在生活當中,對於還沒有發生的事情,我們常常會想要關心它發生 的可能性,例如:下午會不會下雨?下一期發票會不會中獎?段考 考卷上的答案會不會猜對?
而對於現在還沒發生的事情,我們會想要進一步利用機率來描述它 發生的可能性高低。
在氣象預報上我們常常看到降雨機率,下表就是某地區一週的氣象預報表:
星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 星期六 星期日 氣溫(℃) 17~27 18~27 18~27 17~24 18~23 19~27 16~22
降雨機率
(%) 10% 20% 30% 40% 40% 30% 60%
天氣狀況 示意圖
從上表來判斷,哪一天比較容易下雨呢?而哪一天又比較不容易下雨呢?
星期日降雨機率為 60%,表示下雨的機會很大,但又不一定會下雨;
星期一降雨機率為 10%,表示下雨的機會很小,但有時卻又會下雨。
對於我們想要了解的事情,我們常常會根據一些數據來做推論,
我們來看一個實際的例子!
為了獎勵班上同學踴躍發問,只要同學發問就可以獲得獎賞。
又為了讓同學們有驚喜感,老師設置了一個從外面看不到裡面的盒子,
在盒子裡面放了相同大小的白球及紅球,只要每天前五位同學發問數學 問題就可以抽球,抽到紅球就可以拿到一份驚喜小禮物,抽到白球就拿 一顆糖果。在抽球時,因為盒子裡面的球有限,所以每位同學抽完球後 就要再放回去盒子裡面,才能換下一位同學抽球。
第一位同學 第二位同學 第三位同學 第四位同學 第五位同學
白球 白球 白球 白球 白球
從上面五位同學抽球的結果,你覺得抽中紅球的機率比較大還是白球 這樣是拿到驚喜小禮物的機率比較大,
還是拿到糖果的機率比較大啊?
小芳
我也不知道耶,老師都不跟我們說,
不過沒關係,我在其他同學抽球的 時候,我有偷偷做了紀錄...
小安
第二天之後,又有五位同學抽了球,小安把這兩天抽球的結果記錄下來:
經過一個月之後,小安很認真的把同學們抽球的狀況都記錄下來:
白球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 白球 紅球 紅球 白球 白球 紅球 紅球 白球 紅球 白球 白球 白球 白球 紅球 白球 白球
從一個月的抽球紀錄,你覺得抽中紅球的機率比較大還是白球的 機率比較大呢?請再猜猜看黑盒子裡面的白球與紅球各有幾顆。
這個月出現了 13 次紅球、77 次白球,
老師的黑盒子裡到底是放了幾顆球啊?
小芳
不知道耶!
不然我們去問問看老師好了!
小安
想想看,根據小安和小芳的對話,抽中紅球的機率比較大還是白球 的機率比較大呢?機率各會是多少呢?
我剛剛去問了老師,老師看了我的紀錄後,覺得我非常 認真,所以就告訴了我黑盒子的秘密,原來黑盒子裡面 總共有 6 顆相同大小的球,分別是 5 顆白球、1 顆紅球。
小安
原來黑盒子裡面的 6 顆球中只有 1 顆紅球,
難怪那麼難抽到紅球!
小芳
我們可以先想一下比較簡單的問題,現在投擲一枚公正硬幣的話,
但是有時候我們想要討論的事件不會包含一種情形,例如投擲一個 公正的骰子,出現的點數大於 1 點的機率是多少?
我們知道投擲一顆公正的骰子所有可能出現的點數有 6 種,而點數 大於 1 點的情形有 5 種,分別 2 點、3 點、4 點、5 點與 6 點,
所以投擲一個公正的骰子,出現的點數大於 1 的機率= 5
6。 A 事件發生的機率= A 事件所含可能情形的個數
試驗所有可能的情形個數
再回來討論老師的黑盒子問題。
因為黑盒子裡面總共有 6 顆相同大小的球,當中只有 1 顆紅球,
所以如果從袋中任意取出一球,抽中紅球的機率為 1
6。
而黑盒子的 6 顆相同大小的球中有 5 顆白球,比紅球球數還要多,
所以抽中白球的機率當然會比抽中紅球的機率還要大。
事實上抽中白球的機率是 5
6,會是抽中紅球機率的 5 倍。
而「事件的機率」和「實際實驗某事件出現的次數與實驗總次數的 比值」不一定相同,為什麼呢?
機率其實就是某事件出現次數與實驗總次數的理論比值!
什麼意思呢?
舉個例子來說,同學們在老師的黑盒子裡面抽球時,
我們來看一下每一種號碼出現的次數,下表是第1期到第1065期每一種 號碼出現的次數及與總次數的比值:
出現號碼狀況 1號 2號 3號 4號 5號 6號 7號 8號 次數(次) 118 142 137 128 151 128 134 127 與總次數的比值
(四捨五入至 小數點後 3 位)
0.111 0.133 0.129 0.120 0.142 0.120 0.126 0.119
理想上,每一種號碼出現的次數應該要一樣。但是實際上與理想上還 是有所差距,越多次可能會越接近,但是不一定會一樣!
現在想想另外一個問題,如果投擲一枚圖釘,發生的情形為以下兩種:
這兩種發生的機率會一樣嗎?
由於圖釘構造的關係,所以針尖朝上或朝下發生的機會是不一樣的,
也就是針尖朝上的機率與針尖朝下的機率不會是 1
2,
這種就不是公正的,因此不能單純的利用事情所發生的結果數來計算。
而現在我們國中所討論的骰子、硬幣和紙牌,沒有特別說明時,大部分 都會是公正的骰子、硬幣和紙牌。
針尖朝上 針尖朝下
現在來試試看一題練習題!
Ex1.請求出下列各小題的機率。
(1) 一副撲克牌有 52 張,分為黑桃(♠)、紅心(♥)、
方塊(♦)及梅花(♣)4 種花色,每種花色各有 13 張,
分別是 A、2、3、4、5、6、7、8、9、10、J、Q、K。
若從撲克牌中任意抽取 1 張,抽中黑桃 2 的機率為多少?
(2) 小新班上共有 27 位同學,上課時老師用抽籤的方式抽出一位 同學回答問題,每位同學被抽中的機會都相等。小新被抽中的 機率是多少?
(3) 一袋子中有 25 顆大小相同的球,編號 1、2、 … 、24、25,
每一球被取出的機會都相等。從袋中任意取出一球,這顆球編 號為 25 的機率為多少?
解:
答:(1)
1(2)
1(3)
1。
現在再來試試看一題練習題!
Ex2.請求出下列各小題的機率。
(1) 一副撲克牌有 52 張,分為黑桃(♠)、紅心(♥)、
方塊(♦)及梅花(♣)4 種花色,每種花色各有 13 張,
分別是 A、2、3、4、5、6、7、8、9、10、J、Q、K。
若從撲克牌中任意抽取 1 張,抽中黑桃的機率為多少?
(2) 老師將小新班上 27 位同學平分成 9 組,每組 3 位組員,
再用抽籤的方式抽出一位同學回答問題,而且每位同學被抽中 的機會都相等。請問小新那組的組員被抽中的機率是多少?
(3) 一袋子中有 25 顆大小相同的球,編號 1、2、 … 、24、25,
每一球被取出的機會都相等。從袋中任意取出一球,這顆球編 號小於 26 的機率為多少?
(4) 擲出一顆公正且正常的骰子一次,點數大於 6 點的機率 為多少?
解:
1 1
解:
隨堂練習:
1. 百貨公司舉辦抽獎活動,摸彩箱裡面共有 20 顆紅球、10 顆藍球、
15 顆綠球以及 40 顆的黑球,抽到紅球、藍球、綠球、黑球的獎品 分別是手機、洗衣機、電視機、耳機,請問今天從摸彩箱中隨機抽一 顆球,得到哪種獎品的機率最大?得到哪種獎品的機率最小?
得到這四種獎品的機率各是多少?
2. 學校中有 200 位學生,其中有 50 位是 A 型, 50 人是 B 型,
80 人是 O 型,有 20 人是 AB 型。現在隨機抽出一位學生,
每位學生被抽到的機會一樣,請問這四種血型被抽中的機率各為 多少?
3. 投擲一顆公正的骰子,回答下列問題:
(1)出現 6 點的機率是多少?
(2)出現奇數點的機率是多少?
(3)出現 10 點的機率是多少?
(4)點數大於 4 的機率是多少?
4. 一個箱子裡有 20 顆相同大小的球,分別是 12 顆紅球、
3 顆白球、5 顆藍球,每顆球被取出的機會都相等,
從袋中任意取出一球,則:
(1)此球是紅球的機率是多少?
(2)此球是白球的機率是多少?
(3)此球是藍球的機率是多少?
(4)此球不是藍球的機率是多少?
5. 請判斷以下敘述是否正確?
( ) 箱子裡面有 6 顆相同大小的球,分別是 5 顆白球、1 顆紅球。
從箱子裡面任意抽一顆球,抽中白球的機率比紅球的機率還要大。
( ) 箱子裡面有 6 顆相同大小的球,分別是 5 顆白球、1 顆紅球。
每次會從箱子裡面抽出一顆球,再紀錄抽球的顏色後,就會放回 箱子裡面。抽了 5 次球後,發現這 5 次都是白球,第 6 次一 定會抽中紅球。
( ) 投擲一枚公正的硬幣,正面朝上的機率是 1
2。 ( ) 投擲一粒均勻骰子,每一種點數出現的機率都是 1
6,所以 每投六次,必出現一次「1 點」。
( ) 投擲一枚圖釘,針尖朝上、朝下的機率一樣。
( ) 統一發票有「中獎」與「不中獎」兩種情形,所以中獎機率是1
2。
6. 某商店在一個箱子內放入一些折價券,折價券種類的次數分配 如下表所示。
折價券種類 1 元折價券 5 元折價券 10元折價券 半價折價券 張數(張) 37 30 20 13
如果每次抽完後都會放回,而且每張折價券被抽中的機會相等,
那麼抽中半價折價券的機率為何?
重點提問
1. 根據上面的課文,請用自己的話解釋「機率」的意思。
並舉一個例子說明。
2. 根據上面的課文,怎麼求一件事情所發生的機率?
要用這個公式求事情發生的機率有一個前提,那個前提是什麼?
3. 根據上面的課文,事件的機率與實驗出現的次數有什麼關係?
4. 計算一件事情發生的機率時,如果這個機率為P,會發現這個值 滿足 0 ≤ P ≤ 1,請試著解釋這個原因為何。