2019-2020年高中數(shù)學 第二章《概率》全部教案 北師大版選修2.doc
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2019-2020年高中數(shù)學 第二章《概率》全部教案 北師大版選修2 一、教學目標: 1、知識目標:⑴理解隨機變量的意義;⑵學會區(qū)分離散型與非離散型隨機變量,并能舉出離散性隨機變量的例子;⑶理解隨機變量所表示試驗結果的含義,并恰當?shù)囟x隨機變量。 2、能力目標:發(fā)展抽象、概括能力,提高實際解決問題的能力。 3、情感目標:學會合作探討,體驗成功,提高學習數(shù)學的興趣. 二、教學重點:隨機變量、離散型隨機變量、連續(xù)型隨機變量的意義 教學難點:隨機變量、離散型隨機變量、連續(xù)型隨機變量的意義 三、教學方法:討論交流,探析歸納 四、內(nèi)容分析: 本章是在初中“統(tǒng)計初步”和高中必修課“概率”的基礎上,學習隨機變量和統(tǒng)計的一些知識.學習這些知識后,我們將能解決類似引言中的一些實際問題 五、教學過程 (一)、復習引入: 1.隨機事件及其概率:在每次試驗的結果中,如果某事件一定發(fā)生,則稱為必然事件,記為U;相反,如果某事件一定不發(fā)生,則稱為不可能事件,記為φ. 隨機試驗:為了研究隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性,我們把各種科學實驗和對事物的觀測統(tǒng)稱為試驗.如果試驗具有下述特點:(1)試驗可以在相同條件下重復進行;(2)每次試驗的所有可能結果都是明確可知的,并且不止一個;(3)每次試驗之前不能預知將會出現(xiàn)哪一個結果,則稱這種試驗為隨機試驗簡稱試驗。 2.樣本空間: 樣本點:在相同的條件下重復地進行試驗,雖然每次試驗的結果中所有可能發(fā)生的事件是可以明確知道的,并且其中必有且僅有一個事件發(fā)生,但是在試驗之前卻無法預知究意哪一個事件將在試驗的結果中發(fā)生.試驗的結果中每一個可能發(fā)生的事件叫做試驗的樣本點,通常用字母ω表示. 樣本空間: 試驗的所有樣本點ω1,ω2,ω3,…構成的集合叫做樣本空間,通常用字母Ω表示,于是,我們有 Ω={ω1,ω2,ω3,… } 3.古典概型的特征: 古典概型的隨機試驗具有下面兩個特征:(1) 有限性.只有有限多個不同的基本事件;(2) 等可能性.每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等. 概率的古典定義 在古典概型中,如果基本事件的總數(shù)為n,事件A所包含的基本事件個數(shù)為r( ),則定義事件A的概率 為 .即 (二)、探析新課: 1、隨機變量的概念:隨機變量是概率論的重要概念,把隨機試驗的結果數(shù)量化可使我們對隨機試驗有更清晰的了解,還可借助更多的數(shù)學知識對其進行深入研究. 有的試驗結果本身已具數(shù)值意義,如產(chǎn)品抽樣檢查時的廢品數(shù),而有些雖本無數(shù)值意義但可用某種方式與數(shù)值聯(lián)系,如拋硬幣時規(guī)定出現(xiàn)徽花時用1表示,出現(xiàn)字時用0表示.這些數(shù)值因試驗結果的不確定而帶有隨機性,因此也就稱為隨機變量. 2、隨機變量的定義:如果對于試驗的樣本空間 中的每一個樣本點 ,變量 都有一個確定的實數(shù)值與之對應,則變量 是樣本點 的實函數(shù),記作 .我們稱這樣的變量 為隨機變量. 3、若隨機變量 只能取有限個數(shù)值 或可列無窮多個數(shù)值 則稱 為離散隨機變量,在高中階段我們只研究隨機變量 取有限個數(shù)值的情形 (三)、例題探析 例1、(課本例1)已知在10件產(chǎn)品中有2件不合格品?,F(xiàn)從這10件產(chǎn)品中任取3件,這是一個隨機現(xiàn)象。(1)寫出該隨機現(xiàn)象所有可能出現(xiàn)的結果;(2)試用隨機變量來描述上述結果。 解析:(1)從10件產(chǎn)品中任取3件,所有可能出現(xiàn)的結果是:“不含不合格品”、“恰有1件不合格品”、 “恰有2件不合格品”. (2)令X表示取出的3件產(chǎn)品中的不合格品數(shù)。則X所有可能的取值為0,1,2,對應著任取3件產(chǎn)品所有可能出現(xiàn)的結果。即“X=0”表示“不含不合格品”; “X=1”表示“恰有1件不合格品”; “X=2”表示“恰有2件不合格品”. 例2、(課本例2)連續(xù)投擲一枚均勻得硬幣兩次,用X表示這兩次投擲中正面朝上的次數(shù),則X是一個隨機變量。分別說明下列集合所代表的隨機事件:(1);(2);(3);(4)。學生閱讀課本解答,教師設問,準對問題講評。 例3、寫出下列隨機變量可能取的值,并說明隨機變量所取的值表示的隨機試驗的結果 (1)一袋中裝有5只同樣大小的白球,編號為1,2,3,4,5 現(xiàn)從該袋內(nèi)隨機取出3只球,被取出的球的最大號碼數(shù)ξ;(2)某單位的某部電話在單位時間內(nèi)收到的呼叫次數(shù)η 解:(1) ξ可取3,4,5 ξ=3,表示取出的3個球的編號為1,2,3; ξ=4,表示取出的3個球的編號為1,2,4或1,3,4或2,3,4; ξ=5,表示取出的3個球的編號為1,2,5或1,3,5或1,4,5或2,3或3,4,5 (2)η可取0,1,…,n,…η=i,表示被呼叫i次,其中i=0,1,2,… 例4、拋擲兩枚骰子各一次,記第一枚骰子擲出的點數(shù)與第二枚骰子擲出的點數(shù)的差為ξ,試問:“ξ> 4”表示的試驗結果是什么? 答:因為一枚骰子的點數(shù)可以是1,2,3,4,5,6六種結果之一,由已知得-5≤ξ≤5,也就是說“ξ>4”就是“ξ=5”所以,“ξ>4”表示第一枚為6點,第二枚為1點 例5、某城市出租汽車的起步價為10元,行駛路程不超出4km,則按10元的標準收租車費若行駛路程超出4km,則按每超出lkm加收2元計費(超出不足1km的部分按lkm計).從這個城市的民航機場到某賓館的路程為15km.某司機常駕車在機場與此賓館之間接送旅客,由于行車路線的不同以及途中停車時間要轉換成行車路程(這個城市規(guī)定,每停車5分鐘按lkm路程計費),這個司機一次接送旅客的行車路程ξ是一個隨機變量,他收旅客的租車費可也是一個隨機變量 (Ⅰ)求租車費η關于行車路程ξ的關系式;(Ⅱ)已知某旅客實付租車費38元,而出租汽車實際行駛了15km,問出租車在途中因故停車累計最多幾分鐘? 解:(Ⅰ)依題意得η=2(ξ-4)+10,即η=2ξ+2(Ⅱ)由38=2ξ+2,得ξ=18,5(18-15)=15. 所以,出租車在途中因故停車累計最多15分鐘. (四)、課堂小結:本課學習了離散型隨機變量。⑴理解隨機變量的意義;⑵學會區(qū)分離散型與非離散型隨機變量,并能舉出離散性隨機變量的例子;⑶理解隨機變量所表示試驗結果的含義,并恰當?shù)囟x隨機變量。 (五)、課堂練習:課本第34頁練習中1、2 (六)、課后作業(yè):課本第37頁習題2-1中1、2 六、教學反思: 第二課時 離散型隨機變量的分布列 一、教學目標 1、知識與技能:會求出某些簡單的離散型隨機變量的概率分布。 2、過程與方法:認識概率分布對于刻畫隨機現(xiàn)象的重要性。 3、情感、態(tài)度與價值觀:認識概率分布對于刻畫隨機現(xiàn)象的重要性。 二、教學重點:離散型隨機變量的分布列的概念 教學難點:求簡單的離散型隨機變量的分布列 三、教學方法:討論交流,探析歸納 四、教學過程 (一)、復習引入: 1、隨機變量:如果隨機試驗的結果可以用一個變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機變量 隨機變量常用希臘字母ξ、η等表示 2、離散型隨機變量: 隨機變量 只能取有限個數(shù)值 或可列無窮多個數(shù)值 則稱 為離散隨機變量,在高中階段我們只研究隨機變量 取有限個數(shù)值的情形. (二)、探析新課: 1. 分布列:設離散型隨機變量ξ可能取得值為 x1,x2,…,x3,…, ξ取每一個值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表 ξ x1 x2 … xi … P P1 P2 … Pi … 為隨機變量ξ的概率分布,簡稱ξ的分布列 2. 分布列的兩個性質:任何隨機事件發(fā)生的概率都滿足:,并且不可能事件的概率為0,必然事件的概率為1.由此你可以得出離散型隨機變量的分布列都具有下面兩個性質: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1. X 1 0 P p q 對于離散型隨機變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個范圍內(nèi)各個值的概率的和 即 3.二點分布:如果隨機變量X的分布列為: (三)、例題探析 例1、一盒中放有大小相同的紅色、綠色、黃色三種小球,已知紅球個數(shù)是綠球個數(shù)的兩倍,黃球個數(shù)是綠球個數(shù)的一半.現(xiàn)從該盒中隨機取出一個球,若取出紅球得1分,取出黃球得0分,取出綠球得-1分,試寫出從該盒中取出一球所得分數(shù)ξ的分布列. 分析:欲寫出ξ的分布列,要先求出ξ的所有取值,以及ξ取每一值時的概率. 解:設黃球的個數(shù)為n,由題意知綠球個數(shù)為2n,紅球個數(shù)為4n,盒中的總數(shù)為7n. ∴ ,,. 所以從該盒中隨機取出一球所得分數(shù)ξ的分布列為 ξ 1 0 -1 P 說明:1、在寫出ξ的分布列后,要及時檢查所有的概率之和是否為1. 2、求隨機變量的分布列的步驟:(1)確定的可能取值; (2)求出相應的概率; (3)列成表格的形式。 例2、某一射手射擊所得的環(huán)數(shù)ξ的分布列如下: ξ 4 5 6 7 8 9 10 P 0.02 0.04 0.06 0.09 0.28 0.29 0.22 求此射手“射擊一次命中環(huán)數(shù)≥7”的概率. 分析:“射擊一次命中環(huán)數(shù)≥7”是指互斥事件“ξ=7”、“ξ=8”、“ξ=9”、“ξ=10”的和,根據(jù)互斥事件的概率加法公式,可以求得此射手“射擊一次命中環(huán)數(shù)≥7”的概率. 解:根據(jù)射手射擊所得的環(huán)數(shù)ξ的分布列,有P(ξ=7)=0.09,P(ξ=8)=0.28, P(ξ=9)=0.29,P(ξ=10)=0.22. 所求的概率為 P(ξ≥7)=0.09+0.28+0.29+0.22=0.88. 例3、(課本例4)用X表示投擲一枚均勻的骰子所得的點數(shù),利用X的分布列求出下列事件發(fā)生的概率:(1)擲出的點數(shù)是偶數(shù);(2)擲出的點數(shù)大于3而不大于5;(3)擲出的點數(shù)超過1. 解析:容易得到X的分布列為根據(jù)上式,可得: (1)擲出的點數(shù)是偶數(shù)是指,因此擲出的點數(shù)是偶數(shù)的概率為 . (2)擲出的點數(shù)大于3而不大于5是指擲得4點或5點,它發(fā)生的概率為 . (3)擲出的點數(shù)超過1的對立事件是擲得1點,因此擲出的點數(shù)超過1的概率為 . (四)、課堂小結:1.隨機變量的概念及0-1分布,隨機變量性質的應用;2.求隨機變量的分布列的步驟。 (五)、課堂練習:練習冊第41頁練習題2、3、5 (六)、課后作業(yè):練習冊第42頁5、6、7 六、教學反思: 第三課時 離散型隨機變量的分布列 一、教學目標:1、知識與技能:會求出某些簡單的離散型隨機變量的概率分布。2、過程與方法:認識概率分布對于刻畫隨機現(xiàn)象的重要性。3、情感、態(tài)度與價值觀:認識概率分布對于刻畫隨機現(xiàn)象的重要性。 二、教學重點:離散型隨機變量的分布列的概念。教學難點:求簡單的離散型隨機變量的分布列。 三、教學方法:探析歸納,講練結合 四、教學過程 (一)、問題情境 1.復習回顧:(1)隨機變量及其概率分布的概念;(2)求概率分布的一般步驟. 2.練習:(1)寫出下列隨機變量可能取的值,并說明隨機變量所取的值表示的隨機試驗的結果. ①一袋中裝有5只同樣大小的白球,編號為1,2,3,4,5.現(xiàn)從該袋內(nèi)隨機取出3只球,被取出的球的最大號碼數(shù)為;②盒中有6支白粉筆和8支紅粉筆,從中任意取3支,其中所含白粉筆的支數(shù);③從4張已編號(1號~4號)的卡片中任意取出2張,被取出的卡片編號數(shù)之和. 解:①可取3,4,5.=3,表示取出的3個球的編號為1,2,3;=4,表示取出的3個球的編號為1,2,4或1,3,4或2,3,4;=5,表示取出的3個球的編號為1,2,5或1,3,5或1,4,5或2,3,5或2,4,5或3,4,5. ②可取0,1,2,3,=表示取出支白粉筆,支紅粉筆,其中0,1,2,3. ③可取3,4,5,6,7.=3表示取出分別標有1,2的兩張卡片;=4表示取出分別標有1,3的兩張卡片;=5表示取出分別標有1,4或2,3的兩張卡片;=6表示取出分別標有2,4的兩張卡片;=7表示取出分別標有3,4的兩張卡片. (2)袋內(nèi)有5個白球,6個紅球,從中摸出兩球,記.求的分布列. 解:顯然服從兩點分布,,則. 0 1 所以的分布列是 (二)、知識與方法運用 1、例題探析: 例1、同時擲兩顆質地均勻的骰子,觀察朝上一面出現(xiàn)的點數(shù).求兩顆骰子中出現(xiàn)的最大點數(shù)的概率分布,并求大于2小于5的概率. 解:依題意易知,擲兩顆骰子出現(xiàn)的點數(shù)有36種等可能的情況:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),…,(6,5),(6,6).因而的可能取值為1,2,3,4,5,6,詳見下表. 的值 出現(xiàn)的點 情況數(shù) 1 (1,1) 1 2 (2,2),(2,1),(1,2) 3 3 (3,3),(3,2),(3,1),(2,3),(1,3) 5 4 (4,4),(4,3),(4,2),(4,1),(3,4),(2,4),(1,4) 7 5 (5,5),(5,4),(5,3),(5,2),(5,1),(4,5),(3,5),(2,5),(1,5) 9 6 (6,6),(6,5),(6,4),(6,3),(6,2),(6,1),(5,6),(4,6),(3,6),(2,6),(1,6) 11 由古典概型可知的概率分布如表2-1-6所示. 1 2 3 4 5 6 從而. 思考:在例3中,求兩顆骰子出現(xiàn)最小點數(shù)的概率分布. 分析 類似與例1,通過列表可知:,,,,,. 例2、從裝有6個白球、4個黑球和2個黃球的箱中隨機地取出兩個球,規(guī)定每取出一個黑球贏2元,而每取出一個白球輸1元,取出黃球無輸贏,以表示贏得的錢數(shù),隨機變量可以取哪些值呢?求的分布列. 解析:從箱中取出兩個球的情形有以下六種:{2白},{1白1黃},{1白1黑},{2黃},{1黑1黃},{2黑}.當取到2白時,結果輸2元,隨機變量=-2;當取到1白1黃時,輸1元,隨機變量=-1;當取到1白1黑時,隨機變量=1;當取到2黃時,=0;當取到1黑1黃時,=2;當取到2黑時,=4.則的可能取值為-2,-1,0,1,2,4. ??; ??; -2 -1 0 1 2 4 ?。弧。?,. 從而得到的分布列如下: 例3、袋中裝有黑球和白球共7個,從中任取2個球都是白球的概率為,現(xiàn)在甲、乙兩人從袋中輪流摸取1球,甲先取,乙后取,然后甲再取……取后不放回,直到兩人中有一人取到白球時即止,每個球在每一次被取出的機會是等可能的,用表示取球終止時所需要的取球次數(shù).(1)求袋中原有白球的個數(shù);(2)求隨機變量的概率分布;(3)求甲取到白球的概率. 解:(1)設袋中原有個白球,由題意知:,所以,解得(舍去),即袋中原有3個白球.(2)由題意,的可能取值為1,2,3,4,5. ;;; ,. 所以,取球次數(shù)的分布列為: 1 2 3 4 5 (3)因為甲先取,所以甲只有可能在第1次,第3次和第5次取球,記“甲取到白球”的事件為,則(,或,或).因為事件、、兩兩互斥,所以. 2、練習:某一射手射擊所得環(huán)數(shù)分布列為 4 5 6 7 8 9 10 P 0.02 0.04 0.06 0.09 0.28 0.29 0.22 求此射手“射擊一次命中環(huán)數(shù)≥7”的概率。 解:“射擊一次命中環(huán)數(shù)≥7”是指互斥事件“=7”,“=8”,“=9”,“=10”的和,根據(jù)互斥事件的概率加法公式,有: P(≥7)=P(=7)+P(=8)+P(=9)+P(=10)=0.88。 (三)、回顧小結:1.隨機變量及其分布列的意義;2.隨機變量概率分布的求解;3.求離散型隨機變量的概率分布的步驟:(1)確定隨機變量的所有可能的值xi(2)求出各取值的概率p(=xi)=pi(3)畫出表格。 (四)、作業(yè)布置:1、若隨機變量的分布列為:試求出常數(shù). 0 1 解: 由隨機變量分布列的性質可知:,解得。 2、設隨機變量的分布列為,求實數(shù)的值。() 3、 某班有學生45人,其中型血的有10人,型血的有12人,型血的有8人, 型血的有15人,現(xiàn)抽1人,其血型為隨機變量,求的分布列。 解:設、、、四種血型分別編號為1,2,3,4,則的可能取值為1,2,3,4。 則,,,。 故其分布表為 1 2 3 4 六、教學反思: 2 超幾何分布 第四課時 超幾何分布 一、教學目標: 1、通過實例,理解超幾何分布及其特點;2、掌握超幾何分布列及其導出過程; 3、通過對實例的分析,會進行簡單的應用。 二、教學重難點:重點:超幾何分布的理解;分布列的推導。難點:具體應用。 三、教學方法:討論交流,探析歸納 四、教學過程 (一)、復習引入: 1、隨機變量:如果隨機試驗的結果可以用一個變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機變量 隨機變量常用希臘字母ξ、η等表示 2. 離散型隨機變量: 隨機變量 只能取有限個數(shù)值 或可列無窮多個數(shù)值 則稱 為離散隨機變量,在高中階段我們只研究隨機變量 取有限個數(shù)值的情形. 3. 分布列:設離散型隨機變量ξ可能取得值為 x1,x2,…,x3,…, ξ取每一個值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表 ξ x1 x2 … xi … P P1 P2 … Pi … 為隨機變量ξ的概率分布,簡稱ξ的分布列 4. 分布列的兩個性質:任何隨機事件發(fā)生的概率都滿足:,并且不可能事件的概率為0,必然事件的概率為1.由此你可以得出離散型隨機變量的分布列都具有下面兩個性質: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1. 對于離散型隨機變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個范圍內(nèi)各個值的概率的和 即 X 1 0 P p 1-p (二)、探析新課: 1、二點分布:如果隨機變量X的分布列為: 2、超幾何分布 在產(chǎn)品質量的不放回抽檢中,若件產(chǎn)品中有件次品,抽檢件時所得次品數(shù)X=m 則.此時我們稱隨機變量X服從超幾何分布1)超幾何分布的模型是不放回抽樣2)超幾何分布中的參數(shù)是M,N,n (三)、知識方法應用 例1.在一個口袋中裝有30個球,其中有10個紅球,其余為白球,這些球除顏色外完全相同.游戲者一次從中摸出5個球.摸到4個紅球就中一等獎,那么獲一等獎的概率是多少? 解:由題意可見此問題歸結為超幾何分布模型由上述公式得 例2.一批零件共100件,其中有5件次品.現(xiàn)在從中任取10件進行檢查,求取道次品件數(shù)的分布列. 解:由題意 X 0 1 2 3 4 5 P 0.58375 0.33939 0.07022 0.00638 0.00025 0.00001 例3、4名男生和2名女生中任選3人參加演講比賽,設隨機變量表示所選三人中女生人數(shù).(1)求得分布列;(2)求所選三人中女生人數(shù)的概率. 解:(1) 0 1 2 (2) 例4、交5元錢,可以參加一次摸獎,一袋中有同樣大小的球10個,其中8個標有1元錢,2個標有5元錢,摸獎者只能從中任取2個球,他所得獎勵是所抽2球的錢數(shù)之和,求抽獎人所得錢數(shù)的分布列. 2 6 10 例4、由180只集成電路組成的一批產(chǎn)品中,有8只是次品,現(xiàn)從中任抽4只,用表示其中的次品數(shù),試求:(1)抽取的4只中恰好有只次品的概率;(2)抽取的4只產(chǎn)品中次品超過1只的概率. 練習: 1、從裝有3個紅球,2個白球的袋中隨機抽取2個球,則其中有一個紅球的概率是 C A 0.1 B 0.3 C 0.6 D 0.2 2、一批產(chǎn)品共50件,次品率為4%,從中任取10件,則抽的1件次品的概率是 A A 0.078 B 0.78 C 0.0078 D 0.078 3、從分別標有數(shù)字1,2,3,4,5,6,7,8,9的9張卡片中任取2張,則兩數(shù)之和是奇數(shù)的概率是________________.【】 0 1 2 0.1 0.6 0.3 4、從裝有3個紅球,2個白球的袋中隨機 取出2個球,設其中有個紅球,則得分 布列是___________________________________. (四)、小結:超幾何分布:在產(chǎn)品質量的不放回抽檢中,若件產(chǎn)品中有件次品,抽檢件時所得次品數(shù)X=m則.此時我們稱隨機變量X服從超幾何分布1)超幾何分布的模型是不放回抽樣2)超幾何分布中的參數(shù)是M,N,n。 (五)、作業(yè)布置:課本P42頁習題2-2中1、3、4 五、教學反思: 3條件概率與獨立事件 第五課時 條件概率 一、教學目標:1、知識與技能:通過對具體情景的分析,了解條件概率的定義。2、過程與方法:掌握一些簡單的條件概率的計算。3、情感、態(tài)度與價值觀:通過對實例的分析,會進行簡單的應用。 二、教學重點:條件概率定義的理解。 教學難點:概率計算公式的應用。 三、教學方法:探析歸納,講練結合 四、教學過程 (一)、復習引入: 1.隨機變量:如果隨機試驗的結果可以用一個變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機變量 隨機變量常用希臘字母ξ、η等表示 2. 離散型隨機變量: 隨機變量 只能取有限個數(shù)值 或可列無窮多個數(shù)值 則稱 為離散隨機變量,在高中階段我們只研究隨機變量 取有限個數(shù)值的情形. 3. 分布列:設離散型隨機變量ξ可能取得值為 x1,x2,…,x3,…, ξ取每一個值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表 ξ x1 x2 … xi … P P1 P2 … Pi … 為隨機變量ξ的概率分布,簡稱ξ的分布列 4. 分布列的兩個性質:任何隨機事件發(fā)生的概率都滿足:,并且不可能事件的概率為0,必然事件的概率為1.由此你可以得出離散型隨機變量的分布列都具有下面兩個性質: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1. X 1 0 P p q 對于離散型隨機變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個范圍內(nèi)各個值的概率的和 即 5.二點分布:如果隨機變量X的分布列為: 6.超幾何分布:在產(chǎn)品質量的不放回抽檢中,若件產(chǎn)品中有件次品,抽檢件時所得次品數(shù)X=m,則.此時我們稱隨機變量X服從超幾何分布。 (二)、探析新課: 問題提出:100件產(chǎn)品中有93件產(chǎn)品的長度合格,90件產(chǎn)品的重量合格,85件產(chǎn)品的長度、重量都合格?,F(xiàn)在,任取一件產(chǎn)品,若已知它的重量合格,那么它的長度合格的概率是多少? 分析理解:如果令A={產(chǎn)品的長度合格},B={產(chǎn)品的重量合格},那么{產(chǎn)品的長度、重量都合格}?,F(xiàn)在,任取一件產(chǎn)品,已知它的重量合格(即B發(fā)生),則它的長度合格(即A發(fā)生)的概率為。那么此概率()與事件A及B發(fā)生的概率有什么關系呢? 由題目可知:,因此在事件B發(fā)生的前提下,事件A發(fā)生的概率為。 抽象概括:1、條件概率定義:已知事件發(fā)生條件下事件發(fā)生的概率稱為事件關于事件的條件概率,記作. 當時,有(其中,也可以記成AB)類似地當時,A發(fā)生時B發(fā)生的條件概率為 2、條件概率 的性質:(1)非負性:對任意的Af. ;(2)規(guī)范性:P(|B)=1;(3)可列可加性:如果是兩個互斥事件,則.更一般地,對任意的一列兩兩部相容的事件(I=1,2…),有P =. 例1、盒中有球如表. 任取一球,記={取得藍球},={取得玻璃球}, 顯然這是古典概型. 包含的樣本點總數(shù)為16,包含的樣本點總數(shù)為11,故. 玻璃 木質 總計 紅 藍 2 3 4 7 5 11 總計 6 10 16 如果已知取得為玻璃球,這就是發(fā)生條件下發(fā)生的條件概率,記作. 在發(fā)生的條件下可能取得的樣本點總數(shù)應為“玻璃球的總數(shù)”,也即把樣本空間壓縮到玻璃球全體. 而在發(fā)生條件下包含的樣本點數(shù)為藍玻璃球數(shù),故. 一般說來,在古典概型下,都可以這樣做.但若回到原來的樣本空間,則當,有 . 這式子對幾何概率也成立. 例2、甲乙兩市位于長江下游,根據(jù)一百多年的記錄知道,一年中雨天的比例,甲為20%,乙為18%,兩市同時下雨的天數(shù)占12%. 求:① 乙市下雨時甲市也下雨的概率;② 甲乙兩市至少一市下雨的概率。 解 分別用,記事件{甲下雨}和{乙下雨}. 按題意有,,,. ① 所求為 . ② 所求為 . (三)、課堂小結:本節(jié)課1、學習了條件概率的定義條件概率的定義;2、條件概率的性質3、條件概率的計算方法。 (四)、課堂練習:課本第45頁練習 (五)、課后作業(yè):課本第47頁習題2-3中1、2 五、教學反思: 第六課時 條件概率 一、教學目標:1、知識與技能:通過對具體情景的分析,了解條件概率的定義。2、過程與方法:掌握一些簡單的條件概率的計算。3、情感、態(tài)度與價值觀:通過對實例的分析,會進行簡單的應用。 二、教學重點:條件概率定義的理解。 教學難點:概率計算公式的應用。 三、教學方法:探析歸納,講練結合 四、教學過程 (一)、復習引入: 1. 已知事件發(fā)生條件下事件發(fā)生的概率稱為事件關于事件的條件概率,記作. 2. 對任意事件和,若,則“在事件發(fā)生的條件下的條件概率”,記作P(A | B),定義為 (二)、探析新課: 1、條件概率條件概率:對任意事件和,若,則“在事件發(fā)生的條件下的條件概率”,記作P(A | B),條件概率為 反過來可以用條件概率表示、的乘積概率,即有乘法公式 若,則, (2) 同樣有 若,則. 從上面定義可見,條件概率有著與一般概率相同的性質,即非負性,規(guī)范性和可列可加性. 由此它也可與一般概率同樣運算,只要每次都加上“在某事件發(fā)生的條件下”即成. 兩個事件的乘法公式還可推廣到個事件,即 (3) 具體解題時,條件概率可以依照定義計算,也可能如例1直接按照條件概率的意義在壓縮的樣本空間中計算;同樣,乘積事件的概率可依照公式(2) 或計算,也可按照乘積的意義直接計算,均視問題的具體性質而定. 2. 條件概率的性質: (1)非負性:對任意的Af. ; (2)規(guī)范性:P(|B)=1; (3)可列可加性:如果是兩個互斥事件,則 . 更一般地,對任意的一列兩兩部相容的事件(I=1,2…),有 P =. 例1、張彩票中有一個中獎票.① 已知前面?zhèn)€人沒摸到中獎票,求第個人摸到的概率; ② 求第個人摸到的概率. 解 問題 ① 是在條件“前面?zhèn)€人沒摸到”下的條件概率. ② 是無條件概率. 記={第個人摸到},則 ① 的條件是. 在壓縮樣本空間中由古典概型直接可得 ① P()=; ② 所求為,但對本題,, 由(3)式及古典概率計算公式有 =()= .這說明每人摸到獎券的概率與摸的先后次序無關. 例2.在5道題中有3道理科題和2道文科題.如果不放回地依次抽取2 道題,求: (l)第1次抽到理科題的概率; (2)第1次和第2次都抽到理科題的概率; (3)在第 1 次抽到理科題的條件下,第2次抽到理科題的概率. 解:設第1次抽到理科題為事件A,第2次抽到理科題為事件B,則第1次和第2次都抽到理科題為事件AB. (1)從5道題中不放回地依次抽取2道的事件數(shù)為n()==20. 根據(jù)分步乘法計數(shù)原理,n (A)==12 .于是 . (2)因為 n (AB)==6 ,所以. (3)解法 1 由( 1 ) ( 2 )可得,在第 1 次抽到理科題的條件下,第 2 次抽到理科題的概 . 解法2 因為 n (AB)=6 , n (A)=12 ,所以. 例3.一張儲蓄卡的密碼共位數(shù)字,每位數(shù)字都可從0~9中任選一個.某人在銀行自動提款機上取錢時,忘記了密碼的最后一位數(shù)字,求: (1)任意按最后一位數(shù)字,不超過 2 次就按對的概率; (2)如果他記得密碼的最后一位是偶數(shù),不超過2次就按對的概率. 解:設第i次按對密碼為事件(i=1,2) ,則表示不超過2次就按對密碼. (1)因為事件與事件互斥,由概率的加法公式得 . (2)用B 表示最后一位按偶數(shù)的事件,則. (三)、課堂小結:本課學習了條件概率簡單應用 (四)課堂練習:練習冊49頁練習2、3、6 (五)、課后作業(yè):練習冊49頁練習1、4、5、7 五、教學反思: 第七課時 事件的獨立性 一、教學目標:1、知識與技能:理解兩個事件相互獨立的概念。2、過程與方法:能進行一些與事件獨立有關的概率的計算。3、情感、態(tài)度與價值觀:通過對實例的分析,會進行簡單的應用。 二、教學重點,難點:理解事件的獨立性,會求一些簡單問題的概率. 三、教學方法:討論交流,探析歸納 四、教學過程 (一)、問題情境1.情境:拋擲一枚質地均勻的硬幣兩次.在第一次出現(xiàn)正面向上的條件下,第二次出現(xiàn)正面向上的概率是多少? 2.問題:第一次出現(xiàn)正面向上的條件,對第二次出現(xiàn)正面向上的概率是否產(chǎn)生影響. (二)、學生活動 設表示事件“第一次正面向上”, 表示事件“第二次正面向上”,由古典概型知 ,,,所以. 即,這說明事件的發(fā)生不影響事件發(fā)生的概率. (三)、新課探析 1.兩個事件的獨立性 一般地,若事件,滿足,則稱事件,獨立. 當,獨立時,若,因為, 所以 ,反過來, 即,也獨立.這說明與獨立是相互的,此時事件和同時發(fā)生的概率等于事件發(fā)生的概率與事件發(fā)生的概率之積,即.(*) 若我們認為任何事件與必然事件相獨立,任何事件與不可能事件相獨立,那么兩個事件,相互獨立的充要條件是.今后我們將遵循此約定. 事實上,若,則,同時就有,此時不論是什么事件,都有(*)式成立,亦即任何事件都與獨立.同理任何事件也與必然事件獨立. 2. 兩個事件的獨立性可以推廣到個事件的獨立性,且若事件相互獨立,則這個事件同時發(fā)生的概率. 3. 立與互斥 回顧:不可能同時發(fā)生的兩個事件叫做互斥事件;如果兩個互斥事件有一個發(fā) 時另一個必不發(fā)生,這樣的兩個互斥事件叫對立事件. 區(qū)別:互斥事件和相互獨立事件是兩個不同概念:兩個事件互斥是指這兩個事件不可能同時發(fā)生; 兩個事件相互獨立是指一個事件的發(fā)生與否對另一個事件發(fā)生的概率沒有影響. 事實上,當,時,若互斥,則,從而,但,因而等式不成立,即互斥未必獨立.若獨立,則,從而不互斥(否則,,導致矛盾). 例如從一副撲克牌(52張)中任抽一張,設“抽得老K”“抽的紅牌”,“抽到J”,判斷下列事件是否相互獨立?是否互斥,是否對立?①與; ②與 4.討論研究 概率 意義 、同時發(fā)生的概率 不發(fā)生發(fā)生的概率 發(fā)生不發(fā)生的概率 、都不發(fā)生的概率 、中恰有一個發(fā)生的概率 、中至少有一個發(fā)生的概率 、中至多有一個發(fā)生的概率 (四)、知識方法運用 1、例題探析: 例1、求證:若事件與相互獨立,則事件與也相互獨立. 證:因為 所以. 因為,相互獨立,所以, 于是. 因此,事件與相互獨立.結論:若事件與獨立則與,與,與 都獨立. 圖2-3-2 例2、如圖,用三類不同的元 件連接成系統(tǒng).當元件都正常工作 時,系統(tǒng)正常工作.已知元件正常工作的概率依次為,,,求系統(tǒng)正常工作的概率. 解:若將元件正常工作分別記為事件,則系統(tǒng)正常工作為事件. 根據(jù)題意,有,,. 因為事件是相互獨立的,所以系統(tǒng)正常工作的概率 ,即系統(tǒng)正常工作的概率為. 例3、加工某一零件共需兩道工序,若第一、二道工序的不合格品率分別為3﹪,5﹪ ,假定各道工序是互不影響的,問:加工出來的零件是不合格品的概率是多少? 分析:解決問題的過程可用流程圖表示:(圖) 圖2-3-4 解法1 設表示事件“加工出來的零件是不合格品”,分別表示事件“第一道工序出現(xiàn)不合格品”和“第二道工序出現(xiàn)不合格品”.因為依常理,第一道工序為不合格品,則該產(chǎn)品為不合格品,所以, 因為各道工序互不影響,所以 . 解法2 因為,所以 ,. 答:加工出來的零件是不合格品的概率是﹪. 思考:如果和是兩個相互獨立的事件,那么表示什么? 2、練習:課本P45頁練習 (五).回顧小結:1、當,獨立時,,也是獨立的,即與獨立是相互的。 2、當,獨立;;或 或事件的發(fā)生不影響事件的發(fā)生概率。 五、教學反思: 第八課時 事件的獨立性 一、教學目標:1、知識與技能:理解兩個事件相互獨立的概念。2、過程與方法:能進行一些與事件獨立有關的概率的計算。3、情感、態(tài)度與價值觀:通過對實例的分析,會進行簡單的應用。 二、教學重點:獨立事件同時發(fā)生的概率 教學難點:有關獨立事件發(fā)生的概率計算 三、教學方法:探析歸納,講練結合 四、教學過程: (一)、復習引入: 1.相互獨立事件的定義:設A, B為兩個事件,如果 P ( AB ) = P ( A ) P ( B ) , 則稱事件A與事件B相互獨立(mutually independent ) .事件(或)是否發(fā)生對事件(或)發(fā)生的概率沒有影響,這樣的兩個事件叫做相互獨立事件若與是相互獨立事件,則與,與,與也相互獨立 2.相互獨立事件同時發(fā)生的概率:這就是說,兩個相互獨立事件同時發(fā)生的概率,等于每個事件發(fā)生的概率的積一般地,如果事件相互獨立,那么這個事件同時發(fā)生的概率,等于每個事件發(fā)生的概率的積,即 . 3.對于事件A與B及它們的和事件與積事件有下面的關系: (二)、例題探析: 例 1、某商場推出二次開獎活動,凡購買一定價值的商品可以獲得一張獎券.獎券上有一個兌獎號碼,可以分別參加兩次抽獎方式相同的兌獎活動.如果兩次兌獎活動的中獎概率都是 0 . 05 ,求兩次抽獎中以下事件的概率:(1)都抽到某一指定號碼; (2)恰有一次抽到某一指定號碼;(3)至少有一次抽到某一指定號碼. 解: (1)記“第一次抽獎抽到某一指定號碼”為事件A, “第二次抽獎抽到某一指定號碼”為事件B ,則“兩次抽獎都抽到某一指定號碼”就是事件AB.由于兩次抽獎結果互不影響,因此A與B相互獨立.于是由獨立性可得,兩次抽獎都抽到某一指定號碼的概率 P ( AB ) = P ( A ) P ( B ) = 0. 050.05 = 0.0025. (2 ) “兩次抽獎恰有一次抽到某一指定號碼”可以用(A)U(B)表示.由于事件A與B互斥,根據(jù)概率加法公式和相互獨立事件的定義,所求的概率為 P (A)十P(B)=P(A)P()+ P()P(B ) = 0. 05(1-0.05 ) + (1-0.05 ) 0.05 = 0. 095. ( 3 ) “兩次抽獎至少有一次抽到某一指定號碼”可以用(AB ) U ( A)U(B)表示.由于事件 AB , A和B 兩兩互斥,根據(jù)概率加法公式和相互獨立事件的定義,所求的概率為 P ( AB ) + P(A)+ P(B ) = 0.0025 +0. 095 = 0. 097 5. 例2、甲、乙二射擊運動員分別對一目標射擊次,甲射中的概率為,乙射中的概率為,求: (1)人都射中目標的概率;(2)人中恰有人射中目標的概率;(3)人至少有人射中目標的概率;(4)人至多有人射中目標的概率? 解:記“甲射擊次,擊中目標”為事件,“乙射擊次,擊中目標”為事件,則與,與,與,與為相互獨立事件,(1)人都射中的概率為:,∴人都射中目標的概率是. (2)“人各射擊次,恰有人射中目標”包括兩種情況:一種是甲擊中、乙未擊中(事件發(fā)生),另一種是甲未擊中、乙擊中(事件發(fā)生)根據(jù)題意,事件與互斥,根據(jù)互斥事件的概率加法公式和相互獨立事件的概率乘法公式,所求的概率為: ∴人中恰有人射中目標的概率是. (3)(法1):2人至少有1人射中包括“2人都中”和“2人有1人不中”2種情況,其概率為. (法2):“2人至少有一個擊中”與“2人都未擊中”為對立事件, 2個都未擊中目標的概率是, ∴“兩人至少有1人擊中目標”的概率為. (4)(法1):“至多有1人擊中目標”包括“有1人擊中”和“2人都未擊中”, 故所求概率為: . (法2):“至多有1人擊中目標”的對立事件是“2人都擊中目標”, 故所求概率為 例 3、在一段線路中并聯(lián)著3個自動控制的常開開關,只要其中有1個開關能夠閉合,線路就能正常工作假定在某段時間內(nèi)每個開關能夠閉合的概率都是0.7,計算在這段時間內(nèi)線路正常工作的概率 解:分別記這段時間內(nèi)開關,,能夠閉合為事件,,. 由題意,這段時間內(nèi)3個開關是否能夠閉合相互之間沒有影響根據(jù)相互獨立事件的概率乘法公式,這段時間內(nèi)3個開關都不能閉合的概率是 ∴這段時間內(nèi)至少有1個開關能夠閉合,,從而使線路能正常工作的概率是 . 答:在這段時間內(nèi)線路正常工作的概率是. 變式題1:如圖添加第四個開關與其它三個開關串聯(lián),在某段時間內(nèi)此開關能夠閉合的概率也是0.7,計算在這段時間內(nèi)線路正常工作的概率 () 變式題2:如圖兩個開關串聯(lián)再與第三個開關并聯(lián),在某段時間內(nèi)每個開關能夠閉合的概率都是0.7,計算在這段時間內(nèi)線路正常工作的概率 方法一: 方法二:分析要使這段時間內(nèi)線路正常工作只要排除開且與至少有1個開的情況 點評:上面例1和例2的解法,都是解應用題的逆向思考方法采用這種方法在解決帶有詞語“至多”、“至少”的問題時的運用,常常能使問題的解答變得簡便 (三)、課堂練習: 1.在一段時間內(nèi),甲去某地的概率是,乙去此地的概率是,假定兩人的行動相互之間沒有影響,那么在這段時間內(nèi)至少有1人去此地的概率是( ) 2.從甲口袋內(nèi)摸出1個白球的概率是,從乙口袋內(nèi)摸出1個白球的概率是,從兩個口袋內(nèi)各摸出1個球,那么等于( ) 2個球都是白球的概率 2個球都不是白球的概率 2個球不都是白球的概率 2個球中恰好有1個是白球的概率 3.電燈泡使用時間在1000小時以上概率為0.2,則3個燈泡在使用1000小時后壞了1個的概率是( ) 0.128 0.096 0.104 0.384【答案:1. C 2. C 3. B】 (四)、課堂小結 :兩個事件相互獨立,是指它們其中一個事件的發(fā)生與否對另一個事件發(fā)生的概率沒有影響一般地,兩個事件不可能即互斥又相互獨立,因為互斥事件是不可能同時發(fā)生的,而相互獨立事件是以它們能夠同時發(fā)生為前提的相互獨立事件同時發(fā)生的概率等于每個事件發(fā)生的概率的積,這一點與互斥事件的概率和也是不同的。 (五)、課后作業(yè):補充題: 1、一個工人負責看管4臺機床,如果在1小時內(nèi)這些機床不需要人去照顧的概率第1臺是0.79,第2臺是0.79,第3臺是0.80,第4臺是0.81,且各臺機床是否需要照顧相互之間沒有影響,計算在這個小時內(nèi)這4臺機床都不需要人去照顧的概率. 2、制造一種零件,甲機床的廢品率是0.04,乙機床的廢品率是0.05.從它們制造的產(chǎn)品中各任抽1件,其中恰有1件廢品的概率是多少? 3、甲袋中有8個白球,4個紅球;乙袋中有6個白球,6個紅球,從每袋中任取一個球,問取得的球是同色的概率是多少? 【答案:1、 P= 2、 P= 3、 。 4、已知某種高炮在它控制的區(qū)域內(nèi)擊中敵機的概率為0.2. (1)假定有5門這種高炮控制某個區(qū)域,求敵機進入這個區(qū)域后未被擊中的概率; (2)要使敵機一旦進入這個區(qū)域后有0.9以上的概率被擊中,需至少布置幾門高炮? 分析:因為敵機被擊中的就是至少有1門高炮擊中敵機,故敵機被擊中的概率即為至少有1門高炮擊中敵機的概率 解:(1)設敵機被第k門高炮擊中的事件為(k=1,2,3,4,5),那么5門高炮都未擊中敵機的事件為.∵事件,,,,相互獨立,∴敵機未被擊中的概率為 = ∴敵機未被擊中的概率為. (2)至少需要布置門高炮才能有0.9以上的概率被擊中,仿(1)可得:敵機被擊中的概率為1-∴令,∴兩邊取常用對數(shù),得 ∵,∴∴至少需要布置11門高炮才能有0.9以上的概率擊中敵機 五、教學反思: 4 二項分布 第九課時 獨立重復試驗與二項分布 一、教學目標:1、知識與技能:理解n次獨立重復試驗的模型及二項分布,并能解答一些簡單的實際問題。2、過程與方法:能進行一些與n次獨立重復試驗的模型及二項分布有關的概率的計算。3、情感、態(tài)度與價值觀:承前啟后,感悟數(shù)學與生活的和諧之美 ,體現(xiàn)數(shù)學的文化功能與人文價值。 二、教學重點:理解n次獨立重復試驗的模型及二項分布,并能解答一些簡單的實際問題。 教學難點:能進行一些與n次獨立重復試驗的模型及二項分布有關的概率的計算。 三、教學方法:討論交流,探析歸納 四、教學過程 (一)、復習引入: 1. 已知事件發(fā)生條件下事件發(fā)生的概率稱為事件關于事件的條件概率,記作. 2. 對任意事件和,若,則“在事件發(fā)生的條件下的條件概率”,記作P(A | B),定義為 3. 事件發(fā)生與否對事件發(fā)生的概率沒有影響,即.稱與獨立 (二)、探析新課: 1