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目标(1)在具体情境中,了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,进一步了解概率的意义以及频率与概率的区别.(2)通过实例,了解两个互斥事件的概率加法公式.(3)通过实例,理解古典概型及其概率计算公式,会用列举法计算一些随机事件所含的基本事件及事件发生的概率.(4)了解随机数的意义,能运用模拟方法(包括计算器产生随机数来进行模拟)估计概率,初步体会几何概型的意义.(5)通过阅读材料,了解人类认识随机现象的过程。
定位在义务教育阶段学习统计与概率的基础上,结合具体实例,学习概率的某些基本性质和简单的概率模型,加深对随机现象的理解,能通过实验、计算器(机)模拟估计简单随机事件发生的概率。
结构
概率对概率概念的理解:在数学上概率是用公理化的形式定义的.各种教科书中出现的‘概率统计定义’,‘古典概率定义’,‘几何概率定义’都是一些描述性的说法,教师不应该过分地去揣摩,探究那里的用语,而应理解其实质.概率的统计定义通常可以这样叙述:在相同的条件下做大量的重复试验,一个事件出现的次数k和总的试验次数n之比,称为这个事件在这n次试验中出现的频率.当试验次数n很大时,频率将‘稳定’在一个常数附近,n越大,频率偏离这个常数大的可能性越小.这个常数称为该事件的概率.
概率对概率概念的理解应该从整体上把握,重要的是掌握以下几点:我们所讨论的现象是可以做‘重复试验’的.并非所有不确定现象都是概率论研究的对象.频率和概率的关系.频率是随机的,是这n次试验中的频率.换另外n次试验一般说频率将不同.而概率是一个客观存在的常数.概率反映的是‘多次试验’中频率的稳定性。出现频率偏离概率较大的情形是可能的.这是随机现象的特性.
例题(掷硬币问题)把一个均匀硬币掷100次出现50次正面的概率有多大?解具体的计算学生和老师都会,这里就不说了。答案是,出现50次正面的概率为
例题在教学中,有些老师(包括某些教科书)在给出答案时,只给出上式的左边,不算出其数值,以为数值是近似的,不如左边的公式解严格。但是,我们在学习概率时,如果不能了解我们讨论的事件发生的大小,是很难真正理解随机现象的。许多时候,近似的数值解比抽象的公式解更说明问题。
例题我们知道,掷一个均匀硬币,‘出现正面’的概率是0.5。有人以为,掷100次应该出现50次正面。为什么这件事发生的概率只有0.08,和想象相差甚远。好像均匀硬币不应该有这样的结果。你学过了概率的统计定义,该如何解释这一结果呢?
例题事实上,一个事件的概率0.5是指,在大量重复试验中,该事件出现的频率‘稳定’在0.5(即在0.5附近,偏离0.5很大的可能性极小),并非每两次试验中出现一次。那么,掷100次均匀硬币出现50次正面的概率,也应该理解为,做大量重复试验,即多次地掷100次硬币,‘出现50次正面’的频率应‘稳定’在0.08。
例题下面是一个模拟试验结果(选自W.费勒的‘概率论及其应用’)。做了100次试验(在这里,我们把‘掷100个均匀硬币’看成是一次试验),每次出现正面个数如下:
例题54465355465441485153484640534949485453454352585151505250534958605455504847575255485151494452504653414950455252484747475143474151495950555350535246524451485146544347465247485957454847415148595152553941
例题我们看到,掷100个均匀硬币不一定出现50个正面。可以出现54个正面,也可以出现46个正面,等等。在上述100次试验中,出现50个正面的有7次。即掷100次均匀硬币出现50次正面的频率是0.07,和理论上的值0.08相差不大。
例题(彩票中奖问题)设发行的彩票中奖率是0.001。假定发行的彩票数量巨大,以至于不论别人无论买多少彩票都不会改变你抽奖时的中奖率。求买n张彩票时中奖的概率。特别地,由于中奖率是千分之一,买1000张彩票中奖概率是否接近于1。
例题解令X为n张彩票中中奖的彩票数。由题设,可认为X的分布为此时,买n张彩票中奖的概率为同样,我们不应该只停留在该问题的公式解