10-4 独立试验概率的乘法公式
本节对上述内容再作一次一般性的描述。
在上一节提到的抛硬币和掷骰子的案例中,长方形被划分为完全均等的面积。这个例子具有其特殊性,这是因为抛硬币出现“正面”或“反面”的概率是相等的,而掷骰子出现从1到6点数的概率也是相等的。接下来,我们来探讨出现各种情况的概率不等的问题,并对其进行抽象处理。
例如,第一个试验的结果共有可能出现a、b、c、d四种情况,第二个试验的结果共有可能出现x 、y、z三种情况。而每种情况发生的概率各自都不一定相同。当这两个试验分别独立的情况下,直积试验可以绘制成图表10-3 所示的样子。
图表10-3 两个独立试验组合而成的直积试验。
抽取其中1行进行横向观察,会发现4个长方形的面积各不相等。之后,再观察其中1列,会发现3个长方形的面积也是各不相等的。但需要注意的是,抽取其中1行进行观察时,4个长方形的面积的比例关系 ,与其他行是一样的;而抽取其中1列进行观察时,3个长方形的面积的比例关系 ,也与其他列是一样的。
抽取其中1行进行观察时,长方形面积的比例关系,也就是第一个试验中的各项结果的概率比:
(a的概率):(b的概率):(c的概率):(d的概率)
而只要擦掉图表10-3的第2张图中间的横线就会明白,4个长方形可以用来表示试验的a、b、c、d四种结果的可能性。
同样地,抽取其中1列进行观察时,长方形的面积的比例关系,也就是第二个试验中的各项结果的概率比:
(x 的概率):(y的概率):(z的概率)
而只要擦掉第3个图中间的横线就一目了然。
通过以上叙述,我们可以得知:被分割的12个长方形的横边长度按以下顺序排列为:
(a的概率)、(b的概率)、(c的概率)、(d的概率)
纵边长度按以下顺序排列为:
(x 的概率)、(y的概率)、(z的概率)
在这里,需要注意的是,面积之比变成了线段长度之比,因此,
(a&x 的概率)=(a&x 的长方形的面积)=(a的概率)×(x 的概率)
(b&x 的概率)=(b&z的长方形的面积)=(b的概率)×(z的概率)
上述类别的乘法计算公式,称为“独立试验概率的乘法公式” 。
