第九讲概率模型精选PPT.ppt
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1、第九讲概率模型第1页,本讲稿共59页 在一定条件下必然发生在一定条件下必然发生的现象称为确定性现象的现象称为确定性现象.“太阳不会从西边升起太阳不会从西边升起”,1.确定性现象确定性现象“可导必连续可导必连续”,“水从高处流向低处水从高处流向低处”,实例实例自然界所观察到的现象自然界所观察到的现象:确定性现象确定性现象随机现象随机现象第一节第一节随机现象随机现象 确定性现象的特征确定性现象的特征:条件完全决定结果条件完全决定结果第2页,本讲稿共59页 在一定条件下可能出现也可能不出现在一定条件下可能出现也可能不出现的现象的现象称为随机现象称为随机现象.实例实例1 “在相同条件下掷一枚均匀的硬币
2、在相同条件下掷一枚均匀的硬币,观观察正反两面出现的情况察正反两面出现的情况”.2.随机现象随机现象 结果有可能结果有可能出现正面出现正面也可能也可能出现反面出现反面.第3页,本讲稿共59页结果有可能为结果有可能为:“1”,“2”,“3”,“4”,“5”或或“6”.实例实例3 “抛掷一枚骰子抛掷一枚骰子,观观 察出现的点数察出现的点数”.实例实例2 “用同一门炮向同用同一门炮向同 一目标发射同一种炮弹多一目标发射同一种炮弹多 发发,观察弹落点的情况观察弹落点的情况”.结果结果:“弹落点会各不相同弹落点会各不相同”.随机现象的特征随机现象的特征:条件不能完全决定结果条件不能完全决定结果第4页,本讲
3、稿共59页2.随机现象在一次观察中出现什么结果具有随机现象在一次观察中出现什么结果具有偶然性偶然性,但在大量重复试验或观察中但在大量重复试验或观察中,这种结果的出现具有这种结果的出现具有一定的一定的统计规律性统计规律性,概率论就是研究随机现象这种概率论就是研究随机现象这种本质规律的一门数学学科本质规律的一门数学学科.说明说明1.随机现象揭示了条件和结果之间的非确定性联系随机现象揭示了条件和结果之间的非确定性联系,其其数量关系无法用函数加以描述数量关系无法用函数加以描述.第5页,本讲稿共59页 1.可以在相同的条件下重复地进行可以在相同的条件下重复地进行;2.每次试验的可能结果不止一个每次试验的
4、可能结果不止一个,并且能事并且能事先明确试验的所有可能结果先明确试验的所有可能结果;3.进行一次试验之前不能确定哪一个结果进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现会出现.定义定义 在概率论中在概率论中,把具有以下三个特征的试验称把具有以下三个特征的试验称为为随机试验随机试验.3.随机试验随机试验第6页,本讲稿共59页表表1 1 抛掷硬币实验结果表抛掷硬币实验结果表抛掷次数抛掷次数(n)(n)正面向上的次数正面向上的次数 (频数(频数m m)频率(频率(m/nm/n)204810610.5181404020480.50691200060190.501624000120120.5005300001
5、49840.499672088361240.5011当抛掷硬币的次数很多时,出现正面的当抛掷硬币的次数很多时,出现正面的频率频率值值是稳定的,接近于常数是稳定的,接近于常数0.50.5,在它附近摆动。,在它附近摆动。第7页,本讲稿共59页结论:结论:一般地,在大量重复进行同一试验时,事一般地,在大量重复进行同一试验时,事件件A A发生的频率发生的频率m/nm/n总是接近于某个常数总是接近于某个常数p p,在,在它的附近摆动,这时就把这个常数它的附近摆动,这时就把这个常数p p叫做事件叫做事件A A的概率,记作的概率,记作P(A)P(A)。第8页,本讲稿共59页 事件发生的可能性事件发生的可能性
6、最大是百分之百,此时最大是百分之百,此时概率为概率为1.0P(A)1我们用我们用P(A)表示表示事件事件A发生发生的概率,则的概率,则 事件发生的可能性事件发生的可能性最小是零,此时最小是零,此时概率为概率为0.第9页,本讲稿共59页 了解事件发生的可能性即概率的了解事件发生的可能性即概率的大小,对人们的生活有什么意义呢?大小,对人们的生活有什么意义呢?我先给大家举几个例子,也希望你我先给大家举几个例子,也希望你们再补充几个例子们再补充几个例子.第10页,本讲稿共59页 例如,了解发生意外人身事故的例如,了解发生意外人身事故的可能性大小可能性大小,确定保险金额确定保险金额.第11页,本讲稿共5
7、9页 了解来商场购物的顾客人数的各种了解来商场购物的顾客人数的各种可能性大小,合理配置服务人员可能性大小,合理配置服务人员.第12页,本讲稿共59页 了解每年最大洪水超警戒线可能了解每年最大洪水超警戒线可能性大小,合理确定堤坝高度性大小,合理确定堤坝高度.第13页,本讲稿共59页 大量重复试验的大量重复试验的工作量大工作量大,且试验数据,且试验数据不不稳定稳定,且有些时候试验带有,且有些时候试验带有破坏性破坏性。对于随机事件,是否只能通过大量重复的对于随机事件,是否只能通过大量重复的实验才能求其概率呢?实验才能求其概率呢?第二节第二节古典概型古典概型第14页,本讲稿共59页 1考察抛硬币实验,
8、为什么在实验之前你也考察抛硬币实验,为什么在实验之前你也可以想到抛一枚硬币,正面向上的概率为可以想到抛一枚硬币,正面向上的概率为1/2?1/2?原因原因:(1 1)抛一枚硬币,可能出现的结果只有两种;)抛一枚硬币,可能出现的结果只有两种;(2 2)硬币是均匀的,所以出现这两种结果的可)硬币是均匀的,所以出现这两种结果的可能性是均等的能性是均等的。2 2若抛掷一枚骰子,它落地时向上的点数为若抛掷一枚骰子,它落地时向上的点数为3 3的概率是多少?的概率是多少?为什么?为什么?第15页,本讲稿共59页归纳:归纳:那么,对于哪些随机事件,我们可以通过分那么,对于哪些随机事件,我们可以通过分析其结果而求
9、其概率?析其结果而求其概率?(1 1)对于每次实验,只可能出现有限个不同)对于每次实验,只可能出现有限个不同的实验结果的实验结果(2 2)所有不同的实验结果,它们出现的可能性)所有不同的实验结果,它们出现的可能性是相等的是相等的第16页,本讲稿共59页 在一次试验中可能出现的每一个基本结果在一次试验中可能出现的每一个基本结果称为称为基本事件基本事件.每一个基本事件发生的可能性都相同则称每一个基本事件发生的可能性都相同则称这些基本事件为这些基本事件为等可能基本事件等可能基本事件.通过以上两个例子进行归纳:通过以上两个例子进行归纳:我们将满足(我们将满足(1 1)()(2 2)两个条件的随机试验的
10、概)两个条件的随机试验的概率模型成为率模型成为古典概型古典概型。由于以上这些都是历史上最早研究的概率模由于以上这些都是历史上最早研究的概率模型,对上述的数学模型我们称为古典概型。型,对上述的数学模型我们称为古典概型。(1)(1)所有的基本事件是有限个。所有的基本事件是有限个。(2)(2)每个基本事件的发生都是等可能的。每个基本事件的发生都是等可能的。第17页,本讲稿共59页 如果某个事件如果某个事件A A包含了其中包含了其中m m个等可能基本事个等可能基本事件,那么事件件,那么事件A A的概率的概率P(A)=m/nP(A)=m/n。古典概型的概率:古典概型的概率:如果一次试验的等可能基本事件共
11、有如果一次试验的等可能基本事件共有n n个,个,那么每一个基本事件的概率都是那么每一个基本事件的概率都是1/n1/n。第18页,本讲稿共59页应用:应用:掷一颗质地均匀的骰子,观察掷出的点数,掷一颗质地均匀的骰子,观察掷出的点数,(1 1)写出所有的基本事件,说明其是否是古典概型。)写出所有的基本事件,说明其是否是古典概型。解:有解:有6 6个基本事件,分别是个基本事件,分别是“出现出现1 1点点”,“出现出现2 2点点”,“出现出现6 6点点”。因为骰子的质地均匀,所。因为骰子的质地均匀,所以每个基本事件的发生是等可能的,因此它是古典概型。以每个基本事件的发生是等可能的,因此它是古典概型。(
12、2 2)观察掷出的点数,求掷得奇数点的概率。)观察掷出的点数,求掷得奇数点的概率。解:这个试验的基本事件共有解:这个试验的基本事件共有6 6个,即出现个,即出现1 1点、出点、出现现2 2点、点、出现、出现6 6点,所以基本事件数点,所以基本事件数n=6n=6;事件;事件A=A=掷得奇数点掷得奇数点=出现出现1 1点,出现点,出现3 3点,出现点,出现5 5点点,其包含其包含的基本事件数的基本事件数m=3m=3,所以,所以P(A)=0.5P(A)=0.5。第19页,本讲稿共59页 例例1 1 从装有从装有3 3个白球和个白球和7 7个红球的袋子中随机个红球的袋子中随机摸取一个球,求摸取一个球,
13、求A=“A=“恰好取得白球恰好取得白球”的概率。的概率。机动 目录 上页 下页 返回 结束 与与“取得红球取得红球”的概率相比,发生的可能的概率相比,发生的可能性小的多。假如有人搞这种赌博活动,承诺取性小的多。假如有人搞这种赌博活动,承诺取得白球给你得白球给你1010元,而取得红球你给他元,而取得红球你给他6 6元,那元,那么你认为设赌者最终是嬴家还是输家?如果一么你认为设赌者最终是嬴家还是输家?如果一天下来有天下来有100100人参赌,则设赌者能赚(或赔)人参赌,则设赌者能赚(或赔)多少?多少?第20页,本讲稿共59页 与此同理,福利彩票对绝大多数彩民来与此同理,福利彩票对绝大多数彩民来说,
14、只能是奉献。这是因为如果奖号为七说,只能是奉献。这是因为如果奖号为七位数,它的产生是从位数,它的产生是从0-90-9十个数码中可以重十个数码中可以重复地选取出来的。按照乘法原理,全部可复地选取出来的。按照乘法原理,全部可能结果,即总基本事件数为能结果,即总基本事件数为10107 7个,而这个个,而这个特殊的奖号(中奖号码)只是其中的一份特殊的奖号(中奖号码)只是其中的一份即即1/101/107 7 ,于是获大奖的概率几乎是不可能,于是获大奖的概率几乎是不可能的。的。现在你对现在你对彩票有所了解彩票有所了解吗吗?机动 目录 上页 下页 返回 结束 第21页,本讲稿共59页求古典概型的步骤:求古典
15、概型的步骤:(1 1)判断是否为等可能性事件;)判断是否为等可能性事件;(2 2)计算所有基本事件的总结果数)计算所有基本事件的总结果数n n(3 3)计算事件)计算事件A A所包含的结果数所包含的结果数mm(4 4)计算)计算 第22页,本讲稿共59页解解解解:显然每个人的生日在一年显然每个人的生日在一年显然每个人的生日在一年显然每个人的生日在一年365365365365天中的任意一天都是等天中的任意一天都是等天中的任意一天都是等天中的任意一天都是等可能的可能的可能的可能的.为简便,先来求为简便,先来求为简便,先来求为简便,先来求64646464名学生生日各不相同的概率,名学生生日各不相同的
16、概率,名学生生日各不相同的概率,名学生生日各不相同的概率,然后利用逆事件概率公式解决。然后利用逆事件概率公式解决。然后利用逆事件概率公式解决。然后利用逆事件概率公式解决。我们构建如下模型,设想将我们构建如下模型,设想将我们构建如下模型,设想将我们构建如下模型,设想将64646464名学生放到名学生放到名学生放到名学生放到365365365365个房间中个房间中个房间中个房间中去。每一种放法就是一个基本事件,因此基本事件总数是去。每一种放法就是一个基本事件,因此基本事件总数是去。每一种放法就是一个基本事件,因此基本事件总数是去。每一种放法就是一个基本事件,因此基本事件总数是36536536536
17、564646464。由于每个人的生日都不同,故每个房间中至多放一。由于每个人的生日都不同,故每个房间中至多放一。由于每个人的生日都不同,故每个房间中至多放一。由于每个人的生日都不同,故每个房间中至多放一名学生,共有名学生,共有名学生,共有名学生,共有365364302365364302365364302365364302种不同的放种不同的放种不同的放种不同的放法。法。法。法。机动 目录 上页 下页 返回 结束 例例2 2:设一个班级有设一个班级有6464人,那么至少有人,那么至少有2 2个人个人生日相同的概率为多少?生日相同的概率为多少?第23页,本讲稿共59页 于是,根据古典概型计算公式,6
18、4名学生生日各不相同的概率为 64名同学至少有2人生日相同的概率为 由此可见,当这个班级有64人时,“至少有两个同学生日相同”的概率几乎是1。机动 目录 上页 下页 返回 结束 第24页,本讲稿共59页 可以将上述模型一般化,即将64人改为n(n365)人,则n个人中至少有2个同学生日相同的概率为机动 目录 上页 下页 返回 结束 第25页,本讲稿共59页用上面的公式可以计算此事出现的概率为用上面的公式可以计算此事出现的概率为 =1-0.524=0.476 美美国国数数学学家家伯伯格格米米尼尼曾曾经经做做过过一一个个别别开开生生面面的的实实验验,在在一一个个盛盛况况空空前前、人人山山人人海海的
19、的世世界界杯杯足足球球赛赛赛赛场场上上,他他随随机机地地在在某某号号看看台台上上召召唤唤了了2222个个球球迷迷,请请他他们们分分别别写写下下自自己己的生日,结果竟发现其中有两人同生日。的生日,结果竟发现其中有两人同生日。即即2222个个球球迷迷中中至至少少有有两两人人同同生生日日的的概率为概率为0.476.0.476.第26页,本讲稿共59页 这这个个概概率率不不算算小小,因因此此它它的的出出现现不不值值得得奇奇怪怪.计计算算后后发发现现,这这个个概概率率随随着着球球迷迷人人数数的的增增加加而而迅迅速速地地增增加加,如如下下页页表所示:表所示:第27页,本讲稿共59页 人数人数 至少有两人同
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