4.1.2 乘法公式与全概率公式 教学设计(表格式)

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名称 4.1.2 乘法公式与全概率公式 教学设计(表格式)
格式 docx
文件大小 220.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-09-26 14:21:55

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文档简介

4.1.2 乘法公式与全概率公式
教材分析
本节课选自《2019人教B版高中数学选择性必修第二册》,第四章《概率与统计》,本节课主要学习乘法公式与全概率公式
学生已经学习了有关概率的一些基础知识,对一些简单的概率模型(如古典概型、几何概型)已经有所了解。刚刚学习了条件概率,乘法公式和全概率公式是计算较为复杂概率问题的有力工具。
公式的理解重在在具体的问题情境中进行运用。同时注意运用集合的观点理解公式。
教学目标与核心素养
课程目标
A.结合古典概型,会用乘法公式计算概率.
B.结合古典概型,会利用全概率公式计算概率.
C.了解贝叶斯公式.
学科素养
1.数学抽象:乘法公式和全概率公式
2.逻辑推理:条件概率公式推导乘法公式
3.数学运算:运用乘法公式和全概率公式
4.数学建模:将相关问题转化为对应概率模型
重点难点
重点: 会用乘法公式和全概率公式计算概率.
难点:理解乘法公式和全概率公式
课前准备
多媒体
教学过程
教学过程 教学设计意图 核心素养目标
一、探究新知 学校的“我为祖国献计献策” 演讲比赛共有20名同学参加,学校决定让参赛选手通过抽签决定出场顺序,不过,张明对抽签的公平性提出了质疑,他的理由是,如果第一个人抽的出场顺序是1号,那么其他人就抽不到1号了,所以每个人抽到1号的概率不一样,张明的想法正确吗?特别地,第一个抽签的人抽到1号的概率与第2个抽签的人抽到1号的概率是否相等,为什么? (1)在P(B|A), P(BA) (即P(B) 下同), P(A)这三者中,如果已知P(A)与P(B|A),能不能求出P(BA) ? (2)某人翻开电话本给自己的一位朋友打电话时,发现电话号码的最后一位数字变得模糊不清了,因此决定随机拨号进行尝试,你能用(1)中所得的结论,得出该人尝试两次但都拨不对电话号码的概率吗? 1.乘法公式 乘法公式:由条件概率的计算公式P(B|A)= 可知P(BA)=P(A)P(B|A), 这就是说,根据事件A发生的概率,以及已知事件A发生的条件下事件B发生的概率,可以求出A与B同时发生的概率.一般地,这个结论称为乘法公式. 尝试与发现中的(2),如果设A表示第一次没有拨对,B表示第二次没有拨对,则P(A)易求,即总共有10种可能,拨不对电话号码的情况有9种,因此P(A)而且,P(B|A)易得: 如果第一次拨不对,那么第二次会从第一次尝试的数以外的数中随机选一个进行尝试,共有9种可能, 拨不对电话号码的情况有8种,因此P(B|A).从而根据乘法公式可知,两次都拨不对电话号码的概率为 P(BA)=P(A)·P(B|A)=×=. 另解:借助排列组合问题可转化为“用10个数字排成数字不重复的2位数, 求某个特定数字不出现的概率” ,总共有种排法,特定数字不出现的排法有,因此所求概率是== 1.已知P(A)=0.3,P(B|A)=0.2,则P(BA)=     . 解析:P(BA)=P(A)·P(B|A)=0.3×0.2=0.06. 答案:0.06 第(1)个问题中,可以看出所求概率为P(A); 第(2)个问题中,因为事件B发生了,就相当于是从男生中任意抽取了一人.要使得事件A发生,必须抽取AB(即)中的样本点,因此所求概率为,这里的称为已知事件B发生的条件下事件A发生的概率,记作P(A|B), 即:P(A|B) 二、典例解析 例1.已知某品牌的手机屏幕从1米高的地方掉落时,第一次未碎掉的概率为0.5,当第一次未碎掉时第二次也未碎掉的概率为0.3,试求这样的手机屏幕从1米高的地方掉落两次后仍未碎掉的概率. 解:设表示第次掉落手机屏幕没有碎掉, 则由已知可得P(), P(),因此由乘法公式 P() 即这样的手机屏幕从1米高的地方掉落两次后仍未碎掉的概率为0.15 例2. 在某次抽奖活动中,在甲、乙两人先后进行抽奖前,还有50张奖卷,其中共有5张写有“中奖” 字样,假设抽完的奖券不放回,甲抽完之后乙再出抽,求: (1)甲中奖而且乙也中奖的概率; (2)甲没中奖而且乙中奖的概率. 解:设A:甲中奖,B:乙中奖,则P(A) (1)因为抽完的奖券不放回,所以甲中奖后乙抽奖时,有49张奖券且其中只有4张 写有“中奖”字样,此时乙中奖的概率为P(B|A) 根据乘法公式可知,甲中奖而且乙也中奖的概率为 P(BA) (2)因为=1 ,所以=, 因为抽完的奖券不放回,所以甲没中奖后乙抽奖时,还有49张奖券且其中还有5张 写有“中奖”字样,此时乙中奖的概率为P(B|) 根据乘法公式可知,甲没中奖而且乙中奖的概率为 P(B) 你能用排列组合的知识求解吗? (1)在例2中,如果想求乙中奖的概率P(B) ,该怎样计算? (2)一般地,如果已知P(BA)与,能否求出P(B) ? 如果已知,,能否求出P(B) ? 2.全概率公式:一般地,如果样本空间为Ω,而A,B为事件,则BA与B是互斥的,且B=BΩ=B(A+)=BA+B,如图所示, 从而P(B)=P(BA+B)=P(BA)+P(B). 更进一步,当P(A)>0且P()>0时, 因为由乘法公式有 P(BA)=P(A)P(B|A),P(B)=P()P(B|), 所以P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|).这称为全概率公式.
例3.某次社会实践活动中,甲、乙两个班的同学共同在一社区进行民意调查,参加活动的甲、乙两班的人数之比为5:3,集中甲班中女生占,乙班中女生占.求该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是女生的概率. 解:如果用A与分别表示居民所遇到的一位同学是甲班的与乙班的,B表示是女生.则根据已知,有 P(A)=, 而且,, 题目所要求的是P(B) 由全概率公式可知 P(B) =P(A)
例3也可以这样来理解:假设参加活动的甲班人数为则乙班人数为,而且甲班中有女生人,乙班中有女生人。从而可知参加活动的总共有人,而女生有人,因此所求概率为. 在上述记号下,我们还可以利用 =P(A) 来得到该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是男生的概率,从而例3中的信息可借助如图所示的数形图来理解. 利用全概率公式,可以解决情境与问题中的抽签问题,如果设表示第个抽签人抽到1号,则可以看出 P(),. 如果第1个抽签人抽到1号,那么第2个人抽到1号的概率为0,即P()如果第1个抽签人抽到的不是1号,那么第2个人抽到1号的概率为, 即P()因此 P()P() P()+P() .这就是说P()P() 因此抽签是公平的 定理1 若样本空间Ω中的事件A,A,…,A满足 (1)任意两个事件均互斥,即AA= ,i,j=1,2,…,n,i≠j; (2)A+A+…+A=Ω; (3)P(A)>0,i=1,2,3,…,n. 则对Ω中的任意事件B,都有B=BA+BA+…+BA,且P(B)=P(BA)=P(A)P(B|A). 上述公式也称为全概率公式.
例4.假设某市场供应的智能手机中,市场占有率和优质率的信息,如下表所示,
在该市场中任意买一部智能手机,求买到的是优质品的概率. 解:用,,分别表示买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌,B表示买到的是优质品,则依据已知条件可得 P(),P(),P(), 且P(B),P(B),P(B) 因此由全概率公式有 P(B)P() P(B)+ P() P(B) + P() P(B) = 用适当的符号表示出下列描述中的已知与未知,并探索问题的解法: 已知某厂生产的食盐优质品率为90%,而且优质品中包装达标的占95%;非优质品中,包装达标的占80%.如果从该厂生产的食盐中,随机取了一袋,发现包装是达标的,那么这袋食盐是优质品的概率为多少?(精确到0.1% ) 尝试与发现中的描述中,可以用A表示是优质品,B表示包装达标, 则表示不是优质品,而且有 P(A),, 问题中所要求的是 由条件概率可知, 不过,已知中并没有直接给出与的值, 但由乘法公式和全概率公式可得 P(A) = 因此一袋包装达标的食盐是优质品的概率为; 3.贝叶斯公式:一般地,当1>P(A)>0且P(B)>0时,有P(A|B)=. 这称为贝叶斯公式. 定理2 若样本空间Ω中的事件A,A,…,A满足: (1)任意两个事件均互斥,即AA= ,i,j=1,2,…,n,i≠j; (2)A+A+…+A=Ω; (3)1>P(A)>0,i=1,2,…,n. 则对Ω中的任意概率非零的事件B, 有P(A|B)=. 上述公式也称为贝叶斯公式. 例5. 某生产线的管理人员通过对以往数据的分析发现,每天生产线启动时,初始状态良好的概率为80%,而且,当生产线初始状态良好时,第一件产品合格的概率为95%,否则,第一件产品合格的概率为60%,某天生产线启动时生产出的第一件产品是合格品,求当天生产线初始状态良好的概率(精确到0.1% ). 解:用A表示生产线初始状态良好,B表示生产产品为合格品,则由已知有有 P(A),, 从而因此由贝叶斯公式可知
通过生活中的问题情境,引发学生思考积极参与互动,说出自己见解。
通过问题解决,联系条件概率,建立乘法公式,发展学生逻辑推理、数学运算、数学抽象和数学建模的核心素养。
通过典型例题的分析解决,提升学生对乘法公式和全概率公式的运用能力。发展学生逻辑推理,直观想象、数学抽象和数学运算的核心素养。
通过典型问题的分析和解决,提升学生分析和解决问题的能力,并发展学生逻辑推理,直观想象、数学抽象和数学运算的核心素养。
三、达标检测 1. 设A,B为两个事件,已知P(A)=,P(B|A)=,则P(AB)= (  ) 【解析】选B.由条件概率的计算公式,可得: 2.某考生回答一道四选一的考题,假设他知道正确答案的概率为0.5,知道正确答案时,答对的概率为100%,而不知道正确答案时猜对的概率为0.25,那么他答对题目的概率为 (  ) A.0.625 B.0.75 C.0.5 D.0 【解析】选A.用A表示事件“考生答对了”,用B表示“考生知道正确答案”, 用 表示“考生不知道正确答案”,则P(B)=0.5,P( )=0.5,P(A|B)=100%, P(A|)=0.25,则P(A)=P(AB)+P(A) =P(A|B)P(B)+P(A|)P() =1×0.5+0.25×0.5=0.625. 3.某小组有20名射手,其中1,2,3,4级射手分别为2,6,9,3名.又若选1,2,3,4级射手参加比赛,则在比赛中射中目标的概率分别为0.85,0.64,0.45,0.32,今随机选一人参加比赛,则该小组比赛中射中目标的概率为 . 【解析】设B表示“该小组比赛中射中目标”, A(i=1,2,3,4)表示“选i级射手参加比赛”, 则P(B)=P(A)P(B|A)=×0.85+×0.64+×0.45+×0.32=0.527 5. 答案:0.527 5
4.两批相同的产品各有12件和10件,每批产品中各有1件废品,现在先从第1批产品中任取1件放入第2批中,然后从第2批中任取1件,则取到废品的概率为 . 【解析】设A表示“取到废品”,B表示“从第1批中取到废品”,有P(B)=, P(A|B)=,P(A| )=, 所以P(A)=P(B)P(A|B)+P( )P(A| )
5.有甲、乙两袋,甲袋中有3个白球,2个黑球;乙袋中有4个白球,4个黑球.现从甲袋中任取2个球放入乙袋,然后再从乙袋中任取一球,求此球为白球的概率. 【解析】设事件A表示“从甲袋取的2个球中有i个白球”,其中i=0,1,2. 事件B表示“从乙袋中取到的是白球”.显然A, A, A构成一个完备事件组,根据题意得P(A0)=,P(A1)= P(A2)=;P(B|A0)=,P(B|A1)=, P(B|A2)= 由全概率公式得P(B)=P(B|A)P(A)+P(B|A)P(A)+P(B|A)P(A) 6.某电子设备制造厂所用的元件是由三家元件制造厂提供的,根据以往的记录有以下的数据:
元件制造厂 次品率 提供元件的份额 1 0.02 0.15 2 0.01 0.80 3 0.03 0.05
设这三家工厂的产品在仓库中是均匀混合的且不区别标志. (1)在仓库中随机地取一只元件,求它是次品的概率; (2)在仓库中随机地取一只元件,若已知取到的是次品,为分析此次品出自何厂,求此次品出自三家工厂生产的概率分别是多少? 【解析】设A表示“取到的是一只次品”,B(i=1,2,3)表示 “所取到的产品是由第i家工厂提供的”.则B,B,B是样本空间的 一个划分,且P(B)=0.15,P(B)=0.80,P(B)=0.05, P(A|B)=0.02,P(A|B)=0.01,P(A|B)=0.03. (1)由全概率公式得P(A)=P(A|B)P(B)+ P(A|B)P(B)+P(A|B)P(B)=0.012 5. (2)该元件来自制造厂1的概率为:P(B|A) 该元件来自制造厂2的概率为: P(B|A)= 该元件来自制造厂3的概率为: P(B|A)= 通过练习巩固本节所学知识,通过学生解决问题,发展学生的数学运算、逻辑推理、直观想象、数学建模的核心素养。
四、小结
五、课时练
通过总结,让学生进一步巩固本节所学内容,提高概括能力。
教学反思
本节课需要学生探究的内容比较多,由于学生的数学基础比较薄弱,所以在教学过程中教师不仅要耐心的指导,还要努力创设一个轻松和谐的课堂氛围,让每个学生都能大胆的说出自己的想法,保证每个学生都能学有所得。为了让每个学生在课上都能有话说,还需要学生做到课前预习,并且教师要给学生提出明确的预习目标。进一步发展学生直观想象、数学抽象、逻辑推理和数学运算的核心素养。