mhyzzp平平
26-04-17 14:23

高考数学马尔科夫链题型全解析
马尔科夫链是近年高考数学概率板块的热门考点,它最核心的特点是无记忆性,简单来说就是下一个状态的概率只和当前状态有关,和之前的发展路径无关。
高考中这类题型的常见形式一般有三种,首先是设置2至3个状态,比如成功或失败,甲乙某一方领先等,其次会给出明确的状态转移概率,最后要求计算某一步的概率,建立递推关系或是求极限稳定概率。
这类题型属于概率板块的中档或难档题型,本质是概率知识和递推数列知识的结合,全程不需要使用复杂公式,解题逻辑非常清晰。
这类题的通用解题步骤分为三步,第一步要标出所有状态,提前设出第n步处于某种状态的概率,第二步根据状态转移的逻辑写出递推公式,第三步结合初始条件求解通项或是直接计算对应数值即可。
解题时如果觉得状态转移逻辑难理清,可以借助竖状图直观展示前后状态的关系,推导过程中注意区分使用加法原理和乘法原理的场景,高中生不需要掌握随机过程转移矩阵这类超纲概念,只要吃透基础逻辑就能顺利解题。
可以通过基础例题加深对这类题型的理解,比如常见的传球问题,甲乙丙三人互相传球,第一次由甲传出,每次传球时传球者都等可能将球传给另外两人中的任意一个,求第六次传球后球在甲手中的概率。
按照解题步骤,首先设第n次传球在甲手中的概率为pn,接下来推导pn+1和pn的关系,如果第n次球在甲手中,甲无法传给自己,所以转移到甲的概率为0,如果第n次球不在甲手中,对应概率是1-pn,持球者传给甲的概率为1/2,整理可得递推公式pn+1等于1/2乘以1减pn,之后用构造法构造等比数列,该数列首项为负1/3,公比为负1/2,代入n=6计算可得第六次传球后球在甲手中的概率为11/32。
2023年新高考一卷曾考过同类题型的大题,题目设置为甲乙两人投篮,每次由其中一人投篮,命中则此人继续投篮,未命中则换对方投篮,甲每次投篮命中率为0.6,乙为0.8,第一次投篮人选由抽签决定,甲乙概率各为0.5。
第一问要求计算第二次投篮的人是乙的概率,对应两种情况,第一次甲投篮未命中,或是第一次乙投篮命中,代入数值计算可得概率为0.6。
第二问要求第i次投篮的人是甲的概率,首先设第i次为甲的概率是pi,推导可得pi+1等于0.4pi加0.2,构造等比数列求解可得pi的通项公式,首项为1/6,公比为2/5。
第三问要求计算前n次投篮中甲投篮次数的期望,利用两点分布的期望性质,总期望等于每次甲投篮概率的和,代入通项的等比数列求和公式化简即可得到结果。
如果题目涉及的数字规模较小,直接硬算也是可行的解题方法,比如部分高三模拟卷的填空压轴题就可以用这类方法求解,备考时可以多练不同场景的例题,熟练掌握三步解题法,就能轻松应对这类题型。​ http://t.cn/zQBbkfb

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