一個學習初高中概率必經的討論

有一位學生拿來這樣一道競賽的概率題,問我為什麼他那麼做不對。咱們首先來看一下題目:

Two cards are dealt from a deck of four red cards labeled A, B, C, D and four green cards labeled A, B, C, D. A winning pair is two of the same color or two of the same letter. What is the probability of drawing a winning pair?

題目大意:有四張標有 A、B、C、D 紅色的卡片和四張標有 A、B、C、D 的綠色卡片,隨機從中發兩張,如果是同顏色或者同字母都算作贏了,問有多大概率贏。

此題在 AMC 競賽中屬於 AMC8 的難題或是 AMC10 中等題,在美高或者中國高中概率那一章節也會學到。但很多人是不能準確算出的,比如問我這道題的這位同學的做法:

概率問題是否需要考慮順序 | 一個學習初高中概率必經的討論

我看完他的過程,非常理解他的思路。他是想:

1.如果相同顏色,那麼第一個顏色任意(8 種選法),第二個顏色要想和第一個一樣,就還可以在其餘三個相同的顏色中選 1 個,有 3 中選法。總共 8×3=24 種

2.如果相同字母,同理,8 種

3.上述可行的共有 32 種,他認為總數是在 8 箇中選兩個,C 8 抽 2=28,然後就算出了這個大於 1 的奇怪概率。

問題出在哪呢?大家可以先想想再往下翻。

這就好比要畫美國隊長,你全用卡通的畫風是可以的:

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你全用寫實的畫風也是可以的:

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但是!如同下面這樣畫就很奇怪了:

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該同學的做法就像是最後一張圖的畫法,把一種模式的“頭”和另一種模式的“身體”拼在了一起。我們再來看一下他的算式:

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分子上的 8×3=24 是有順序之分的,也就是說“先取紅色的 A 再取紅色的 B”和“先取紅色的 B 再取紅色的 A ”是不同的。而分母上卻用 C (Combination)抽取,當作不分順序的,這就不行了。

我們再回頭看題目,到底分不分順序呢?題目說的是“Two cards are dealt from a deck”,簡單來說就是發兩張牌。我們都玩過牌,知道發兩張牌可以一張一張發(有順序的),也可以一把抓出兩張,平行地發出去(無順序的),都可以!所以咱們就有種算法:

方法一:當有序的

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方法二:當無序的

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這兩種做法都是對的,但說實話,很多學生即使到了高中,對於這種概率問題還是搞不清楚。我覺得解決辦法是:1.先用小的數字具體枚舉一下,比較直觀;2.多做類似的題目,每次遇到這種題都用不止一種方法試試,多交流多討論。


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