概率与统计易错剖析

来源 :高中生学习·高三版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ccsrg
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  对抽样方法含义理解不清致误
  例1 学校附近一家小超市为了解一年的客流量情况,决定用系统抽样从一年中抽出52天作为样本实施调查(即从每周抽取1天,一年恰好有52个星期),你觉得这样的选择合适吗?为什么?
  错解1 合适,因为一年的天数较多,采取系统抽样减少了抽取天数.
  错解2 合适,每个星期抽取一天,等距抽样,适用于总体中个体数较多.
  错解3 合适,分层抽样更平均.
  错解4 合适,系统抽样是随机的,具有一定代表性.
  错解5 不合适,样本容量小.
  分析 这家超市位于学校附近,其顾客很多为学生,客流量受到学生作息时间的影响. 如周末时,客流量会明显减少,如果用系统抽样来抽取样本,起始点抽到星期天的话,样本代表的客流量会明显偏低. 另外,寒暑假也会直接影响超市的客流量.
  正解 不合适. 利用简单随机抽样和分层抽样,可以把一周分为7天,一年分为52层,每层用简单随机抽样的方法,抽取适当的样本进行调查.
  点拨 概率和统计在生活中已经得到了广泛的应用,为方方面面带来了便利. 我们学习数学的最终目的也是要应用在我们的生活中,在处理这种实际应用题时,要结合自己的生活经验多思考.
  混淆互斥事件与相互独立事件致误
  例2 一个通讯小组有[A,B]两套通讯设备,只要有一套设备正常工作,就能进行通讯. [A,B]设备各由2个、3个部件组成,只要其中有1个部件出现故障,这套设备就不能正常工作. 如果在某个时间内每个部件都不出现故障的概率都为[P],试计算在这段时间内能进行通讯的概率.
  错解 [A,B]两套通讯设备在某个时间内能正常工作的概率分别为[P(A)=P2,P(B)=P3,]则在这段时间内能进行通讯的概率为[P(A+B)=P(A)+P(B)=P2+P3].
  分析 上面所用的公式是两个互斥事件有一个发生的概率,而题中[A,B]两套通讯设备能正常工作这两个事件是相互独立的. 互斥与独立是两种不同的关系,一般没有必然联系,不能混淆,把互斥结果套用在独立事件中是错误的.
  正解 方法一:采用逆向思维来求解. [A,B]至少有一个正常工作的对立事件是[A,B]都不能正常工作. [A]不能正常工作的概率为[1-P2],[B]不能正常工作的概率为[1-P3],故所求概率为
  [1-(1-P2)(1-P3)=P2+P3-P5].
  方法二:采用正向思维来求解. [A,B]两套通讯设备在这段时间内能进行通讯这一事件包括:[A]正常,[B]不正常;[A]不正常,[B]正常;[A,B]都正常. 且这三个事件彼此互斥,故所求概率为
  [P2(1-P3)+P3(1-P2)+P2?P3=P2+P3-P5.]
  点拨 互斥事件与相互独立事件的判断,只需要抓住它们的定义就可以进行区分. 互斥事件发生在一次试验中可能出现的不同结果,这两个事件不可能同时发生;而相互独立事件发生在互不干涉的不同试验中,一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率不产生任何影响. 它们虽然都描绘了两个事件间的关系,但所描绘的关系是根本不同的.
  概念认识模糊考虑问题不周致误
  例3 如图所示,若用五种不同的颜色给一个四棱锥[S-ABCD]的每一个顶点涂上一种颜色,则使同一条棱上的两个顶点不同色的概率是多少?
  分析 第一种错解中,把四棱锥误看成四面体,就从5种颜色中任取了四种颜色并将四种颜色全排了.第二种错解中,简单地使用了加法原则,分成了三类,使用五种颜色、四种颜色和三种颜色,但考虑不周全,四种颜色还要分类. 第三种错解中,没有理解乘法原理的概念,盲目地套用公式,底面的四个顶点涂色需要分类. 第四种错解中,在使用四种颜色和三种颜色分类后分步,但分析有误,不严密,出现了错误. 第五种错解中,理解题意有误,以为五种颜色均要用完. 第六种错解中,使用了分组,忽略了平均分组导致分类讨论中情况重复出现.
  正解 对满足本题的涂色方案有两种方法.
  方法一:当[A,C]颜色相同时,涂法有[C15C14C13C13][=180]种;当[A,C]颜色不相同时,涂法有[C15C14C13C12C12=240]种,共有涂法180+240=420种.
  方法二:分类使用5种颜色的涂法有[A55]种,使用4种颜色的涂法有[2A45]种,使用3种颜色的涂法有[A35]种,共有涂法[A55]+[2A45]+[A35]=420种.
  这两种思路求得满足题设的涂法结果是一样的,则本题所求的概率应该是[P=42055=84625].
  点拨 概率的计算中往往掺杂着排列组合问题,而排列组合问题的类型繁多,计算也很灵活,大家都直观地认为“分步用乘法、分类用加法,有序排列,无序就是组合”. 但在解题的过程中同学们往往对概念理解不清楚、考虑问题不周全、忽略有关条件等原因导致在排列组合问题上的计算漏与重,使得最后计算的概率出错.
  忽视基本事件的等可能性致误
  例4 已知直角三角形的两直角边都是区间(0,1)上的随机数,试求斜边长小于[23]的概率.
  错解 设直角三角形的两直角边分别为[x,y][(x,y∈(0,1))],由题意可知,[0  [(1)][(2)]
  分析 将基本事件由点[(x,y)]转化为[(x2,y2)]后,落入正方形区域内不是均匀的(不是等可能的). 若用计算机有关软件来设计程序,画出散点图,可直观显示点[(x2,y2)]是非均匀分布的.
  正解 设直角三角形的两直角边分别为[x,y] [(x,y∈(0,1)),]由题意可知,[0  则所求的概率为[P(A)=S阴S正=14×π×491=π9].
  点拨 几何概型在基本事件转化的过程中,不仅要注意基本事件之间的一一对应性,还要符合几何概型的“等可能性”.
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