题干核心是个数列应用题,讲啥酒味鉴别实验。第1问让算概率P0:就是品酒师完全瞎蒙,一次品鉴(3杯A酒+3杯B酒,共6杯)全错的概率。这问是送分的基础排列组合。6杯酒排成一列让他品,他得把3杯A全说成B,3杯B全说成A。全错的情况数只有1种(就是完全反着说),总情况数是C(6,3)=20(从6个位置里选3个放A酒)。所以P0=1/20。
第2问升级了:品酒师有实际鉴别能力(正确率0.5)。算他一次品鉴中恰好猜对k杯的概率Pk。这就是二项分布模型。6次独立品鉴(每杯算一次),每次正确概率0.5。所以Pk = C(6,k) (0.5)^6。套公式直接写,不用解释。
第3问是大坑,也是区分度所在:假设品酒师连续品鉴10次(每次都是6杯),问他在这10次里“累计正确杯数”大于等于48杯的概率。很多考生卡在这儿。关键点:
1. “累计正确杯数”要转化:每次品鉴6杯,10次总共60杯。他每次的正确杯数是个随机变量(服从二项分布B(6,0.5))。但10次之间是独立的,所以累计正确杯数 = 第1次正确数 + 第2次正确数 + ... + 第10次正确数。
2. 不能直接套二项分布:因为这不是对60杯酒做一次大二项分布(B(60,0.5))。题目设定是每次品鉴6杯,品酒师对每杯的判断正确率0.5,但每次的6杯内部可能相互影响(比如品酒师状态),题目没说完全独立,所以稳妥做法是:把每次的正确杯数看作随机变量X_i(i=1到10),每个X_i服从B(6,0.5)。我们需要P(ΣX_i ≥ 48)。
3. 计算策略:ΣX_i ≥ 48 等价于 ΣX_i/10 ≥ 4.8,而每次X_i的期望是3(因为B(6,0.5)均值=3)。这明显偏离期望很多。可以用中心极限定理近似(当年学霸常用):因为10次还算够多,ΣX_i近似正态分布N(30, 15)(方差=1060.50.5=15)。那么P(ΣX_i ≥ 48) = P( Z ≥ (48-30)/√15 ) ≈ P(Z ≥ 4.65),这概率几乎为0。所以结论是:几乎不可能(这也是当年出题人设的“陷阱”,答案出乎意料)。
4. 严格算法(竞赛级):也可以枚举所有10个X_i的可能值组合,但计算量太大。考场时间紧,用正态近似并说明理由就能拿分。
第4问是开放题:根据前面计算结果,评估品酒师功能。标准答案逻辑:因为P(累计正确≥48)极小,所以如果他在10次实验里真的做到了≥48杯正确,那就有极强证据表明他的正确率远高于0.5(不是瞎蒙)。因此他的鉴别功能应该是有效的。但注意题目可能问“你认为如何?”,需要结合概率值说理由,体现统计推断思想。
考场实战口诀:
1. 第1问:别想复杂,全错就是全反,情况数1种,总数C(6,3),除一下完事。
2. 第2问:记住二项分布公式Pk=C(n,k)p^k(1-p)^(n-k),这里n=6,p=0.5,直接写。
3. 第3问:看到“累计”和“10次”,立马反应到独立随机变量求和。期望30,方差15。48离30太远,概率≈0。用正态近似快速估算,写清楚步骤。
4. 第4问:概率极小事件若发生,则推翻原假设(正确率0.5)。结论:品酒师功能强。理由要简短有力。
高频踩坑点:
当年考生反馈:这题第3问答案“不存在/概率几乎为0”让很多人考完都不敢信,反复检查浪费时间。理科卷整体比09年难,平均分预计降5分左右。