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数学 5年级 困难

生活中的可能性——用分数描述可能性大小

通过班级抽奖、掷骰子、摸球等生活实例,学会用分数准确描述事件发生的可能性大小,理解等可能事件的概念,并能通过列举所有结果来计算复杂事件的可能性。

可能性 概率 分数 树状图 等可能事件 统计与概率

一、从“中奖”开始:你有多大概率抽到一等奖?

六一儿童节,五(1)班要举办联欢会。老师准备了一个抽奖箱,里面装有10张完全一样的奖券,其中只有1张是一等奖,其余9张是参与奖。小明第一个上台抽奖,他抽到一等奖的可能性有多大?

用我们学过的词来说:他可能抽到一等奖,但可能性比较小。可是“比较小”到底是多少呢?今天我们就来学习怎样用分数精确地表示可能性的大小。

二、核心概念:可能性 = 符合条件的份数 ÷ 总份数

如果一个实验的所有结果出现的可能性都相等(比如抽奖时每张奖券被抽到的机会一样),我们就称这些结果是等可能的。

那么,事件A发生的可能性大小(概率)可以用分数表示:

$$P(A)=\frac{事件A包含的结果数}{所有等可能的结果总数}$$

上面抽奖的例子:总共有10张奖券(10个等可能结果),抽到一等奖只有1种结果,所以可能性是 $\frac{1}{10}$。

三、图形学概率:转盘游戏

下面是一个等分转盘,被平均分成8份,分别涂上红、黄、蓝三种颜色。转动指针,指针停在红色区域的可能性是几分之几?

图1:等分转盘,8等份,红色3份,黄色3份,蓝色2份
红3份,黄3份,蓝2份,一共8份

从图中可以数出:红色有3份,总共8份。指针停在红色区域的可能性就是 $\frac{3}{8}$。

四、怎样准确列举所有等可能结果?——树状图与列表法

当事件涉及多个步骤(比如抛两枚硬币、掷两个骰子),我们需要系统地把所有结果都写出来,才不会遗漏或重复。常用方法有树状图列表法

例:同时抛两枚硬币,求“一正一反”的可能性

两枚硬币都可以出现正面(H)或反面(T)。我们可以画树状图:

图2:抛两枚硬币的树状图,展示4种等可能结果
开始 第一枚 H 第一枚 T (H,H) (H,T) (T,H) (T,T) 一正一反

从树状图可以看到,总共有 4 种等可能的结果:(H,H)、(H,T)、(T,H)、(T,T)。其中“一正一反”包括(H,T)和(T,H)两种,所以可能性是 $\frac{2}{4} = \frac{1}{2}$。

我们也可以用列表法(在五年级叫“表格法”)——把第一枚硬币的结果作为行,第二枚作为列,交叉格就是结果:

表1:抛两枚硬币所有结果
  第二枚 H第二枚 T
第一枚 H(H,H)(H,T)
第一枚 T(T,H)(T,T)

五、典型例题(由易到难)

例1(基础): 一个袋子里有 3 个红球和 2 个黄球(除颜色外完全相同),摸出一个球,摸到红球的可能性是多少?

思路: 总共有 3+2=5 个球,每个球被摸到的机会相等。摸到红球的情况有 3 种。可能性 $P = \frac{3}{5}$。

易错点: 有些同学会写成 $\frac{3}{2}$ 或忘记约分(这里 $\frac{3}{5}$ 已最简)。注意:可能性是一个分数,分母是总数,分子是满足条件数。

例2(中等): 把1~6这六张数字卡片打乱顺序,从中任意抽出一张,抽到奇数的可能性大还是抽到偶数的可能性大?

思路: 1~6中,奇数有1,3,5共3个,偶数有2,4,6共3个,所以抽到奇数的可能性 $\frac{3}{6}=\frac{1}{2}$,抽到偶数的可能性也是 $\frac{1}{2}$。一样大。

变式: 如果改成1~7张卡片呢?奇数有1,3,5,7(4个),偶数有2,4,6(3个),抽到奇数的可能性 $\frac{4}{7}$,大于偶数的 $\frac{3}{7}$。

例3(困难): 同时掷两个骰子(每个骰子6个面,数字1~6),求两个骰子点数之和为7的可能性是多少?

思路: 同时掷两个骰子,所有等可能结果共有 6×6=36 种(用列表法可以清晰地看到)。和为7的情况有哪些?(1,6)、(2,5)、(3,4)、(4,3)、(5,2)、(6,1),共6种。所以可能性 $\frac{6}{36}=\frac{1}{6}$。

易错点: 容易忘记 (1,6)和(6,1) 是不同的结果,只算了3种。一定要区分两个骰子。

我们可以画一个6×6的表格帮助理解(这里省略表格,同学们可以在纸上自己列出来)。

六、常见误区与提醒

  • 混淆可能性与实际情况:可能性是 $\frac{1}{2}$ 不代表抛2次就一定有1次正面。可能性描述的是大量重复实验中的稳定趋势。
  • 忘记考虑所有等可能情况:比如摸球时,如果球的大小、手感不同,就不等可能了。必须强调“完全相同”。
  • 对“不可能”和“一定”的理解:不可能事件的可能性为0,一定事件的可能性为1。例如,盒子里只有红球,摸出黄球的可能性是0。
  • 约分不习惯:算出分数后要化为最简分数(如 $\frac{2}{4}$ 写成 $\frac{1}{2}$)。

七、学习建议

1. 动手列举:遇到复杂问题,先列举出所有等可能结果,可以用树状图或表格。列出后再数满足条件的个数。
2. 比较大小:可能性大小也可以化成同分母分数比较,或者化成小数比较。
3. 联系分数:可能性其实就是分数的一种应用,学好分数是关键。
4. 多做实验:和同学玩掷硬币、掷骰子、抽牌游戏,记录数据,感受可能性。

八、知识链接

  • 前后联系:可能性是“统计与概率”的入门,之前学过的分数是计算可能性的工具;之后会学习用小数、百分数表示概率,以及“大量重复实验”中的稳定性。
  • 跨学科应用:天气预报中的“降水概率”,体育比赛中的“投篮命中率”等。

九、习题自测

  1. 基础题:一个盒子里有 5 个白球和 3 个黑球,摸出一个球,摸到白球的可能性是多少?摸到黑球呢?
  2. 提高题:从写有数字1、2、3、4、5的5张卡片中任意抽出一张,抽到数字小于3的可能性是多少?抽到数字是质数的可能性是多少?
  3. 挑战题:同时抛3枚硬币,出现“两正一反”(即正好2个正面1个反面)的可能性是多少?(提示:用树状图列出所有8种结果)

参考答案:

  1. 白球 $\frac{5}{8}$,黑球 $\frac{3}{8}$
  2. 小于3的数字有1、2,可能性 $\frac{2}{5}$;质数有2、3、5,可能性 $\frac{3}{5}$
  3. 同时抛3枚硬币,共有 $2^3=8$ 种结果。两正一反的情况:正正反、正反正、反正正,共3种,可能性 $\frac{3}{8}$