概率 · 随机事件的概率

什么是随机事件?

上一节我们认识了三类事件:必然、不可能、随机。前两类结果都"板上钉钉",没啥好琢磨的。

真正有意思的是随机事件——它可能发生,也可能不发生。这一节我们就要追问一句:随机事件之间,发生的可能性都一样大吗?还是有的更容易、有的更难?

先做个思想实验:一个袋子里有 44 个红球、11 个白球。让你闭眼摸一个——你心里是不是早就有数:摸到红球的机会大?

同样的"随机",有的容易、有的难。这一节我们就把"随机事件"这个老朋友再往前推一步:它发生的可能性,究竟有没有大小之分?

答案是:当然不一样大。而且这正是概率要研究的"大小"。

一个让你立刻有感觉的例子

想象一个不透明的袋子,里面装着:

红球 4 个,白球 1 个

你闭着眼摸一个球。问:摸到红球容易,还是摸到白球容易?

这不用算也知道——红球有 44 个,白球只有 11 个,摸到红球的机会明显大得多。

随机事件发生的可能性大小

随机事件发生的可能性有大小之分。在条件相同的情况下,某个结果出现的"机会"越大,我们就说它发生的可能性越大。

关键认识:随机 ≠ 各占一半。 "随机"只表示"结果不确定",并不表示"每种结果可能性相同"。袋里红多白少,摸到红球的可能性就比白球大。

用比例来"掂量"大小

虽然这节课还没正式学概率(那是下一节什么是概率?的事),但我们可以用"占比"先感性地比一比。

还是上面的袋子,共 55 个球:

结果球的个数占比(凭感觉的大小)
摸到红球44大(占 45\frac{4}{5}
摸到白球11小(占 15\frac{1}{5}

红球占比大,所以摸到红球的可能性大。这个"占比",其实已经非常接近概率的本意了——我们下一节会用 0011 之间的一个数,把它精确写出来。

掷骰子:点数不一样,可能性一样吗?

一个公平的正方体骰子,六个面分别是 1166。掷一次:

  • "掷出 66" 和 "掷出 33" 可能性一样大(都是六分之一);
  • 但 "掷出偶数(2,4,62,4,6)" 的可能性,是 "掷出 66" 的 33 倍,因为偶数占了 33 个面。 所以即便工具"公平",不同事件的可能性仍然有大小。

可能性再小,也不是"不可能"

这里有个容易绕晕的点,要特别拎出来讲。

假设袋子里有 100100 个白球、11 个红球。摸到红球的可能性很小很小,但只要袋子里还有那 11 个红球,摸到红球就仍然是随机事件,而不是不可能事件

区别在这:

  • 可能性小:还有机会发生,只是难。
  • 不可能:根本没有发生的可能,机会是 00

反过来,可能性很大(比如 99%99\%),也不是"必然"——只要还有 1%1\% 不发生的可能,它就还是随机事件。

买彩票

中大奖的可能性极小,小到很多人一辈子碰不到。但只要规则上还存在"中奖"这个可能,它就是随机事件,不是不可能事件。也正因为不是不可能,才有人会去试。

一个值得注意的细节

"可能性大小"是事件本身的一种客观倾向,不因你主观希望而改变。

  • 你不能因为"我特别想要红球",就让红球被摸到的可能性变大——除非你偷偷往袋里多塞红球(那就改了条件)。
  • 也不能因为"我连抛了 55 次都是正面",就觉得"下次一定是反面"。每次抛掷是独立的,下一次正面的可能性还是和原来一样大。这种"该轮到反面了"的直觉,是很多人会有的误会。

记住:随机事件的可能性大小,是条件决定的,不会因为人的愿望或之前的运气而改变。

"公平"不等于"各事件一样大"

这里有个容易混的点:工具公平,不代表你想问的每个事件可能性都一样。

  • 公平骰子六个面等可能,所以"掷出 66"和"掷出 33"一样大;
  • 但"掷出偶数"包含了 2,4,62,4,6 三个面,概率是"掷出 66"的 33 倍。

所以判断大小,得数"有利结果占多少",而不是想当然。下面的表把"大小"从 0011 排个队,方便你建立直觉:

可能性例子
极小(接近 00彩票中头奖
袋里 10010011 红,摸到红球
一半公平硬币正面朝上
袋里 4411 白,摸到红球
极大(接近 11但要注意:真正的随机事件不会到 11

注意表里最后一行:把"极大"和"必然"分清,是这一节的考点之一。随机事件再"十拿九稳",概率也严格小于 11

抽奖箱里的学问

箱子里 100100 张券,只有 11 张中奖。你抽一张:

  • 中奖可能性 =1100=0.01= \frac{1}{100}=0.01(很小,但不是 00,所以不是不可能);
  • 不中奖可能性 =99100=0.99= \frac{99}{100}=0.99(很大,但不是 11,所以不是必然)。 正因为中奖概率不是 00,才有人愿意试;也正因为它不是 11,试了也可能空手而归。
练一练

袋中有 3322 蓝。闭眼摸一个:

  • 摸到黄球可能性大还是蓝球?——黄球(占 35\frac{3}{5})大;
  • 摸到绿球可能吗?——袋里没绿球,不可能(概率 00)。

一个生活提醒:别被"运气"骗

很多人相信"连开 99 次都没中奖,第 1010 次该中了"。这是错的。每次抽奖如果互相独立,第 1010 次中奖概率还是 1100\frac{1}{100},前面的 99 次失败不会改变它。就像掷骰子,前面连掷 5566,下一次出 66 的概率依旧是 16\frac{1}{6}

记住:随机事件发生的可能性大小,由条件客观决定,不随你许愿,也不随之前的运气改变。

回过头看

这节课我们给随机事件补上了"大小"这个维度:

  • 随机事件的可能性有大小,不都是五五开;
  • 用"占比"可以掂量谁大谁小(比如袋里红多白少);
  • 可能性小 ≠ 不可能可能性大 ≠ 必然
  • 可能性大小由条件客观决定,不随主观愿望或过往运气改变。

下一节,我们就把这种"大小"正式命名为概率,并学会用一个 0011 之间的数把它写出来。

信息

本节课你应该能回答的问题

  1. 随机事件的可能性都一样大吗?用袋子红白球为例说明。
  2. "可能性很小"和"不可能"有什么区别?为什么买彩票中奖是随机事件而不是不可能事件?
  3. 连抛 55 次硬币都是正面,第 66 次"该轮到反面"了吗?为什么这种想法是错的?
  4. 一个公平骰子,"掷出偶数"的可能性为什么是"掷出 66"的 33 倍?