选修2-3随机变量及其分布教案(共45页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上211离散型随机变量教学目标:知识目标:1.理解随机变量的意义;2.学会区分离散型与非离散型随机变量,并能举出离散性随机变量的例子;3.理解随机变量所表示试验结果的含义,并恰当地定义随机变量.能力目标:发展抽象、概括能力,提高实际解决问题的能力.情感目标:学会合作探讨,体验成功,提高学习数学的兴趣.教学重点:随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量的意义教学难点:随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量的意义授课类型:新授课 课时安排:1课时 内容分析:本章是在初中“统计初步”和高中必修课“概率”的基础上,学习随机变量和统计的一些知识学习这些知识后,我们将能解决类似引
2、言中的一些实际问题 教学过程:一、复习引入:展示教科书章头提出的两个实际问题(有条件的学校可用计算机制作好课件辅助教学),激发学生的求知欲某人射击一次,可能出现命中0环,命中1环,命中10环等结果,即可能出现的结果可能由0,1,10这11个数表示;某次产品检验,在可能含有次品的100件产品中任意抽取4件,那么其中含有的次品可能是0件,1件,2件,3件,4件,即可能出现的结果可以由0,1,2,3,4这5个数表示 在这些随机试验中,可能出现的结果都可以用一个数来表示这个数在随机试验前是否是预先确定的?在不同的随机试验中,结果是否不变?观察,概括出它们的共同特点 二、讲解新课:思考1:掷一枚骰子,出
3、现的点数可以用数字1 , 2 ,3,4,5,6来表示那么掷一枚硬币的结果是否也可以用数字来表示呢? 掷一枚硬币,可能出现正面向上、反面向上两种结果虽然这个随机试验的结果不具有数量性质,但我们可以用数1和 0分别表示正面向上和反面向上(图2.1一1 ) .在掷骰子和掷硬币的随机试验中,我们确定了一个对应关系,使得每一个试验结果都用一个确定的数字表示在这个对应关系下,数字随着试验结果的变化而变化定义1:随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量(random variable )随机变量常用字母 X , Y, 表示思考2:随机变量和函数有类似的地方吗?随机变量和函数都是一种映射,随机变量把随机试验的
4、结果映为实数,函数把实数映为实数在这两种映射之间,试验结果的范围相当于函数的定义域,随机变量的取值范围相当于函数的值域我们把随机变量的取值范围叫做随机变量的值域例如,在含有10件次品的100 件产品中,任意抽取4件,可能含有的次品件数X 将随着抽取结果的变化而变化,是一个随机变量,其值域是0, 1, 2 , 3, 4 .利用随机变量可以表达一些事件例如X=0表示“抽出0件次品” , X =4表示“抽出4件次品”等你能说出X 4”表示的试验结果是什么? 答:因为一枚骰子的点数可以是1,2,3,4,5,6六种结果之一,由已知得-55,也就是说“4”就是“=5”所以,“4”表示第一枚为6点,第二枚为
5、1点 例3 某城市出租汽车的起步价为10元,行驶路程不超出4km,则按10元的标准收租车费若行驶路程超出4km,则按每超出lkm加收2元计费(超出不足1km的部分按lkm计)从这个城市的民航机场到某宾馆的路程为15km某司机常驾车在机场与此宾馆之间接送旅客,由于行车路线的不同以及途中停车时间要转换成行车路程(这个城市规定,每停车5分钟按lkm路程计费),这个司机一次接送旅客的行车路程是一个随机变量,他收旅客的租车费可也是一个随机变量(1)求租车费关于行车路程的关系式; ()已知某旅客实付租车费38元,而出租汽车实际行驶了15km,问出租车在途中因故停车累计最多几分钟? 解:(1)依题意得=2(
6、-4)+10,即=2+2 ()由38=2+2,得=18,5(18-15)=15 所以,出租车在途中因故停车累计最多15分钟四、课堂练习:1.某寻呼台一小时内收到的寻呼次数;长江上某水文站观察到一天中的水位;某超市一天中的顾客量 其中的是连续型随机变量的是( )A;B;C;D.随机变量的所有等可能取值为,若,则( )A;B;C;D不能确定3.抛掷两次骰子,两个点的和不等于8的概率为( )A;B;C;D4.如果是一个离散型随机变量,则假命题是( )A. 取每一个可能值的概率都是非负数;B. 取所有可能值的概率之和为1;C. 取某几个值的概率等于分别取其中每个值的概率之和;D. 在某一范围内取值的概
7、率大于它取这个范围内各个值的概率之和答案:1.B 2.C 3.B 4.D五、小结 :随机变量离散型、随机变量连续型随机变量的概念 随机变量是关于试验结果的函数,即每一个试验结果对应着一个实数;随机变量的线性组合=a+b(其中a、b是常数)也是随机变量六、课后作业: 七、板书设计(略) 八、教学反思: 212离散型随机变量的分布列教学目标:知识与技能:会求出某些简单的离散型随机变量的概率分布。过程与方法:认识概率分布对于刻画随机现象的重要性。情感、态度与价值观:认识概率分布对于刻画随机现象的重要性。教学重点:离散型随机变量的分布列的概念教学难点:求简单的离散型随机变量的分布列授课类型:新授课 课
8、时安排:2课时 教学过程:一、复习引入:1.随机变量:如果随机试验的结果可以用一个变量来表示,那么这样的变量叫做随机变量 随机变量常用希腊字母、等表示2. 离散型随机变量:对于随机变量可能取的值,可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量 3连续型随机变量: 对于随机变量可能取的值,可以取某一区间内的一切值,这样的变量就叫做连续型随机变量 4.离散型随机变量与连续型随机变量的区别与联系: 离散型随机变量与连续型随机变量都是用变量表示随机试验的结果;但是离散型随机变量的结果可以按一定次序一一列出,而连续性随机变量的结果不可以一一列出 若是随机变量,是常数,则也是随机变量 并且不改变
9、其属性(离散型、连续型) 请同学们阅读课本P5-6的内容,说明什么是随机变量的分布列?二、讲解新课: 1. 分布列:设离散型随机变量可能取得值为 x1,x2,x3,取每一个值xi(i=1,2,)的概率为,则称表x1x2xiPP1P2Pi为随机变量的概率分布,简称的分布列 2. 分布列的两个性质:任何随机事件发生的概率都满足:,并且不可能事件的概率为0,必然事件的概率为1由此你可以得出离散型随机变量的分布列都具有下面两个性质:Pi0,i1,2,; P1+P2+=1对于离散型随机变量在某一范围内取值的概率等于它取这个范围内各个值的概率的和 即 3.两点分布列:例1.在掷一枚图钉的随机试验中,令如果
10、针尖向上的概率为,试写出随机变量 X 的分布列解:根据分布列的性质,针尖向下的概率是() 于是,随机变量 X 的分布列是01P像上面这样的分布列称为两点分布列两点分布列的应用非常广泛如抽取的彩券是否中奖;买回的一件产品是否为正品;新生婴儿的性别;投篮是否命中等,都可以用两点分布列来研究如果随机变量X的分布列为两点分布列,就称X服从两点分布 ( two一point distribution),而称=P (X = 1)为成功概率两点分布又称0一1分布由于只有两个可能结果的随机试验叫伯努利( Bernoulli ) 试验,所以还称这种分布为伯努利分布,4. 超几何分布列:例 2在含有 5 件次品的
11、100 件产品中,任取 3 件,试求: (1)取到的次品数X 的分布列;(2)至少取到1件次品的概率解: (1)由于从 100 件产品中任取3 件的结果数为,从100 件产品中任取3件,其中恰有k 件次品的结果数为,那么从 100 件产品中任取 3 件,其中恰有 k 件次品的概率为。所以随机变量 X 的分布列是 X0123P(2)根据随机变量X 的分布列,可得至少取到 1 件次品的概率 P ( X1 ) = P ( X = 1 ) + P ( X = 2 ) + P ( X = 3 ) 0.138 06 + 0. 005 88 + 0. 00006 = 0. 144 00 . 一般地,在含有M
12、 件次品的 N 件产品中,任取 n 件,其中恰有X件次品数,则事件 X=k发生的概率为,其中,且称分布列X01P为超几何分布列如果随机变量 X 的分布列为超几何分布列,则称随机变量 X 服从超几何分布( hypergeometriC distribution ) . 例 3在某年级的联欢会上设计了一个摸奖游戏,在一个口袋中装有10个红球和20个白球,这些球除颜色外完全相同一次从中摸出5个球,至少摸到3个红球就中奖求中奖的概率解:设摸出红球的个数为X,则X服从超几何分布,其中 N = 30 , M=10, n=5 于是中奖的概率 P (X3 ) = P (X =3 ) + P ( X = 4 )
13、十 P ( X = 5 ) =0.191. 思考:如果要将这个游戏的中奖率控制在55%左右,那么应该如何设计中奖规则?例4.已知一批产品共 件,其中 件是次品,从中任取 件,试求这 件产品中所含次品件数 的分布律。解 显然,取得的次品数 只能是不大于 与 最小者的非负整数,即 的可能取值为:0,1,由古典概型知 此时称 服从参数为的超几何分布。注 超几何分布的上述模型中,“任取 件”应理解为“不放回地一次取一件,连续取 件”.如果是有放回地抽取,就变成了 重贝努利试验,这时概率分布就是二项分布.所以两个分布的区别就在于是不放回地抽样,还是有放回地抽样.若产品总数 很大时,那么不放回抽样可以近似
14、地看成有放回抽样.因此,当 时,超几何分布的极限分布就是二项分布,即有如下定理.定理 如果当 时,那么当 时( 不变),则。 由于普阿松分布又是二项分布的极限分布,于是有:超几何分布 二项分布 普阿松分布.例5一盒中放有大小相同的红色、绿色、黄色三种小球,已知红球个数是绿球个数的两倍,黄球个数是绿球个数的一半现从该盒中随机取出一个球,若取出红球得1分,取出黄球得0分,取出绿球得1分,试写出从该盒中取出一球所得分数的分布列分析:欲写出的分布列,要先求出的所有取值,以及取每一值时的概率解:设黄球的个数为n,由题意知绿球个数为2n,红球个数为4n,盒中的总数为7n ,所以从该盒中随机取出一球所得分数
15、的分布列为101P说明:在写出的分布列后,要及时检查所有的概率之和是否为1例6某一射手射击所得的环数的分布列如下:45678910P0.020.040.060.090.280.290.22求此射手“射击一次命中环数7”的概率分析:“射击一次命中环数7”是指互斥事件“7”、“8”、“9”、“10”的和,根据互斥事件的概率加法公式,可以求得此射手“射击一次命中环数7”的概率解:根据射手射击所得的环数的分布列,有 P(=7)0.09,P(=8)0.28,P(=9)0.29,P(=10)0.22.所求的概率为 P(7)0.09+0.28+0.29+0.220.88四、课堂练习:某一射手射击所得环数分布
16、列为45678910P002004006009028029022求此射手“射击一次命中环数7”的概率 解:“射击一次命中环数7”是指互斥事件“=7”,“=8”,“=9”,“=10”的和,根据互斥事件的概率加法公式,有:P(7)=P(=7)+P(=8)+P(=9)+P(=10)=0.88 注:求离散型随机变量的概率分布的步骤:(1)确定随机变量的所有可能的值xi(2)求出各取值的概率p(=xi)=pi(3)画出表格五、小结 :根据随机变量的概率分步(分步列),可以求随机事件的概率;两点分布是一种常见的离散型随机变量的分布,它是概率论中最重要的几种分布之一 (3) 离散型随机变量的超几何分布六、课
17、后作业: 七、板书设计(略) 八、课后记:预习提纲:什么叫做离散型随机变量的数学期望?它反映了离散型随机变量的什么特征?离散型随机变量的数学期望有什么性质? 221条件概率教学目标:知识与技能:通过对具体情景的分析,了解条件概率的定义。过程与方法:掌握一些简单的条件概率的计算。情感、态度与价值观:通过对实例的分析,会进行简单的应用。教学重点:条件概率定义的理解教学难点:概率计算公式的应用授课类型:新授课 课时安排:1课时 教学设想:引导学生形成 “自主学习”与“合作学习”等良好的学习方式。教学过程:一、复习引入:探究: 三张奖券中只有一张能中奖,现分别由三名同学无放回地抽取,问最后一名同学抽到
18、中奖奖券的概率是否比前两名同学小.若抽到中奖奖券用“Y ”表示,没有抽到用“ ”,表示,那么三名同学的抽奖结果共有三种可能:Y,Y和 Y用 B 表示事件“最后一名同学抽到中奖奖券” , 则 B 仅包含一个基本事件Y由古典概型计算公式可知,最后一名同学抽到中奖奖券的概率为.思考:如果已经知道第一名同学没有抽到中奖奖券,那么最后一名同学抽到奖券的概率又是多少?因为已知第一名同学没有抽到中奖奖券,所以可能出现的基本事件只有Y和Y而“最后一名同学抽到中奖奖券”包含的基本事件仍是Y.由古典概型计算公式可知最后一名同学抽到中奖奖券的概率为,不妨记为P(B|A ) ,其中A表示事件“第一名同学没有抽到中奖奖
19、券”.已知第一名同学的抽奖结果为什么会影响最后一名同学抽到中奖奖券的概率呢?在这个问题中,知道第一名同学没有抽到中奖奖券,等价于知道事件 A 一定会发生,导致可能出现的基本事件必然在事件 A 中,从而影响事件 B 发生的概率,使得 P ( B|A )P ( B ) .思考:对于上面的事件A和事件B,P ( B|A)与它们的概率有什么关系呢?用表示三名同学可能抽取的结果全体,则它由三个基本事件组成,即=Y, Y,Y既然已知事件A必然发生,那么只需在A=Y, Y的范围内考虑问题,即只有两个基本事件Y和Y在事件 A 发生的情况下事件B发生,等价于事件 A 和事件 B 同时发生,即 AB 发生而事件
20、AB 中仅含一个基本事件Y,因此= .其中n ( A)和 n ( AB)分别表示事件 A 和事件 AB 所包含的基本事件个数另一方面,根据古典概型的计算公式,其中 n()表示中包含的基本事件个数所以,=.因此,可以通过事件A和事件AB的概率来表示P(B| A ) .条件概率1.定义 设A和B为两个事件,P(A)0,那么,在“A已发生”的条件下,B发生的条件概率(conditional probability ). 读作A 发生的条件下 B 发生的概率定义为 .由这个定义可知,对任意两个事件A、B,若,则有.并称上式微概率的乘法公式. 2.P(|B)的性质: (1)非负性:对任意的Af. ;(2
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- 选修 随机变量 及其 分布 教案 45
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