当一件物品被取出而不放回时,袋中的内容会改变,所以第二个概率必须使用新的数量。先写出第一个分数,再重新数一遍剩下的,然后才写第二个分数。
怎样更新第二步?
- 数出起始数量。 记下每种物品的数量和总数。
- 写出第一步的分数,依据这些数量。
- 在每条分支上,去掉被取走的那一个。 该种类减 1,总数也减 1。
- 写出第二步的分数,依据新的数量,一条分支一条分支地写。
- 沿路径相乘,把需要的路径相加,并检查所有路径之和是否为 1。
例题详解
一个袋子里有 5 个红球和 3 个绿球。先后取出两个,不放回。求 (a) P(两个红球),(b) P(两个颜色不同)。
第一步,第一次抽取。 P(R) = 5/8,P(G) = 3/8。
第二步,第二次抽取。
- R 之后:剩下 4 红 3 绿,共 7 个。P(R) = 4/7,P(G) = 3/7。
- G 之后:剩下 5 红 2 绿,共 7 个。P(R) = 5/7,P(G) = 2/7。
第三步,各路径。
| 路径 | 算式 | 概率 |
|---|---|---|
| R 再 R | 5/8 × 4/7 | 20/56 |
| R 再 G | 5/8 × 3/7 | 15/56 |
| G 再 R | 3/8 × 5/7 | 15/56 |
| G 再 G | 3/8 × 2/7 | 6/56 |
第四步,检查。 20 + 15 + 15 + 6 = 56,所以总和是 56/56 = 1。
第五步,(a)。 P(两个红球) = 20/56 = 5/14。
第六步,(b)。 颜色不同是 R 再 G 或 G 再 R:15/56 + 15/56 = 30/56 = 15/28。
检验 (b)。 P(颜色相同) = 20/56 + 6/56 = 26/56,而 1 − 26/56 = 30/56。两种方法一致。
要留意的错误
把第一步的分数照抄到第二步。
错误做法: P(两个红球) = 5/8 × 5/8 = 25/64。
这把“8 个球中有 5 个红球”用了两次,好像第一个球被放回去了。
改正。 一个红球已经离开袋子,所以剩下 7 个球中有 4 个红球。答案是 5/8 × 4/7 = 20/56 = 5/14。注意 25/64 约为 0.39,而 5/14 约为 0.36。两者相差不大,所以如果不重新数,这个错误很容易被忽略。
一个快速的检查:第二步的分母总是比第一步少 1,同种颜色的分子也少 1。如果两步的分母相同,你很可能忘了去掉被取走的那个。
自我检测
先自己做,再打开答案。
1. 一个盒子里有 4 颗牛奶巧克力和 6 颗黑巧克力。不放回地取两颗。求 P(两颗都是黑巧克力)。
查看答案
第一颗是黑巧克力:6/10。然后剩下 9 颗中有 5 颗黑巧克力。P = 6/10 × 5/9 = 30/90 = 1/3。
2. 用同一个盒子,求 P(一颗牛奶、一颗黑巧克力,顺序不限)。
查看答案
先牛奶后黑:4/10 × 6/9 = 24/90。先黑后牛奶:6/10 × 4/9 = 24/90。相加:48/90 = 8/15。检验:两颗牛奶是 4/10 × 3/9 = 12/90,而 12 + 30 + 48 = 90,所以总和为 1。
3. 一个袋子里有 3 个红球和 2 个蓝球。不放回地取两个。求 P(至少一个蓝球)。
查看答案
对立事件是两个都是红球:3/5 × 2/4 = 6/20 = 3/10。所以 P(至少一个蓝球) = 1 − 3/10 = 7/10。用路径检验:红蓝 6/20 + 蓝红 6/20 + 蓝蓝 2/20 = 14/20 = 7/10。
下一步
任何树状图的最后一步,是确认所有结果加起来等于一,这正是检查结果模型总和是否为一的重点。概率树状图与计数板让你在放回与不放回之间切换,并观察第二步分数如何变化。无计算器运算训练有助于保持分数精确。
如果你理解这个概念,却总在数量上出错,数学线上一对一补习能让老师看到“重新数一遍”这一步在哪里不见了。