1 是統計匯總這次活動各小組數據后獲得的全班數據。請估計隨機摸出一個球是白球的概率。
我們需要弄清頻率與概率之間的關系。從表中的統計數據可知,在大量重復試驗下,摸到白球的頻率穩定在0.4左右,據此可以估計隨機摸出一個球是白球的概率約為0.4。
總之,科學合理的數據往往比個人的主觀判斷更為可靠。研究隨機事件的概率可以幫助人們做出科學合理的預測與決策,這很好地體現了數學和生活之間有著密切的聯系。
表1