一个学习初高中概率必经的讨论

有一位学生拿来这样一道竞赛的概率题,问我为什么他那么做不对。咱们首先来看一下题目:

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?

题目大意:有四张标有 A、B、C、D 红色的卡片和四张标有 A、B、C、D 的绿色卡片,随机从中发两张,如果是同颜色或者同字母都算作赢了,问有多大概率赢。

此题在 AMC 竞赛中属于 AMC8 的难题或是 AMC10 中等题,在美高或者中国高中概率那一章节也会学到。但很多人是不能准确算出的,比如问我这道题的这位同学的做法:

概率问题是否需要考虑顺序 | 一个学习初高中概率必经的讨论

我看完他的过程,非常理解他的思路。他是想:

1.如果相同颜色,那么第一个颜色任意(8 种选法),第二个颜色要想和第一个一样,就还可以在其余三个相同的颜色中选 1 个,有 3 中选法。总共 8×3=24 种

2.如果相同字母,同理,8 种

3.上述可行的共有 32 种,他认为总数是在 8 个中选两个,C 8 抽 2=28,然后就算出了这个大于 1 的奇怪概率。

问题出在哪呢?大家可以先想想再往下翻。

这就好比要画美国队长,你全用卡通的画风是可以的:

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你全用写实的画风也是可以的:

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但是!如同下面这样画就很奇怪了:

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该同学的做法就像是最后一张图的画法,把一种模式的“头”和另一种模式的“身体”拼在了一起。我们再来看一下他的算式:

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分子上的 8×3=24 是有顺序之分的,也就是说“先取红色的 A 再取红色的 B”和“先取红色的 B 再取红色的 A ”是不同的。而分母上却用 C (Combination)抽取,当作不分顺序的,这就不行了。

我们再回头看题目,到底分不分顺序呢?题目说的是“Two cards are dealt from a deck”,简单来说就是发两张牌。我们都玩过牌,知道发两张牌可以一张一张发(有顺序的),也可以一把抓出两张,平行地发出去(无顺序的),都可以!所以咱们就有种算法:

方法一:当有序的

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方法二:当无序的

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这两种做法都是对的,但说实话,很多学生即使到了高中,对于这种概率问题还是搞不清楚。我觉得解决办法是:1.先用小的数字具体枚举一下,比较直观;2.多做类似的题目,每次遇到这种题都用不止一种方法试试,多交流多讨论。


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