概率题的二三事(2)——「简化模型」的极致应用

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1.近年来难度最高的题目
2.用「简化模型」破解「概率难题」
由于「概率题」的「反直觉」特性,所以我们要尽量通过「建立模型」的方法解析难度较高的题目。需要知道,公考不会考察的特别深,因此即使是难题,在简化后也会很容易理解。

一、近年来难度最高的题目
【2021年3月联考】某公司职员小王要乘坐公司班车上班,班车到站点的时间为上午7点到8点之间,班车接人后立刻开走;小王到站点的时间为上午6点半至7点半之间。
假设班车和小王到站的概率是相等(均匀分布)的,那么小王能够坐上班车的概率为:
(A)1/8
(B)3/4
(C)1/2
(D)7/8

假设班车和小王到站的概率是相等(均匀分布)的,那么小王能够坐上班车的概率为:
(A)1/8
(B)3/4
(C)1/2
(D)7/8
正确率9%,易错项BC
本题难度之高,世所罕见。9%的正确率几乎通杀了所有考生。因此,想要研究好「概率题」,这道题是绕不开的。
列出题干数据关系:
①班车7点~8点到车站
②小王6点半~7点半到车站
③求小王坐上车的概率
可以看出,本题的题干极为简单,但很多小伙伴无法理解在概率「均匀分布」的前提下如何找到解题思路。
目前,主流公考培训机构给出的解题思路是「直角坐标系」法。这种方法没有任何问题,但仅限于熟悉「直角坐标系」运用的考生。
直接画坐标分析,如图:

图中的大正方形就是「小王所有的到达时间」和「班车所有的到达时间」的总面积(即概率之和为1),可发现:
斜线左上侧「白三角形面积」=小王没有赶上班车的情况=1/8个正方形
斜线右下「阴影三角形面积」=小王赶上班车的情况=7/8个正方形
因此小王能够坐上班车的概率为7/8,D「7/8」正确。
如果不会「直角坐标系」的小伙伴,这道题是否就做不出来了呢?当然不是的,因为我们可以建立一个简单的「模型」。

二、用「简化模型」破解「概率难题」
根据「班车7点~8点到」和「小王6点半~7点半到」可知小王大概率能坐上车,因此我们可以分析「小王坐不上车的概率」,用1减去该概率即可。
首先分析班车的情况,可知:
班车7:30-8:00到,小王不可能迟到
班车7:00-7:30到,小王可能迟到
因此从班车的角度分析,只有在1/2的时间内,小王才可能迟到。
同样分析小王的情况,可知:
小王6:30-7:00到,小王不可能迟到
小王7:00-7:30到,小王可能迟到
因此从小王的角度分析,只有1/2的时间内,小王才可能迟到。
所以,假设在「7:00-7:30」的区间内,小王必定迟到,那整体迟到几率也只有1/2×1/2=1/4。当然,小王不是必定迟到的,继续分析:
在「7:00-7:30」区间,小王和班车在任何时间到达车站的概率都是「均匀分布」的,那么小王迟到的概率是多少呢?
这里有个简单的方法,因为「小王」「班车」都是在同一段时间「均匀分布」的,因此「小王比班车来的早」的概率和「小王比班车来的晚」的概率完全相同,都为1/2。
如果觉得上面的方法太抽象,我们可以再建立一个简单的模型来理解。
假设「小王到达的时间」和「班车到达的时间」都用数值来表示,则:
「小王<班车」→小王比班车来得早
「小王>班车」→小王比班车来得晚
「小王=班车」→删掉该情况
之所以「小王=班车」时要删掉该情况,是因为在原题中长达30分钟的时间内「均匀分布」,双方「同时到达」的概率可以忽略不计,所以在模型中我们就要删掉。
如果只有「1,2」两个数值,则:
小王比班车来得早有1种情况:
小王1,班车2
小王比班车来得晚有1种情况:
小王2,班车1
同样,如果有「1,2,3」三个数值,则:
小王比班车来得早有2种情况:
小王1,班车2
小王1,班车3
小王2,班车3
小王比班车来得晚有2种情况:
小王2,班车1
小王3,班车1
小王3,班车2
据此进一步推论,可发现无论有多少个数值,「小王比班车来得早」和「小王比班车来得晚」的出现次数都是相同的,即都是「1/2」。
因此:
小王赶不上班车的概率=
「小王7点至7点半到车站的概率」×「班车在7点至7点半到车站的概率」×「在这个时间段小王赶不上班车的概率」
=1/2×1/2×1/2
=1/8
即「小王赶上班车的概率」=1-1/8=7/8,D选项正确。

总结:
「概率」的出题方式千变万化,从强化武器能否用「垫子」,到「主持人换门」后能否选到汽车,再到「小王整体的迟到概率」,看上去让人目不暇接,但其核心始终没变,无非就是「掷硬币」和「掷骰子」。
由于「概率」题可以很容易出得「反直觉」,所以近年来的「数量关系」板块基本上每套都有那么一两道和「概率」有关的超级难题,甚至还有很多低于25%的——也就是说,如果考生感觉某道求概率的题特别难,那随便蒙个选项,可能就比浪费大量时间来解题的其他考生正确率更高……
从这道正确率只有9%的题目可以看出,难题不一定计算量大——只要解题思路找不到,再简单的条件也做不对。而通过这道题我们也可以看出,「简化模型」是多么重要。
回过头来看,这道题简化后的模型无非就是「3次掷硬币」,即小王、班车都尽量往「小王迟到」的可能性去靠,三次都掷出「迟到面」才符合要求。
第一次掷硬币:小王的「迟到区间」
小王前半小时到站,必不迟到;后半小时到站,可能迟到。所以小王位于「迟到区间」的概率是1/2。
第二次掷硬币:班车的「迟到区间」
同理,班车后半小时到站,则小王必不迟到;前半小时到站,则小王可能迟到。所以班车位于小王「迟到区间」的概率是1/2。
第三次掷硬币:在「迟到区间」迟到的概率
在「迟到区间」,小王和班车任何时候到站的概率都相同。此时我们无论是根据「小王不迟到概率=迟到概率」还是建立简单模型推理,都可确定小王在「迟到区间」迟到的概率是1/2。
因此「小王总的迟到概率」就相当于三次掷硬币都掷出了「让小王迟到」这一面,即1/2×1/2×1/2=1/8,因此「不迟到」的概率就是1-1/8=7/8了。