有趣的概率小故事

2022-03-05 08:13:03 | 浏览次数:

概率知识贴近生活,生动有趣,老师在讲这方面的知识时,要求我们每天轮流讲一个概率小故事,通过这些小故事,我们对这部分知识的学习特别感兴趣。现在我将其中比较有趣的故事收集了下来,和大家一起分享。

一、概率起源的故事

古代,法国有两个大数学家,一个叫做巴斯卡尔,一个叫做费马。巴斯卡尔认识两个赌徒,这两个赌徒向他提出了一个问题。他们说,他俩下赌金之后,约定谁先赢满5局,谁就获得全部赌金。赌了半天,A赢了4局,B赢了3局,时间很晚了,他们都不想再赌下去了。那么,这个钱应该怎么分?是不是把钱分成7份,赢了4局的就拿4份,赢了3局的就拿3份呢?或者,因为最早说的是满5局,而谁也没达到,所以就一人分一半呢?这两种分法都不对。正确的答案是:赢了4局的拿这个钱的3/4,赢了3局的拿这个钱的1/4。为什么呢?假定他们俩再赌一局,或者A赢,或者B赢。若是A赢满了5局,钱应该全归他;A如果输了,即A、B各赢4局,这个钱应该对半分。现在,A赢、输的可能性都是1/2,所以,他拿的钱应该是1/2×1+1/2×1/2=3/4,当然,B就应该得1/4。

通过这次讨论,开始形成了概率论当中一个重要的概念—————数学期望。

在上述问题中,数学期望是一个平均值,就是对将来不确定的钱今天应该怎么算,这就要用A赢输的概率1/2去乘上他可能得到的钱,再把它们加起来。

概率论从此就发展起来,今天已经成为应用非常广泛的一门学科。”

二、《歧路亡羊》的故事

杨子之邻人亡羊,既率其党,又请杨子之竖追之。杨子曰:“嘻!亡一羊,何追者之众?”邻人曰:“多歧路。”既返,问:“获羊乎?”曰:“亡之矣”曰:“奚亡之?”曰;“歧路之中又有歧焉,吾不知所之,所以反也。”

下面我们就来研究一下杨子的邻人,找到丢失的羊的可能性有多大。假定所有的分叉口都各有两条新的歧路。这样,每次分歧的总歧路数分别为21,22,23,24,…,到第n次分歧时,共有2n条歧路。因为丢失的羊走到每条歧路去的可能性都是相等的,所以当羊走过n个三叉路口后,一个人在某条歧路上 例如,当n=5时,即使杨子的邻人动员了6个人去找羊,找到羊的可能性也只有还不及五分之一。可见,邻人空手而返,是很自然的事了!

三、数学家很厉害的故事

在第二次世界大战中,盟军为了和德国法本斯作战,大量军需物品要穿过大西洋运送到各个战场。可是在1934年以前,负责运送物资的英美船队常常受到德国潜艇的袭击,损失惨重。当时英美两国限于实力,无力增派更多的护航舰,一时间德军的“潜艇战搞得盟军焦头烂额,海上运输成了令人头疼的问题。

在这进退两难之际,有位美国海军将领专门去请教了几位数学家。数学家运用概率论分析后发现,运输舰队与敌军潜艇相遇是一个随机事件,即船队是否被袭击,取决于航行过程中是否与敌潜艇相遇,而与敌潜艇是有可能发生,又有可能不发生的。从数学角度来看这一问题,它具有一定的规律。

1、一定数量的船只,编队规模越小,批次就越多;批次越多,与敌潜艇相遇的概率就越大。比如,5位同学放学后各自回到自己的家里,老师要找一位同学,随便去哪一位同学家都行。但若这5位同学都集中在其中某一位同学家里,老师可能要找几家才能找到他们,一次找到的可能性只有五分之一,即20%。

2、一旦与敌潜艇相遇,船队的规模越小,每艘船被击中的可能性就越大。 这是因为德军潜艇的数量与船队的数量相比总是少的,潜艇所载弹药有限,每次袭击,不论船队规模多大,被击沉的数目基本相等。假如运输船的总量为100艘,按每队20艘船编队,就要编成5队;而按每队10艘船编队,就要编成10队。两种编队方式与敌潜艇相遇的可能性之比为5:10,即1:2。假设每次遭到敌潜艇袭击损失5艘运输船,那么,上述两种编队方式中每艘船被击中的可能性之比为5/20 :5/10=1:2。两者结合起来看,两种编队方式中每艘运输船与敌潜艇相遇并被击沉的可能性之比为1:4。这说明,100艘运输船,编成5队比编成10队的危险性小。

美国海军接受了数学家的建议,改进了运输船由各个港口分散启航的做法,命令船队在指定海域集合,再集体通过危险海区,然后各自驶向预定港口。奇迹出现了,盟军船队遭袭击被击沉的概率由原来的25%降低为1%,大大减少了损失,保证了战略物资的供应。于是,美国军方宣称:一名优秀数学家的作用,超过十个师的兵力!

同学们,这些概率小故事是不是特别的有趣呢,通过这些故事我们知道了学好概率、学好数学特别的有价值,希望我们一起学好数学,将来用我们的所学展示更多数学的价值。

(指导老师 :顾长亮)

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