概率(Probability)是生活中经常出现的一个名词。出门带不带伞要看看下雨的概率;上课点名回答问题,也有被点到的概率;甚至于选择题不会做,也会看看蒙对的概率。概率便是这样一个非常大众化的概念。 而概率论则是将这些经常出现的问题,以数学的角度呈现出来,令一些看上去无法计算的问题用具体的数据分析出来。从简单的掷硬币问题,猜硬币正反面到稍微复杂一些的在盒子中放一堆小球,然后从中抓出某些特定的小球再到更加复杂的纸牌游戏,探讨牌型的分布,这都是概率论的内容。 虽然概率已经是一个相对熟悉的知识,但是在学习概率初期依然有三个非常重要的认识,这会减少在概率计算中的很多烦恼

1. 概率不等同于事件

概率为生活中的事情的发生而服务,但是二者并不是完全一样的。在概率学中经常有这样一个问题,概率为0的事情一定不发生吗?从理论上来讲概率为0意味着没有发生的可能,但事实真的如此吗? 比如描述一个掷硬币的事情,正面朝上的概率为1/2,反面朝上的概率为1/2。这两个概率是确切并正确的,那中间朝上的概率为多少呢,结果为零。但是中间朝上并非不可能发生的事情,因此概率为0的事情可以发生 概率虽然来源于生活,但是进入到理论研究后,数据往往与事情不完全对等,这一点一定要注意。

2. 正难则反

如果一个事情发生的概率为p,则这个事情不发生的概率就为1-p,这也叫做对立事件(complementary events)。这在概率的计算中非常重要,很多时候,原始的概率计算起来并非易事,这时只要把事情的相反面找到,就可以极大地简化运算。 举一个不可思议的概率,假设班级中有30个学生,那至少有两个同学的生日是同一天的概率是多少?先直观的感受一下这个概率的大小,一年有365天,30个同学应该占据的只是一小部分,因此两个同学同一天生日的概率看上去并不大。但事实并非如此。 先将事情分析一下,至少两个同学同一天生日,可以两个同学一天生日,也可以三个同学,四个同学,甚至于三十个同学。如果从正面分析这个概率实在是太难了,但思考事情的对立面就是所有的同学都不在同一天生日。接下来是计算这个概率。 对这个事情进行分步计算,第一个同学可以随便选一天,概率为 365/365,但是第二个同学就不能在选这一天了,概率为364/365 ,同理第三个同学363/365 ,以此类推,最终的概率为: (365/365)*(364/365) *(363/365) * … 最终计算结果为0.29,而至少有两个同学同一天生日的概率为1-0.29=0.71,其实有比较大的概率会有两个同学的生日在同一天。

3. 适当简化,分步计算

问题如果一口气展示出来,总会是一个麻烦事。其难点就是在于可能性的多样化,以及各种关系梳理的困难性。 比如我们现在要出门吃饭,需要选择衣服穿上出门,这时候会有非常多的搭配出现在脑子中,选择上衣,裤子与鞋子,每一件上衣都可以和每一条裤子相搭配,种类会变得十分多样。这时候只需要在上衣中先选择最想穿的那一件,进而再为它选一条裤子,最后为这条裤子搭配一双鞋子其实就可以了。 这其实也是经常在计数原理中出现的分布相乘原理(multiplication principle)。比如现在有9件上衣,6条裤子,以及5双鞋子,总共出现的搭配会有多少种。先选上衣为9,再选裤子为6,最后选鞋子为5,最终的搭配是9*6*5=270种。可见每次从衣柜中选的搭配竟然是270种中选择的一个,这就是为何衣服的挑选总是会耗费一些时间 概率论的学习,比起以往的数学知识而言,会更加有趣,它可以直接和生活中的数据相关。比如像打扑克摸到A的概率,又如同灯泡能够亮3000h的概率,可以有效实用,也可以高深困难。但是无论从何种角度而言,都可以让我们对生活中的一些数据产生新的认知。

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