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3. 树状图法公式

概率及其计算方法 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 树状图法公式指利用树状图列举所有等可能结果,计算概率 $P(A)=\frac{\text{事件A包含的结果数}}{\text{所有可能结果总数}}$ 的方法。

从哪来 它建立在7. 弧长与扇形面积这一前置知识点之上。在几何概型或涉及圆形转盘、扇形区域的概率问题中,需先利用弧长与扇形面积公式确定各区域所占的比例或角度,进而转化为树状图中的分支权重或结果计数,最终求得概率。

为什么 概率的本质是频率的稳定值。当试验结果有限且等可能时,概率等于有利结果数与总结果数之比。树状图通过层级结构,将复杂的多步试验拆解为有序的步骤,确保“不重不漏”地列出所有基本事件。结合前置的扇形面积知识,当结果空间是连续几何量(如转盘角度)时,扇形面积比即为概率权重,树状图则用于处理多轮独立试验的组合情况,两者结合能严谨地量化随机性。

讲法
适合:逻辑性强、擅长抽象思维的学生 讲法:代数映射法 将树状图的每一层视为一个变量,每一分支视为一个取值。例如,转盘A有3个扇区(面积比1:2:3),转盘B有2个扇区(面积比1:1)。树状图第一层展开A的3种状态,第二层对每个A状态再展开B的2种状态。总结果数不是简单的 $3 \times 2 = 6$ 个“等可能”点,而是加权后的6个组合。强调公式 $P = \sum (P_{A_i} \times P_{B_j})$,让学生明白树状图是乘法原理的可视化,而扇形面积提供了 $P_{A_i}$ 的具体数值来源。
讲法
适合:形象思维强、喜欢动手操作的学生 讲法:路径追踪法 把树状图看作一张“迷宫地图”。起点是“开始”,终点是“结果”。每个扇形区域代表一条路,路的宽度(面积)代表通过该路的“流量”。让学生用不同颜色的笔在纸上画出树状图,并用粗细不同的线条表示扇形面积的大小。计算概率就是看“目标路径的总流量”占“所有路径总流量”的比例。通过视觉上的粗细对比,直观理解为什么面积大的扇形在树状图中对应的分支“权重”更大。
讲法
适合:基础薄弱、容易混淆概念的学生 讲法:分步拆解法 强调“两步走”策略。第一步:只看第一个转盘,算出它指向某个扇形的概率(用扇形面积/圆面积)。第二步:假设第一个转盘已经停在那个扇形上,再看第二个转盘,算出它指向目标扇形的概率。最后把两步的概率相乘。树状图只是用来记录“第一步有几种可能,每种可能下第二步又有几种可能”的清单。告诉学生:不要试图一次性看全图,而是顺着箭头走,走到哪算哪,最后把符合条件的路径概率加起来。
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练一道
基础题
一个圆形转盘被分成两个扇形,红色扇形圆心角为 $120^\circ$,白色扇形圆心角为 $240^\circ$。转动一次转盘,指针落在红色区域的概率是多少?若转动两次,求两次都落在红色区域的概率(用树状图表示)。
变式
转盘A被分成3个扇形:红($60^\circ$)、蓝($120^\circ$)、绿($180^\circ$)。转盘B被分成2个扇形:红($90^\circ$)、蓝($270^\circ$)。同时转动两个转盘,求指针都指向红色区域的概率。
试试手自己判
检测题
一个圆形转盘被均分为4个扇形,分别标有数字1、2、3、4。另一个圆形转盘被均分为2个扇形,分别标有数字1、2。同时转动两个转盘,求两个指针所指数字之积为偶数的概率。请用树状图列出所有可能结果并计算。
看答案和判分标准
答案:1. 树状图结果: - 转盘1(4等分):1, 2, 3, 4(各概率 $1/4$) - 转盘2(2等分):1, 2(各概率 $1/2$) - 总结果数:$4 \times 2 = 8$ 种等可能结果。 - 结果列表:(1,1), (1,2), (2,1), (2,2), (3,1), (3,2), (4,1), (4,2)。 2. 筛选积为偶数的结果: - (1,2) -> 2 (偶) - (2,1) -> 2 (偶) - (2,2) -> 4 (偶) - (3,2) -> 6 (偶) - (4,1) -> 4 (偶) - (4,2) -> 8 (偶) - 共6种。 3. 概率计算: $P = \frac{6}{8} = \frac{3}{4}$。
判对标准:
- 树状图结构正确,第一层4个分支,第二层每个分支下2个子分支(共8个末端节点)。
- 正确识别出6个积为偶数的结果。
- 最终概率计算为 $3/4$ 或 $0.75$。
- 若学生未画树状图但正确列出8种组合并计算正确,也可判对,但需指出其未满足“用树状图”的要求。
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