文浦敘德(特級教師)
(作者單位:江蘇省無錫市新吳區(qū)教師發(fā)展中心)
義務(wù)教育階段的數(shù)學課程內(nèi)容主要是“數(shù)與代數(shù)”“圖形與幾何”“統(tǒng)計與概率”“綜合與實踐”四大板塊。其中,前三個板塊是以“顯性數(shù)學知識”為主,第四板塊以“運用應(yīng)用知識”為主。小學里我們只是了解了最簡單事件發(fā)生的可能性的大小?!案怕省备拍罴捌湎嚓P(guān)知識是初中三大顯性知識板塊中最后一個呈現(xiàn)的內(nèi)容。本章“認識概率”是初中階段學習概率的起始章,它為我們用數(shù)學的眼光認識世界提供了一個新的視角。
本章主要由“確定事件與隨機事件”“可能性的大小”與“頻率與概率”三節(jié)內(nèi)容組成。從知識逐步“生長”的角度看,這三節(jié)內(nèi)容之間構(gòu)成了一個遞升的關(guān)系。所以,要學好本章內(nèi)容,我們只需依次理清如下三個要點:
事件有確定事件與不確定事件之分,確定事件又分為不可能事件與必然事件,不確定事件就是隨機事件。如“太陽西升東落”就是不可能事件,不管如何,它發(fā)生的可能性為0;“太陽東升西落”就是必然事件,不管如何,它發(fā)生的可能性為100%;“明天會下雨”就是隨機事件,它發(fā)生的可能性有大有小。所以,針對一個事件,我們首先要學會判斷它屬于哪類事件。如果對事件按照發(fā)生的可能性從小到大進行排序,那么依次為不可能事件、隨機事件、必然事件。換句話說,隨機事件居于不可能事件與必然事件這兩類確定事件之間。
例1 下列事件是必然事件的是( )。
A.某種彩票中獎率是1%,則買這種彩票100張一定會中獎
B.一組數(shù)據(jù)1、2、4、5的平均數(shù)是4
C.三角形的內(nèi)角和等于180°
D.若a是實數(shù),則 ||a>0
【解析】在一定條件下,事先能肯定它一定會發(fā)生的事件叫作必然事件。在四個選項中:A、D是事先無法肯定的,為隨機事件;B是事先能肯定一定不會發(fā)生的,為不可能事件;只有C是必然事件。所以,答案選C。
隨機事件是在一定條件下,事先無法確定會不會發(fā)生的事件。它不是不可能發(fā)生,也不是必然發(fā)生。那么,如何刻畫隨機事件呢?我們可以用隨機事件發(fā)生的可能性的大小來刻畫。如對于“用寫有1、1、2的三張簽來給人抽簽”這個事件,你抽到的可能是“1”,也可能是“2”,但你抽到“1”的可能性比抽到“2”的可能性大。
例2 請你談?wù)剬ο旅嫒齻€事件發(fā)生的可能性的認識。事件1:拋一枚硬幣,正面朝上;事件2:拋一個每個面上分別標有1、2、3、4、5、6的正方體骰子,標有1的面朝上;事件3:正面分別是2、3、4的三張撲克牌反面朝上,抽到正面是2的撲克牌。小明是這樣說的:它們都是隨機事件,它們發(fā)生的可能性無法確定。小紅是這樣說的:既然大家都是隨機事件,它們發(fā)生的可能性是一樣的。你認為呢?
【解析】首先,小明、小紅都認識到這三個事件都是隨機事件,他們在這一點上是正確的。其次,上述隨機事件發(fā)生的可能性既不是無法確定,也不是一樣大。再次,隨機事件發(fā)生的可能性有大有小,可以用可能性的大小來判斷。就事件1而言,拋后硬幣正面朝上的可能性與反面朝上的可能性是一樣的,所以,正面朝上的可能性是就事件2而言,拋后骰子上標有1、2、3、4、5、6的面朝上的可能性也是一樣的,所以標有1的面朝上的可能性是就事件3而言,同理可得,抽到正面是2的可能性是綜上,這三個隨機事件發(fā)生的可能性有大有小。事件1發(fā)生的可能性最大。其次是事件3,事件2發(fā)生的可能性最小。
“隨機事件發(fā)生的概率”就是這個事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值。概率是由隨機事件自身決定的,是隨機事件自身的屬性,它反映了這個隨機事件發(fā)生的可能性大小。雖然有時我們不能直接確定一個事件發(fā)生的概率是多少,但它發(fā)生的概率值真實存在著。有時我們可以用“頻率”來估計“概率”,找到這個確定的值。這個值就是該事件發(fā)生的概率。
【解析】首先,我們要搞清“頻率”與“概率”這兩者的區(qū)別與聯(lián)系。對于一個隨機事件而言,事件發(fā)生的概率是一個確定值,與試驗的次數(shù)無關(guān)。而試驗中的頻率是不確定的。當試驗次數(shù)較少時,頻率的大小搖擺不定;當試驗次數(shù)增大時,頻率會逐漸穩(wěn)定在某一個值上。這個穩(wěn)定的值就是概率。擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣時,前10次中有7次正面朝上,此時,正面朝上的頻率為0.7。擲第11次之前,誰也不知道結(jié)果是正面朝上還是反面朝上。但隨著試驗次數(shù)的不斷增加,我們會發(fā)現(xiàn),正面朝上的頻率會逐步接近0.5。而這個0.5正是“擲硬幣正面朝上”事件的概率。所以,不管第幾次擲硬幣,正面朝上的概率始終等于0.5。
總之,事先可以肯定一定不發(fā)生或一定發(fā)生的事件是確定事件,對這類事件的研究比較簡單。而事先不可預言結(jié)果的事件是隨機事件,對這類事件的研究相對比較復雜。研究隨機事件的最大意義就是:雖然事先不能確定一個事件發(fā)生的最終結(jié)果,但可以通過對“概率大小”的研究,知道它發(fā)生的可能性的大小。如果我們把“方程”看作“未知中的已知”,那么“概率”就可以看作“不確定中的確定”。概率會為我們對某件事情的合理安排、科學決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。