孫娜
(集寧師范學(xué)院,內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)
逆事件在概率計算中的應(yīng)用
孫娜
(集寧師范學(xué)院,內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)
本文通過若干個有代表性的例題介紹了“逆事件”在概率論中的巧用,該方法有助于簡化計算,通常能起到“事半功倍”的效果.
逆事件;古典概率;正態(tài)分布
近幾年來,國內(nèi)外學(xué)者都致力于古典概率問題的研究,對于從正面入手求解概率問題給與了相當(dāng)好的手段。然而,對于求解古典概率來說,從正面求這兩個數(shù)相當(dāng)困難且運算過程繁瑣、易錯,于是可試著迂回到問題的反面逆向思維,尋求解決方案。
1.1 逆事件的概念
我們首先要明確一下關(guān)于逆事件等的基本概念以及什么情況下可以運用逆事件的性質(zhì)巧解概率問題。若A交B為不可能事件,A并B為必然事件,那么稱A事件與事件B為對立事件,也是互逆事件,這里就稱事件A為事件B的逆事件,同理,事件B也稱為事件A的逆事件[1]。
1.2 逆事件的性質(zhì)
求解古典概率問題時,要知道在滿足什么樣的條件下可以運用逆事件求解此概率問題。充分了解并運用概率的性質(zhì),把計算復(fù)雜事件的概率簡單化,其中較為重要的就是能夠靈活運用逆事件的性質(zhì)。
例1一口袋中裝有 1-N 只黑球和1只白球,每次從袋中隨機的摸出一球,并換入一只黑球,這樣繼續(xù)下去,問第k次摸球時摸到黑球的概率是多少?
因為袋中只有一只白球,而每次摸出球后總是換入黑球,故為了在第k次摸到白球,則前面的次就一定不能摸到白球。因此等價于下列事件:在前次摸球時都摸出黑球而第k次摸出白球,而此事件的概率是,這樣=
我們通過一個生活中的例子來感受一下“逆事件”在生活中的應(yīng)用:
例2(生日問題)某班級50人,問至少有兩人的生日在同一天的概率為多大?
解:假定一年按365天計算,按著上例所敘述的解題方法,可以把365天看作365個“房間”,這時“50人的生日全不相同”就相當(dāng)于“50人各住一房”,那么問題就可歸結(jié)為例3推廣中的(2)。令人中至少有兩人的生日相同},則人的生日全不相同},
從這個答案中,我們發(fā)現(xiàn)“一個班級50人中至少有兩人的生日在同一天”這個事件發(fā)生的概率并不像人們直覺上想像的那么小,反而很大,竟是0.97,也就是說,當(dāng)班級的人數(shù)達(dá)到50個的時侯,竟然有97%的班級會發(fā)生這類事件。(注意:這里要要求班級的數(shù)目是相當(dāng)多)[3]。
例3(德·梅爾問題)一顆骰子投四次至少得到一個六點與兩顆骰子投24次至少得到雙六,這兩次事件中哪一件有更多的機會遇到?
解:以A表示一顆骰子投4次至少得到一個六點這一事件,為求 P(A),在這種場合最方便的方法就是利用逆事件的性質(zhì),即,先求,這時表示投一顆骰子4次都沒有出現(xiàn)六點,因此不難得出從而得到
若以B表示兩顆骰子投24次至少的得到一個雙六這一事件,則用同樣的方法可以求得
下面我們再看一下關(guān)于醫(yī)學(xué)方面的例子。
例4 某地區(qū)居民某癌癥發(fā)病率為0.003,現(xiàn)在用一種甲胎蛋白法來檢查這種癌癥:患病則成陽性,未患病則成陰性。假陽性(即本來沒有患病結(jié)果卻成陽性)和假陰性(即本來患病了結(jié)果卻成陰性)的概率分別為0.04和0.01,某人檢驗后結(jié)果成陽性,那么他有多大的概率確實患了這一癌癥?
解:令A(yù)={被檢驗人患得這一癌癥},B={檢驗結(jié)果是陽性},則,,由逆概率性質(zhì)及貝葉斯公式得:
這個例子運用了貝葉斯公式并結(jié)合逆事件在概率中的應(yīng)用解決這個醫(yī)學(xué)方面的問題,為醫(yī)學(xué)的準(zhǔn)確發(fā)展方面做出了貢獻(xiàn)。
本文首先就古典概率的求解問題給出了從反面求解、利用逆事件進(jìn)行求解的方法。它可使我們在多種解決問題的方法中獲得最佳方法和途徑,將復(fù)雜問題簡單化,提高效率.
[1]魏宗舒等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].北京:高等教育出版社,1983.
[2]陳家鼎等.概率統(tǒng)計講義[M].北京:高等教育出版社,1980.
[3]李賢平.概率論基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2010.
Application of inverse event in probability calculation
SUN Na
(Jining Teachers College,Wulanchabu Inner Mongolia 012000)
By analyzing several typical examples,this paper introduces a skillful method of the"adverse events"in probability theory,this method can simplify calculation and usually get twice the result with half the effort.
adverse event;The classical probability;Normal distribution
O211.9
A
10.3969/j.issn.1672-7304.2015.04.037
1672-7304(2015)04-0077-02
(責(zé)任編輯:吳湘銀)
孫娜(1981-),女,山西呂梁人,講師,研究方向:多目標(biāo)決策,情感計算。