概率題的二三事(2)——「簡化模型」的極致應(yīng)用

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圖片來源|網(wǎng)絡(luò)
1.近年來難度最高的題目
2.用「簡化模型」破解「概率難題」
由于「概率題」的「反直覺」特性,所以我們要盡量通過「建立模型」的方法解析難度較高的題目。需要知道,公考不會考察的特別深,因此即使是難題,在簡化后也會很容易理解。

一、近年來難度最高的題目
【2021年3月聯(lián)考】某公司職員小王要乘坐公司班車上班,班車到站點(diǎn)的時(shí)間為上午7點(diǎn)到8點(diǎn)之間,班車接人后立刻開走;小王到站點(diǎn)的時(shí)間為上午6點(diǎn)半至7點(diǎn)半之間。
假設(shè)班車和小王到站的概率是相等(均勻分布)的,那么小王能夠坐上班車的概率為:
(A)1/8
(B)3/4
(C)1/2
(D)7/8

假設(shè)班車和小王到站的概率是相等(均勻分布)的,那么小王能夠坐上班車的概率為:
(A)1/8
(B)3/4
(C)1/2
(D)7/8
正確率9%,易錯(cuò)項(xiàng)BC
本題難度之高,世所罕見。9%的正確率幾乎通殺了所有考生。因此,想要研究好「概率題」,這道題是繞不開的。
列出題干數(shù)據(jù)關(guān)系:
①班車7點(diǎn)~8點(diǎn)到車站
②小王6點(diǎn)半~7點(diǎn)半到車站
③求小王坐上車的概率
可以看出,本題的題干極為簡單,但很多小伙伴無法理解在概率「均勻分布」的前提下如何找到解題思路。
目前,主流公考培訓(xùn)機(jī)構(gòu)給出的解題思路是「直角坐標(biāo)系」法。這種方法沒有任何問題,但僅限于熟悉「直角坐標(biāo)系」運(yùn)用的考生。
直接畫坐標(biāo)分析,如圖:

圖中的大正方形就是「小王所有的到達(dá)時(shí)間」和「班車所有的到達(dá)時(shí)間」的總面積(即概率之和為1),可發(fā)現(xiàn):
斜線左上側(cè)「白三角形面積」=小王沒有趕上班車的情況=1/8個(gè)正方形
斜線右下「陰影三角形面積」=小王趕上班車的情況=7/8個(gè)正方形
因此小王能夠坐上班車的概率為7/8,D「7/8」正確。
如果不會「直角坐標(biāo)系」的小伙伴,這道題是否就做不出來了呢?當(dāng)然不是的,因?yàn)槲覀兛梢越⒁粋€(gè)簡單的「模型」。

二、用「簡化模型」破解「概率難題」
根據(jù)「班車7點(diǎn)~8點(diǎn)到」和「小王6點(diǎn)半~7點(diǎn)半到」可知小王大概率能坐上車,因此我們可以分析「小王坐不上車的概率」,用1減去該概率即可。
首先分析班車的情況,可知:
班車7:30-8:00到,小王不可能遲到
班車7:00-7:30到,小王可能遲到
因此從班車的角度分析,只有在1/2的時(shí)間內(nèi),小王才可能遲到。
同樣分析小王的情況,可知:
小王6:30-7:00到,小王不可能遲到
小王7:00-7:30到,小王可能遲到
因此從小王的角度分析,只有1/2的時(shí)間內(nèi),小王才可能遲到。
所以,假設(shè)在「7:00-7:30」的區(qū)間內(nèi),小王必定遲到,那整體遲到幾率也只有1/2×1/2=1/4。當(dāng)然,小王不是必定遲到的,繼續(xù)分析:
在「7:00-7:30」區(qū)間,小王和班車在任何時(shí)間到達(dá)車站的概率都是「均勻分布」的,那么小王遲到的概率是多少呢?
這里有個(gè)簡單的方法,因?yàn)椤感⊥酢埂赴嘬嚒苟际窃谕欢螘r(shí)間「均勻分布」的,因此「小王比班車來的早」的概率和「小王比班車來的晚」的概率完全相同,都為1/2。
如果覺得上面的方法太抽象,我們可以再建立一個(gè)簡單的模型來理解。
假設(shè)「小王到達(dá)的時(shí)間」和「班車到達(dá)的時(shí)間」都用數(shù)值來表示,則:
「小王<班車」→小王比班車來得早
「小王>班車」→小王比班車來得晚
「小王=班車」→刪掉該情況
之所以「小王=班車」時(shí)要?jiǎng)h掉該情況,是因?yàn)樵谠}中長達(dá)30分鐘的時(shí)間內(nèi)「均勻分布」,雙方「同時(shí)到達(dá)」的概率可以忽略不計(jì),所以在模型中我們就要?jiǎng)h掉。
如果只有「1,2」兩個(gè)數(shù)值,則:
小王比班車來得早有1種情況:
小王1,班車2
小王比班車來得晚有1種情況:
小王2,班車1
同樣,如果有「1,2,3」三個(gè)數(shù)值,則:
小王比班車來得早有2種情況:
小王1,班車2
小王1,班車3
小王2,班車3
小王比班車來得晚有2種情況:
小王2,班車1
小王3,班車1
小王3,班車2
據(jù)此進(jìn)一步推論,可發(fā)現(xiàn)無論有多少個(gè)數(shù)值,「小王比班車來得早」和「小王比班車來得晚」的出現(xiàn)次數(shù)都是相同的,即都是「1/2」。
因此:
小王趕不上班車的概率=
「小王7點(diǎn)至7點(diǎn)半到車站的概率」×「班車在7點(diǎn)至7點(diǎn)半到車站的概率」×「在這個(gè)時(shí)間段小王趕不上班車的概率」
=1/2×1/2×1/2
=1/8
即「小王趕上班車的概率」=1-1/8=7/8,D選項(xiàng)正確。

總結(jié):
「概率」的出題方式千變?nèi)f化,從強(qiáng)化武器能否用「墊子」,到「主持人換門」后能否選到汽車,再到「小王整體的遲到概率」,看上去讓人目不暇接,但其核心始終沒變,無非就是「擲硬幣」和「擲骰子」。
由于「概率」題可以很容易出得「反直覺」,所以近年來的「數(shù)量關(guān)系」板塊基本上每套都有那么一兩道和「概率」有關(guān)的超級難題,甚至還有很多低于25%的——也就是說,如果考生感覺某道求概率的題特別難,那隨便蒙個(gè)選項(xiàng),可能就比浪費(fèi)大量時(shí)間來解題的其他考生正確率更高……
從這道正確率只有9%的題目可以看出,難題不一定計(jì)算量大——只要解題思路找不到,再簡單的條件也做不對。而通過這道題我們也可以看出,「簡化模型」是多么重要。
回過頭來看,這道題簡化后的模型無非就是「3次擲硬幣」,即小王、班車都盡量往「小王遲到」的可能性去靠,三次都擲出「遲到面」才符合要求。
第一次擲硬幣:小王的「遲到區(qū)間」
小王前半小時(shí)到站,必不遲到;后半小時(shí)到站,可能遲到。所以小王位于「遲到區(qū)間」的概率是1/2。
第二次擲硬幣:班車的「遲到區(qū)間」
同理,班車后半小時(shí)到站,則小王必不遲到;前半小時(shí)到站,則小王可能遲到。所以班車位于小王「遲到區(qū)間」的概率是1/2。
第三次擲硬幣:在「遲到區(qū)間」遲到的概率
在「遲到區(qū)間」,小王和班車任何時(shí)候到站的概率都相同。此時(shí)我們無論是根據(jù)「小王不遲到概率=遲到概率」還是建立簡單模型推理,都可確定小王在「遲到區(qū)間」遲到的概率是1/2。
因此「小王總的遲到概率」就相當(dāng)于三次擲硬幣都擲出了「讓小王遲到」這一面,即1/2×1/2×1/2=1/8,因此「不遲到」的概率就是1-1/8=7/8了。