高中數(shù)學(xué)高二選修2-3全冊(cè)教案1.1基本計(jì)數(shù)原理(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):(1)理解分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理(2)會(huì)利用兩個(gè)原理分析和解決一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題教學(xué)重點(diǎn):(1)理解分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理(2)會(huì)利用兩個(gè)原理分析和解決一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:一次集會(huì)共50人參加,結(jié)束時(shí),大家兩兩握手,互相道別,請(qǐng)你統(tǒng)計(jì)一下,大家握手次數(shù)共有多少?某商場(chǎng)有東南西北四個(gè)大門,當(dāng)你從一個(gè)大門進(jìn)去又從另一個(gè)大門出來,問你共有多少種不同走法?二、講解新課:?jiǎn)栴}1春天來了,要從濟(jì)南到北京旅游,有三種交通工具供選擇:長(zhǎng)途汽車、旅客列車和客機(jī)。已知當(dāng)天長(zhǎng)途車有2班,列車有3班。問共有多少種走法?設(shè)問1:從濟(jì)南到北京按交通工具可分____類方法?
第一類方法,乘火車,有___種方法;第二類方法,乘汽車,有___種方法;∴從甲地到乙地共有__________種方法設(shè)問2:每類方法中的每種一方法有什么特征?問題2:春天來了,要從濟(jì)南到北京旅游,若想中途參觀南開大學(xué),已知從濟(jì)南到天津有3種走法,從天津到北京有兩種走法;問要從濟(jì)南到北京共有多少種不同的方法?從濟(jì)南到北京須經(jīng)____再由_____到北京有____個(gè)步驟第一步,由濟(jì)南去天津有___種方法第二步,由天津去北京有____種方法,設(shè)問2:上述每步的每種方法能否單獨(dú)實(shí)現(xiàn)從濟(jì)南村經(jīng)天津到達(dá)北京的目的?1分類計(jì)數(shù)原理:(1)加法原理:如果完成一件工作有K種途徑,由第1種途徑有n1種方法可以完成,由第2種途徑有n2種方法可以完成,……由第k種途徑有nK種方法可以完成。那么,完成這件工作共有n1+n2+……+nK種不同的方法。1.標(biāo)準(zhǔn)必須一致,而且全面、不重不漏!2“類”與“類”之間是并列的、互斥的、獨(dú)立的即:它們兩兩的交集為空集!3每一類方法中的任何一種方法均能將這件事情從頭至尾完成
2,乘法原理:如果完成一件工作可分為K個(gè)步驟,完成第1步有n1種不同的方法,完成第2步有n2種不同的方法,……,完成第K步有nK種不同的方法。那么,完成這件工作共有n1×n2×……×nK種不同方法1標(biāo)準(zhǔn)必須一致、正確。2“步”與“步”之間是連續(xù)的,不間斷的,缺一不可;但也不能重復(fù)、交叉。3若完成某件事情需n步,每一步的任何一種方法只能完成這件事的一部分且必須依次完成這n個(gè)步驟后,這件事情才算完成。三、例子例1.書架的第1層放有4本不同的計(jì)算機(jī)書,第2層放有3本不同的文藝書,第3層放有2本不同的體育書,(1)從書架上任取1本書,有多少種不同的取法?(2)從書架的第1、2、3層各取1本書,有多少種不同的取法?解:(1)從書架上任取1本書,有3類辦法:第1類辦法是從第1層取1本計(jì)算機(jī)書,有4種方法;第2類是從第2層取1本文藝書,有3種方法;第3類辦法是從第3層取1本體育書,有2種方法根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理,不同取法的種數(shù)是4+3+2=9種所以,從書架上任取1本書,有9種不同的取法;
(2)從書架的第1、2、3層各取1本書,可以分成3個(gè)步驟完成:第1步從第1層取1本計(jì)算機(jī)書,有4種方法;第2步從第2層取1本藝術(shù)書,有3種方法;第3步從第3層取1本體育書,有2種方法根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,從書架的第1、2、3層各取1本書,不同取法的種數(shù)是種所以,從書架的第1、2、3層各取1本書,有24種不同的取法例2.一種號(hào)碼撥號(hào)鎖有4個(gè)撥號(hào)盤,每個(gè)撥號(hào)盤上有從0到9共10個(gè)數(shù)字,這4個(gè)撥號(hào)盤可以組成多少個(gè)四位數(shù)號(hào)碼?解:每個(gè)撥號(hào)盤上的數(shù)字有10種取法,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,4個(gè)撥號(hào)盤上各取1個(gè)數(shù)字組成的四位數(shù)字號(hào)碼的個(gè)數(shù)是,所以,可以組成10000個(gè)四位數(shù)號(hào)碼例3.要從甲、乙、丙3名工人中選出2名分別上日班和晚班,有多少種不同的選法?解:從3名工人中選1名上日班和1名上晚班,可以看成是經(jīng)過先選1名上日班,再選1名上晚班兩個(gè)步驟完成,先選1名上日班,共有3種選法;上日班的工人選定后,上晚班的工人有2種選法根據(jù)分步技數(shù)原理,不同的選法數(shù)是種,6種選法可以表示如下:日班晚班甲乙
甲丙乙甲乙丙丙甲丙乙所以,從3名工人中選出2名分別上日班和晚班,6種不同的選法例4,若分給你10塊完全一樣的糖,規(guī)定每天至少吃一塊,每天吃的塊數(shù)不限,問共有多少種不同的吃法?n塊糖呢?課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了兩個(gè)重要的計(jì)數(shù)原理及簡(jiǎn)單應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):1.1基本計(jì)數(shù)原理(第二課時(shí))教學(xué)目標(biāo):會(huì)利用兩個(gè)原理分析和解決一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題教學(xué)重點(diǎn):會(huì)利用兩個(gè)原理分析和解決一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)引入:1、分類計(jì)數(shù)原理:(1)加法原理:如果完成一件工作有k種途徑,由第1種途徑有n1種方法可以完成,由第2種途徑有n2種方法可以完成,……由第k種途徑有nk種方法可以完成。那么,完成這件工作共有n1+n2+……+nk種不同的方法。2,乘法原理:如果完成一件工作可分為K個(gè)步驟,完成第1步有n1種不同的方法,完成第2步有n2種不同的方法,……,完成第K步有nK種不同的方法。那么,完成這件工作共有n1×n2×……×nk種不同方法二、講解新課:例1書架上放有3本不同的數(shù)學(xué)書,5本不同的語文書,6本不同的英語書.(1)若從這些書中任取一本,有多少種不同的取法?(2)若從這些書中,取數(shù)學(xué)書、語文書、英語書各一本,有多少種不同的取法?(3)若從這些書中取不同的科目的書兩本,有多少種不同的取法?例2在1~20共20個(gè)整數(shù)中取兩個(gè)數(shù)相加,使其和為偶數(shù)的不同取法共有多少種?解:取與取是同一種取法.分類標(biāo)準(zhǔn)為兩加數(shù)的奇偶性,第一類,偶偶相加,由分步計(jì)數(shù)原理得(10×9)/2=45種取法,第
二類,奇奇相加,也有(10×9)/2=45種取法.根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理共有45+45=90種不同取法.例3如圖一,要給①,②,③,④四塊區(qū)域分別涂上五種顏色中的某一種,允許同一種顏色使用多次,但相鄰區(qū)域必須涂不同顏色,則不同涂色方法種數(shù)為()A.180B.160C.96D.60若變?yōu)閳D二,圖三呢?(240種,5×4×4×4=320種)例575600有多少個(gè)正約數(shù)?有多少個(gè)奇約數(shù)?解:75600的約數(shù)就是能整除75600的整數(shù),所以本題就是分別求能整除75600的整數(shù)和奇約數(shù)的個(gè)數(shù).由于75600=24×33×52×7(1)75600的每個(gè)約數(shù)都可以寫成的形式,其中,,,于是,要確定75600的一個(gè)約數(shù),可分四步完成,即分別在各自的范圍內(nèi)任取一個(gè)值,這樣有5種取法,有4種取法,有3種取法,有2種取法,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理得約數(shù)的個(gè)數(shù)為5×4×3×2=120個(gè).(2)奇約數(shù)中步不含有2的因數(shù),因此75600的每個(gè)奇約數(shù)都可以寫成的形式,同上奇約數(shù)的個(gè)數(shù)為4×3×2=24個(gè).課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了兩個(gè)重要的計(jì)數(shù)原理的應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):
1.2.1排列(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):理解排列、排列數(shù)的概念,了解排列數(shù)公式的推導(dǎo)教學(xué)重點(diǎn):理解排列、排列數(shù)的概念,了解排列數(shù)公式的推導(dǎo)教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1、分類計(jì)數(shù)原理:(1)加法原理:如果完成一件工作有k種途徑,由第1種途徑有n1種方法可以完成,由第2種途徑有n2種方法可以完成,……由第k種途徑有nk種方法可以完成。那么,完成這件工作共有n1+n2+……+nk種不同的方法。2,乘法原理:如果完成一件工作可分為K個(gè)步驟,完成第1步有n1種不同的方法,完成第2步有n2種不同的方法,……,完成第K步有nK種不同的方法。那么,完成這件工作共有n1×n2×……×nk種不同方法二、講解新課:1.排列的概念:從個(gè)不同元素中,任取(
)個(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)排列說明:(1)排列的定義包括兩個(gè)方面:①取出元素,②按一定的順序排列;(2)兩個(gè)排列相同的條件:①元素完全相同,②元素的排列順序也相同2.排列數(shù)的定義:從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從個(gè)元素中取出元素的排列數(shù),用符號(hào)表示注意區(qū)別排列和排列數(shù)的不同:“一個(gè)排列”是指:從個(gè)不同元素中,任取個(gè)元素按照一定的順序排成一列,不是數(shù);“排列數(shù)”是指從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),是一個(gè)數(shù)所以符號(hào)只表示排列數(shù),而不表示具體的排列3.排列數(shù)公式及其推導(dǎo):求以按依次填個(gè)空位來考慮,排列數(shù)公式:=()說明:(1)公式特征:第一個(gè)因數(shù)是,后面每一個(gè)因數(shù)比它前面一個(gè)少1,最后一個(gè)因數(shù)是,共有個(gè)因數(shù);(2)全排列:當(dāng)時(shí)即個(gè)不同元素全部取出的一個(gè)排列
全排列數(shù):(叫做n的階乘)4.例子:例1.計(jì)算:(1);(2);(3).解:(1)==3360;(2)==720;(3)==360例2.(1)若,則,.(2)若則用排列數(shù)符號(hào)表示.解:(1)17,14.(2)若則=.例3.(1)從這五個(gè)數(shù)字中,任取2個(gè)數(shù)字組成分?jǐn)?shù),不同值的分?jǐn)?shù)共有多少個(gè)?(2)5人站成一排照相,共有多少種不同的站法?(3)某年全國(guó)足球甲級(jí)(A組)聯(lián)賽共有14隊(duì)參加,每隊(duì)都要與其余各隊(duì)在主客場(chǎng)分別比賽1次,共進(jìn)行多少場(chǎng)比賽?解:(1);(2);(3)課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了排列、排列數(shù)的概念,排列數(shù)公式的推導(dǎo)課堂練習(xí):課后作業(yè):
1.2.1排列(第二課時(shí))教學(xué)目標(biāo):掌握解排列問題的常用方法教學(xué)重點(diǎn):掌握解排列問題的常用方法教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.排列的概念:從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)排列說明:(1)排列的定義包括兩個(gè)方面:①取出元素,②按一定的順序排列;(2)兩個(gè)排列相同的條件:①元素完全相同,②元素的排列順序也相同2.排列數(shù)的定義:從個(gè)不同元素中,任取()個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從個(gè)元素中取出元素的排列數(shù),用符號(hào)表示注意區(qū)別排列和排列數(shù)的不同:“一個(gè)排列”是指:從個(gè)不同元素中,任取個(gè)元素按照一定的順序排成一列,不是數(shù);
“排列數(shù)”是指從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),是一個(gè)數(shù)所以符號(hào)只表示排列數(shù),而不表示具體的排列3.排列數(shù)公式及其推導(dǎo):()全排列數(shù):(叫做n的階乘)二、講解新課:解排列問題問題時(shí),當(dāng)問題分成互斥各類時(shí),根據(jù)加法原理,可用分類法;當(dāng)問題考慮先后次序時(shí),根據(jù)乘法原理,可用位置法;這兩種方法又稱作直接法.當(dāng)問題的反面簡(jiǎn)單明了時(shí),可通過求差排除采用間接法求解;另外,排列中“相鄰”問題可以用“捆綁法”;“分離”問題可能用“插空法”等.解排列問題和組合問題,一定要防止“重復(fù)”與“遺漏”.互斥分類——分類法先后有序——位置法反面明了——排除法相鄰排列——捆綁法分離排列——插空法例1求不同的排法種數(shù):(1)6男2女排成一排,2女相鄰;(2)6男2女排成一排,2女不能相鄰;(3)4男4女排成一排,同性者相鄰;
(4)4男4女排成一排,同性者不能相鄰.例2在3000與8000之間,數(shù)字不重復(fù)的奇數(shù)有多少個(gè)?分析符合條件的奇數(shù)有兩類.一類是以1、9為尾數(shù)的,共有P21種選法,首數(shù)可從3、4、5、6、7中任取一個(gè),有P51種選法,中間兩位數(shù)從其余的8個(gè)數(shù)字中選取2個(gè)有P82種選法,根據(jù)乘法原理知共有P21P51P82個(gè);一類是以3、5、7為尾數(shù)的共有P31P41P82個(gè).解符合條件的奇數(shù)共有P21P51P82+P31P41P82=1232個(gè).答在3000與8000之間,數(shù)字不重復(fù)的奇數(shù)有1232個(gè).例3某小組6個(gè)人排隊(duì)照相留念.(1)若分成兩排照相,前排2人,后排4人,有多少種不同的排法?(2)若分成兩排照相,前排2人,后排4人,但其中甲必須在前排,乙必須在后排,有多少種排法?(3)若排成一排照相,甲、乙兩人必須在一起,有多少種不同的排法?(4)若排成一排照相,其中甲必在乙的右邊,有多少種不同的排法?(5)若排成一排照相,其中有3名男生3名女生,且男生不能相鄰有多少種排法?(6)若排成一排照相,且甲不站排頭乙不站排尾,有多少種不同的排法?
分析(1)分兩排照相實(shí)際上與排成一排照相一樣,只不過把第3~6個(gè)位子看成是第二排而已,所以實(shí)際上是6個(gè)元素的全排列問題.(2)先確定甲的排法,有P21種;再確定乙的排法,有P41種;最后確定其他人的排法,有P44種.因?yàn)檫@是分步問題,所以用乘法原理,有P21·P41·P44種不同排法.(3)采用“捆綁法”,即先把甲、乙兩人看成一個(gè)人,這樣有P55種不同排法.然后甲、乙兩人之間再排隊(duì),有P22種排法.因?yàn)槭欠植絾栴},應(yīng)當(dāng)用乘法原理,所以有P55·P22種排法.(4)甲在乙的右邊與甲在乙的左邊的排法各占一半,有P66種排法.(5)采用“插入法”,把3個(gè)女生的位子拉開,在兩端和她們之間放進(jìn)4張椅子,如____女____女____女____,再把3個(gè)男生放到這4個(gè)位子上,就保證任何兩個(gè)男生都不會(huì)相鄰了.這樣男生有P43種排法,女生有P33種排法.因?yàn)槭欠植絾栴},應(yīng)當(dāng)用乘法原理,所以共有P43·P33種排法.
(6)符合條件的排法可分兩類:一類是乙站排頭,其余5人任意排有P55種排法;一類是乙不站排頭;由于甲不能站排頭,所以排頭只有從除甲、乙以外的4人中任選1人有P41種排法,排尾從除乙以外的4人中選一人有P41種排法,中間4個(gè)位置無限制有P44種排法,因?yàn)槭欠植絾栴},應(yīng)用乘法原理,所以共有P41P41P44種排法.解(1)P66=720(種)(2)P21·P41·P44=2×4×24=192(種)(3)P55·P22=120×2=240(種)(4)P66=360(種)(5)P43·P33=24×6=144(種)(6)P55+P41P41P44=120+4×4×24=504(種)或法二:(淘汰法)P66-2P55+P44=720-240+24=504(種)課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了排列、排列數(shù)的概念,排列數(shù)公式的推導(dǎo)課堂練習(xí):課后作業(yè):1.2.2組合(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):1.理解組合的意義,掌握組合數(shù)的計(jì)算公式;2.能正確認(rèn)識(shí)組合與排列的聯(lián)系與區(qū)別教學(xué)重點(diǎn):理解組合的意義,掌握組合數(shù)的計(jì)算公式教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)引入:1.排列的概念:從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)排列說明:(1)排列的定義包括兩個(gè)方面:①取出元素,②按一定的順序排列;(2)兩個(gè)排列相同的條件:①元素完全相同,②元素的排列順序也相同2.排列數(shù)的定義:從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從個(gè)元素中取出元素的排列數(shù),用符號(hào)表示注意區(qū)別排列和排列數(shù)的不同:“一個(gè)排列”是指:從個(gè)不同元素中,任取個(gè)元素按照一定的順序排成一列,不是數(shù);“排列數(shù)”是指從個(gè)不同元素中,任取()個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),是一個(gè)數(shù)所以符號(hào)只表示排列數(shù),而不表示具體的排列3.排列數(shù)公式及其推導(dǎo):()全排列數(shù):(叫做n的階乘)二、講解新課:1組合的概念:一般地,從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素并
成一組,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)組合說明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——無序性;⑶相同組合:元素相同2.組合數(shù)的概念:從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的組合數(shù).用符號(hào)表示.3.組合數(shù)公式的推導(dǎo):(1)一般地,求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),可以分如下兩步:①先求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù);②求每一個(gè)組合中m個(gè)元素全排列數(shù),根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理得:=.(2)組合數(shù)的公式:或例子:1、計(jì)算:(1);(2);(1)解:=35;(2)解法1:=120.解法2:=120.2、求證:.證明:∵=
=∴3、在52件產(chǎn)品中,有50件合格品,2件次品,從中任取5件進(jìn)行檢查.(1)全是合格品的抽法有多少種?(2)次品全被抽出的抽法有多少種?(3)恰有一件次品被抽出的抽法有多少種?(4)至少有一件次品被抽出的抽法有多少種?4、名男生和6名女生組成至少有1個(gè)男生參加的三人社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)小組,問組成方法共有多少種?解法一:(直接法)小組構(gòu)成有三種情形:3男,2男1女,1男2女,分別有,,,所以,一共有++=100種方法.解法二:(間接法)課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了組合的意義,組合數(shù)的計(jì)算公式課堂練習(xí):課后作業(yè):1.2.2組合(第二課時(shí))
教學(xué)目標(biāo):1掌握組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì);2.進(jìn)一步熟練組合數(shù)的計(jì)算公式,能夠運(yùn)用公式解決一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題教學(xué)重點(diǎn):掌握組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì)教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1組合的概念:一般地,從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素并成一組,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)組合說明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——無序性;⑶相同組合:元素相同2.組合數(shù)的概念:從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的組合數(shù).用符號(hào)表示.3.組合數(shù)公式的推導(dǎo):(1)一般地,求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),可以分如下兩步:①先求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù);②求每一個(gè)組合中m個(gè)元素全排列數(shù),根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理得:=.(2)組合數(shù)的公式:或
二、講解新課:1組合數(shù)的性質(zhì)1:.一般地,從n個(gè)不同元素中取出個(gè)元素后,剩下個(gè)元素.因?yàn)閺膎個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的每一個(gè)組合,與剩下的n-m個(gè)元素的每一個(gè)組合一一對(duì)應(yīng),所以從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù),等于從這n個(gè)元素中取出n-m個(gè)元素的組合數(shù),即:.在這里,主要體現(xiàn):“取法”與“剩法”是“一一對(duì)應(yīng)”的思想證明:∵又,∴說明:①規(guī)定:;②等式特點(diǎn):等式兩邊下標(biāo)同,上標(biāo)之和等于下標(biāo);③或.2.組合數(shù)的性質(zhì)2:=+.一般地,從這n+1個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù)是,這些組合可以分為兩類:一類含有元素,一類不含有.含有的組合是從這n個(gè)元素中取出m-1個(gè)元素與組成的,共有個(gè);不含有的組合是從這n個(gè)元素中取出m個(gè)元素組成的,共有個(gè).根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理,可以得到組合數(shù)的另一個(gè)性質(zhì).在這里,主要體現(xiàn)從特殊到一般的歸納思想,“含與不含其元素”的分類思想.證明:
∴=+.3.例子1.(1)計(jì)算:;(2)求證:=++.解:(1)原式;證明:(2)右邊左邊2.解方程:(1);(2)解方程:.解:(1)由原方程得或,∴或,又由得且,∴原方程的解為或上述求解過程中的不等式組可以不解,直接把和代入檢驗(yàn),這樣運(yùn)算量小得多.(2)原方程可化為,即,∴,∴,∴,解得或,經(jīng)檢驗(yàn):是原方程的解3.有同樣大小的4個(gè)紅球,6個(gè)白球。(1)從中任取4個(gè),有多少種取法?(2)從中任取4個(gè),使白球比紅球多,有多少種取法?(3)從中任取4個(gè),至少有一個(gè)是紅球,有多少種取法?(4)假設(shè)取1個(gè)紅球得2分,取1個(gè)白球得1分。從中取4個(gè)球,使總分不小于5分的取法有多少種?
課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì)課堂練習(xí):課后作業(yè):1.2.2組合(第三課時(shí))教學(xué)目標(biāo):1、進(jìn)一步鞏固組合、組合數(shù)的概念及其性質(zhì);2、能夠解決一些組合應(yīng)用問題教學(xué)重點(diǎn):解決一些組合應(yīng)用問題教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1組合的概念:一般地,從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素并成一組,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)組合說明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——無序性;⑶相同組合:元素相同2.組合數(shù)的概念:從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的組合數(shù).用符號(hào)表示.3.組合數(shù)公式的推導(dǎo):(1)一般地,求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),
可以分如下兩步:①先求從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù);②求每一個(gè)組合中m個(gè)元素全排列數(shù),根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理得:=.(2)組合數(shù)的公式:或4.組合數(shù)的性質(zhì)1:.5.組合數(shù)的性質(zhì)2:=+.二、講解新課:例子1.(1)把n+1個(gè)不同小球全部放到n個(gè)有編號(hào)的小盒中去,每小盒至少有1個(gè)小球,共有多少種放法?(2)把n+1相同的小球,全部放到n個(gè)有編號(hào)的小盒中去,每盒至少有1個(gè)小球,又有多少種放法?(3)把n+1個(gè)不同小球,全部放到n個(gè)有編號(hào)的小盒中去,如果每小盒放進(jìn)的球數(shù)不限,問有多少種放法?2.從編號(hào)為1,2,3,…,10,11的共11個(gè)球中,取出5個(gè)球,使得這5個(gè)球的編號(hào)之和為奇數(shù),則一共有多少種不同的取法?解:分為三類:1奇4偶有;3奇2偶有;5奇1偶有,∴一共有++.
3.現(xiàn)有8名青年,其中有5名能勝任英語翻譯工作;有4名青年能勝任德語翻譯工作(其中有1名青年兩項(xiàng)工作都能勝任),現(xiàn)在要從中挑選5名青年承擔(dān)一項(xiàng)任務(wù),其中3名從事英語翻譯工作,2名從事德語翻譯工作,則有多少種不同的選法?解:我們可以分為三類:①讓兩項(xiàng)工作都能擔(dān)任的青年從事英語翻譯工作,有;②讓兩項(xiàng)工作都能擔(dān)任的青年從事德語翻譯工作,有;③讓兩項(xiàng)工作都能擔(dān)任的青年不從事任何工作,有,∴一共有++=42種方法.4.甲、乙、丙三人值周,從周一至周六,每人值兩天,但甲不值周一,乙不值周六,問可以排出多少種不同的值周表?解法一:(排除法).解法二:分為兩類:一類為甲不值周一,也不值周六,有;另一類為甲不值周一,但值周六,有,∴一共有+=42種方法.5.6本不同的書全部送給5人,每人至少1本,有多少種不同的送書方法?解:第一步:從6本不同的書中任取2本“捆綁”在一起看成一個(gè)元素有種方法;第二步:將5個(gè)“不同元素(書)”分給5個(gè)人有種方法.根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,一共有=1800種方法6.從6雙不同手套中,任取4只,
(1)恰有1雙配對(duì)的取法是多少?(2)沒有1雙配對(duì)的取法是多少?(3)至少有1雙配對(duì)的取法是多少?課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了組合數(shù)的應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):1.3.1二項(xiàng)式定理教學(xué)目標(biāo):1、能用計(jì)數(shù)原理證明二項(xiàng)式定理;2、掌握二項(xiàng)式定理及二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式教學(xué)重點(diǎn):掌握二項(xiàng)式定理及二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:⑴;⑵⑶的各項(xiàng)都是次式,即展開式應(yīng)有下面形式的各項(xiàng):,,,,,展開式各項(xiàng)的系數(shù):上面?zhèn)€括號(hào)中,每個(gè)都不取的情況有種,即種,的系數(shù)是;恰有個(gè)取的情況有種,
的系數(shù)是,恰有個(gè)取的情況有種,的系數(shù)是,恰有個(gè)取的情況有種,的系數(shù)是,有都取的情況有種,的系數(shù)是,∴.二、講解新課:1、二項(xiàng)式定理:2、二項(xiàng)式定理的證明。 ?。╝+b)n是n個(gè)(a+b)相乘,每個(gè)(a+b)在相乘時(shí),有兩種選擇,選a或b,由分步計(jì)數(shù)原理可知展開式共有2n項(xiàng)(包括同類項(xiàng)),其中每一項(xiàng)都是akbn-k的形式,k=0,1,…,n;對(duì)于每一項(xiàng)akbn-k,它是由k個(gè)(a+b)選了a,n-k個(gè)(a+b)選了b得到的,它出現(xiàn)的次數(shù)相當(dāng)于從n個(gè)(a+b)中取k個(gè)a的組合數(shù),將它們合并同類項(xiàng),就得二項(xiàng)展開式,這就是二項(xiàng)式定理。3、它有項(xiàng),各項(xiàng)的系數(shù)叫二項(xiàng)式系數(shù),4、叫二項(xiàng)展開式的通項(xiàng),用表示,即通項(xiàng).5、二項(xiàng)式定理中,設(shè),則三、例子例1.展開.解一:.解二:.
例2.展開.解:.例3.求的展開式中的倒數(shù)第項(xiàng)解:的展開式中共項(xiàng),它的倒數(shù)第項(xiàng)是第項(xiàng),.例4.求(1),(2)的展開式中的第項(xiàng).解:(1),(2).點(diǎn)評(píng):,的展開后結(jié)果相同,但展開式中的第項(xiàng)不相同例5.(1)求的展開式常數(shù)項(xiàng);(2)求的展開式的中間兩項(xiàng)解:∵,∴(1)當(dāng)時(shí)展開式是常數(shù)項(xiàng),即常數(shù)項(xiàng)為;(2)的展開式共項(xiàng),它的中間兩項(xiàng)分別是第項(xiàng)、第項(xiàng),,課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了二項(xiàng)式定理及二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式課堂練習(xí):課后作業(yè):
1.3.2楊輝三角教學(xué)目標(biāo):理解和掌握二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì),并會(huì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn):理解和掌握二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì),并會(huì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.二項(xiàng)式定理,2.二項(xiàng)展開式的通項(xiàng)公式:二、講解新課:1二項(xiàng)式系數(shù)表(楊輝三角)展開式的二項(xiàng)式系數(shù),當(dāng)依次取…時(shí),二項(xiàng)式系數(shù)表,表中每行兩端都是,除以外的每一個(gè)數(shù)都等于它肩上兩個(gè)數(shù)的和2.二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì):(1)對(duì)稱性.與首末兩端“等距離”的兩個(gè)二項(xiàng)式系數(shù)相等(∵).(2)增減性與最大值.∵,∴相對(duì)于的增減情況由決定,,
當(dāng)時(shí),二項(xiàng)式系數(shù)逐漸增大.由對(duì)稱性知它的后半部分是逐漸減小的,且在中間取得最大值;當(dāng)是偶數(shù)時(shí),中間一項(xiàng)取得最大值;當(dāng)是奇數(shù)時(shí),中間兩項(xiàng),取得最大值.(3)各二項(xiàng)式系數(shù)和:∵,令,則三、例子例1.在的展開式中,奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和等于偶數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和證明:在展開式中,令,則,即,∴,即在的展開式中,奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和等于偶數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)的和.說明:由性質(zhì)(3)及例1知.例2.已知,求:(1);(2);(3).解:(1)當(dāng)時(shí),,展開式右邊為∴,當(dāng)時(shí),,∴,(2)令,①
令,②①②得:,∴.(3)由展開式知:均為負(fù),均為正,∴由(2)中①+②得:,∴,∴例3.求(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)10展開式中x3的系數(shù)解:=,∴原式中實(shí)為這分子中的,則所求系數(shù)為例4.在(x2+3x+2)5的展開式中,求x的系數(shù)解:∵∴在(x+1)5展開式中,常數(shù)項(xiàng)為1,含x的項(xiàng)為,在(2+x)5展開式中,常數(shù)項(xiàng)為25=32,含x的項(xiàng)為∴展開式中含x的項(xiàng)為,∴此展開式中x的系數(shù)為240例5.已知的展開式中,第五項(xiàng)與第三項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)之比為14;3,求展開式的常數(shù)項(xiàng)解:依題意∴3n(n-1)(n-2)(n-3)/4!=4n(n-1)/2!n=10設(shè)第r+1項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng),又
令,此所求常數(shù)項(xiàng)為180課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)課堂練習(xí):課后作業(yè):2.1.1離散型隨機(jī)變量教學(xué)目標(biāo):理解取值有限的離散型隨機(jī)變量教學(xué)重點(diǎn):理解取值有限的離散型隨機(jī)變量教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.隨機(jī)事件及其概率:在每次試驗(yàn)的結(jié)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(jī)試驗(yàn) 為了研究隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性,我們把各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)和對(duì)事物的觀測(cè)統(tǒng)稱為試驗(yàn).如果試驗(yàn)具有下述特點(diǎn):(1)試驗(yàn)可以在相同條件下重復(fù)進(jìn)行;
(2)每次試驗(yàn)的所有可能結(jié)果都是明確可知的,并且不止一個(gè);(3)每次試驗(yàn)之前不能預(yù)知將會(huì)出現(xiàn)哪一個(gè)結(jié)果,則稱這種試驗(yàn)為隨機(jī)試驗(yàn)簡(jiǎn)稱試驗(yàn)。2.樣本空間:樣本點(diǎn)在相同的條件下重復(fù)地進(jìn)行試驗(yàn),雖然每次試驗(yàn)的結(jié)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(gè)事件發(fā)生,但是在試驗(yàn)之前卻無法預(yù)知究意哪一個(gè)事件將在試驗(yàn)的結(jié)果中發(fā)生.試驗(yàn)的結(jié)果中每一個(gè)可能發(fā)生的事件叫做試驗(yàn)的樣本點(diǎn),通常用字母ω表示.樣本空間:試驗(yàn)的所有樣本點(diǎn)ω1,ω2,ω3,…構(gòu)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(jī)試驗(yàn)具有下面兩個(gè)特征: ?。ǎ保┯邢扌?只有有限多個(gè)不同的基本事件; ?。ǎ玻┑瓤赡苄?每個(gè)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(gè)數(shù)為r(),則定義事件A的概率為.即
二、講解新課:1、隨機(jī)變量的概念 隨機(jī)變量是概率論的重要概念,把隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)量化可使我們對(duì)隨機(jī)試驗(yàn)有更清晰的了解,還可借助更多的數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行深入研究. 有的試驗(yàn)結(jié)果本身已具數(shù)值意義,如產(chǎn)品抽樣檢查時(shí)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(shí)規(guī)定出現(xiàn)徽花時(shí)用1表示,出現(xiàn)字時(shí)用0表示.這些數(shù)值因試驗(yàn)結(jié)果的不確定而帶有隨機(jī)性,因此也就稱為隨機(jī)變量. 2、隨機(jī)變量的定義:如果對(duì)于試驗(yàn)的樣本空間中的每一個(gè)樣本點(diǎn),變量都有一個(gè)確定的實(shí)數(shù)值與之對(duì)應(yīng),則變量是樣本點(diǎn)的實(shí)函數(shù),記作.我們稱這樣的變量為隨機(jī)變量.3、若隨機(jī)變量只能取有限個(gè)數(shù)值或可列無窮多個(gè)數(shù)值則稱為離散隨機(jī)變量,在高中階段我們只研究隨機(jī)變量取有限個(gè)數(shù)值的情形三、例子例1.隨機(jī)變量為拋擲兩枚硬幣時(shí)徽花向上的硬幣數(shù),求的可能取值解:的可能取值為0,1,2.
例2.某射手有五發(fā)子彈,射一次命中率為0.9,若命中了就停止射擊,若不命中就一直射到子彈耗盡.求隨機(jī)變量的可能取值例3.寫出下列隨機(jī)變量可能取的值,并說明隨機(jī)變量所取的值表示的隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果(1)一袋中裝有5只同樣大小的白球,編號(hào)為1,2,3,4,5現(xiàn)從該袋內(nèi)隨機(jī)取出3只球,被取出的球的最大號(hào)碼數(shù)ξ;(2)某單位的某部電話在單位時(shí)間內(nèi)收到的呼叫次數(shù)η解:(1)ξ可取3,4,5ξ=3,表示取出的3個(gè)球的編號(hào)為1,2,3;ξ=4,表示取出的3個(gè)球的編號(hào)為1,2,4或1,3,4或2,3,4;ξ=5,表示取出的3個(gè)球的編號(hào)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(diǎn)數(shù)與第二枚骰子擲出的點(diǎn)數(shù)的差為ξ,試問:“ξ>4”表示的試驗(yàn)結(jié)果是什么?答:因?yàn)橐幻恩蛔拥狞c(diǎn)數(shù)可以是1,2,3,4,5,6六種結(jié)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(diǎn),第二枚為1點(diǎn)
例5某城市出租汽車的起步價(jià)為10元,行駛路程不超出4km,則按10元的標(biāo)準(zhǔn)收租車費(fèi)若行駛路程超出4km,則按每超出lkm加收2元計(jì)費(fèi)(超出不足1km的部分按lkm計(jì)).從這個(gè)城市的民航機(jī)場(chǎng)到某賓館的路程為15km.某司機(jī)常駕車在機(jī)場(chǎng)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(shí)間要轉(zhuǎn)換成行車路程(這個(gè)城市規(guī)定,每停車5分鐘按lkm路程計(jì)費(fèi)),這個(gè)司機(jī)一次接送旅客的行車路程ξ是一個(gè)隨機(jī)變量,他收旅客的租車費(fèi)可也是一個(gè)隨機(jī)變量(1)求租車費(fèi)η關(guān)于行車路程ξ的關(guān)系式;(Ⅱ)已知某旅客實(shí)付租車費(fèi)38元,而出租汽車實(shí)際行駛了15km,問出租車在途中因故停車?yán)塾?jì)最多幾分鐘?解:(1)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?yán)塾?jì)最多15分鐘.課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了離散型隨機(jī)變量課堂練習(xí):課后作業(yè):2.1.2離散型隨機(jī)變量的分布列教學(xué)目標(biāo):1、理解離散型隨機(jī)變量的分布列的意義,會(huì)求某些簡(jiǎn)單的離散型隨機(jī)變量的分布列;
2、掌握離散型隨機(jī)變量的分布列的兩個(gè)基本性質(zhì),并會(huì)用它來解決一些簡(jiǎn)單的問題.教學(xué)重點(diǎn):1、理解離散型隨機(jī)變量的分布列的意義,會(huì)求某些簡(jiǎn)單的離散型隨機(jī)變量的分布列;2、掌握離散型隨機(jī)變量的分布列的兩個(gè)基本性質(zhì),并會(huì)用它來解決一些簡(jiǎn)單的問題.教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.隨機(jī)變量:如果隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果可以用一個(gè)變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機(jī)變量隨機(jī)變量常用希臘字母ξ、η等表示2.離散型隨機(jī)變量:隨機(jī)變量只能取有限個(gè)數(shù)值或可列無窮多個(gè)數(shù)值則稱為離散隨機(jī)變量,在高中階段我們只研究隨機(jī)變量取有限個(gè)數(shù)值的情形.二、講解新課:1.分布列:設(shè)離散型隨機(jī)變量ξ可能取得值為x1,x2,…,x3,…,ξ取每一個(gè)值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表ξx1x2…xi…PP1P2…Pi…為隨機(jī)變量ξ的概率分布,簡(jiǎn)稱ξ的分布列
2.分布列的兩個(gè)性質(zhì):任何隨機(jī)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(jī)變量的分布列都具有下面兩個(gè)性質(zhì):⑴Pi≥0,i=1,2,…;⑵P1+P2+…=1.對(duì)于離散型隨機(jī)變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個(gè)范圍內(nèi)各個(gè)值的概率的和即3.二點(diǎn)分布:如果隨機(jī)變量X的分布列為:X10Ppq三、例子例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(gè)數(shù)是綠球個(gè)數(shù)的兩倍,黃球個(gè)數(shù)是綠球個(gè)數(shù)的一半.現(xiàn)從該盒中隨機(jī)取出一個(gè)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?jǐn)?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(shí)的概率.解:設(shè)黃球的個(gè)數(shù)為n,由題意知 綠球個(gè)數(shù)為2n,紅球個(gè)數(shù)為4n,盒中的總數(shù)為7n. ∴ ,,. 所以從該盒中隨機(jī)取出一球所得分?jǐn)?shù)ξ的分布列為
ξ10-1P說明:在寫出ξ的分布列后,要及時(shí)檢查所有的概率之和是否為1.例2.某一射手射擊所得的環(huán)數(shù)ξ的分布列如下:ξ45678910P0.020.040.060.090.280.290.22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.某廠生產(chǎn)電子元件,其產(chǎn)品的次品率為5%.現(xiàn)從一批產(chǎn)品中任意地連續(xù)取出2件,寫出其中次品數(shù)ξ的概率分布.解:依題意,隨機(jī)變量ξ~B(2,5%).所以,P(ξ=0)=(95%)=0.9025,P(ξ=1)=(5%)(95%)=0.095,P()=(5%)=0.0025.
因此,次品數(shù)ξ的概率分布是ξ012P0.90250.0950.0025課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了離散型隨機(jī)變量的分布列課堂練習(xí):課后作業(yè):2.1.3超幾何分布教學(xué)目標(biāo):1、理解理解超幾何分布;2、了解超幾何分布的應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn):1、理解理解超幾何分布;2、了解超幾何分布的應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.隨機(jī)變量:如果隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果可以用一個(gè)變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機(jī)變量隨機(jī)變量常用希臘字母ξ、η等表示2.離散型隨機(jī)變量:隨機(jī)變量只能取有限個(gè)數(shù)值或可列無窮多個(gè)數(shù)值則稱
為離散隨機(jī)變量,在高中階段我們只研究隨機(jī)變量取有限個(gè)數(shù)值的情形.3.分布列:設(shè)離散型隨機(jī)變量ξ可能取得值為x1,x2,…,x3,…,ξ取每一個(gè)值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表ξx1x2…xi…PP1P2…Pi…為隨機(jī)變量ξ的概率分布,簡(jiǎn)稱ξ的分布列4.分布列的兩個(gè)性質(zhì):任何隨機(jī)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(jī)變量的分布列都具有下面兩個(gè)性質(zhì):⑴Pi≥0,i=1,2,…;⑵P1+P2+…=1.對(duì)于離散型隨機(jī)變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個(gè)范圍內(nèi)各個(gè)值的概率的和即5.二點(diǎn)分布:如果隨機(jī)變量X的分布列為X10Ppq二、講解新課:在產(chǎn)品質(zhì)量的不放回抽檢中,若件產(chǎn)品中有件次品,抽檢件時(shí)所得次品數(shù)X=m則.此時(shí)我們稱隨機(jī)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、例子例1.在一個(gè)口袋中裝有30個(gè)球,其中有10個(gè)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(gè)球.摸到4個(gè)紅球就中一等獎(jiǎng),那么獲一等獎(jiǎng)的概率是多少?解:由題意可見此問題歸結(jié)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(jìn)行檢查,求取道次品件數(shù)的分布列.解:由題意X012345P0.583750.339390.070220.006380.000250.00001課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了超幾何及其分布列課堂練習(xí):課后作業(yè):2.2.1條件概率(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):
了解條件概率及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn):了解條件概率及其應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)引入:1.隨機(jī)變量:如果隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果可以用一個(gè)變量來表示,那么這樣的變量叫做隨機(jī)變量隨機(jī)變量常用希臘字母ξ、η等表示2.離散型隨機(jī)變量:隨機(jī)變量只能取有限個(gè)數(shù)值或可列無窮多個(gè)數(shù)值則稱為離散隨機(jī)變量,在高中階段我們只研究隨機(jī)變量取有限個(gè)數(shù)值的情形.3.分布列:設(shè)離散型隨機(jī)變量ξ可能取得值為x1,x2,…,x3,…,ξ取每一個(gè)值xi(i=1,2,…)的概率為,則稱表ξx1x2…xi…PP1P2…Pi…為隨機(jī)變量ξ的概率分布,簡(jiǎn)稱ξ的分布列4.分布列的兩個(gè)性質(zhì):任何隨機(jī)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(jī)變量的分布列都具有下面兩個(gè)性質(zhì):⑴Pi≥0,i=1,2,…;⑵P1+P2+…=1.
對(duì)于離散型隨機(jī)變量在某一范圍內(nèi)取值的概率等于它取這個(gè)范圍內(nèi)各個(gè)值的概率的和即5.二點(diǎn)分布:如果隨機(jī)變量X的分布列為:X10Ppq6.超幾何分布:在產(chǎn)品質(zhì)量的不放回抽檢中,若件產(chǎn)品中有件次品,抽檢件時(shí)所得次品數(shù)X=m則.此時(shí)我們稱隨機(jī)變量X服從超幾何分布二、講解新課:任一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)都是在某些基本條件下進(jìn)行的,在這些基本條件下某個(gè)事件的發(fā)生具有某種概率.但如果除了這些基本條件外還有附加條件,所得概率就可能不同.這些附加條件可以看成是另外某個(gè)事件發(fā)生.條件概率這一概念是概率論中的基本工具之一.給定一個(gè)概率空間,并希望知道某一事件發(fā)生的可能性大小.盡管我們不可能完全知道試驗(yàn)結(jié)果,但往往會(huì)掌握一些與事件相關(guān)的信息,這對(duì)我們的判斷有一定的影響.例如,投擲一均勻骰子,并且已知出現(xiàn)的是偶數(shù)點(diǎn),那么對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的判斷與沒有這一已知條件的情形有所不同.一般地,在已知另一事件發(fā)生的前提下,事件發(fā)生的可能性大小不一定再是.已知事件發(fā)生條件下事件發(fā)生的概率稱為事件關(guān)于事件的條件概率,記作.
在某種情況下,條件的附加意味著對(duì)樣本空間進(jìn)行壓縮,相應(yīng)的概率可在壓縮的樣本空間內(nèi)直接計(jì)算.例1盒中有球如表.任取一球,記={取得藍(lán)球},={取得玻璃球},顯然這是古典概型.包含的樣本點(diǎn)總數(shù)為16,包含的樣本點(diǎn)總數(shù)為11,故.玻璃木質(zhì)總計(jì)紅藍(lán)2347511總計(jì)61016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(diǎn)總數(shù)應(yīng)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(diǎn)數(shù)為藍(lán)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(dāng),有.這式子對(duì)幾何概率也成立.由此得出如下的一般定義.定義1對(duì)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.(1)例2甲乙兩市位于長(zhǎng)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(shí)下雨的天數(shù)占12%.求:①乙市下雨時(shí)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.課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了條件概率的定義課堂練習(xí):課后作業(yè):2.2.1條件概率
(第二課時(shí))教學(xué)目標(biāo):了解條件概率的簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn):了解條件概率的簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)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(guān)于事件的條件概率,記作.2.對(duì)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、講解新課:對(duì)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(zhì),即非負(fù)性,規(guī)范性和可列可加性.由此它也可與一般概率同樣運(yùn)算,只要每次都加上“在某事件發(fā)生的條件下”即成.兩個(gè)事件的乘法公式還可推廣到個(gè)事件,即(3)具體解題時(shí),條件概率可以依照定義計(jì)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(jì)算;同樣,乘積事件的概率可依照公式(2)或計(jì)算,也可按照乘積的意義直接計(jì)算,均視問題的具體性質(zhì)而定.例1張彩票中有一個(gè)中獎(jiǎng)票.①已知前面?zhèn)€人沒摸到中獎(jiǎng)票,求第個(gè)人摸到的概率;②求第個(gè)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(gè)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①P()=;②所求為,但對(duì)本題,,由(3)式及古典概率計(jì)算公式有=()=.
這說明每人摸到獎(jiǎng)券的概率與摸的先后次序無關(guān).課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了條件概率簡(jiǎn)單應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):2.2.2事件的獨(dú)立性(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):了解兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念教學(xué)重點(diǎn):了解兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)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(guān)于事件的條件概率,記作.2.對(duì)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、講解新課:1、引例:盒中有5個(gè)球其中有3個(gè)綠的2個(gè)紅的,每次取一個(gè)有放回的取兩次,設(shè)
則2、兩個(gè)事件的獨(dú)立性事件發(fā)生與否可能對(duì)事件發(fā)生的概率有影響,但也有相反的情況,即有時(shí)沒有.(1)這時(shí),.反過來,若,(2)則.這種情況稱與獨(dú)立.當(dāng)時(shí),(1)式與(2)式是等價(jià)的,一般情況下獨(dú)立的定義來用(2)式,因?yàn)樵谛问缴纤P(guān)于與對(duì)稱,且便于推廣到個(gè)事件.(2)式也取消了的條件.事實(shí)上,若,則,同時(shí)就有,此時(shí)不論是什么事件,都有(2)式,亦即任何事件都與獨(dú)立.同理任何事件也與必然事件獨(dú)立.注:1)實(shí)際應(yīng)用中,如何判斷兩事件的獨(dú)立性? 實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于事件的獨(dú)立性,我們常常不是用定義來判斷,而是由試驗(yàn)方式來判斷試驗(yàn)的獨(dú)立性,由試驗(yàn)的獨(dú)立性來判斷事件的獨(dú)立性,或者說根據(jù)問題的實(shí)質(zhì),直觀上看一事件的發(fā)生是否影響另一事件的概率來判斷。例如,在放回摸球(袋中有白球和紅球)試驗(yàn)中,表示“第一次摸得白球”,表示“第二次摸得白球”。由于只與第一次試驗(yàn)有關(guān),只與第二次試驗(yàn)有關(guān),可知與
獨(dú)立,而在不放回摸球試驗(yàn)中,它們卻不獨(dú)立,又如甲、乙兩名射手在相同條件下進(jìn)行射擊,則“甲擊中目標(biāo)”與“乙擊中目標(biāo)”兩事件是獨(dú)立的。如果對(duì)實(shí)際問題中的事件還難以判斷它們是否獨(dú)立,則需要利用統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析,再來判斷是否符合事件獨(dú)立性的條件。2)互斥與獨(dú)立 1)兩事件相互獨(dú)立是指事件出現(xiàn)的概率與事件是否出現(xiàn)沒有關(guān)系,并不是說間沒有關(guān)系。相反若獨(dú)立,則常有?,即與不互斥。互斥是指的出現(xiàn)必導(dǎo)致的不出現(xiàn),并沒有說出現(xiàn)的概率與是否出現(xiàn)有關(guān)系。 事實(shí)上,當(dāng),時(shí),若互斥,則,從而,但,因而等式不成立,即互斥未必獨(dú)立?!∪舄?dú)立,則,從而不互斥(否則,,導(dǎo)致矛盾)?! ?)在使用加法公式時(shí), 若互斥,; 若獨(dú)立,?! ±?甲,乙兩人同時(shí)向敵人炮擊,已知甲擊中敵機(jī)的概率為0.6,乙擊中敵機(jī)的概率為0.5,求敵機(jī)被擊中的概率.例2口袋中有只黑球只白球,連摸兩次,每次一球.記={第一次摸時(shí)得黑球},={第二次摸時(shí)得黑球}.問與是否獨(dú)立?就兩種情況進(jìn)行討論:①有放回;②無放回.
解因?yàn)?,我們可以用是否等于來檢驗(yàn)獨(dú)立性.對(duì)于情況①,利用古典概型,有,再利用全概率公式,得.故,與相互獨(dú)立.對(duì)于情況②,此時(shí),,再利用全概率公式,有,與不獨(dú)立.這說明每人摸到獎(jiǎng)券的概率與摸的先后次序無關(guān).課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念課堂練習(xí):課后作業(yè):2.2.2事件的獨(dú)立性(第二課時(shí))教學(xué)目標(biāo):了解兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念及簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn):了解兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念及簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)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(guān)于事件的條件概率,記作.2.對(duì)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(duì)事件發(fā)生的概率沒有影響,即.稱與獨(dú)立二、講解新課:1、多個(gè)事件的獨(dú)立性對(duì)個(gè)事件,除考慮兩兩的獨(dú)立性以外,還得考慮其整體的相互獨(dú)立性.以三個(gè)事件,,為例.定義若(1)且(2)則稱,,相互獨(dú)立.(1)式表示,,兩兩獨(dú)立,所以獨(dú)立包含了兩兩獨(dú)立.但,,的兩兩獨(dú)立并不能代替三個(gè)事件相互獨(dú)立,因?yàn)檫€有(2)式.那么(1)式是否包含(2)式呢?回答是否定的,有例如下:例一個(gè)均勻的正四面體,其第一面染成紅色,第二面為白色,第三面為黑色,第四面紅白黑三色都有.分別用,,
記投一次四面體時(shí)底面出現(xiàn)紅、白、黑的事件.由于在四面體中有兩面出現(xiàn)紅色,故;同理,;同時(shí)出現(xiàn)兩色或同時(shí)出現(xiàn)三色只有第四面,故,因此,,,(1)式成立,,,兩兩獨(dú)立.但,即(2)式不成立.2、例子一個(gè)系統(tǒng)能正常工作的概率稱為該系統(tǒng)的可靠性.現(xiàn)有兩系統(tǒng)都由同類電子元件,,、所組成.每個(gè)元件的可靠性都是,試分別求兩個(gè)系統(tǒng)的可靠性.解以與分別記兩個(gè)系統(tǒng)的可靠性,以,,、分別記相應(yīng)元件工作正常的事件,則可認(rèn)為,,、相互獨(dú)立,有,.顯然.
可靠性理論在系統(tǒng)科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,系統(tǒng)的可靠性的研究具有重要意義.課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了事件相互獨(dú)立的簡(jiǎn)單應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):2.2.3獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布(第一課時(shí))教學(xué)目標(biāo):理解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布教學(xué)重點(diǎn):理解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)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(guān)于事件的條件概率,記作.2.對(duì)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(duì)事件發(fā)生的概率沒有影響,即.稱與獨(dú)立
二、講解新課:1獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的定義:指在同樣條件下進(jìn)行的,各次之間相互獨(dú)立的一種試驗(yàn)2.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率公式:一般地,如果在1次試驗(yàn)中某事件發(fā)生的概率是,那么在次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中這個(gè)事件恰好發(fā)生次的概率.它是展開式的第項(xiàng)例1.某氣象站天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率為,計(jì)算(結(jié)果保留兩個(gè)有效數(shù)字):(1)5次預(yù)報(bào)中恰有4次準(zhǔn)確的概率;(2)5次預(yù)報(bào)中至少有4次準(zhǔn)確的概率解:(1)記“預(yù)報(bào)1次,結(jié)果準(zhǔn)確”為事件.預(yù)報(bào)5次相當(dāng)于5次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),根據(jù)次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中某事件恰好發(fā)生次的概率計(jì)算公式,5次預(yù)報(bào)中恰有4次準(zhǔn)確的概率答:5次預(yù)報(bào)中恰有4次準(zhǔn)確的概率約為0.41.(2)5次預(yù)報(bào)中至少有4次準(zhǔn)確的概率,就是5次預(yù)報(bào)中恰有4次準(zhǔn)確的概率與5次預(yù)報(bào)都準(zhǔn)確的概率的和,即答:5次預(yù)報(bào)中至少有4次準(zhǔn)確的概率約為0.74.例2.某車間的5臺(tái)機(jī)床在1小時(shí)內(nèi)需要工人照管的概率都是,求1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)床中至少2臺(tái)需要工人照管的概率是多少?(結(jié)果保留兩個(gè)有效數(shù)字)
解:記事件=“1小時(shí)內(nèi),1臺(tái)機(jī)器需要人照管”,1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)器需要照管相當(dāng)于5次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)床中沒有1臺(tái)需要工人照管的概率,1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)床中恰有1臺(tái)需要工人照管的概率,所以1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)床中至少2臺(tái)需要工人照管的概率為答:1小時(shí)內(nèi)5臺(tái)機(jī)床中至少2臺(tái)需要工人照管的概率約為.點(diǎn)評(píng):“至多”,“至少”問題往往考慮逆向思維法例3.某人對(duì)一目標(biāo)進(jìn)行射擊,每次命中率都是0.25,若使至少命中1次的概率不小于0.75,至少應(yīng)射擊幾次?解:設(shè)要使至少命中1次的概率不小于0.75,應(yīng)射擊次記事件=“射擊一次,擊中目標(biāo)”,則.∵射擊次相當(dāng)于次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),∴事件至少發(fā)生1次的概率為.由題意,令,∴,∴,∴至少取5.答:要使至少命中1次的概率不小于0.75,至少應(yīng)射擊5次課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布課堂練習(xí):課后作業(yè):
2.2.3獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布(第二課時(shí))教學(xué)目標(biāo):了解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn):了解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)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(guān)于事件的條件概率,記作.2.對(duì)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(duì)事件發(fā)生的概率沒有影響,即.稱與獨(dú)立4獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的定義:指在同樣條件下進(jìn)行的,各次之間相互獨(dú)立的一種試驗(yàn)5.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率公式:一般地,如果在1次試驗(yàn)中某事件發(fā)生的概率是,那么在次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中這個(gè)事件恰好發(fā)生次的概率.它是展開式的第項(xiàng)二、講解新課:
例1.十層電梯從低層到頂層停不少于3次的概率是多少?停幾次概率最大?解:依題意,從低層到頂層停不少于3次,應(yīng)包括停3次,停4次,停5次,……,直到停9次∴從低層到頂層停不少于3次的概率設(shè)從低層到頂層停次,則其概率為,∴當(dāng)或時(shí),最大,即最大,答:從低層到頂層停不少于3次的概率為,停4次或5次概率最大.例2.實(shí)力相等的甲、乙兩隊(duì)參加乒乓球團(tuán)體比賽,規(guī)定5局3勝制(即5局內(nèi)誰先贏3局就算勝出并停止比賽).(1)試分別求甲打完3局、4局、5局才能取勝的概率.(2)按比賽規(guī)則甲獲勝的概率.解:甲、乙兩隊(duì)實(shí)力相等,所以每局比賽甲獲勝的概率為,乙獲勝的概率為.記事件=“甲打完3局才能取勝”,記事件=“甲打完4局才能取勝”,記事件=“甲打完5局才能取勝”.①甲打完3局取勝,相當(dāng)于進(jìn)行3次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),且每局比賽甲均取勝∴甲打完3局取勝的概率為.
②甲打完4局才能取勝,相當(dāng)于進(jìn)行4次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),且甲第4局比賽取勝,前3局為2勝1負(fù)∴甲打完4局才能取勝的概率為.③甲打完5局才能取勝,相當(dāng)于進(jìn)行5次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),且甲第5局比賽取勝,前4局恰好2勝2負(fù)∴甲打完5局才能取勝的概率為.(2)事件=“按比賽規(guī)則甲獲勝”,則,又因?yàn)槭录?、彼此互斥,故.答:按比賽?guī)則甲獲勝的概率為.例3.一批玉米種子,其發(fā)芽率是0.8.(1)問每穴至少種幾粒,才能保證每穴至少有一粒發(fā)芽的概率大于?(2)若每穴種3粒,求恰好兩粒發(fā)芽的概率.()解:記事件=“種一粒種子,發(fā)芽”,則,,(1)設(shè)每穴至少種粒,才能保證每穴至少有一粒發(fā)芽的概率大于.∵每穴種粒相當(dāng)于次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),記事件=“每穴至少有一粒發(fā)芽”,則.∴.由題意,令,所以,兩邊取常用對(duì)數(shù)得,.即,∴,且,所以?。?
答:每穴至少種3粒,才能保證每穴至少有一粒發(fā)芽的概率大于.(2)∵每穴種3粒相當(dāng)于3次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),∴每穴種3粒,恰好兩粒發(fā)芽的概率為,答:每穴種3粒,恰好兩粒發(fā)芽的概率為0.384課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布的簡(jiǎn)單應(yīng)用課堂練習(xí):課后作業(yè):12.4正態(tài)分布、線性回歸一、知識(shí)梳理1.正態(tài)分布的重要性正態(tài)分布是概率統(tǒng)計(jì)中最重要的一種分布,其重要性我們可以從以下兩方面來理解:一方面,正態(tài)分布是自然界最常見的一種分布。一般說來,若影響某一數(shù)量指標(biāo)的隨機(jī)因素很多,而每個(gè)因素所起的作用都不太大,則這個(gè)指標(biāo)服從正態(tài)分布。2.正態(tài)曲線及其性質(zhì)正態(tài)分布函數(shù):,x∈(-∞,+∞)3.標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線N(0,1)是一種特殊的正態(tài)分布曲線,,以及標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)總體在任一區(qū)間(a,b)內(nèi)取值概率。
4.一般正態(tài)分布與標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的轉(zhuǎn)化由于一般的正態(tài)總體其圖像不一定關(guān)于y軸對(duì)稱,對(duì)于任一正態(tài)總體,其取值小于x的概率。只要會(huì)用它求正態(tài)總體在某個(gè)特定區(qū)間的概率即可。5.“小概率事件”和假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想“小概率事件”通常指發(fā)生的概率小于5%的事件,認(rèn)為在一次試驗(yàn)中該事件是幾乎不可能發(fā)生的。這種認(rèn)識(shí)便是進(jìn)行推斷的出發(fā)點(diǎn)。關(guān)于這一點(diǎn)我們要有以下兩個(gè)方面的認(rèn)識(shí):一是這里的“幾乎不可能發(fā)生”是針對(duì)“一次試驗(yàn)”來說的,因?yàn)樵囼?yàn)次數(shù)多了,該事件當(dāng)然是很可能發(fā)生的;二是當(dāng)我們運(yùn)用“小概率事件幾乎不可能發(fā)生的原理”進(jìn)行推斷時(shí),我們也有5%的犯錯(cuò)誤的可能。課本是借助于服從正態(tài)分布的有關(guān)零件尺寸的例子來介紹假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想。進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)一般分三步:第一步,提出統(tǒng)計(jì)假設(shè)。課本例子里的統(tǒng)計(jì)假設(shè)是這個(gè)工人制造的零件尺寸服從正態(tài)分布;第二步,確定一次試驗(yàn)中的取值a是否落入范圍(μ-3σ,μ+3σ);第三步,作出推斷。如果a∈(μ-3σ,μ+3σ),接受統(tǒng)計(jì)假設(shè);如果,由于這是小概率事件,就拒絕統(tǒng)計(jì)假設(shè)。6.相關(guān)關(guān)系
研究?jī)蓚€(gè)變量間的相關(guān)關(guān)系是學(xué)習(xí)本節(jié)的目的。對(duì)于相關(guān)關(guān)系我們可以從下三個(gè)方面加以認(rèn)識(shí):⑴相關(guān)關(guān)系與函數(shù)關(guān)系不同。函數(shù)關(guān)系中的兩個(gè)變量間是一種確定性關(guān)系。相關(guān)關(guān)系是一種非確定性關(guān)系,即相關(guān)關(guān)系是非隨機(jī)變量與隨機(jī)變量之間的關(guān)系。⑵函數(shù)關(guān)系是一種因果關(guān)系,而相關(guān)關(guān)系不一定是因果關(guān)系,也可能是伴隨關(guān)系。⑶函數(shù)關(guān)系與相關(guān)關(guān)系之間有著密切聯(lián)系,在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。7.回歸分析本節(jié)所研究的回歸分析是回歸分析中最簡(jiǎn)單,也是最基本的一種類型——一元線性回歸分析。對(duì)于線性回歸分析,我們要注意以下幾個(gè)方面:⑴回歸分析是對(duì)具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法。兩個(gè)變量具有相關(guān)關(guān)系是回歸分析的前提。⑵散點(diǎn)圖是定義在具有相關(guān)系的兩個(gè)變量基礎(chǔ)上的,對(duì)于性質(zhì)不明確的兩組數(shù)據(jù),可先作散點(diǎn)圖,在圖上看它們有無關(guān)系,關(guān)系的密切程度,然后再進(jìn)行相關(guān)回歸分析。⑶求回歸直線方程,首先應(yīng)注意到,只有在散點(diǎn)圖大至呈線性時(shí),求出的回歸直線方程才有實(shí)際意義,否則,求出的回歸直線方程毫無意義。8.相關(guān)系數(shù)
有時(shí)散點(diǎn)圖中的各點(diǎn)并不集中在一條直線的附近,仍可以按照求回歸直線方程的步驟求得回歸直線方程。顯然這種情形下求得的回歸直線方程沒有實(shí)際意義。那么,在什么情況下求得的回歸直線方程才能對(duì)相應(yīng)的一組觀測(cè)數(shù)據(jù)具有代表意義?課本中不加證明地給出了相關(guān)系數(shù)的公式。相關(guān)系數(shù)公式的作用在于,我們對(duì)一組數(shù)據(jù)之間的線性相關(guān)程度可作出定量的分析,而不是僅憑畫出散點(diǎn)圖,直覺地從散點(diǎn)圖的形狀粗淺地得出數(shù)據(jù)之間的線性相關(guān)程度。9.線性相關(guān)性檢驗(yàn)相關(guān)性檢驗(yàn)是一種假設(shè)檢驗(yàn),它給出了一個(gè)具體檢驗(yàn)y與x之間線性相關(guān)與否的具體辦法。限于要求,中學(xué)階段只要求掌握這種檢驗(yàn)方法的操作步驟,而不要求對(duì)這種方法包含的原理進(jìn)行深入研究。其具體檢驗(yàn)的步驟如下:⑴在課本中的附表3中查出與顯著性水平0.05與自由度n-2(n為觀測(cè)值組數(shù))相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)臨界值。⑵根據(jù)公式計(jì)算r的值。⑶檢驗(yàn)所得結(jié)果。如果,那么可以認(rèn)為y與x之間的線性相關(guān)關(guān)系不顯著,從而接受統(tǒng)計(jì)假設(shè)。如果,表明一個(gè)發(fā)生的概率不到5%的事件在一次試驗(yàn)中竟發(fā)生了。這個(gè)小概率事件的發(fā)生使我們有理由認(rèn)為y與x之間不具有線性相關(guān)關(guān)系的假設(shè)是不成立的,拒絕這一統(tǒng)計(jì)假設(shè)也就是表明可以認(rèn)為y與x之間具有線性相關(guān)關(guān)系?!窠虒W(xué)目標(biāo)
1.了解正態(tài)分布的意義,能借助正態(tài)曲線的圖像理解正態(tài)曲線的性質(zhì)。2.了解標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的意義和性質(zhì),掌握正態(tài)總體轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)總體N(0,1)的公式及其應(yīng)用;通過生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制圖,了解假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想。3.了解相關(guān)關(guān)系、回歸分析、散點(diǎn)圖等概念,會(huì)求回歸直線方程。4.了解相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式及其意義,會(huì)用相關(guān)系數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算;了解相關(guān)性檢驗(yàn)的方法與步驟,會(huì)用相關(guān)性檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。重點(diǎn):正態(tài)分布的意義及主要性質(zhì),線性回歸的方法和簡(jiǎn)單應(yīng)用。二、基礎(chǔ)訓(xùn)練1.如果隨機(jī)變量ξ~N(μ,σ2),且Eξ=3,Dξ=1,則P(-1<ξ≤1=等于BA.2Φ(1)-1B.Φ(4)-Φ(2)C.Φ(2)-Φ(4)D.Φ(-4)-Φ(-2)2.為考慮廣告費(fèi)用x與銷售額y之間的關(guān)系,抽取了5家餐廳,得到如下數(shù)據(jù):廣告費(fèi)用(千元)1.04.06.010.014.0銷售額(千元)19.044.040.052.053.0現(xiàn)要使銷售額達(dá)到6萬元,則需廣告費(fèi)用為__1.5萬元____.(保留兩位有效數(shù)字)
三、例題剖析【例1】將溫度調(diào)節(jié)器放置在貯存著某種液體的容器內(nèi),調(diào)節(jié)器設(shè)定在d℃,液體的溫度ξ(單位:℃)是一個(gè)隨機(jī)變量,且ξ~N(d,0.52).(1)若d=90°,求ξ<89的概率;(2)若要保持液體的溫度至少為80℃的概率不低于0.99,問d至少是多少?(其中若η~N(0,1),則Φ(2)=P(η<2)=0.9772,Φ(-2.327)=P(η<-2.327)=0.01).在實(shí)際生活中,常用統(tǒng)計(jì)中假設(shè)檢驗(yàn)的思想檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格,方法是:(1)提出統(tǒng)計(jì)假設(shè):某種指標(biāo)服從正態(tài)分布N(μ,σ2);(2)確定一次試驗(yàn)中的取值a;(2)作出統(tǒng)計(jì)推斷:若a∈(μ-3σ,μ+3σ),則接受假設(shè),若a(μ-3σ,μ+3σ),則拒絕假設(shè).如:某磚瓦廠生產(chǎn)的磚的“抗斷強(qiáng)度”ξ服從正態(tài)分布N(30,0.8),質(zhì)檢人員從該廠某一天生產(chǎn)的1000塊磚中隨機(jī)抽查一塊,測(cè)得它的抗斷強(qiáng)度為27.5kg/cm2,你認(rèn)為該廠這天生產(chǎn)的這批磚是否合格?為什么?【例2】
1.已知測(cè)量誤差ξ~N(2,100)(cm),必須進(jìn)行多少次測(cè)量,才能使至少有一次測(cè)量誤差的絕對(duì)值不超過8cm的頻率大于0.9?2.隨機(jī)變量ξ服從正態(tài)分布N(0,1),如果P(ξ<1)=0.8413,求P(-1<ξ<0)3.公共汽車門的高度是按照確保99%以上的成年男子頭部不跟車門頂部碰撞設(shè)計(jì)的,如果某地成年男子的身高ξ~N(173,72)(cm),問車門應(yīng)設(shè)計(jì)多高?4.公共汽車門的高度是按照確保99%以上的成年男子頭部不跟車門頂部碰撞設(shè)計(jì)的,如果某地成年男子的身高ξ~N(173,72)(cm),問車門應(yīng)設(shè)計(jì)多高?5.一投資者在兩個(gè)投資方案中選擇一個(gè),這兩個(gè)投資方案的利潤(rùn)x(萬元)分別服從正態(tài)分布N(8,32)和N(6,22),投資者要求利潤(rùn)超過5萬元的概率盡量地大,那么他應(yīng)選擇哪一個(gè)方案?【例3】設(shè),且總體密度曲線的函數(shù)表達(dá)式為:,x∈R。⑴求μ,σ;⑵求及的值?!纠?】公共汽車門的高度是按照確保99%以上的成年男子頭部不跟車門頂部碰撞設(shè)計(jì)的,如果某地成年男子的身高ε~N(173,7)(單位:cm),問車門應(yīng)設(shè)計(jì)多高(精確到1cm)?【例5】已知某地每單位面積菜地年平均使用氮肥量xkg與每單位面積蔬菜年平均產(chǎn)量yt之間的關(guān)系有如下數(shù)據(jù):
年份19851986198719881989199019911992x(kg)7074807885929095y(t)5.16.06.87.89.010.210.012.0年份1993199419951996199719981999x(kg)92108115123130138145y(t)11.511.011.812.212.512.813.0⑴求x與y之間的相關(guān)系數(shù),并檢驗(yàn)是否線性相關(guān);⑵若線性相關(guān),求蔬菜產(chǎn)量y與使用氮肥量之間的回歸直線方程,并估計(jì)每單位面積施肥150kg時(shí),每單位面積蔬菜的年平均產(chǎn)量。四、同步練習(xí)正態(tài)分布、線性回歸1.已知從某批材料中任取一件時(shí),取得的這件材料的強(qiáng)度ε~N(200,18),則取得的這件材料的強(qiáng)度不低于180的概率為()A.0.9973B.0.8665C.0.8413D.0.81592.已知連續(xù)型隨機(jī)變量x的概率密度函數(shù)是其中常數(shù)A>0,則A的值為()
A.1B.bC.D.b-a3.某工廠某產(chǎn)品產(chǎn)量x(千件)與單位成本y(元)滿足回歸直線方程,則以下說法中正確的是()A.產(chǎn)量每增加1000件,單位成本下降1.82元B.產(chǎn)量每減少1000件,單位成本上升1.82元C.產(chǎn)量每增加1000件,單位成本上升1.82元D.產(chǎn)量每減少1000件,單位成本下降1.82元4.工人月工資(元)依勞動(dòng)生產(chǎn)率(千元)變化的回歸方程為,下列判斷正確的是()A.勞動(dòng)生產(chǎn)率為1000元時(shí),工資為150元B.勞動(dòng)生產(chǎn)率提高1000元時(shí),工資提高150元C.勞動(dòng)生產(chǎn)率提高1000元時(shí),工資提高90元D.勞動(dòng)生產(chǎn)率為1000元時(shí),工資為90元5.若隨機(jī)變量ε~N(5,2),且P(ε
6.因此有99%的把握認(rèn)為“禿頂與患心臟病有關(guān)”.例2.為考察高中生的性別與是否喜歡數(shù)學(xué)課程之間的關(guān)系,在某城市的某校高中生中隨機(jī)抽取300名學(xué)生,得到如下列聯(lián)表:表3一12性別與喜歡數(shù)學(xué)課程列聯(lián)表喜歡數(shù)學(xué)課程不喜歡數(shù)學(xué)課程總計(jì)男3785122女35143178總計(jì)72228300由表中數(shù)據(jù)計(jì)算得的觀測(cè)值.能夠以95%的把握認(rèn)為高中生的性別與是否喜歡數(shù)學(xué)課程之間有關(guān)系嗎?請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡明得出結(jié)論的依據(jù).解:可以有約95%以上的把握認(rèn)為“性別與喜歡數(shù)學(xué)課之間有關(guān)系”.作出這種判斷的依據(jù)是獨(dú)立性檢驗(yàn)的基本思想,具體過程如下:分別用a,b,c,d表示樣本中喜歡數(shù)學(xué)課的男生人數(shù)、不喜歡數(shù)學(xué)課的男生人數(shù)、喜歡數(shù)學(xué)課的女生人數(shù)、不喜歡數(shù)學(xué)課的女生人數(shù).如果性別與是否喜歡數(shù)學(xué)課有關(guān)系,則男生中喜歡數(shù)學(xué)課的比例與女生中喜歡數(shù)學(xué)課的人數(shù)比例應(yīng)該相差很多,即
應(yīng)很大.將上式等號(hào)右邊的式子乘以常數(shù)因子,然后平方得,其中.因此越大,“性別與喜歡數(shù)學(xué)課之間有關(guān)系”成立的可能性越大.另一方面,在假設(shè)“性別與喜歡數(shù)學(xué)課之間沒有關(guān)系”的前提下,事件A={≥3.841}的概率為P(≥3.841)≈0.05,因此事件A是一個(gè)小概率事件.而由樣本數(shù)據(jù)計(jì)算得的觀測(cè)值k=4.514,即小概率事件A發(fā)生.因此應(yīng)該斷定“性別與喜歡數(shù)學(xué)課之間有關(guān)系”成立,并且這種判斷結(jié)果出錯(cuò)的可能性約為5%.所以,約有95%的把握認(rèn)為“性別與喜歡數(shù)學(xué)課之間有關(guān)系”.補(bǔ)充例題1:打鼾不僅影響別人休息,而且可能與患某種疾病有關(guān),下表是一次調(diào)查所得的數(shù)據(jù),試問:每一晚都打鼾與患心臟病有關(guān)嗎?患心臟病未患心臟病合計(jì)每一晚都打鼾30224254不打鼾2413551379合計(jì)5415791633解:略。
補(bǔ)充例題2:對(duì)196個(gè)接受心臟搭橋手術(shù)的病人和196個(gè)接受血管清障手術(shù)的病人進(jìn)行3年跟蹤研究,調(diào)查他們是否又發(fā)作過心臟病,調(diào)查結(jié)果如下表所示:又發(fā)作過心臟病未發(fā)作過心臟病合計(jì)心臟搭橋手術(shù)39157196血管清障手術(shù)29167196合計(jì)68324392試根據(jù)上述數(shù)據(jù)比較兩種手術(shù)對(duì)病人又發(fā)作心臟病的影響有沒有差別。解略(四)課堂小結(jié)1.知識(shí)梳理2.規(guī)律小結(jié)(1)三維柱形圖與二維條形圖(2)獨(dú)立性檢驗(yàn)的基本思想(3)獨(dú)立性檢驗(yàn)的一般方法
(五)作業(yè):五課后反思:本節(jié)內(nèi)容對(duì)獨(dú)立性檢驗(yàn)的探討過程學(xué)生基本沒什么困難,還有學(xué)生提出了新的探討路徑和思想,學(xué)生思維活潑!對(duì)獨(dú)立性檢驗(yàn)的作用,本節(jié)課也作了系統(tǒng)總結(jié)比較。