練習:計算固定伯努力結果序列的機率

回課文。共 18 題,分六組,每組 3 題。每題先自己做,需要時再依序打開提示。看過第 3 層以上提示才做出來的題目,算是練習,還不算獨立完成;隔一段時間,不看提示,把原題重做一次。L5 會揭示完整解答。

共同規則:題目的情境和數字都是為了練習設計的假設,不是真實資料。每題都已寫明各次互不影響、每次成功機率相同,你不必判斷是否獨立。不需要查表或使用計算機;機率用最簡分數或有限小數表示。

診斷

練習 1

某題庫系統每次隨機出一題,出到「新題」的機率是 7/9(教學假設),各次互不影響。連續出 3 題,結果依序是:新題、舊題、新題。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先弄清楚:一次出題只有哪兩種結果?題目關心的「成功」是哪一種,它的機率是多少?

L2(結構)

把題目給的三次結果依序標成「成」或「敗」。失敗的機率不是題目直接給的數,要自己算出來。

L3(方法)

各次互不影響,整條序列的機率就是各次機率相乘:標「成」的次乘 p,標「敗」的次乘 1−p。

L4(做到最後一步前)

p=7/9,1−p=2/9。三次依序是成、敗、成,算式是 7/9×2/9×7/9。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

成功=出到新題,p=7/9;失敗=舊題,機率 2/9。序列「新題、舊題、新題」是成、敗、成,機率 7/9×2/9×7/9=98/729。分子 7×2×7=98,分母 9×9×9=729,兩邊各自連乘。答案:98/729。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、伯努力試驗、序列與乘法。補救後請遮住解答重做。

練習 2

某自動門每次感應成功的機率是 2/7(教學假設),各次互不影響。連續走近 3 次,結果依序是:成功、失敗、成功。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

這條序列有三次結果,其中有幾次是成功、幾次是失敗?先數清楚。

L2(結構)

感應成功的機率題目有給;失敗的機率要用「兩種結果的機率加起來是 1」算出來。

L3(方法)

各次互不影響,所以依序都發生的機率是各次機率相乘。成功那次乘 p,失敗那次乘 1−p,格數要和次數一樣。

L4(做到最後一步前)

p=2/7,1−p=5/7。依序是成、敗、成,算式是 2/7×5/7×2/7。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

成功=感應成功,p=2/7;失敗的機率 1−2/7=5/7。序列是成、敗、成:2/7×5/7×2/7=20/343。分子 2×5×2=20,分母 7×7×7=343。答案:20/343。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、常見的錯與自我檢查。補救後請遮住解答重做。

練習 3

社團用抽籤決定值日,每次抽完把籤放回,各次互不影響。已知每次「沒抽中」的機率是 4/11。小欣連抽 3 次,結果依序是:抽中、抽中、沒抽中。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

題目給的 4/11 是哪一種結果的機率?它是成功的機率嗎?

L2(結構)

要先決定「成功」是什麼。若把「抽中」當成功,p 就不是 4/11,要由已知的失敗機率反推。

L3(方法)

兩種結果的機率加起來是 1,所以 p=1−(沒抽中的機率)。求出 p 之後,標「成」的次乘 p,標「敗」的次乘 1−p。

L4(做到最後一步前)

p=1−4/11=7/11,1−p=4/11。序列依序是成、成、敗,算式是 7/11×7/11×4/11。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

成功=抽中,p=1−4/11=7/11;失敗=沒抽中,機率 4/11。序列成、成、敗:7/11×7/11×4/11=196/1331。分子 7×7×4=196,分母 11×11×11=1331。答案:196/1331。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、常見的錯與自我檢查。補救後請遮住解答重做。

初練:直接代入

練習 4

某投影機每次開機成功的機率是 5/12(教學假設),各次互不影響。連續開機 3 次,結果依序是:失敗、失敗、成功。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先寫下:成功的機率 p 是多少?失敗的機率是多少?

L2(結構)

三次的結果依序是敗、敗、成,三個格子各自要乘哪一個數?

L3(方法)

整條序列的機率是三格機率的乘積;兩個失敗的格子乘的是同一個數。

L4(做到最後一步前)

失敗的機率是 7/12。算式是 7/12×7/12×5/12。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

p=5/12,1−p=7/12。序列敗、敗、成:7/12×7/12×5/12=245/1728。分子 7×7×5=245,分母 12×12×12=1728;245 與 1728 沒有公因數,所以已是最簡分數。答案:245/1728。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、完整示範。補救後請遮住解答重做。

練習 5

某射擊遊戲每次擊中目標的機率是 5/7(教學假設),各次互不影響。連射 4 次,結果依序是:擊中、沒中、沒中、擊中。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

四次結果裡,擊中幾次、沒中幾次?算式要有幾個因子?

L2(結構)

擊中的機率題目有給;沒中的機率要自己算。

L3(方法)

依序都發生,各次機率相乘:擊中的格乘 p,沒中的格乘 1−p。

L4(做到最後一步前)

p=5/7,1−p=2/7。算式是 5/7×2/7×2/7×5/7,共 4 個因子。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

5/7×2/7×2/7×5/7=100/2401。分子 5×2×2×5=100,分母 7×7×7×7=2401。因子個數 4 與次數相同。答案:100/2401。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、完整示範。補救後請遮住解答重做。

練習 6

某手機 App 每次推播被使用者點開的機率是 15%(教學假設),各次互不影響。連續推播 2 次,結果依序是:沒被點開、被點開。求這條結果序列的機率(用小數表示)。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

百分率可以改寫成小數:15% 是多少?沒被點開的機率又是多少?

L2(結構)

兩次依序是敗、成,兩個格子各乘哪一個數?

L3(方法)

把兩格的機率相乘。小數相乘時,先當整數乘,再依兩個因數的小數位數合計決定小數點位置。

L4(做到最後一步前)

p=0.15,1−p=0.85。算式是 0.85×0.15。最後的乘法由你完成。

L5(完整解答)

p=15%=0.15,1−p=0.85。0.85×0.15:85×15=1275,兩個因數共有 4 位小數,所以是 0.1275。答案:0.1275。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、完整示範。補救後請遮住解答重做。

初練:先整理題面

練習 7

某物流公司每次送貨「延誤」的機率是 1/12(教學假設),各次互不影響。追蹤連續 3 次送貨,結果依序是:延誤、準時、準時。若把「延誤」當成功,求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

這題的「成功」不是好事,是「延誤」。先寫下:成功=? p=?

L2(結構)

把三次結果依序標成成或敗,注意「準時」是失敗。

L3(方法)

失敗的機率是 1 減去延誤的機率。兩次準時乘的是同一個數。

L4(做到最後一步前)

p=1/12,1−p=11/12。三次是成、敗、敗,算式是 1/12×11/12×11/12。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

成功=延誤,p=1/12;失敗=準時,機率 11/12。序列成、敗、敗:1/12×11/12×11/12=121/1728。分子 1×11×11=121,分母 12×12×12=1728。答案:121/1728。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、完整示範、伯努力試驗、序列與乘法。補救後請遮住解答重做。

練習 8

某遊戲角色每次施放招式成功的機率是 8/11(教學假設),各次互不影響。連續施放 3 次,第 1 次成功,接著連續兩次失敗。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

題目用文字描述了序列。先把它改寫成「第 1 次、第 2 次、第 3 次」各是什麼。

L2(結構)

「接著連續兩次失敗」表示第 2 次和第 3 次都是失敗。

L3(方法)

三格各自的機率相乘;兩個失敗的格子乘同一個數。

L4(做到最後一步前)

p=8/11,1−p=3/11。序列是成、敗、敗,算式是 8/11×3/11×3/11。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

序列:成、敗、敗。8/11×3/11×3/11=72/1331。分子 8×3×3=72,分母 11×11×11=1331;72 與 1331 沒有公因數。答案:72/1331。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、伯努力試驗、序列與乘法。補救後請遮住解答重做。

練習 9

袋中有 2 顆紅球、5 顆白球,球的大小和手感都相同。每次隨機取一顆,看完顏色後放回袋中搖勻,各次互不影響。把「取到紅球」當成功,連續取 3 次,結果依序是:白球、紅球、白球。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

每次取完都放回,所以每一次的情況都一樣。先算一次取到紅球的機率,也就是 p。

L2(結構)

一次取球共有幾顆可能被取到?其中紅球幾顆?白球幾顆?

L3(方法)

p=紅球數÷全部球數,失敗(白球)的機率是白球數÷全部球數。再把三格的機率相乘。

L4(做到最後一步前)

全部 7 顆,p=2/7,白球機率 5/7。序列是敗、成、敗,算式是 5/7×2/7×5/7。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

取後放回,所以每次 p=2/7,失敗(白球)的機率 5/7。序列白、紅、白是敗、成、敗:5/7×2/7×5/7=50/343。分子 5×2×5=50,分母 7×7×7=343。答案:50/343。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、用得上的條件。補救後請遮住解答重做。

補救:找出別人錯在哪

練習 10

某機器每次啟動成功的機率是 3/11(教學假設),各次互不影響。連續啟動 3 次,結果依序是:成功、失敗、失敗。小宇的算法如下:
「成功 3/11,失敗 8/11,所以機率是 3/11+8/11+8/11=19/11。」
請指出小宇的錯,並寫出正確的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先看小宇算出的 19/11:它可以是一個機率嗎?機率有什麼範圍?

L2(結構)

小宇的算式用的運算,和「三次結果依序全部發生」相符嗎?

L3(方法)

「依序全部發生」要用的運算是乘法,因為各次互不影響;加法只用在「二選一」的情形。

L4(做到最後一步前)

改成連乘後,三格是成、敗、敗:3/11×8/11×8/11。最後的連乘由你完成,並說明小宇的 19/11 為何不可能是機率。

L5(完整解答)

小宇錯在把各次機率相加。19/11 大於 1,不可能是機率。正確:3/11×8/11×8/11=192/1331(分子 3×8×8=192,分母 11×11×11=1331)。答案:192/1331。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:常見的錯與自我檢查、伯努力試驗、序列與乘法。補救後請遮住解答重做。

練習 11

某感應燈每次亮起的機率是 4/11(教學假設),各次互不影響。連續靠近 3 次,結果依序是:亮、不亮、亮。小萱的算法如下:
「每一次的機率都是 4/11,所以機率是 4/11×4/11×4/11=64/1331。」
請指出小萱的錯,並寫出正確的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

逐格檢查小萱的算式:三次的結果各是什麼?第 2 次是「亮」嗎?

L2(結構)

「不亮」的機率和「亮」的機率是同一個數嗎?

L3(方法)

兩種結果的機率加起來是 1,所以不亮的機率是 1 減去亮的機率。每一格要乘的是它自己那種結果的機率。

L4(做到最後一步前)

不亮的機率是 7/11。三次是成、敗、成,正確的算式是 4/11×7/11×4/11。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

小萱把「不亮」那一格也乘成 4/11;不亮的機率是 1−4/11=7/11。正確:4/11×7/11×4/11=112/1331(分子 4×7×4=112,分母 1331)。答案:112/1331。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:常見的錯與自我檢查、計算的五個步驟與每一步的理由。補救後請遮住解答重做。

練習 12

某選手每次投進的機率是 5/7(教學假設),各次互不影響。連投 4 次,結果依序是:投進、沒進、投進、投進。小倩的算法如下:
「有投進、有沒進,所以是 (5/7)²×(2/7)²=100/2401。」
請指出小倩的錯,並寫出正確的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先把 4 次的結果依序標成成或敗,數一數成幾次、敗幾次。

L2(結構)

小倩算式裡兩個指數都是 2,它們的和是多少?和 4 次相符嗎?

L3(方法)

指數是在記「那個因子出現了幾次」。成的次數和敗的次數相加必須等於試驗的次數,而且要照結果數,不能憑感覺。

L4(做到最後一步前)

4 次中成 3 次、敗 1 次。算式是 5/7×2/7×5/7×5/7,也可以寫成 p 的幾次方乘 (1−p) 的幾次方。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

投進 3 次、沒進 1 次,指數應是 3 與 1,不是 2 與 2。正確:5/7×2/7×5/7×5/7=(5/7)³×(2/7)=250/2401(分子 125×2=250,分母 2401)。答案:250/2401。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:常見的錯與自我檢查、計算的五個步驟與每一步的理由。補救後請遮住解答重做。

遷移 A:由條件求 p

練習 13

某裝置每次運作成功的機率是 p(0<p<1),各次互不影響。已知連續 2 次都成功的機率是 49/81。(1) 求 p。(2) 連續運作 3 次,結果依序是:成功、失敗、失敗,求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

「連續 2 次都成功」這條序列是哪兩格?它的機率用 p 怎麼寫?

L2(結構)

把這個式子等於 49/81,變成一個關於 p 的方程式。0<p<1 這個條件有什麼用?

L3(方法)

解 p²=49/81 時,兩個根只有一個符合 0<p<1。得到 p 之後,(2) 的三格就和一般題目一樣。

L4(做到最後一步前)

(1) 解 p²=49/81 時,只取符合 0<p<1 的那個根。(2) 得到 p 之後,序列成、敗、敗的算式是 p×(1−p)×(1−p),數值請自己代入並完成連乘。

L5(完整解答)

(1) 連續 2 次成功的機率是 p²=49/81,p=7/9 或 −7/9,因 0<p<1,p=7/9。(2) 失敗機率 2/9,序列成、敗、敗:7/9×2/9×2/9=28/729(分子 7×2×2=28,分母 729)。答案:(1) 7/9;(2) 28/729。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:伯努力試驗、序列與乘法、計算的五個步驟與每一步的理由。補救後請遮住解答重做。

練習 14

某遊戲每次抽中稀有獎勵的機率是 3/13(教學假設),各次互不影響。連抽 3 次。甲序列是:抽中、抽中、沒抽中;乙序列是:沒抽中、沒抽中、抽中。哪一條序列的機率比較大?大的是小的幾倍?

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

兩條序列各有幾個「成」、幾個「敗」?不要先憑感覺選,先分別算出來。

L2(結構)

甲的算式有兩個 p、一個 1−p;乙有兩個 1−p、一個 p。這裡 p 比 1/2 大還是小?

L3(方法)

分別算出甲與乙的機率,再用大的除以小的;兩個分母相同,倍數可以直接用分子相比。

L4(做到最後一步前)

p=3/13,1−p=10/13。甲:3/13×3/13×10/13;乙:10/13×10/13×3/13。請算出兩個數,再比較。

L5(完整解答)

甲=3/13×3/13×10/13=90/2197;乙=10/13×10/13×3/13=300/2197。分母同為 2197,300 大於 90,乙比較大,倍數 300÷90=10/3。因為抽中的機率不到一半,成功比較少的序列反而比較容易出現。答案:乙較大,是甲的 10/3 倍。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、邊界、反例與非例。補救後請遮住解答重做。

練習 15

某機器每次運作成功的機率是 p(0<p<1),各次互不影響。已知「連續 2 次都成功」的機率是「連續 2 次都失敗」的機率的 25/36 倍。(1) 求 p。(2) 連續運作 3 次,結果依序是:成功、失敗、成功,求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

「連續 2 次都成功」與「連續 2 次都失敗」的機率,各用 p 與 1−p 怎麼寫?

L2(結構)

題目告訴你前者是後者的 25/36 倍,把它寫成方程式,兩邊都是平方的形式。

L3(方法)

兩邊開平方(取正的),得到 p 與 1−p 的比值;再用這個比值解出 p。

L4(做到最後一步前)

p²=(25/36)×(1−p)² 開平方(取正)得 p=(5/6)×(1−p)。接著解這個一次方程式求 p;(2) 的序列成、敗、成,算式是 p×(1−p)×p,代入後連乘由你完成。

L5(完整解答)

(1) p²=(25/36)(1−p)²,兩邊皆正,開平方 p=(5/6)(1−p),6p=5−5p,p=5/11。(2) 失敗機率 6/11,序列成、敗、成:5/11×6/11×5/11=150/1331(分子 5×6×5=150,分母 1331)。答案:(1) 5/11;(2) 150/1331。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:伯努力試驗、序列與乘法、計算的五個步驟與每一步的理由。補救後請遮住解答重做。

遷移 B:新情境與觀念辨析

練習 16

轉盤平均分成 12 格,其中 5 格是紅色、4 格是藍色、3 格是黃色,指針停在每一格的機會均等。每次轉動互不影響。把「停在紅色」當成成功,連轉 3 次,結果依序是:紅色、紅色、不是紅色。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先決定成功是什麼,再從格數算出一次轉動的 p。「不是紅色」包含哪些顏色?

L2(結構)

失敗=不是紅色,它不是單指某一種顏色。它佔幾格?

L3(方法)

p=紅色格數÷12,失敗機率=其餘格數÷12,兩者相加應該是 1。再把三格的機率相乘。

L4(做到最後一步前)

p=5/12,失敗(藍或黃,共 7 格)的機率 7/12。序列是成、成、敗,算式是 5/12×5/12×7/12。最後的連乘由你完成。

L5(完整解答)

p=5/12;不是紅色=藍 4 格+黃 3 格=7 格,機率 7/12。序列成、成、敗:5/12×5/12×7/12=175/1728(分子 5×5×7=175,分母 12×12×12=1728)。答案:175/1728。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、伯努力試驗、序列與乘法。補救後請遮住解答重做。

練習 17

箱中有 25 顆球,編號 1 到 25,每顆被取到的機會均等。每次取一顆,記下號碼後放回,各次互不影響。把「號碼是質數」當成成功,連取 2 次,結果依序是:不是質數、是質數。求這條結果序列的機率。

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

先決定成功是什麼。1 到 25 的整數中,有哪些是質數?1 算不算質數?

L2(結構)

把質數一個一個列出來數,再算失敗的個數:共 25 顆球。

L3(方法)

p=質數的個數÷25,失敗機率=其餘個數÷25。取後放回,所以每一次的 p 都一樣。再把兩格相乘。

L4(做到最後一步前)

1 到 25 的質數有 9 個,p=9/25,1−p=16/25。序列是敗、成,算式是 16/25×9/25。最後的乘法由你完成。

L5(完整解答)

1 到 25 的質數:2、3、5、7、11、13、17、19、23,共 9 個,p=9/25;不是質數的有 25−9=16 個,機率 16/25(1 不是質數,歸在這一類)。序列敗、成:16/25×9/25=144/625。答案:144/625。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:計算的五個步驟與每一步的理由、用得上的條件。補救後請遮住解答重做。

練習 18

某打卡機每次成功讀取的機率是 45%(教學假設),各次互不影響。(1) 連續讀取 2 次,結果依序是:失敗、成功,求這條結果序列的機率(用小數表示)。(2) 如果已經知道第 1 次是失敗,這時第 2 次成功的機率是多少?為什麼?

提示(一次只開一層,先自己試):

L1(方向)

(1) 先把 45% 改寫成小數,再寫出失敗的機率,兩格相乘。

L2(結構)

(2) 題目一直強調「各次互不影響」,這句話對第 2 次的機率有什麼影響?

L3(方法)

(1) 乘法:0.55 乘 0.45 先當 55×45 計算。(2) 想一想:前一次的結果會不會改變下一次成功的機率?

L4(做到最後一步前)

(1) 算式是 0.55×0.45,最後的乘法由你完成。(2) 不要把 (1) 的結果拿來用,(2) 問的是「單單第 2 次」的機率。

L5(完整解答)

(1) p=0.45,1−p=0.55。0.55×0.45:55×45=2475,兩因數共 4 位小數,所以 0.2475。(2) 各次互不影響,第 1 次的結果不會改變第 2 次,所以第 2 次成功的機率仍是 0.45。答案:(1) 0.2475;(2) 0.45。

做完或卡住後再看:常見錯法與補救

這題可能出現的錯法(為練習設計的例子)。如果你的答案和下面某個結果相同,就是犯了那種錯:

回到課文:用得上的條件、邊界、反例與非例。補救後請遮住解答重做。