概率基礎
基礎概率 P(事件) = 符合事件的結果數 ÷ 所有等可能結果數。範圍是 0(不可能)到 1(必然)。全部互斥事件的概率加起來一定是 1。
學完呢課,你會識:
- P = 有利結果 ÷ 所有結果
- 概率是 0 到 1 之間
- 不發生 = 1 − 發生
1重點摘要 Summary
概率 P(事件) = 符合事件的結果數 ÷ 所有等可能結果數。範圍是 0(不可能)到 1(必然)。全部互斥事件的概率加起來一定是 1。
2生字卡 Vocabulary
P
Probability概率
事件發生的機會,由 0(不可能)到 1(一定發生)。
E
Event事件
想看的結果,例如「擲骰仔擲到 6」。
S
Sample space樣本空間
所有可能結果的總和。擲骰仔樣本空間是 {1,2,3,4,5,6}。
F
Favourable outcome有利結果
符合事件的結果數目。想擲到雙數,有利結果是 2,4,6(3 個)。
R
Random隨機
每個結果出現的機會一樣,沒有得預測。
C
Complement補事件
事件不發生的情況。P(不擲到6) = 1 − P(擲到6)。
E
Equally likely等可能
每個結果出現機會一樣。公平骰仔每面 16。
P
Probability line概率線
由 0(不可能)到 1(一定)的線,用來表示概率大小。
3逐步講解 Steps
- 概率的定義與範圍概率量度事件發生的機會,數值必定在 0 與 1 之間:0 表示不可能,1 表示必然,0.5 表示機會均等,也可以寫成百分數,例如 0.5 = 50%。用日常事件理解:從只裝紅球的袋中抽得白球,概率是 0;擲一枚公平硬幣得正面,概率是 0.5;太陽從東方升起,概率是 1。任何計算結果若大於 1 或是負數,必定出錯,應立即覆查分子與分母是否填反,或有利結果是否數錯。
- 基本公式在每個結果機會均等的前提下,概率公式是:P(事件) = 有利結果數目 ÷ 所有可能結果數目。例如擲一枚公平骰子,求擲得 6 的概率:有利結果只有 {6} 一個;所有可能結果是 {1, 2, 3, 4, 5, 6} 共六個;故 P(6) = 1 ÷ 6。使用公式的前提是每個結果發生的機會均等,例如骰子必須是公平的;若骰子被做手腳,各面出現的機會不同,公式便不再適用。
- 例子:擲得雙數擲一枚公平骰子,求擲得雙數的概率。有利結果是 {2, 4, 6},共三個;所有可能結果仍是六個;故 P(雙數) = 3 ÷ 6 = 12 = 0.5 = 50%。留意同一個概率可以有不同寫法:分數 12、小數 0.5、百分數 50% 完全等價,答題時按題目要求選用,或三者並列。數有利結果時必須逐一列出,避免心算遺漏,例如「大於 4」是 {5, 6} 兩個結果而非一個。
- 互補事件:用 1 減有時計算「不發生」的概率比直接計算「發生」更容易,此時用互補事件公式:P(不發生) = 1 − P(發生)。例如擲骰子,擲得 6 的概率是 16,則擲不到 6 的概率是 1 − 16 = 56。互補事件必定涵蓋所有情況,兩者概率之和恰為 1。當題目問「至少一次」或「不是」時,先想想互補是否更快捷,例如連擲多次至少一次得 6 的問題,用互補角度處理會簡單得多。
- 撲克牌例子一副 52 張的撲克牌(不含鬼牌),隨機抽一張:牌中有 13 張紅心,故 P(紅心) = 13 ÷ 52 = 14;有 4 張 A,故 P(A) = 4 ÷ 52 = 113。這類題目的關鍵是把分子數對:每種花色 13 張、每個點數 4 張,結構必須牢記。若題目加上條件,例如「已知抽得的是紅心,求它是紅心 A 的概率」,分母便要縮小為 13,這是條件概率思想的入門,高中會正式學習。
- 獨立性與常見誤解核心要點有四:概率必在 0 與 1 之間;所有可能結果的概率之和等於 1;公平即每個結果機會均等;每次試驗互相獨立。最常見的誤解是賭徒謬誤:連續擲得五次 6 之後,認為下一次「不會再是 6」,其實骰子沒有記憶,下一次擲得 6 的機會仍然是 16。同理,連續多期開出同一個號碼的抽獎,每期中獎機會依然不變。理解獨立性,可以避免許多日常判斷的陷阱。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:一副 52 張撲克牌(無鬼牌),隨機抽一張,求 P(紅心) 與 P(不是紅心)。
- 確定樣本空間:52 張牌,每張被抽中的機會均等。
- 數有利結果:紅心共 13 張,P(紅心) = 1352。
- 約分:1352 = 14。
- 用互補事件:P(不是紅心) = 1 − 14 = 34。
- 驗算:不是紅心的牌有 52 − 13 = 39 張,3952 = 34,兩法一致。
- 結論:兩個概率之和 14 + 34 = 1,符合互補性質。
- 答案:P(紅心) = 14,P(不是紅心) = 34。方法:以有利結果數目除以結果總數得 P(A),再以 1 − P(A) 得互補事件概率,並核對兩者之和為 1。
6常見錯誤 Mistakes
✗ 擲骰仔,開了 5 次 6,下次一定不是 6 ✗
✓ 每次獨立!下次擲到 6 的機會都是 16,和之前開過什麼不關事。
✗ 概率大過 1:P = 32 ✗
✓ 概率一定是 0 到 1 之間。32 = 1.5 > 1,一定是計錯。
✗ 抽卡抽中紅心 = 1313 = 1 ✗
✓ 分母是所有可能結果:1352 = 14。不要只有想紅心有多少。
✗ 擲到雙數 = 33 = 1 ✗
✓ 雙數有 3 個,總共 6 個:36 = 12。分母是總數,不是有利數。
75 題快測 Quick check
Q1擲公平骰仔,擲到 3 的概率?
答案 Answer:16
你答對嗎?
Q2擲公平骰仔,擲到單數概率?
答案 Answer:12({1,3,5} → 36)
你答對嗎?
Q3一副啤牌 52 張,抽中 K 的概率?
答案 Answer:452 = 113
你答對嗎?
Q4擲骰仔,擲不到 6 的概率?
答案 Answer:56(1 − 16)
你答對嗎?
Q5袋裡面有 3 紅球 2 藍球,抽中紅球概率?
答案 Answer:35
你答對嗎?
8重點回顧 Recap
- P = 有利結果 ÷ 所有結果
- 概率是 0 到 1 之間
- 不發生 = 1 − 發生
- 每次試驗獨立,不要受之前結果影響
- 公平 = 每個結果等可能