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排列组合在古典概型中的应用

2018-10-11江苏省淮安市楚州中学

数学大世界 2018年26期
关键词:概型白球排列组合

江苏省淮安市楚州中学 王 蓓

排列组合与古典概型是高中数学的基础知识,是各类测试及高考的必考内容,难度或大或小,占有较高分值。部分学生对基础知识掌握不牢固,或对题目创设的情景理解不深入,面对题目要么束手无策,要么计算错误,白白失分,因此,在教学实践中,教师应立足具体题目加强训练,帮助学生掌握解答排列组合与古典概型相关题目技巧。

一、在选择题中的应用

选择题是古典概型常见题目类型,通常融入排列组合知识,对学生分析问题的能力要求较高,尤其部分题目会创设一种新的情景,学生感觉较为陌生,不知道如何分析与计算,错选其他选项,因此,教学实践中,教师应多讲解一些具有代表性的、新颖的题目,引导学生进行分析解答,逐渐提升学生应用排列组合知识解答古典概型题目的能力。

例1 如某个n位十进制数a1a2a3…an,各位上的数字符合“小大小大……小大”的规律,即a1<a2>a3<a4>a5<a6……,则该数为“波浪数”,从1,2,3,4,5组成的不重复的五位数adcde中,任意选取一个数,则这个数为波浪数的概率是( )

分析:该题目提出的“波浪数”学生比 较陌生,要想正确解答该题目,学生应认真分析“波浪数”的定义,充分理解波浪数。分析波浪数的形式可知,b、d两个数较大,如设b=5,则d≥3,如d=4,则a、c、e为1、2、3的任意排列均符合题意,即 。如d=3,则c、e为任意排列,此时a=4,共有 种。同理,如设b=4,根据波浪数的对称性可知,会产生+个波浪数,因此,任意选取一个数为波浪数的概率正确答案为A。

点评:在讲解该题目时,部分学生对题干理解不深入,不知道如何解答。部分学生考虑不全面,而错选了C,因此,应用排列组合解答古典概型相关题目时,应明确分类标准,考虑所有可能出现的情况。

二、在填空题中的应用

应用排列组合解答古典概型题目时,如为选择题可能在不会计算时猜对结果,那么填空题则不会那么幸运,只能靠认真计算得出正确结果,相对来说难度进一步提升,因此,教师应通过分析一些典型试题,使学生掌握解答填空题的思路与技巧。

例2 已知数列{an}满足关系式an=an-1+n-1(n≥2,n∈N)。一颗正方体骰子质地均匀,六个面分别标注为1,2,3,4,5,6。连续投三次,得到点数记作a,b,c,则满足{a,b,c}={a1,a2,a3}(1≤ai≤6)的概率是______。

分析:该题目难度较大,融合了数列、排列组合、概率知识,综合性较强,不少学生运用所学知识的能力较差,完全不知如何下手。事实上,只要冷静分析题干条件不难得出结果,即假设a1=t,则根据数列表达式,可知a2=1+t,a3=3+t,根据ai的取值范围可知1≤t≤3,因此,a1,a2,a3有三种选择方法:3,4,6、2,3,5、1,2,4,因此满足题意的概率

点评:该题目难度较大,教学实践中教师应引导学生从给出的数列入手寻找突破口,抽丝剥茧,明确可能出现的情景,利用排列组合知识进行分类解答,不遗漏任何一种情景。

三、在解答题中的应用

高中数学中当古典概型试题以解答题的形式出现时,难度较大,一般由多个小问构成,对学生的综合素质要求较高,即能够从给出的情景中抽象出数学模型,而后利用所学的排列组合知识进行求解。教学实践中,教师应带领学生一起分析试题,找到解题的突破口。

例3 一个袋子装有大小相同的红球、白球、黑球,从中任取出一球为黑球的概率为任意取出两个球,至少一个球为白球的概率为(1)如袋中共有10个球,那么白球的个数为?(2)证明:任意取出两个球,至少得到1个白球的概率不大于指出袋中哪种球的个数最少。

分析:第(1)问较为简单,可设白球的个数为x,则根据题意可知,至少得到一个白球的概率为可得x=5,即袋中有5个白球。第(2)问难度较大,解答时假设袋中共有n个球,黑球y个,根据题意可知因此,2y<n,2y≤n-1,因此,从袋中任取两球,至少有1个黑球的概率综上可知,白球个数多于黑球,白球个数超过n,红球个数不足因此,红球个数最少。

点评:成功解答该题目的关键在于认真审题,明确创设的不同情景,分析各个量之间的关系,尤其在解答第(2)问时应鼓励学生敢于假设,充分利用已知条件,利用排列组合知识巧妙进行缩放、分析,最终得出结果。

排列组合与古典概型知识联系密切,测试中常将两者结合起来出题,难度较大,学生得分较低,因此,教学实践中教师应认真分析排列组合与古典概型相关题目类型,并针对不同题型列举典型例题,包括选择题、填空题、综合题,与学生一起分析、解答,使学生感受应用排列组合知识解答古典概型题目的过程,加深学生的理解与认识,掌握古典概型相关题目的解题技巧与方法。

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