巧做考研概統(tǒng)·圖解法計算事件概率·臻寶-卡諾表
對于考研概統(tǒng)中計算事件概率,臻寶同志在卡諾圖(用于邏輯運算的可視化方法)的基礎上提出了一種圖解法。以下通過幾道例題來展示其思想:

如何用簡潔的圖形直觀清晰的表達問題呢?——我們不妨將事件空間按這樣的基本事件表格分解,這個與二變量的卡諾圖是反著的,因為經研究發(fā)現(xiàn),正邏輯在上時好像更符合直覺。(當然如果你覺得負邏輯在上順眼就用負邏輯在上)

但此時標題行寬列寬、單元格面積此時還不能完全表示概率,除非標明數(shù)值。在未標明數(shù)值時,就默認一個正當中但不畫⊥符號的十字,如果題目繼續(xù)施加具體條件,則再做相應調整(見后續(xù)講解)。

繼續(xù)看這道題,

對于A選項和B選項,我們發(fā)現(xiàn)P(AB)可能=P(A)P(B),但相關時,交線可能右斜也肯可能左斜,所以這倆選項都錯。
對于C、D兩個選項,我們發(fā)現(xiàn)矩形面積的不等式比較穩(wěn)妥的就是同底不等高,很明顯C對D錯。

再來看一道:

它的圖解幾何意義是非常生動的:

P(A)=P(B)就是黑斜線和紅色斜線這兩個矩形面積相等,P(AB)是其公共面積,等價于令副對角線的兩個矩陣面積相等,其他選項的幾何意義也都是明確的。易得C對。

當我們熟練掌握以后,再來看條件概率的圖解法怎么表示。
有的情況是條件概率給定數(shù)值,這個時候我們只需在對應單元格中標明數(shù)值。

如圖,我們畫完表格后,發(fā)現(xiàn)題目給定的條件等價于P(非A|B)=0,所以我們在其單元格中標明數(shù)值=0,

則P(A+B)這個陰影面積就一目了然的=P(A)的矩形面積,所以易得只有C對。

也有的題目的條件概率不能標明數(shù)值,求一個幾何上的條件:

有同學在圖中畫下劃線、?的這一步想不到。但這道題在臻寶-卡諾表格中的幾何意義是生動的,我們引入條件概率的臻寶-卡諾圖表示——縮圈+傾斜(如果相關):

如圖,條件概率P(A|B),我們就把臻寶-卡諾表中的B的豎矩形拿出來,然后畫一道A的橫線,至于非A則不用標記,
因為要表示的是P(A|B),它的大小就是上邊P(AB)小矩形的面積/P(B)的大的豎矩形面積,但相比整個表格來說是“縮圈”了。然后P(A|非B)的表示同理。
我們發(fā)現(xiàn)如果令P(A|B)>P(A|非B),當A是水平橫線,需要令B的豎線傾斜,此時B的圈是個上寬下窄的梯形,梯形中兩部分的大小在題目的選項就是P(B|A)>P(B|非A)。
文字解釋比較長,但幾何意義是一目了然的。
實不相瞞,當臻寶同志向我傳授這一招術時,我盛贊臻寶大才。

再看一道:

續(xù)其解析:

這些代數(shù)過程都并不是很直觀的,現(xiàn)在我們來看其在臻寶-卡諾表中的幾何意義:

它們的幾何意義都是直觀簡明的,D選項拐型中的上大下小,但兩個拐頭可能是B的豎矩形比A的橫矩形面積大。在圖中畫的就是拐頭的左下比右上胖一些。

至此,你應該非常信服臻寶-卡諾圖的威力。接下來是更復雜的三變量情形。
注意,二變量時用的是反著的卡諾圖,三變量時用正著的卡諾圖。

“全集分解”正契合臻寶-卡諾圖的思想。我們按照三變量卡諾圖的形式畫圖如下:

請牢記該表格形式。然后我們填表:

等題目給的條件都填完了,就開始算數(shù)。有時候可能要填表的單元格比較多,如下:

為了更完整的展示步驟,我分步填表,以至于它看起來像是做一個簡易的數(shù)獨:

實際操作時在同一個表上陸續(xù)填就行。也就是說,我們把算術過程用圖表語言表達。你也可以看到,由于三變量的卡諾圖幾何意義并不明顯,所以它更側重于算術。
如果說這個填表數(shù)獨不能填完整,比如:

我們發(fā)現(xiàn)數(shù)表填到此時卡了一下,但沒關系,這個題只要出了,條件一定是充分的,我們只需要順著算數(shù)即可:

繼續(xù)上一個表填表,然后算數(shù):

如此以來,我們在三變量卡諾圖的結構上可以看出,這種題目只需要填算至多不超過8個單元格的數(shù)即可,但通常遠小于8個。