四骰問題在教學上的應用 ─ 機率、樹狀圖
請先思考一下以下的問題。
你進了一家賭場,莊家拿出四顆特製的骰子,點數分別如下。
R:004444
T:333333
C:662222
W:555111雖然點數很怪,但骰子確定是公平的。
每一次投注要花100元,而且可以由玩家先選擇其中一顆骰子,莊家再從剩餘的骰子中選出一個。雙方各投擲自己的骰子後,點數大的獲勝。
現在的問題是,你要選擇哪一顆骰子最有利呢?
國中三年級下學期有機率課程,這個問題可以搭配其中的「樹狀圖」教學,也就是可以利用樹狀圖來分析獲勝的機率。
假設玩家選擇了R骰,且莊家選擇W骰,則玩家能獲勝的情況如下圖。
總共36種結果中,玩家獲勝的結果是12種,獲勝的機率是12/36=1/3,輸的機率是贏的兩倍,因此R骰並不是好的選擇。
有興趣的讀者可以利用樹狀圖,計算以下組合玩家獲勝的機率。
- 玩家選T骰,莊家選R骰。
- 玩家選C骰,莊家選T骰。
- 玩家選W骰,莊家選C骰。
結果就是,無論你先選哪顆骰子,莊家都能挑出相剋的骰子。
就像是「棒打老虎雞吃蟲」一樣。
R:(rod)、T:(tiger)、C(chicken)、W(worm)
機率課程安排在國三下學期,在大考將近的時間點,加入這些內容,應該可以讓學生稍微跳脫考試題目,腦力激盪一下。另外,由於國中機率無法探討太深入的問題,這個例子也可以充實課程內容。
筆者實際在兩個班級進行過,一開始用誘導的方式,要學生選出最具優勢的骰子,最後再利用樹狀圖的方法,一一分析出每個骰子的天敵,推得互剋關係。學生雖然覺得被耍了,但至少投入的程度比課本內容好多了。各位老師有機會也可以試試看。
延伸問題:
- 如果可以先選骰子,而且對方之後只能隨機挑選骰子,那選哪一顆骰子最有利?
- 是否有辦法增加或減少骰子數量,並且保持互剋的情形?
- 是否有辦法調整骰子點數,讓每顆骰子對上其他三顆時,都是優勢、劣勢、平手局勢各一?
參考資料:先發不致人