高中数学选修2-3人教A:全册〖精品〗教案+导学案(26份)

文档属性

名称 高中数学选修2-3人教A:全册〖精品〗教案+导学案(26份)
格式 zip
文件大小 3.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2013-11-07 20:04:39

文档简介

2. 4.1正态分布
【教学目标】
了解正态分布的意义,掌握正态分布曲线的主要性质及正态分布的简单应用。
了解假设检验的基本思想,会用质量控制图对产品的质量进行检测,对生产过程进行控制。
【教学重难点】
教学重点:1.正态分布曲线的特点;
2.正态分布曲线所表示的意义.
教学难点:1.在实际中什么样的随机变量服从正态分布;
2.正态分布曲线所表示的意义.
【教学过程】
设置情境,引入新课
这是一块高尔顿板,让一个小球从高尔顿板上方的通道口落下,小球在下落的过程中与层层小木块碰撞,最后掉入高尔顿板下方的某一球槽内。
问题1.在投放小球之前,你能知道这个小球落在哪个球槽中吗?
问题2.重复进行高尔顿板试验,随着试验次数的增加,掉入每个球槽中小球的个数代表什么?
问题3.为了更好的研究小球分布情况,对各个球槽进行编号,以球槽的编号为横坐标,以小球落入各个球槽的频率值为纵坐标,你能画出它的频率分布直方图吗?
问题4.随着试验次数的增加,这个频率直方图的形状会发生什么样的变化?
二、合作探究,得出概念
随着试验次数的增加,这个频率直方图的形状会越来越像一条钟形曲线.
这条曲线可以近似下列函数的图像:
其中实数为参数,我们称的图像为正态分布密度曲线,简称正态曲线。
问题5.如果在高尔顿板的底部建立一个水平坐标轴,其刻度单位为球槽的宽度,X表示一个随机变量,X落在区间的概率为什么?其几何意义是什么?
一般地,如果对于任何实数,随机变量X满足
则称X的分布为正态分布,记作,如果随机变量X服从正态分布,则记为。
问题6.在现实生活中,什么样的分布服从或近似服从正态分布?
问题7.结合的解析式及概率的性质,你能说说正态分布曲线的特点吗?
可以发现,正态曲线有以下特点:
曲线位于x轴上方,与x轴不相交;
曲线是单峰的,它关于直线对称;
曲线在处达到峰值;
曲线与x轴之间的面积为1;
当一定时,曲线随着德变化而沿x轴平移;
当一定时,曲线的形状由确定,越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散。
若,则对于任何实数概率
对于固定的而言,给面积随着的减少。这说明越小,X落在区间的概率越小,即X集中在周围概率越大.
特别有
可以看到,正态总体几乎总取值于区间之内。而在此区间以外取值的概率只有,通常认为这种情况在一次试验中几乎不可能发生。
在实际应用中,通常认为服从于正态分布的随机变量X只取之间的值,简称之为原则
典型例题
在某次数学考试中,考生的成绩服从一个正态分布,即。
试求考试成绩位于区间(70,110)上的概率是多少?
若这次考试共有2000名考生,试估计考试成绩在(80,100)间的考生大约有多少人?
解析:正态分布已经确定,则总体的期望和标准差就可以求出,这样就可以根据正态分布在三个常见的区间上取值的概率进行求解.
解:因为 ,所以 =90, =10。
由于正态变量在区间内取值的概率是0.9544,而该正态分布中,
,于是考试成绩位于区间(70,110)内的概率就是0.9544。
由=90, =10,得。由于正态变量在区间内取值的概率是0.6826,所以考试成绩位于区间(80,100)内的概率就是0..6826.一共有2000名考生,所以考试成绩在(80,100)间的考生大约有20000.68261365人。
点评:解答这类问题的关键是熟记正态变量的取值位于区间,,上的概率值,同时又要根据已知的正态分布确定所给区间属于上述三个区间中的哪一个.
变式训练.已知一次考试共有60名同学参加,考生的成绩据此估计,大约应有57人的分数在下列哪个区间内?( )
答案C
反馈测评
1. 给出下列三个正态总体的函数表达式,请找出其均值μ和标准差σ
(1)
(2)
(3)
2.若随机变量,则在区间上的取值的概率等于在下列哪个区间上取值的概率( )
3.若随机变量服从正态分布,则在区间上取值的概率等于( )
A.0.6826 B.0.9544 C.0.9974 D.0.3174
4.若一个正态总体落在区间里的概率是0.5,那么相应的正态曲线f(x)
在x= 时,达到最高点。
答案:1.(1)0,1;(2)1,2;(3)-1,0.5 2.C 3.C 4. 0.2
课堂小结
了解正态曲线、正态分布的概念,知道正态曲线的解析式及曲线的特点。
了解假设检验的基本思想并体会它的应用。
作业
课本P86习题2.4 1、2题
2.4.1正态分布
课前预习学案
预习目标
通过实际问题,借助直观,认识正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义。
通过实际问题,知道假设检验的思想。
二、预习内容
1.我们把函数 的图像称为正态分布密度曲线,简称 。
2.一般地,如果对于任何实数,随机变量X满足 ,则称随机变量X的分布为正态分布,记作 ,如果随机变量X服从正态分布,则记为 。
3.正态曲线的特点:
4.在实际应用中,通常认为服从于正态分布的随机变量X只取 之间的值,简称之为 。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、 学习目标
知道正态分布密度曲线、正态分布的概念。
知道正态曲线的解析式及函数图像。
通过图像知道正态曲线的特点。
能在实际中体会3原则的应用。
二、学习重难点
学习重点:1.正态分布曲线的特点;2.正态分布曲线所表示的意义.
学习难点:正态分布在实际中的应用。
三、学习过程
(一)自主学习
大家预习课本P80页,并回答以下几个问题:
问题1.在投放小球之前,你能知道这个小球落在哪个球槽中吗?
问题2.重复进行高尔顿板试验,随着试验次数的增加,掉入每个球槽中小球的个数代表什么?
问题3.为了更好的研究小球分布情况,对各个球槽进行编号,以球槽的编号为横坐标,以小球落入各个球槽的频率值为纵坐标,你能画出它的频率分布直方图吗?
问题4.随着试验次数的增加,这个频率直方图的形状会发生什么样的变化?
(二) 合作探究,得出概念
二、合作探究,得出概念
随着试验次数的增加,这个频率直方图的形状会越来越像一条钟形曲线.
这条曲线可以近似下列函数的图像:
其中实数为参数,我们称的图像为正态分布密度曲线,简称正态曲线。
问题5.如果在高尔顿板的底部建立一个水平坐标轴,其刻度单位为球槽的宽度,X表示一个随机变量,X落在区间的概率为什么?其几何意义是什么?
一般地,如果对于任何实数,随机变量X满足
则称X的分布为正态分布,记作,如果随机变量X服从正态分布,则记为
问题6.在现实生活中,什么样的分布服从或近似服从正态分布?
问题7.结合的解析式及概率的性质,你能说说正态分布曲线的特点吗?
可以发现,正态曲线有以下特点:
曲线位于x轴上方,与x轴不相交;
曲线是单峰的,它关于直线对称;
曲线在处达到峰值;
曲线与x轴之间的面积为1;
当一定时,曲线随着德变化而沿x轴平移;
当一定时,曲线的形状由确定,越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中;越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散。
若,则对于任何实数概率
对于固定的而言,给面积随着的减少。这说明越小,X落在区间的概率越小,即X集中在周围概率越大.
特别有
可以看到,正态总体几乎总取值于区间之内。而在此区间以外取值的概率只有,通常认为这种情况在一次试验中几乎不可能发生。
在实际应用中,通常认为服从于正态分布的随机变量X只取之间的值,简称之为原则
典型例题
在某次数学考试中,考生的成绩服从一个正态分布,即。
试求考试成绩位于区间(70,110)上的概率是多少?
若这次考试共有2000名考生,试估计考试成绩在(80,100)间的考生大约有多少人?
解析:正态分布已经确定,则总体的期望和标准差就可以求出,这样就可以根据正态分布在三个常见的区间上取值的概率进行求解.
变式训练.已知一次考试共有60名同学参加,考生的成绩据此估计,大约应有57人的分数在下列哪个区间内?( )
答案C
反馈测评
1. 给出下列三个正态总体的函数表达式,请找出其均值μ和标准差σ
(1)
(2)
(3)
2.若随机变量,则在区间上的取值的概率等于在下列哪个区间上取值的概率( )
3.若随机变量服从正态分布,则在区间上取值的概率等于( )
A.0.6826 B.0.9544 C.0.9974 D.0.3174
4.若一个正态总体落在区间里的概率是0.5,那么相应的正态曲线f(x)
在x= 时,达到最高点。
答案:1.(1)0,1;(2)1,2;(3)-1,0.5 2.C 3.C 4. 0.2
课堂小结
了解正态曲线、正态分布的概念,知道正态曲线的解析式及曲线的特点。
了解假设检验的基本思想并体会它的应用。
课后练习与提高
选择题
1.下列函数中,可以作为正态分布密度函数的是( )
2.函数,的奇偶性为( )
A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.无法判断
3.若随机变量满足正态分布,则关于正态曲线性质的叙述正确的是( )
A.越大,曲线越“矮胖”,越小,曲线越“瘦高”.
B. 越大,曲线越“瘦高”, 越小,曲线越“矮胖”
C. 的大小,和曲线的“瘦高”,“矮胖”没有关系
D.曲线的“瘦高”,“矮胖”受到的影响
二、填空题
4.随机变量,其密度函数f(x)的最大值是
5.工人制造机器零件,零件的尺寸服从分布,则不属于这个尺寸范围的零件约占总数的
三、解答题
6.若一个正态分布的概率密度函数是一个偶函数,且该函数的最大值等于,求该正态分布的密度函数的解析式.
1.A 2.B 3.A 4 5.0.0046
6.解:由于该正态分布的概率密度函数是偶函数,所以其图像即正态曲线关于y轴对称,记=0。而正态密度函数的最大值是,所以=,所以=4,故该正态分布的概率密度函数的解析式是,
小结与复习
【学习目标】
1 在对具体问题的分析中,理解取有限值的离散型随机变量及其分布列的概念,认识分布列对于刻画随机现象的重要性。
2 通过实例,理解超几何分布及其推到过程,并能进行简单的应用。
3 了解条件概率和两个事件相互独立的概念,理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解决一些简单的实际应用。
4 理解离散型随机变量的均值、方差的概念,能计算简单离散型随机变量得均值、方差,并能解决一些实际问题。
5 通过实际问题,借助直观模型,认识正态分布曲线的特点及表示的意义。
【知识结构】
【达标练习】
一、选择题
1.给出下列四个命题:
①15秒内,通过某十字路口的汽车的数量是随机变量;
②在一段时间内,某侯车室内侯车的旅客人数是随机变量;
③一条河流每年的最大流量是随机变量;
④一个剧场共有三个出口,散场后某一出口退场的人数是随机变量.
其中正确的个数是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.设离散型随机变量X的分布列为:
1 2 3 4
3.袋中有3个红球、2个白球,从中任取2个,用X表示取到白球的个数,则X的分布列为(  )
4.某人忘记了一个电话号码的最后一个数字,只好任意去试拔,他第一次失败,第二次成功的概率是(  )
A. B. C. D.
5.甲、乙两人各进行一次射击,甲击中目标的概率是0.8,乙击中目标的概率是0.6,则两人都击中目标的概率是(  )
A.1.4 B.0.9 C.0.6 D.0.48
6.某厂大量生产一种小零件,经抽样检验知道其次品率是,现把这种零件中6件装成一盒,那么该盒中恰好含一件次品的概率是(  )
A. B. C. D.
7.设随机变量,则等于(  )
A. B. C. D.
8.两台相互独立工作的电脑,产生故障的概率分别为a,b,则产生故障的电脑台数的均值为(  )
A. B. C. D.
9.设,则落在内的概率是(  )
A. B. C. D.
10.正态分布在下面几个区间内的取值概率依次为(  )
① ② ③
A.① ② ③
B.① ② ③
C.① ② ③
D.① ② ③
11节日期间,某种鲜花进货价是每束2.5元,销售价每束5元;节日卖不出去的鲜花以每束1.6元价格处理.根据前五年销售情况预测,节日期间这种鲜花的需求量X服从如下表所示的分布:
200 300 400 500
0.20 0.35 0.30 0.15
若进这种鲜花500束,则利润的均值为(  )
A.706元 B.690元 C.754元 D.720元
12.某市期末教学质量检测,甲、乙、丙三科考试成绩近似服从正态分布,则由如图曲线可得下列说法中正确的是(  )
A.甲学科总体的方差最小
B.丙学科总体的均值最小
C.乙学科总体的方差及均值都居中
D.甲、乙、丙的总体的均值不相同
13.事件相互独立,若,则   .
14.两台独立在两地工作的雷达,每台雷达发现飞行目标的概率分别为0.9和0.85,则恰有1台雷达发现飞行目标的概率为    .
15.某灯泡厂生产大批灯泡,其次品率为1.5%,从中任意地陆续取出100个,则其中正品数X的均值为    个,方差为    .
16.设,当在内取值的概率与在内取值的概率相等时,  .
三、解答题
17.一批产品分一、二、三级,其中一级品的数量是二级品的两倍,三级品的数量是二级品的一半,从这批产品中随机抽取一个检查其品级,用随机变量描述检验的可能结果,写出它的分布列.
18.甲、乙两人独立地破译1个密码,他们能译出密码的概率分别为和,求
(1)恰有1人译出密码的概率;
(2)若达到译出密码的概率为,至少需要多少乙这样的人.
19.生产工艺工程中产品的尺寸偏差,如果产品的尺寸与现实的尺寸偏差的绝对值不超过4mm的为合格品,求生产5件产品的合格率不小于的概率.
(精确到0.001).
20.甲、乙两名工人加工同一种零件,两人每天加工的零件数相等,所出次品数分别为,,且和的分布列为:
0 1 2
0 1 2
试比较两名工人谁的技术水平更
21.张华同学上学途中必须经过四个交通岗,其中在岗遇到红灯的概率均为,在岗遇到红灯的概率均为.假设他在4个交通岗遇到红灯的事件是相互独立的,X表示他遇到红灯的次数.
(1)若,就会迟到,求张华不迟到的概率;(2)求EX.
一、选择题
1D2C3D4A5D 6C7A8B9D10B11A12A
二、填空题
13 140.22 15 98.5,1.4775 16 4
三、解答题
17解:设二级品有个,则一级品有个,三级品有个.一级品占总数的,
二级品占总数的,三级品占总数的.
又设表示取到的是级品,
则,,,
的分布列为:
1 2 3
18解:设“甲译出密码”为事件A;“乙译出密码”为事件B,
则.
(1).
(2)个乙这样的人都译不出密码的概率为.
.解得.
达到译出密码的概率为,至少需要17人.
20解:,.
,说明两人出的次品数相同,可以认为他们技术水平相当.
又,

,工人乙的技术比较稳定.
∴可以认为工人乙的技术水平更高.
21解:(1);

故张华不迟到的概率为.
(2)的分布列为
0 1 2 3 4
.
随机变量
离散型随机变量
分布列
均值
方差
应用
两点分布
二项分布
条件概率
两事件独立
正态分布
正态分布密度曲线
原则
应用
PAGE
162. 2.2事件的相互独立性
教学目标:
知识与技能:理解两个事件相互独立的概念。
过程与方法:能进行一些与事件独立有关的概率的计算。
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:独立事件同时发生的概率
教学难点:有关独立事件发生的概率计算
授课类型:新授课
课时安排:4课时
教 具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1 事件的定义:随机事件:在一定条件下可能发生也可能不发生的事件;
必然事件:在一定条件下必然发生的事件;
不可能事件:在一定条件下不可能发生的事件
2.随机事件的概率:一般地,在大量重复进行同一试验时,事件发生的频率总是接近某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件的概率,记作.
3.概率的确定方法:通过进行大量的重复试验,用这个事件发生的频率近似地作为它的概率;
4.概率的性质:必然事件的概率为,不可能事件的概率为,随机事件的概率为,必然事件和不可能事件看作随机事件的两个极端情形
5基本事件:一次试验连同其中可能出现的每一个结果(事件)称为一个基本事件
6.等可能性事件:如果一次试验中可能出现的结果有个,而且所有结果出现的可能性都相等,那么每个基本事件的概率都是,这种事件叫等可能性事件
7.等可能性事件的概率:如果一次试验中可能出现的结果有个,而且所有结果都是等可能的,如果事件包含个结果,那么事件的概率
8.等可能性事件的概率公式及一般求解方法
9.事件的和的意义:对于事件A和事件B是可以进行加法运算的
10 互斥事件:不可能同时发生的两个事件.
一般地:如果事件中的任何两个都是互斥的,那么就说事件彼此互斥
11.对立事件:必然有一个发生的互斥事件.
12.互斥事件的概率的求法:如果事件彼此互斥,那么

探究:
(1)甲、乙两人各掷一枚硬币,都是正面朝上的概率是多少?
事件:甲掷一枚硬币,正面朝上;事件:乙掷一枚硬币,正面朝上
(2)甲坛子里有3个白球,2个黑球,乙坛子里有2个白球,2个黑球,从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球的概率是多少?
事件:从甲坛子里摸出1个球,得到白球;事件:从乙坛子里摸出1个球,得到白球
问题(1)、(2)中事件、是否互斥?(不互斥)可以同时发生吗?(可以)
问题(1)、(2)中事件(或)是否发生对事件(或)发生的概率有无影响?(无影响)
思考:三张奖券中只有一张能中奖,现分别由三名同学有放回地抽取,事件A为“第一名同学没有抽到中奖奖券”, 事件B为“最后一名同学抽到中奖奖券”. 事件A的发生会影响事件B 发生的概率吗
显然,有放回地抽取奖券时,最后一名同学也是从原来的三张奖券中任抽一张,因此第一名同学抽的结果对最后一名同学的抽奖结果没有影响,即事件A的发生不会影响事件B 发生的概率.于是
P(B| A)=P(B),
P(AB)=P( A ) P ( B |A)=P(A)P(B).
二、讲解新课:
1.相互独立事件的定义:
设A, B为两个事件,如果 P ( AB ) = P ( A ) P ( B ) , 则称事件A与事件B相互独立(mutually independent ) .
事件(或)是否发生对事件(或)发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件
若与是相互独立事件,则与,与,与也相互独立
2.相互独立事件同时发生的概率:
问题2中,“从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球”是一个事件,它的发生,就是事件,同时发生,记作.(简称积事件)
从甲坛子里摸出1个球,有5种等可能的结果;从乙坛子里摸出1个球,有4种等可能的结果于是从这两个坛子里分别摸出1个球,共有种等可能的结果同时摸出白球的结果有种所以从这两个坛子里分别摸出1个球,它们都是白球的概率.
另一方面,从甲坛子里摸出1个球,得到白球的概率,从乙坛子里摸出1个球,得到白球的概率.显然.
这就是说,两个相互独立事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积一般地,如果事件相互独立,那么这个事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积,
即 .
3.对于事件A与B及它们的和事件与积事件有下面的关系:
三、讲解范例:
例 1.某商场推出二次开奖活动,凡购买一定价值的商品可以获得一张奖券.奖券上有一个兑奖号码,可以分别参加两次抽奖方式相同的兑奖活动.如果两次兑奖活动的中奖概率都是 0 . 05 ,求两次抽奖中以下事件的概率:
(1)都抽到某一指定号码;
(2)恰有一次抽到某一指定号码;
(3)至少有一次抽到某一指定号码.
解: (1)记“第一次抽奖抽到某一指定号码”为事件A, “第二次抽奖抽到某一指定号码”为事件B ,则“两次抽奖都抽到某一指定号码”就是事件AB.由于两次抽奖结果互不影响,因此A与B相互独立.于是由独立性可得,两次抽奖都抽到某一指定号码的概率
P ( AB ) = P ( A ) P ( B ) = 0. 05×0.05 = 0.0025.
(2 ) “两次抽奖恰有一次抽到某一指定号码”可以用(A)U(B)表示.由于事件A与B互斥,根据概率加法公式和相互独立事件的定义,所求的概率为
P (A)十P(B)=P(A)P()+ P()P(B )
= 0. 05×(1-0.05 ) + (1-0.05 ) ×0.05 = 0. 095.
( 3 ) “两次抽奖至少有一次抽到某一指定号码”可以用(AB ) U ( A)U(B)表示.由于事件 AB , A和B 两两互斥,根据概率加法公式和相互独立事件的定义,所求的概率为 P ( AB ) + P(A)+ P(B ) = 0.0025 +0. 095 = 0. 097 5.
例2.甲、乙二射击运动员分别对一目标射击次,甲射中的概率为,乙射中的概率为,求:
(1)人都射中目标的概率;
(2)人中恰有人射中目标的概率;
(3)人至少有人射中目标的概率;
(4)人至多有人射中目标的概率?
解:记“甲射击次,击中目标”为事件,“乙射击次,击中目标”为事件,则与,与,与,与为相互独立事件,
(1)人都射中的概率为:

∴人都射中目标的概率是.
(2)“人各射击次,恰有人射中目标”包括两种情况:一种是甲击中、乙未击中(事件发生),另一种是甲未击中、乙击中(事件发生)根据题意,事件与互斥,根据互斥事件的概率加法公式和相互独立事件的概率乘法公式,所求的概率为:
∴人中恰有人射中目标的概率是.
(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种情况,其概率为.
(法2):“2人至少有一个击中”与“2人都未击中”为对立事件,
2个都未击中目标的概率是,
∴“两人至少有1人击中目标”的概率为.
(4)(法1):“至多有1人击中目标”包括“有1人击中”和“2人都未击中”,
故所求概率为:

(法2):“至多有1人击中目标”的对立事件是“2人都击中目标”,
故所求概率为
例 3.在一段线路中并联着3个自动控制的常开开关,只要其中有1个开关能够闭合,线路就能正常工作假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率
解:分别记这段时间内开关,,能够闭合为事件,,.
由题意,这段时间内3个开关是否能够闭合相互之间没有影响根据相互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合的概率是
∴这段时间内至少有1个开关能够闭合,,从而使线路能正常工作的概率是

答:在这段时间内线路正常工作的概率是.
变式题1:如图添加第四个开关与其它三个开关串联,在某段时间内此开关能够闭合的概率也是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率
()
变式题2:如图两个开关串联再与第三个开关并联,在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是0.7,计算在这段时间内线路正常工作的概率
方法一:
方法二:分析要使这段时间内线路正常工作只要排除开且与至少有1个开的情况
例 4.已知某种高炮在它控制的区域内击中敌机的概率为0.2.
(1)假定有5门这种高炮控制某个区域,求敌机进入这个区域后未被击中的概率;
(2)要使敌机一旦进入这个区域后有0.9以上的概率被击中,需至少布置几门高炮?
分析:因为敌机被击中的就是至少有1门高炮击中敌机,故敌机被击中的概率即为至少有1门高炮击中敌机的概率
解:(1)设敌机被第k门高炮击中的事件为(k=1,2,3,4,5),那么5门高炮都未击中敌机的事件为.
∵事件,,,,相互独立,
∴敌机未被击中的概率为
=
∴敌机未被击中的概率为.
(2)至少需要布置门高炮才能有0.9以上的概率被击中,仿(1)可得:
敌机被击中的概率为1-
∴令,∴
两边取常用对数,得
∵,∴
∴至少需要布置11门高炮才能有0.9以上的概率击中敌机
点评:上面例1和例2的解法,都是解应用题的逆向思考方法采用这种方法在解决带有词语“至多”、“至少”的问题时的运用,常常能使问题的解答变得简便
四、课堂练习:
1.在一段时间内,甲去某地的概率是,乙去此地的概率是,假定两人的行动相互之间没有影响,那么在这段时间内至少有1人去此地的概率是( )
2.从甲口袋内摸出1个白球的概率是,从乙口袋内摸出1个白球的概率是,从两个口袋内各摸出1个球,那么等于( )
2个球都是白球的概率 2个球都不是白球的概率
2个球不都是白球的概率 2个球中恰好有1个是白球的概率
3.电灯泡使用时间在1000小时以上概率为0.2,则3个灯泡在使用1000小时后坏了1个的概率是( )
0.128 0.096 0.104 0.384
4.某道路的、、三处设有交通灯,这三盏灯在一分钟内开放绿灯的时间分别为25秒、35秒、45秒,某辆车在这条路上行驶时,三处都不停车的概率是 ( )
5.(1)将一个硬币连掷5次,5次都出现正面的概率是 ;
(2)甲、乙两个气象台同时作天气预报,如果它们预报准确的概率分别是0.8与0.7,那么在一次预报中两个气象台都预报准确的概率是 .
6.棉籽的发芽率为0.9,发育为壮苗的概率为0.6,
(1)每穴播两粒,此穴缺苗的概率为 ;此穴无壮苗的概率为 .
(2)每穴播三粒,此穴有苗的概率为 ;此穴有壮苗的概率为 .
7.一个工人负责看管4台机床,如果在1小时内这些机床不需要人去照顾的概率第1台是0.79,第2台是0.79,第3台是0.80,第4台是0.81,且各台机床是否需要照顾相互之间没有影响,计算在这个小时内这4台机床都不需要人去照顾的概率.
8.制造一种零件,甲机床的废品率是0.04,乙机床的废品率是0.05.从它们制造的产品中各任抽1件,其中恰有1件废品的概率是多少?
9.甲袋中有8个白球,4个红球;乙袋中有6个白球,6个红球,从每袋中任取一个球,问取得的球是同色的概率是多少?
答案:1. C 2. C 3. B 4. A 5.(1) (2)
6.(1) , (2) ,
7. P=
8. P=
9. 提示:
五、小结 :两个事件相互独立,是指它们其中一个事件的发生与否对另一个事件发生的概率没有影响一般地,两个事件不可能即互斥又相互独立,因为互斥事件是不可能同时发生的,而相互独立事件是以它们能够同时发生为前提的相互独立事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的积,这一点与互斥事件的概率和也是不同的
六、课后作业:课本58页练习1、2、3第60页 习题 2. 2A组4. B组1
七、板书设计(略)
八、教学反思:
1. 理解两个事件相互独立的概念。
2. 能进行一些与事件独立有关的概率的计算。
3. 通过对实例的分析,会进行简单的应用。§3.2 回归分析(1)
教学目标
(1)通过实例引入线性回归模型,感受产生随机误差的原因;
(2)通过对回归模型的合理性等问题的研究,渗透线性回归分析的思想和方法;
(3)能求出简单实际问题的线性回归方程.
教学重点,难点
线性回归模型的建立和线性回归系数的最佳估计值的探求方法.
教学过程
一.问题情境
1. 情境:对一作直线运动的质点的运动过程观测了次,得到如下表所示的数据,试估计当x=9时的位置y的值.
时刻/s
位置观测值/cm
根据《数学(必修)》中的有关内容,解决这个问题的方法是:
先作散点图,如下图所示:
从散点图中可以看出,样本点呈直线趋势,时间与位置观测值y之间有着较好的线性关系.因此可以用线性回归方程来刻画它们之间的关系.根据线性回归的系数公式,
可以得到线性回归方为,所以当时,由线性回归方程可以估计其位置值为
2.问题:在时刻时,质点的运动位置一定是吗?
二.学生活动
思考,讨论:这些点并不都在同一条直线上,上述直线并不能精确地反映与之间的关系,的值不能由完全确定,它们之间是统计相关关系,的实际值与估计值之间存在着误差.
三.建构数学
1.线性回归模型的定义:
我们将用于估计值的线性函数作为确定性函数;
的实际值与估计值之间的误差记为,称之为随机误差;
将称为线性回归模型.
说明:(1)产生随机误差的主要原因有:
①所用的确定性函数不恰当引起的误差;
②忽略了某些因素的影响;
③存在观测误差.
(2)对于线性回归模型,我们应该考虑下面两个问题:
①模型是否合理(这个问题在下一节课解决);
②在模型合理的情况下,如何估计,?
2.探求线性回归系数的最佳估计值:
对于问题②,设有对观测数据,根据线性回归模型,对于每一个,对应的随机误差项,我们希望总误差越小越好,即要使越小越好.所以,只要求出使取得最小值时的,值作为,的估计值,记为,.
注:这里的就是拟合直线上的点到点的距离.
用什么方法求,?
回忆《数学3(必修)》“2.4线性回归方程”P71“热茶问题”中求,的方法:最小二乘法.
利用最小二乘法可以得到,的计算公式为

其中,
由此得到的直线就称为这对数据的回归直线,此直线方程即为线性回归方程.其中,分别为,的估计值,称为回归截距,称为回归系数,称为回归值.
在前面质点运动的线性回归方程中,,.
3. 线性回归方程中,的意义是:以为基数,每增加1个单位,相应地平均增加个单位;
4. 化归思想(转化思想)
在实际问题中,有时两个变量之间的关系并不是线性关系,这就需要我们根据专业知识或散点图,对某些特殊的非线性关系,选择适当的变量代换,把非线性方程转化为线性回归方程,从而确定未知参数.下面列举出一些常见的曲线方程,并给出相应的化为线性回归方程的换元公式.
(1),令,,则有.
(2),令,,,则有.
(3),令,,,则有.
(4),令,,,则有.
(5),令,,则有.
四.数学运用
1.例题:
例1.下表给出了我国从年至年人口数据资料,试根据表中数据估计我国年的人口数.
年份
人口数/百万
解:为了简化数据,先将年份减去,并将所得值用表示,对应人口数用表示,得到下面的数据表:
作出个点构成的散点图,
由图可知,这些点在一条直线附近,可以用线性回归模型来表示它们之间的关系.
根据公式(1)可得
这里的分别为的估
计值,因此线性回归方程

由于年对应的,代入线性回归方程可得(百万),即年的人口总数估计为13.23亿.
例2. 某地区对本地的企业进行了一次抽样调查,下表是这次抽查中所得到的各企业的人均资本(万元)与人均产出(万元)的数据:
人均资本/万元
人均产出/万元
(1)设与之间具有近似关系(为常数),试根据表中数据估计和的值;
(2)估计企业人均资本为万元时的人均产出(精确到).
分析:根据,所具有的关系可知,此问题不是线性回归问题,不能直接用线性回归方程处理.但由对数运算的性质可知,只要对的两边取对数,就能将其转化为线性关系.
解(1)在的两边取常用对数,可得,设,,,则.相关数据计算如图所示.
1 人均资本/万元 3 4 5.5 6.5 7 8 9 10.5 11.5 14
2 人均产出/万元 4.12 4.67 8.68 11.01 13.04 14.43 17.5 25.46 26.66 45.2
3 0.47712 0.60206 0.74036 0.81291 0.8451 0.90309 0.95424 1.02119 1.0607 1.14613
4 0.6149 0.66932 0.93852 1.04179 1.11528 1.15927 1.24304 1.40586 1.42586 1.65514
仿照问题情境可得,的估计值,分别为由可得,即,的估计值分别为和.
(2)由(1)知.样本数据及回归曲线的图形如图(见书本 页)
当时,(万元),故当企业人均资本为万元时,人均产值约为万元.
2.练习:练习第题.
五.回顾小结:
1. 线性回归模型与确定性函数相比,它表示与之间是统计相关关系(非确定性关系)其中的随机误差提供了选择模型的准则以及在模型合理的情况下探求最佳估计值,的工具;
2. 线性回归方程中,的意义是:以为基数,每增加1个单位,相应地平均增加个单位;
3.求线性回归方程的基本步骤.
六.课外作业:第题.
PAGE
12. 1.2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
课时安排:4课时
教 具:多媒体、实物投影仪
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ξ、η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ξ可能取得值为
x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为,则称表
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ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:
⑴Pi≥0,i=1,2,…;
⑵P1+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
ξ 0 1
P
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 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
X 0 1 2 3
P
(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 ( X≥1 ) = 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 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
X 0 1 …
P …
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 (X≥3 ) = P (X =3 ) + P ( X = 4 )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ξ的分布列.
分析:欲写出ξ的分布列,要先求出ξ的所有取值,以及ξ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ξ的分布列为
ξ 1 0 -1
P
说明:在写出ξ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“ξ=7”、“ξ=8”、“ξ=9”、“ξ=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.
所求的概率为 P(ξ≥7)=0.09+0.28+0.29+0.22=0.88
四、课堂练习:
某一射手射击所得环数分布列为
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 :⑴根据随机变量的概率分步(分步列),可以求随机事件的概率;⑵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、课后作业:
七、板书设计(略)
八、课后记:
预习提纲:
 ⑴什么叫做离散型随机变量ξ的数学期望?它反映了离散型随机变量的什么特征?
 ⑵离散型随机变量ξ的数学期望有什么性质?2. 3离散型随机变量的均值与方差
2.3.1离散型随机变量的均值
教学目标:
知识与技能:了解离散型随机变量的均值或期望的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出均值或期望.
过程与方法:理解公式“E(aξ+b)=aEξ+b”,以及“若ξB(n,p),则Eξ=np”.能熟
练地应用它们求相应的离散型随机变量的均值或期望。
情感、态度与价值观:承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文
价值。
教学重点:离散型随机变量的均值或期望的概念
教学难点:根据离散型随机变量的分布列求出均值或期望
授课类型:新授课
课时安排:4课时
教 具:多媒体、实物投影仪
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ξ、η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其属性(离散型、连续型)
5. 分布列:设离散型随机变量ξ可能取得值为x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为,则称表
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列
6. 分布列的两个性质: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1.
7.离散型随机变量的二项分布:在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n次独立重复试验中这个事件发生的次数ξ是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是
,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 0 1 … k … n
P … …
称这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数,并记=b(k;n,p).
8. 离散型随机变量的几何分布:在独立重复试验中,某事件第一次发生时,所作试验的次数ξ也是一个正整数的离散型随机变量.“”表示在第k次独立重复试验时事件第一次发生.如果把k次试验时事件A发生记为、事件A不发生记为,P()=p,P()=q(q=1-p),那么
(k=0,1,2,…, ).于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 1 2 3 … k …
P … …
称这样的随机变量ξ服从几何分布
记作g(k,p)= ,其中k=0,1,2,…, .
二、讲解新课:
根据已知随机变量的分布列,我们可以方便的得出随机变量的某些制定的概率,但分布列的用途远不止于此,例如:已知某射手射击所得环数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
在n次射击之前,可以根据这个分布列估计n次射击的平均环数.这就是我们今天要学习的离散型随机变量的均值或期望
根据射手射击所得环数ξ的分布列,
我们可以估计,在n次射击中,预计大约有  
  次得4环;
    次得5环;
…………
  次得10环.
故在n次射击的总环数大约为

从而,预计n次射击的平均环数约为

这是一个由射手射击所得环数的分布列得到的,只与射击环数的可能取值及其相应的概率有关的常数,它反映了射手射击的平均水平.
对于任一射手,若已知其射击所得环数ξ的分布列,即已知各个(i=0,1,2,…,10),我们可以同样预计他任意n次射击的平均环数:
….
1. 均值或数学期望: 一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 … xn …
P p1 p2 … pn …
则称 …… 为ξ的均值或数学期望,简称期望.
  2. 均值或数学期望是离散型随机变量的一个特征数,它反映了离散型随机变量取值的平均水平
3. 平均数、均值:一般地,在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中,令…,则有…,…,所以ξ的数学期望又称为平均数、均值
4. 均值或期望的一个性质:若(a、b是常数),ξ是随机变量,则η也是随机变量,它们的分布列为
ξ x1 x2 … xn …
η … …
P p1 p2 … pn …
于是……
=……)……)
=,
由此,我们得到了期望的一个性质:
5.若ξB(n,p),则Eξ=np
证明如下:
∵ ,
∴ 0×+1×+2×+…+k×+…+n×.
又∵ ,
∴ ++…++…+.
故  若ξ~B(n,p),则np.
三、讲解范例:
例1. 篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分,已知他命中的概率为0.7,求他罚球一次得分的期望
解:因为,
所以
例2. 一次单元测验由20个选择题构成,每个选择题有4个选项,其中有且仅有一个选项是正确答案,每题选择正确答案得5分,不作出选择或选错不得分,满分100分学生甲选对任一题的概率为0.9,学生乙则在测验中对每题都从4个选择中随机地选择一个,求学生甲和乙在这次英语单元测验中的成绩的期望
解:设学生甲和乙在这次英语测验中正确答案的选择题个数分别是,则~ B(20,0.9),,
由于答对每题得5分,学生甲和乙在这次英语测验中的成绩分别是5和5所以,他们在测验中的成绩的期望分别是:
例3. 根据气象预报,某地区近期有小洪水的概率为0.25,有大洪水的概率为0. 01.该地区某工地上有一台大型设备,遇到大洪水时要损失60 000元,遇到小洪水时要损失10000元.为保护设备,有以下3 种方案:
方案1:运走设备,搬运费为3 800 元.
方案2:建保护围墙,建设费为2 000 元.但围墙只能防小洪水.
方案3:不采取措施,希望不发生洪水.
试比较哪一种方案好.
解:用X1 、X2和X3分别表示三种方案的损失.
采用第1种方案,无论有无洪水,都损失3 800 元,即
X1 = 3 800 .
采用第2 种方案,遇到大洪水时,损失2 000 + 60 000=62 000 元;没有大洪水时,损失2 000 元,即
同样,采用第 3 种方案,有
于是,
EX1=3 800 ,
EX2=62 000×P (X2 = 62 000 ) + 2 00000×P (X2 = 2 000 )
= 62000×0. 01 + 2000×(1-0.01) = 2 600 ,
EX3 = 60000×P (X3 = 60000) + 10 000×P(X3 =10 000 ) + 0×P (X3 =0)
= 60 000×0.01 + 10000×0.25=3100 .
采取方案2的平均损失最小,所以可以选择方案2 .
值得注意的是,上述结论是通过比较“平均损失”而得出的.一般地,我们可以这样来理解“平均损失”:假设问题中的气象情况多次发生,那么采用方案 2 将会使损失减到最小.由于洪水是否发生以及洪水发生的大小都是随机的,所以对于个别的一次决策,采用方案 2 也不一定是最好的.
例4.随机抛掷一枚骰子,求所得骰子点数的期望
解:∵,
=3.5
例5.有一批数量很大的产品,其次品率是15%,对这批产品进行抽查,每次抽取1件,如果抽出次品,则抽查终止,否则继续抽查,直到抽出次品为止,但抽查次数不超过10次求抽查次数的期望(结果保留三个有效数字)
解:抽查次数取110的整数,从这批数量很大的产品中抽出1件检查的试验可以认为是彼此独立的,取出次品的概率是0.15,取出正品的概率是0.85,前次取出正品而第次(=1,2,…,10)取出次品的概率:
(=1,2,…,10)
需要抽查10次即前9次取出的都是正品的概率:由此可得的概率分布如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.15 0.1275 0.1084 0.092 0.0783 0.0666 0.0566 0.0481 0.0409 0.2316
根据以上的概率分布,可得的期望
例6.随机的抛掷一个骰子,求所得骰子的点数ξ的数学期望.
解:抛掷骰子所得点数ξ的概率分布为
ξ 1 2 3 4 5 6
P
所以
1×+2×+3×+4×+5×+6×
=(1+2+3+4+5+6)×=3.5.
抛掷骰子所得点数ξ的数学期望,就是ξ的所有可能取值的平均值.
例7.某城市出租汽车的起步价为10元,行驶路程不超出4km时租车费为10元,若行驶路程超出4km,则按每超出lkm加收2元计费(超出不足lkm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.某司机经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ξ是一个随机变量.设他所收租车费为η
(Ⅰ)求租车费η关于行车路程ξ的关系式;
(Ⅱ)若随机变量ξ的分布列为
ξ 15 16 17 18
P 0.1 0.5 0.3 0.1
求所收租车费η的数学期望.
(Ⅲ)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:(Ⅰ)依题意得 η=2(ξ-4)十10,即 η=2ξ+2;
(Ⅱ)
∵ η=2ξ+2
∴ 2Eξ+2=34.8 (元)
故所收租车费η的数学期望为34.8元.
  (Ⅲ)由38=2ξ+2,得ξ=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. 口袋中有5只球,编号为1,2,3,4,5,从中任取3球,以表示取出球的最大号码,则( )
A.4;  B.5;  C.4.5;  D.4.75
答案:C
2. 篮球运动员在比赛中每次罚球命中的1分,罚不中得0分.已知某运动员罚球命中的概率为0.7,求
⑴他罚球1次的得分ξ的数学期望;
⑵他罚球2次的得分η的数学期望;
⑶他罚球3次的得分ξ的数学期望.
解:⑴因为,,所以
1×+0×
⑵η的概率分布为
η 0 1 2
P
所以 0×+1×+2×=1.4.
⑶ξ的概率分布为
ξ 0 1 2 3
P
   所以 0×+1×+2×=2.1.
3.设有m升水,其中含有大肠杆菌n个.今取水1升进行化验,设其中含有大肠杆菌的个数为ξ,求ξ的数学期望.
分析:任取1升水,此升水中含一个大肠杆菌的概率是,事件“ξ=k”发生,即n个大肠杆菌中恰有k个在此升水中,由n次独立重复实验中事件A(在此升水中含一个大肠杆菌)恰好发生k次的概率计算方法可求出P(ξ=k),进而可求Eξ.
  解:记事件A:“在所取的1升水中含一个大肠杆菌”,则P(A)=.
    ∴ P(ξ=k)=Pn(k)=C)k(1-)n-k(k=0,1,2,….,n).
  ∴ ξ~B(n,),故 Eξ =n×=
五、小结 :(1)离散型随机变量的期望,反映了随机变量取值的平均水平;
(2)求离散型随机变量ξ的期望的基本步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ 公式E(aξ+b)= aEξ+b,以及服从二项分布的随机变量的期望Eξ=np
六、课后作业:P64-65练习1,2,3,4 P69 A组1,2,3
1.一袋子里装有大小相同的3个红球和两个黄球,从中同时取出2个,则其中含红球个数的数学期望是 (用数字作答)
解:令取取黄球个数 (=0、1、2)则的要布列为
0 1 2
p
于是 E()=0×+1×+2×=0.8
故知红球个数的数学期望为1.2
2.袋中有4个黑球、3个白球、2个红球,从中任取2个球,每取到一个黑球记0分,每取到一个白球记1分,每取到一个红球记2分,用表示得分数
①求的概率分布列
②求的数学期望
解:①依题意的取值为0、1、2、3、4
=0时,取2黑 p(=0)=
=1时,取1黑1白 p(=1)=
=2时,取2白或1红1黑p(=2)= +
=3时,取1白1红,概率p(=3)=
=4时,取2红,概率p(=4)=
0 1 2 3 4
p
∴分布列为
(2)期望E=0×+1×+2×+3×+4×=
3.学校新进了三台投影仪用于多媒体教学,为保证设备正常工作,事先进行独立试验,已知各设备产生故障的概率分别为p1、p2、p3,求试验中三台投影仪产生故障的数学期望
解:设表示产生故障的仪器数,Ai表示第i台仪器出现故障(i=1、2、3)
表示第i台仪器不出现故障,则:
p(=1)=p(A1··)+ p(·A2·)+ p(··A3)
=p1(1-p2) (1-p3)+ p2(1-p1) (1-p3)+ p3(1-p1) (1-p2)
= p1+ p2+p3-2p1p2-2p2p3-2p3p1+3p1p2p3
p(=2)=p(A1· A2·)+ p(A1··)+ p(·A2·A3)
= p1p2 (1-p3)+ p1p3(1-p2)+ p2p3(1-p1)
= p1p2+ p1p3+ p2p3-3p1p2p3
p(=3)=p(A1· A2·A3)= p1p2p3
∴=1×p(=1)+2×p(=2)+3×p(=3)= p1+p2+p3
注:要充分运用分类讨论的思想,分别求出三台仪器中有一、二、三台发生故障的概率后再求期望
4.一个袋子里装有大小相同的3个红球和2个黄球,从中同时取出2个,含红球个数的数学期望是 1.2
解:从5个球中同时取出2个球,出现红球的分布列为
0 1 2
P
5. 、两个代表队进行乒乓球对抗赛,每队三名队员,队队员是,队队员是,按以往多次比赛的统计,对阵队员之间胜负概率如下:
对阵队员 A队队员胜的概率 B队队员胜的概率
A 1 对B1
A 2 对B2
A 3 对B3
现按表中对阵方式出场,每场胜队得1分,负队得0分,设队,队最后所得分分别为,
(1)求,的概率分布; (2)求,
解:(Ⅰ),的可能取值分别为3,2,1,0
根据题意知,所以
(Ⅱ);
因为,所以
七、板书设计(略)
八、教学反思:
(1)离散型随机变量的期望,反映了随机变量取值的平均水平;
(2)求离散型随机变量ξ的期望的基本步骤:
①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;
②求ξ取各个值的概率,写出分布列;
③根据分布列,由期望的定义求出Eξ 公式E(aξ+b)= aEξ+b,以及服从二项分布的随机变量的期望Eξ=np 。2. 3.2离散型随机变量的方差
教学目标:
知识与技能:了解离散型随机变量的方差、标准差的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出方差或标准差。
过程与方法:了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),则Dξ=np(1—p)”,并会应用上述公式计算有关随机变量的方差 。
情感、态度与价值观:承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文价值。
教学重点:离散型随机变量的方差、标准差
教学难点:比较两个随机变量的期望与方差的大小,从而解决实际问题
教具准备:多媒体、实物投影仪 。
教学设想:了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),则Dξ=np(1—p)”,并会应用上述公式计算有关随机变量的方差 。
授课类型:新授课
课时安排3课时
教 具:多媒体、实物投影仪
内容分析:
数学期望是离散型随机变量的一个特征数,它反映了离散型随机变量取值的平均水平,表示了随机变量在随机实验中取值的平均值,所以又常称为随机变量的平均数、均值.今天,我们将对随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度进行研究.其实在初中我们也对一组数据的波动情况作过研究,即研究过一组数据的方差.
回顾一组数据的方差的概念:设在一组数据,,…,中,各数据与它们的平均值得差的平方分别是,,…,,那么++…+
叫做这组数据的方差
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ξ、η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
5. 分布列:
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
6. 分布列的两个性质: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1.
7.二项分布:ξ~B(n,p),并记=b(k;n,p).
ξ 0 1 … k … n
P … …
8.几何分布: g(k,p)= ,其中k=0,1,2,…, .
ξ 1 2 3 … k …
P … …
9.数学期望: 一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 … xn …
P p1 p2 … pn …
则称 …… 为ξ的数学期望,简称期望.
  10. 数学期望是离散型随机变量的一个特征数,它反映了离散型随机变量取值的平均水平
11 平均数、均值:在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中,令…,则有…,…,所以ξ的数学期望又称为平均数、均值
12. 期望的一个性质:
13.若ξB(n,p),则Eξ=np
二、讲解新课:
1. 方差: 对于离散型随机变量ξ,如果它所有可能取的值是,,…,,…,且取这些值的概率分别是,,…,,…,那么,
=++…++…
称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.
2. 标准差:的算术平方根叫做随机变量ξ的标准差,记作.
3.方差的性质:(1);(2);
(3)若ξ~B(n,p),则np(1-p)
4.其它:
⑴随机变量ξ的方差的定义与一组数据的方差的定义式是相同的;
⑵随机变量ξ的方差、标准差也是随机变量ξ的特征数,它们都反映了随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度;
⑶标准差与随机变量本身有相同的单位,所以在实际问题中应用更广泛
三、讲解范例:
例1.随机抛掷一枚质地均匀的骰子,求向上一面的点数的均值、方差和标准差.
解:抛掷散子所得点数X 的分布列为
ξ 1 2 3 4 5 6
P
从而
;
.
例2.有甲乙两个单位都愿意聘用你,而你能获得如下信息:
甲单位不同职位月工资X1/元 1200 1400 1600 1800
获得相应职位的概率P1 0.4 0.3 0.2 0.1
乙单位不同职位月工资X2/元 1000 1400 1800 2000
获得相应职位的概率P2 0.4 0.3 0.2 0.1
根据工资待遇的差异情况,你愿意选择哪家单位?
解:根据月工资的分布列,利用计算器可算得
EX1 = 1200×0.4 + 1 400×0.3 + 1600×0.2 + 1800×0.1
= 1400 ,
DX1 = (1200-1400) 2 ×0. 4 + (1400-1400 ) 2×0.3
+ (1600 -1400 )2×0.2+(1800-1400) 2×0. 1
= 40 000 ;
EX2=1 000×0.4 +1 400×0.3 + 1 800×0.2 + 2200×0.1 = 1400 ,
DX2 = (1000-1400)2×0. 4+(1 400-1400)×0.3 + (1800-1400)2×0.2 + (2200-1400 )2×0.l
= 160000 .
因为EX1 =EX2, DX1例3.设随机变量ξ的分布列为
ξ 1 2 … n
P …
求Dξ
解:(略),
例4.已知离散型随机变量的概率分布为
1 2 3 4 5 6 7
P
离散型随机变量的概率分布为
3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3
P
求这两个随机变量期望、均方差与标准差
解:;


=0.04, .
点评:本题中的和都以相等的概率取各个不同的值,但的取值较为分散,的取值较为集中.,,,方差比较清楚地指出了比取值更集中.
=2,=0.02,可以看出这两个随机变量取值与其期望值的偏差
例5.甲、乙两射手在同一条件下进行射击,分布列如下:射手甲击中环数8,9,10的概率分别为0.2,0.6,0.2;射手乙击中环数8,9,10的概率分别为0.4,0.2,0.24用击中环数的期望与方差比较两名射手的射击水平
解:
+(10-9);
同理有
由上可知,,所以,在射击之前,可以预测甲、乙两名射手所得的平均环数很接近,均在9环左右,但甲所得环数较集中,以9环居多,而乙得环数较分散,得8、10环地次数多些.
点评:本题中,和所有可能取的值是一致的,只是概率的分布情况不同.=9,这时就通过=0.4和=0.8来比较和的离散程度,即两名射手成绩的稳定情况
例6.A、B两台机床同时加工零件,每生产一批数量较大的产品时,出次品的概率如下表所示:
A机床 B机床
次品数ξ1 0 1 2 3 次品数ξ1 0 1 2 3
概率P 0.7 0.2 0.06 0.04 概率P 0.8 0.06 0.04 0.10
问哪一台机床加工质量较好
解: Eξ1=0×0.7+1×0.2+2×0.06+3×0.04=0.44,
Eξ2=0×0.8+1×0.06+2×0.04+3×0.10=0.44.
它们的期望相同,再比较它们的方差
Dξ1=(0-0.44)2×0.7+(1-0.44)2×0.2+(2-0.44)2
×0.06+(3-0.44)2×0.04=0.6064,
Dξ2=(0-0.44)2×0.8+(1-0.44)2×0.06+(2-0.44)2
×0.04+(3-0.44)2×0.10=0.9264.
∴Dξ1< Dξ2 故A机床加工较稳定、质量较好.
四、课堂练习:
1 .已知,则的值分别是( )
A.;  B.;  C.;  D.
答案:1.D
2. 一盒中装有零件12个,其中有9个正品,3个次品,从中任取一个,如果每次取出次品就不再放回去,再取一个零件,直到取得正品为止.求在取得正品之前已取出次品数的期望.
分析:涉及次品率;抽样是否放回的问题.本例采用不放回抽样,每次抽样后次品率将会发生变化,即各次抽样是不独立的.如果抽样采用放回抽样,则各次抽样的次品率不变,各次抽样是否抽出次品是完全独立的事件.
解:设取得正品之前已取出的次品数为ξ,显然ξ所有可能取的值为0,1,2,3
当ξ=0时,即第一次取得正品,试验停止,则
P(ξ=0)=
当ξ=1时,即第一次取出次品,第二次取得正品,试验停止,则
P(ξ=1)=
当ξ=2时,即第一、二次取出次品,第三次取得正品,试验停止,则
P(ξ=2)=
当ξ=3时,即第一、二、三次取出次品,第四次取得正品,试验停止,则P(ξ=3)=
所以,Eξ=
3. 有一批数量很大的商品的次品率为1%,从中任意地连续取出200件商品,设其中次品数为ξ,求Eξ,Dξ
分析:涉及产品数量很大,而且抽查次数又相对较少的产品抽查问题.由于产品数量很大,因而抽样时抽出次品与否对后面的抽样的次品率影响很小,所以可以认为各次抽查的结果是彼此独立的.解答本题,关键是理解清楚:抽200件商品可以看作200次独立重复试验,即ξB(200,1%),从而可用公式:Eξ=np,Dξ=npq(这里q=1-p)直接进行计算
解:因为商品数量相当大,抽200件商品可以看作200次独立重复试验,所以ξB(200,1%)因为Eξ=np,Dξ=npq,这里n=200,p=1%,q=99%,所以,Eξ=200×1%=2,Dξ=200×1%×99%=1.98
4. 设事件A发生的概率为p,证明事件A在一次试验中发生次数ξ的方差不超过1/4
分析:这是一道纯数学问题.要求学生熟悉随机变量的期望与方差的计算方法,关键还是掌握随机变量的分布列.求出方差Dξ=P(1-P)后,我们知道Dξ是关于P(P≥0)的二次函数,这里可用配方法,也可用重要不等式证明结论
证明:因为ξ所有可能取的值为0,1且P(ξ=0)=1-p,P(ξ=1)=p,
所以,Eξ=0×(1-p)+1×p=p
则 Dξ=(0-p)2×(1-p)+(1-p) 2×p=p(1-p)
5. 有A、B两种钢筋,从中取等量样品检查它们的抗拉强度,指标如下:
ξA 110 120 125 130 135 ξB 100 115 125 130 145
P 0.1 0.2 0.4 0.1 0.2 P 0.1 0.2 0.4 0.1 0.2
其中ξA、ξB分别表示A、B两种钢筋的抗拉强度.在使用时要求钢筋的抗拉强度不低于120,试比较A、B两种钢筋哪一种质量较好
分析: 两个随机变量ξA和ξB&都以相同的概率0.1,0.2,0.4,0.1,0.2取5个不同的数值.ξA取较为集中的数值110,120,125,130,135;ξB取较为分散的数值100,115,125,130,145.直观上看,猜想A种钢筋质量较好.但猜想不一定正确,需要通过计算来证明我们猜想的正确性
解:先比较ξA与ξB的期望值,因为
EξA=110×0.1+120×0.2+125×0.4+130×0.1+135×0.2=125,
EξB=100×0.1+115×0.2+125×0.4十130×0.1+145×0.2=125.
所以,它们的期望相同.再比较它们的方差.因为
DξA=(110-125)2×0.1+(120-125) 2 ×0.2+(130-125) 2×0.1+(135-125) 2×0.2=50,
DξB=(100-125)2×0.1+(110-125) 2 ×0.2+(130-125) 2×0.1+(145-125) 2×0.2=165.
所以,DξA < DξB.因此,A种钢筋质量较好
6. 在有奖摸彩中,一期(发行10000张彩票为一期)有200个奖品是5元的,20个奖品是25元的,5个奖品是100元的.在不考虑获利的前提下,一张彩票的合理价格是多少元?
分析:这是同学们身边常遇到的现实问题,比如福利彩票、足球彩票、奥运彩票等等.一般来说,出台各种彩票,政府要从中收取一部分资金用于公共福利事业,同时也要考虑工作人员的工资等问题.本题的“不考虑获利”的意思是指:所收资金全部用于奖品方面的费用
解:设一张彩票中奖额为随机变量ξ,显然ξ所有可能取的值为0,5,25,100依题
意,可得ξ的分布列为
ξ 0 5 25 100
P
答:一张彩票的合理价格是0.2元.
五、小结 :⑴求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;④根据方差、标准差的定义求出、.若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
⑵对于两个随机变量和,在和相等或很接近时,比较和
,可以确定哪个随机变量的性质更适合生产生活实际,适合人们的需要
六、课后作业: P69练习1,2,3 P69 A组4 B组1,2
1.设~B(n、p)且E=12 D=4,求n、p
解:由二次分布的期望与方差性质可知E=np D= np(1-p)
∴ ∴
2.已知随机变量服从二项分布即~B(6、)求b (2;6,)
解:p(=2)=c62()2()4
3.已知甲、乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量和,已知和 的分布列如下:(注得分越大,水平越高)
1 2 3
p a 0.1 0.6
1 2 3
p 0.3 b 0.3
试分析甲、乙技术状况
解:由0.1+0.6+a+1a=0.3
0.3+0.3+b=1a=0.4
∴E=2.3 , E=2.0
D=0.81 , D=0.6
七、板书设计(略)
八、教学反思:
⑴求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:
①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;
②求ξ取各个值的概率,写出分布列;
③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;
④根据方差、标准差的定义求出、.若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
⑵对于两个随机变量和,在和相等或很接近时,比较和,可以确定哪个随机变量的性质更适合生产生活实际,适合人们的需要§3.1 独立性检验(2)
教学目标
通过对典型案例的探究,进一步巩固独立性检验的基本思想、方法,并能运用χ2统计量进行独立性检验.
教学重点,难点:独立性检验的基本方法是重点.基本思想的领会及方法应用是难点.
教学过程
一.学生活动
练习:
(1)某大学在研究性别与职称(分正教授、副教授)之间是否有关系,你认为应该收集哪些数据? .
(2)某高校“统计初步”课程的教师随机调查了选该课的一些学生情况,具体数据如下表:
非统计专业 统计专业
男 13 10
女 7 20
为了判断主修统计专业是否与性别有关系,根据表中的数据,得到
χ2,∵χ2,
所以判定主修统计专业与性别有关系,那么这种判断出错的可能性为 .(答案:5%)
附:临界值表(部分):
(χ2) 0.10 0.05 0.025 0.010
2.706 3.841 5.024 6.635
二.数学运用
1.例题:
例1.在对人们的休闲方式的一次调查中,共调查了124人,其中女性70人,男性54人。女性中有43人主要的休闲方式是看电视,另外27人主要的休闲方式是运动;男性中有21人主要的休闲方式是看电视,另外33人主要的休闲方式是运动。
(1)根据以上数据建立一个2× 2列联表;
(2)判断性别与休闲方式是否有关系。
解:(1)2× 2的列联表:
休闲方式性别 看电视 运动 总计
女 43 27 70
男 21 33 54
总计 64 60 124
(2)假设“休闲方式与性别无关”
χ2
因为χ2,所以有理由认为假设“休闲方式与性别无关”是不合理的,即有97.5%的把握认为“休闲方式与性别有关”。
例2.气管炎是一种常见的呼吸道疾病,医药研究人员对两种中草药治疗慢性气管炎的疗效进行对比,所得数据如表所示.问它们的疗效有无差异(可靠性不低于99%)?
有效 无效 合计
复方江剪刀草 184 61 245
胆黄片 91 9 100
合计 275 70 345
分析:由列联表中的数据可知,服用复方江剪刀草的患者的有效率为,服用胆黄片的患者的有效率为,可见,服用复方江剪刀草的患者与服用胆黄片的患者的有 效率存在较大差异.下面用进行独立性检验,以确定能有多大把握作出这一推断.
解:提出假设:两种中草药的治疗效果没有差异,即病人使用这两种药物中的何种药物对疗效没有明显差异.
由列联表中的数据,求得
当成立时,的概率约为,而这里
所以我们有的把握认为:两种药物的疗效有差异.
例3.下表中给出了某周内中学生是否喝过酒的随机调查结果,若要使结论的可靠性不低于95%,根据所调查的数据,能否作出该周内中学生是否喝过酒与性别有关的结论?
喝过酒 没喝过酒 合计
男生 77 404 481
女生 16 122 138
合计 93 526 619
解:提出假设:该周内中学生是否喝过酒与性别无关.
由列联表中的数据,求得 ,
当成立时,的概率约为,而这里,
所以,不能推断出喝酒与性别有关的结论.
三.回顾小结:
1.独立性检验的思想方法及一般步骤.
四.课外作业:补充。




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12. 2.1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 具:多媒体、实物投影仪
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 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)规范性:P(|B)=1;
(3)可列可加性:如果是两个互斥事件,则
.
更一般地,对任意的一列两两部相容的事件(I=1,2…),有
P =.
例1.在5道题中有3道理科题和2道文科题.如果不放回地依次抽取2 道题,求:
(l)第1次抽到理科题的概率;
(2)第1次和第2次都抽到理科题的概率;
(3)在第 1 次抽到理科题的条件下,第2次抽到理科题的概率.
解:设第1次抽到理科题为事件A,第2次抽到理科题为事件B,则第1次和第2次都抽到理科题为事件AB.
(1)从5道题中不放回地依次抽取2道的事件数为
n()==20.
根据分步乘法计数原理,n (A)==12 .于是
.
(2)因为 n (AB)==6 ,所以
.
(3)解法 1 由( 1 ) ( 2 )可得,在第 1 次抽到理科题的条件下,第 2 次抽到理科题的概
.
解法2 因为 n (AB)=6 , n (A)=12 ,所以
.
例2.一张储蓄卡的密码共位数字,每位数字都可从0~9中任选一个.某人在银行自动提款机上取钱时,忘记了密码的最后一位数字,求:
(1)任意按最后一位数字,不超过 2 次就按对的概率;
(2)如果他记得密码的最后一位是偶数,不超过2次就按对的概率.
解:设第i次按对密码为事件(i=1,2) ,则表示不超过2次就按对密码.
(1)因为事件与事件互斥,由概率的加法公式得
.
(2)用B 表示最后一位按偶数的事件,则
.
课堂练习.
1、抛掷一颗质地均匀的骰子所得的样本空间为S={1,2,3,4,5,6},令事件A={2,3,5},B={1,2,4,5,6},求P(A),P(B),P(AB),P(A︱B)。
2、一个正方形被平均分成9个部分,向大正方形区域随机地投掷一个点(每次都能投中),设投中最左侧3个小正方形区域的事件记为A,投中最上面3个小正方形或正中间的1个小正方形区域的事件记为B,求P(AB),P(A︱B)。
3、在一个盒子中有大小一样的20个球,其中10和红球,10个白球。求第1个人摸出1个红球,紧接着第2个人摸出1个白球的概率。
巩固练习: 课本55页练习1、2
课外作业:第60页 习题 2. 2 1 ,2 ,3
教学反思:
1. 通过对具体情景的分析,了解条件概率的定义。
2. 掌握一些简单的条件概率的计算。
3. 通过对实例的分析,会进行简单的应用。1. 3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质
教学目标:
知识与技能:掌握二项式系数的四个性质。
过程与方法:培养观察发现,抽象概括及分析解决问题的能力。
情感、态度与价值观:要启发学生认真分析书本图1-5-1提供的信息,从特殊到一般,归纳猜想,合情推理得到二项式系数的性质再给出严格的证明。
教学重点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
教学难点:如何灵活运用展开式、通项公式、二项式系数的性质解题
授课类型:新授课
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
一、复习引入:
1.二项式定理及其特例:
(1),
(2).
2.二项展开式的通项公式:
3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性
二、讲解新课:
1二项式系数表(杨辉三角)
展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表中每行两端都是,除以外的每一个数都等于它肩上两个数的和
2.二项式系数的性质:
展开式的二项式系数是,,,…,.可以看成以为自变量的函数
定义域是,例当时,其图象是个孤立的点(如图)
(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵).
直线是图象的对称轴.
(2)增减性与最大值.∵,
∴相对于的增减情况由决定,,
当时,二项式系数逐渐增大.由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值;
当是偶数时,中间一项取得最大值;当是奇数时,中间两项,取得最大值.
(3)各二项式系数和:
∵,
令,则
三、讲解范例:
例1.在的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和
证明:在展开式中,令,则,
即,
∴,
即在的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.
说明:由性质(3)及例1知.
例2.已知,求:
(1); (2); (3).
解:(1)当时,,展开式右边为
∴,
当时,,∴,
(2)令, ①
令, ②
①② 得:,∴ .
(3)由展开式知:均为负,均为正,
∴由(2)中①+② 得:,
∴ ,

例3.求(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)10展开式中x3的系数
解:
=,
∴原式中实为这分子中的,则所求系数为
第二课时
例4.在(x2+3x+2)5的展开式中,求x的系数
解:∵
∴在(x+1)5展开式中,常数项为1,含x的项为,
在(2+x)5展开式中,常数项为25=32,含x的项为
∴展开式中含x的项为 ,
∴此展开式中x的系数为240
例5.已知的展开式中,第五项与第三项的二项式系数之比为14;3,求展开式的常数项
解:依题意
∴3n(n-1)(n-2)(n-3)/4!=4n(n-1)/2!n=10
设第r+1项为常数项,又
令,
此所求常数项为180
例6. 设,
当时,求的值
解:令得:

∴,
点评:对于,令即可得各项系数的和的值;令即,可得奇数项系数和与偶数项和的关系
例7.求证:.
证(法一)倒序相加:设 ①
又∵   ②
∵,∴,
由①+②得:,
∴,即.
(法二):左边各组合数的通项为

∴ .
例8.在的展开式中,求:
①二项式系数的和; 
②各项系数的和; 
③奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和; 
④奇数项系数和与偶数项系数和; 
⑤的奇次项系数和与的偶次项系数和.
分析:因为二项式系数特指组合数,故在①,③中只需求组合数的和,而与二项式中的系数无关.
解:设(*),
各项系数和即为,奇数项系数和为,偶数项系数和为,的奇次项系数和为,的偶次项系数和.
由于(*)是恒等式,故可用“赋值法”求出相关的系数和.
①二项式系数和为.
②令,各项系数和为.
③奇数项的二项式系数和为,
偶数项的二项式系数和为.
④设,
令,得到…(1),
令,(或,)得…(2)
(1)+(2)得,
∴奇数项的系数和为;
(1)-(2)得,
∴偶数项的系数和为.
⑤的奇次项系数和为;
的偶次项系数和为.
点评:要把“二项式系数的和”与“各项系数和”,“奇(偶)数项系数和与奇(偶)次项系数和”严格地区别开来,“赋值法”是求系数和的常规方法之一.
第三课时
例9.已知的展开式的系数和比的展开式的系数和大992,求的展开式中:①二项式系数最大的项;②系数的绝对值最大的项.
解:由题意,解得.
①的展开式中第6项的二项式系数最大,
即.
②设第项的系数的绝对值最大,

∴,得,即
∴,∴,故系数的绝对值最大的是第4项
例10.已知:的展开式中,各项系数和比它的二项式系数和大.
(1)求展开式中二项式系数最大的项;(2)求展开式中系数最大的项
解:令,则展开式中各项系数和为,
又展开式中二项式系数和为,
∴,.
(1)∵,展开式共项,二项式系数最大的项为第三、四两项,
∴,,
(2)设展开式中第项系数最大,则,
∴,∴,
即展开式中第项系数最大,.
例11.已知,
求证:当为偶数时,能被整除
分析:由二项式定理的逆用化简,再把变形,化为含有因数的多项式
∵,
∴,∵为偶数,∴设(),

() ,
当=时,显然能被整除,
当时,()式能被整除,
所以,当为偶数时,能被整除
三、课堂练习:
1.展开式中的系数为 ,各项系数之和为 .
2.多项式()的展开式中,的系数为
3.若二项式()的展开式中含有常数项,则的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
4.某企业欲实现在今后10年内年产值翻一番的目标,那么该企业年产值的年平均增长率最低应 ( )
A.低于5% B.在5%~6%之间
C.在6%~8%之间 D.在8%以上
5.在的展开式中,奇数项之和为,偶数项之和为,则等于( )
A.0 B. C. D.
6.求和:.
7.求证:当且时,.
8.求的展开式中系数最大的项
答案:1. 45, 0 2. 0 .提示:
3. B 4. C 5. D 6.
7. (略) 8.
四、小结 :二项式定理体现了二项式的正整数幂的展开式的指数、项数、二项式系数等方面的内在联系,涉及到二项展开式中的项和系数的综合问题,只需运用通项公式和二项式系数的性质对条件进行逐个节破,对于与组合数有关的和的问题,赋值法是常用且重要的方法,同时注意二项式定理的逆用
五、课后作业:P36 习题1.3A组5. 6. 7.8 B组1. 2
1.已知展开式中的各项系数的和等于的展开式的常数项,而 展开式的系数的最大的项等于,求的值
答案:
2.设
求:① ②.
答案:①; ②
3.求值:.
答案:
4.设,试求的展开式中:
(1)所有项的系数和;
(2)所有偶次项的系数和及所有奇次项的系数和
答案:(1);
(2)所有偶次项的系数和为;
所有奇次项的系数和为
六、板书设计(略)
七、教学反思:
二项展开式中的二项式系数都是一些特殊的组合数,它有三条性质,要理解和掌握好,同时要注意“系数”与“二项式系数”的区别,不能混淆,只有二项式系数最大的才是中间项,而系数最大的不一定是中间项,尤其要理解和掌握“取特值”法,它是解决有关二项展开式系数的问题的重要手段。
二项式定理概念的引入,我们已经学过(a+b)2=a2+2ab+b2,(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3,那么对一般情况;(a+b)n展开后应有什么规律,这里n∈N,这就是我们这节课“二项式定理”要研究的内容.
选择实验归纳的研究方式,对(a+b)n一般形式的研究与求数列{an}的通项公式有些类似,大家想想,求an时我们用了什么方法,学生:先写出前n项,再观察规律,猜测其表达式,最后用数学归纳法证明,老师:大家说得很正确,现在我们用同样的方式来研究(a+b)4的展开,因(a+b)4=(a+b)3(a+b),我们可以用(a+b)3展开的结论计算(a+b)4(由学生板演完成,体会计算规律)然后老师把计算过程总结为如下形式:
(a+b)4=(a+b)3(a+b)=(a3+3a2b+3ab2+b3)(a+b)=a4+3a3b2+ab3+3a2b2+3ab3+b4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4.
对计算的化算:对(a+b)n展开式中的项,字母指数的变化规律是十分明显的,大家能说出它们的规律吗?学生:a的指数从n逐次降到0,b的指数从0逐次升到n,老师:大家说的很对,这样一来展开式的项数就是从0到n的(n+1) 项了,但唯独系数规律还是“犹抱琵琶半遮面”使我们难以发现,但我们仍可用来表示,它这样一来(a+b)n的展开形式就可写成(a+b)n=现在的问题就是要找的表达形式.为此我们要采用抽象分析法来化简计算
2007年高考题
1.(2007年江苏卷)若对于任意实数,有,则的值为(B)
A. B. C. D.
2.(2007年湖北卷)如果 的展开式中含有非零常数项,则正整数n的最小值为
A.3 B.5 C.6 D.10
【答案】:B.
【分析】:,
,()。.
【高考考点】:本题主要考查二项式定理的有关知识和整除的知识,以及分析问题和解决问题的能力.
【易错点】:注意二项式定理的通项公式中项数与r的关系。
【备考提示】:二项式定理是高考的常考内容,有时单独命题,有时与其它分支的知识相综合。
3.(2007年江西卷)已知展开式中,各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为,则等于( C )
A. B. C. D.
4.(2007年全国卷I)的展开式中,常数项为,则( D )
A. B. C. D.
5.(2007年全国卷Ⅱ)的展开式中常数项为 .(用数字作答)
6.(2007年天津卷)若的二项展开式中的系数为,则 2 (用数字作答).
7.(2007年重庆卷)若展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( B )
A10 B.20 C.30 D.120
8.(2007年安徽卷)若(2x3+)a的展开式中含有常数项,则最小的正整数n等于 7 .
9.(2007年湖南卷)将杨辉三角中的奇数换成1,偶数换成0,得到如图1所示的0-1三角数表.从上往下数,第1次全行的数都为1的是第1行,第2次全行的数都为1的是第3行,…,第次全行的数都为1的是第 行;第61行中1的个数是 32 .
第1行      1 1
第2行 1 0 1
第3行 1 1 1 1
第4行 1 0 0 0 1
第5行 1 1 0 0 1 1
…… ………………………………………
图11. 2.1 排列的概念
【教学目标】
1.了解排列、排列数的定义;掌握排列数公式及推导方法;
2. 能用“树形图”写出一个排列问题的所有的排列,并能运用排列数公式进行计算。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
【教学重难点】
教学重点:排列的定义、排列数公式及其应用
教学难点:排列数公式的推导
【教学过程】
合作探究一: 排列的定义
我们看下面的问题
(1)从红球、黄球、白球三个小球中任取两个,分别放入甲、乙盒子里
(2)从10名学生中选2名学生做正副班长;
(3)从10名学生中选2名学生干部;
上述问题中哪个是排列问题?为什么?
概念形成
1、元素:我们把问题中被取的对象叫做元素
2、排列:从个不同元素中,任取()个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列。
说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列(与位置有关)
(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同
合作探究二 排列数的定义及公式
3、排列数:从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号表示
议一议:“排列”和“排列数”有什么区别和联系?
4、排列数公式推导
探究:从n个不同元素中取出2个元素的排列数是多少?呢?呢?
()
说明:公式特征:(1)第一个因数是,后面每一个因数比它前面一个少1,最后一个
因数是,共有个因数;
(2)
即学即练:
1.计算 (1); (2) ;(3)
2.已知,那么
3.且则用排列数符号表示为( )
. . . .
答案:1、5040、20、20;2、6;3、C
例1. 计算从这三个元素中,取出3个元素的排列数,并写出所有的排列。
解析:(1)利用好树状图,确保不重不漏;(2)注意最后列举。
解:略
点评:在写出所要求的排列时,可采用树状图或框图一一列出,一定保证不重不漏。
变式训练:由数字1,2,3,4可以组成多少个没有重复数字的三位数?并写出所有的排列。
5 、全排列:n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个不同元素的全排列。
此时在排列数公式中, m = n
全排列数:(叫做n的阶乘).
即学即练:口答(用阶乘表示):(1) (2) (3)
想一想:由前面联系中( 2 ) ( 3 )的结果我们看到,和有怎样的关系?那么,这个结果有没有一般性呢?
排列数公式的另一种形式:
另外,我们规定 0! =1 .
想一想:排列数公式的两种不同形式,在应用中应该怎样选择?
例2.求证:.
解析:计算时,既要考虑排列数公式,又要考虑各排列数之间的关系;先化简,以减少运算量。
解:
左边=
点评:(1)熟记两个公式;(2)掌握两个公式的用途;(3)注意公式的逆用。
思考:你能用计数原理直接解释例2中的等式吗?(提示:可就所取的m个元素分类,分含某个元素a和不含元素a两类)
变式训练:已知,求的值。(n=15)
归纳总结:1、顺序是排列的特征;2、两个排列数公式的用途:乘积形式多用于计算,阶乘形式多用于化简或证明。
【当堂检测】
1.若,则 ( )
2.若,则的值为 ( )
3. 已知,那么 ;
4.一个火车站有8股岔道,停放4列不同的火车,有多少种不同的停放方法(假定每股岔道只能停放1列火车)?
答案:1、B;2、A;3、8;4、1680。
1.2.1 排列的概念
课前预习学案
一、预习目标
预习排列的定义和排列数公式,了解排列数公式的推导过程,能应用排列数公式计算、化简、求值。
二、预习内容
1.一般的,
叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
2.
叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 表示。
3.排列数公式A ;
4.全排列: 。
A 。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1.了解排列、排列数的定义;掌握排列数公式及推导方法;
2. 能用“树形图”写出一个排列问题的所有的排列,并能运用排列数公式进行计算。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
学习重难点:
教学重点:排列的定义、排列数公式及其应用
教学难点:排列数公式的推导
二、学习过程
合作探究一: 排列的定义
问题
(1)从红球、黄球、白球三个小球中任取两个,分别放入甲、乙盒子里
(2)从10名学生中选2名学生做正副班长;
(3)从10名学生中选2名学生干部;
上述问题中哪个是排列问题?为什么?
概念形成
1、元素: 。
2、排列:从个不同元素中,任取()个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的 排成一列,叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列。
说明:(1)排列的定义包括两个方面:① ②按一定的 排列(与位置有关)
(2)两个排列相同的条件:①元素 ,②元素的排列 也相同
合作探究二 排列数的定义及公式
3、排列数:从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号 表示
议一议:“排列”和“排列数”有什么区别和联系?
4、排列数公式推导
探究:从n个不同元素中取出2个元素的排列数是多少?呢?呢?
()
说明:公式特征:(1)第一个因数是,后面每一个因数比它前面一个少1,最后一个
因数是,共有个因数;
(2)
即学即练:
1.计算 (1); (2) ;(3)
2.已知,那么
3.且则用排列数符号表示为( )
. . . .
答案:1、5040、20、20;2、6;3、C
例1. 计算从这三个元素中,取出3个元素的排列数,并写出所有的排列。
解析:(1)利用好树状图,确保不重不漏;(2)注意最后列举。
解:
总结:
变式训练:由数字1,2,3,4可以组成多少个没有重复数字的三位数?并写出所有的排列。
5 、全排列:n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个不同元素的 。
此时在排列数公式中, m = n
全排列数:(叫做n的阶乘).
想一想:由前面联系中( 2 ) ( 3 )的结果我们看到,和有怎样的关系?那么,这个结果有没有一般性呢?
排列数公式的另一种形式:
另外,我们规定 0! =1 .
想一想:排列数公式的两种不同形式,在应用中应该怎样选择?
例2.求证:.
解析:计算时,既要考虑排列数公式,又要考虑各排列数之间的关系;先化简,以减少运算量。
解:
点评:(1)熟记两个公式;(2)掌握两个公式的用途;(3)注意公式的逆用。
思考:你能用计数原理直接解释例2中的等式吗?(提示:可就所取的m个元素分类,分含某个元素a和不含元素a两类)
变式训练:已知,求的值。(n=15)
三、反思总结
1、 是排列的特征;2、两个排列数公式的用途:乘积形式多用于 ,阶乘形式多用于 或 。
四、当堂检测
1.若,则 ( )
2.若,则的值为 ( )
3. 已知,那么 ;
4.一个火车站有8股岔道,停放4列不同的火车,有多少种不同的停放方法(假定每股岔道只能停放1列火车)?
答案:1、B;2、A;3、8;4、1680。
课后练习与提高
1.下列各式中与排列数相等的是( )
(A) (B)n(n-1)(n-2)……(n-m) (C) (D)
2.若 n∈N且 n<20,则(27-n)(28-n)……(34-n)等于( )
(A) (B) (C) (D)
3.若S=,则S的个位数字是( )
(A)0 (B)3 (C)5 (D)8
4.已知,则n= 。
5.计算 。
6.解不等式:2<
1.D 2.D 3.C 4. 9 5. 1. 6、{n|2≤n≤6}
1.2.2 排列应用题
【教学目标】
1. 进一步理解排列的意义,并能用排列数公式进行运算;
2. 能用所学的排列知识和具体方法正确解决简单的实际问题。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
【教学重难点】
教学重点:排列应用题常用的方法:直接法(包括特殊元素处理法、特殊位置处理法、捆绑法、插空法),间接法
教学难点:排列数公式的理解与运用
【教学过程】
情境设计
从1~9这九个数字中选出三个组成一个三位数,则这样的三位数的个数是多少?
新知教学
排列数公式的应用:
例1、(1)某足球联赛共有12支队伍参加,每队都要与其他队在主、客场分别比赛一场,共要进行多少场比赛?
解:见书本16页例6
变式训练:
(1)放假了,某宿舍的四名同学相约互发一封电子邮件,则他们共发了多少封电子邮件?
(2) 放假了,某宿舍的四名同学相约互通一次电话,共打了多少次电话?
例2、(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人1本,共有多少种不同的送法?
(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
解:见书本16页例3
例3、用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
解:见书本19页例4
点评 :解答元素“在”与“不在”某一位置问题的思路是:优先安置受限制的元素,然后再考虑一般对象的安置问题’,常用方法如下:
1)从特殊元素出发,事件分类完成,用分类计数原理.
2)从特殊位置出发,事件分步完成,用分步计数原理.
3)从“对立事件”出发,用减法.
4)若要求某n个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
5)若要求某n个元素间隔,常采用“插空法”。所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.
变式训练: 有四位司机、四个售票员组成四个小组,每组有一位司机和一位售票员,则不同的分组方案共有( )
(A)种 (B)种 (C)·种 (D)种
答案:D
例4、三个女生和五个男生排成一排.
(1)如果女生必须全排在一起,有多少种不同的排法?
(2)如果女生必须全分开,有多少种不同的排法?
(3)如果两端都不能排女生,有多少种不同的排法?
(4)如果两端不能都排女生,有多少种不同的排法?
(5)如果三个女生站在前排,五个男生站在后排,有多少种不同的排法?
答案:(1) 4320;(2) 14400;(3) 14400;(4) 36000;(5) 720
点评:
1)若要求某n个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
2)若要求某n个元素间隔,常采用“插空法”。所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.
变式训练:
1、6个人站一排,甲不在排头,共有 种不同排法.
2.6个人站一排,甲不在排头,乙不在排尾,共有 种不同排法.
答案:1.600 2.504
归纳总结:
1、解有关排列的应用题时,先将问题归结为排列问题,然后确定原有元素和取出元素的个数,即n、m的值.
2、解决相邻问题通常用捆绑的办法;不相邻问题通常用插入的办法.
3、解有条件限制的排列问题思路:①正确选择原理;②处理好特殊元素和特殊位置,先让特殊元素占位,或特殊位置选元素;③再考虑其余元素或其余位置;④数字的排列问题,0不能排在首位
4、判断是否是排列问题关键在于取出的元素是否与顺序有关,若与顺序有关则是排列,否则不是.
5、由于解排列应用题往往难以验证结果的正确性,所以一般应考虑用一种方法计算结果,用另一种方法检查核对,辨别正误.
【当堂检测】
1.用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
(A)24个 (B)30个 (C)40个 (D)60个
2.甲、乙、丙、丁四种不同的种子,在三块不同土地上试种,其中种子甲必须试种,那么不同的试种方法共有( )
(A)12种 (B)18种 (C)24种 (D)96种
3.某天上午要排语文、数学、体育、计算机四节课,其中体育不排在第一节,那么这天上午课程表的不同排法共有( )
(A)6种 (B)9种 (C)18种 (D)24种
4.五男二女排成一排,若男生甲必须排在排头或排尾,二女必须排在一起,不同的排法共有 种.
答案:1、A;2、B;3、C;4、480。
1.2.2 排列应用题
课前预习学案
一、预习目标
预习排列应用题的类型,了解排列应用题的思考原则和具体方法,能解较简单的排列应用题
二、预习内容
例1、(1)某足球联赛共有12支队伍参加,每队都要与其他队在主、客场分别比赛一场,共要进行多少场比赛?
解:
例2、(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人1本,共有多少种不同的送法?
(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
解:
例3、用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1. 进一步理解排列的意义,并能用排列数公式进行运算;
2. 能用所学的排列知识和具体方法正确解决简单的实际问题。
3、通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
学习重难点:
学习重点:排列应用题常用的方法:直接法(包括特殊元素处理法、特殊位置处理法、捆绑法、插空法),间接法
学习难点:排列数公式的理解与运用
二、学习过程
情境设计
从1~9这九个数字中选出三个组成一个三位数,则这样的三位数的个数是多少?
新知教学
排列数公式的应用:
例1、(1)某足球联赛共有12支队伍参加,每队都要与其他队在主、客场分别比赛一场,共要进行多少场比赛?
解:
变式训练:
(1)放假了,某宿舍的四名同学相约互发一封电子邮件,则他们共发了多少封电子邮件?
(2) 放假了,某宿舍的四名同学相约互通一次电话,共打了多少次电话?
答案:(1)12;(2)6
例2、(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人1本,共有多少种不同的送法?
(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
解:
例3、用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
解:
点评 :解答元素“在”与“不在”某一位置问题的思路是:优先安置受限制的元素,然后再考虑一般对象的安置问题’,常用方法如下:
1)从特殊元素出发,事件分类完成,用分类计数原理.
2)从特殊位置出发,事件分步完成,用分步计数原理.
3)从“对立事件”出发,用减法.
4)若要求某n个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
5)若要求某n个元素间隔,常采用“插空法”。所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.
变式训练: 有四位司机、四个售票员组成四个小组,每组有一位司机和一位售票员,则不同的分组方案共有( )
(A)种 (B)种 (C)·种 (D)种
答案:D
例4、三个女生和五个男生排成一排.
(1)如果女生必须全排在一起,有多少种不同的排法?
(2)如果女生必须全分开,有多少种不同的排法?
(3)如果两端都不能排女生,有多少种不同的排法?
(4)如果两端不能都排女生,有多少种不同的排法?
(5)如果三个女生站在前排,五个男生站在后排,有多少种不同的排法?
解:
答案:(1) 4320;(2) 14400;(3) 14400;(4) 36000;(5) 720
点评:
1)若要求某n个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
2)若要求某n个元素间隔,常采用“插空法”。所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.
变式训练:
1、6个人站一排,甲不在排头,共有 种不同排法.
2.6个人站一排,甲不在排头,乙不在排尾,共有 种不同排法.
答案:1.600 2.504
归纳总结:
1、解有关排列的应用题时,先将问题归结为排列问题,然后确定原有元素和取出元素的个数,即n、m的值.
2、解决相邻问题通常用捆绑的办法;不相邻问题通常用插入的办法.
3、解有条件限制的排列问题思路:①正确选择原理;②处理好特殊元素和特殊位置,先让特殊元素占位,或特殊位置选元素;③再考虑其余元素或其余位置;④数字的排列问题,0不能排在首位
4、判断是否是排列问题关键在于取出的元素是否与顺序有关,若与顺序有关则是排列,否则不是.
5、由于解排列应用题往往难以验证结果的正确性,所以一般应考虑用一种方法计算结果,用另一种方法检查核对,辨别正误.
【当堂检测】
1.用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
(A)24个 (B)30个 (C)40个 (D)60个
2.甲、乙、丙、丁四种不同的种子,在三块不同土地上试种,其中种子甲必须试种,那么不同的试种方法共有( )
(A)12种 (B)18种 (C)24种 (D)96种
3.某天上午要排语文、数学、体育、计算机四节课,其中体育不排在第一节,那么这天上午课程表的不同排法共有( )
(A)6种 (B)9种 (C)18种 (D)24种
4.五男二女排成一排,若男生甲必须排在排头或排尾,二女必须排在一起,不同的排法共有 种.
答案:1、A;2、B;3、C;4、480。
课后练习与提高
1.由0,l,2,3,4,5这六个数字组成的无重复数字的三位数中,奇数个数与偶数个数之比为 ( )(A) l:l (B)2:3 (C) 12:13 (D) 21:23
2.由0,l,2,3,4这五个数字组成无重复数字的五位数中,从小到大排列第86个数是 ( ) (A)42031 (B)42103 (C)42130 (D)43021
3.若直线方程AX十By=0的系数A、B可以从o, 1,2,3,6,7六个数中取不同的数值,则这些方程所表示的直线条数是 ( )
(A)一2 B) (C)+2 (D)-2
4.从a,b,c,d,e这五个元素中任取四个排成一列,b不排在第二的不同排法有 ()
A B C D
5.从4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的3块土地上进行实验,有 24 种不
同的种植方法。
6.9位同学排成三排,每排3人,其中甲不站在前排,乙不站在后排,这样的排法种数共有 166320种。
7、某产品的加工需要经过5道工序,
(1)如果其中某一工序不能放在最后加工,有多少种排列加工顺序的方法?
(2)如果其中某两工序不能放在最前,也不能放在最后,有多少种排列加工顺序的方法?
答案:1.C 2.A 3.B 4. D 5.24. 6、166320;7、⑴96; ⑵36。
1.2.3组合
【教学目标】:
(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)正确认识组合与排列的区别与联系
(3)会解决一些简单的组合问题
【教学重难点】:掌握组合定义及与排列的区别,会计算组合数
【教学过程】:
情景导入
问题一:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
问题二:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?
检查预习
合作探究
合作探究:
探究1:组合的定义?
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
探究2:排列与组合的概念有什么共同点与不同点?
不同点: 排列与元素的顺序有关,
而组合则与元素的顺序无关.
共同点: 都要“从n个不同元素中任取m个元素”
问题三:判断下列问题是组合问题还是排列问题
(1)设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的含有3个元素的子集有多少个
(2)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票
组合是选择的结果,排列是选择后再排序的结果.
探究3:写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的所有组合
abc , abd , acd ,bcd
每一个组合又能对应几个排列?
交流展示
精讲精练
例1判断下列问题是排列问题还是组合问题?
(1)a、b、c、d四支足球队之间进行单循环比赛,共需要多少场比赛?
(2)a、b、c、d四支足球队争夺冠亚军,有多少场不同的比赛?
变式训练1 已知ABCDE五个元素,写出取出3个元素的所有组合
例2计算下列各式的值
(1)
(2)
变式训练2 (1)解方程
(2)已知
反馈测评
1、判断下列语句是排列问题还是组合问题
(1)某人射击8次,命中4枪,且命中的4枪均为2枪连中,不同的结果有多少种
(2)某人射击8次,命中4枪,且命中的4枪均为3枪连中,不同的结果有多少种
2、计算( )
A120 B240 C60 D480
3、已知=10,则n=( )
A10 B5 C3 D2
4、如果,则m=( )
A6 B7 C8 D9
1、给出下面几个问题,其中是组合问题的有( )
①由1,2,3,4构成的2个元素的集合 ②五个队进行单循环比赛的分组情况
③由1,2,3组成两位数的不同方法数④由1,2,3组成无重复数字的两位数
A①③ B②④ C①② D①②④
2、的不同值有( )
A1个 B2个 C3个 D4个
3、已知集合A={1,2,3,4,5,6},B={1,2},若集合M满足BMA,则这样的集合M共有
( )
A12个 B13个 C14个 D15个
4、已知
5、若x满足,则x=
6、已知
参考答案:1C 2B 3C 4 m=14,n=34 5 2,3,4,5,
6 n=2
【板书设计】:略。
【作业布置】:略。
1.2.3组合与组合数公式
课前预习学案
一、预习目标
预习:(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)正确认识组合与排列的区别与联系
(3)会解决一些简单的组合问题
二、预习内容
1.组合的定义:
2.组合与排列的区别与联系
(1)共同点

(2)不同点

3.组合数
= = =
4.归纳提升
(1)区分组合与排列
(2)组合数计算问题
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)正确认识组合与排列的区别与联系
(3)会解决一些简单的组合问题
学习重难点:组合与排列的区分
二、学习过程
问题探究情境
问题一:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
问题二:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?
合作探究:
探究1:组合的定义?
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
探究2:排列与组合的概念有什么共同点与不同点?
不同点: 排列与元素的顺序有关,
而组合则与元素的顺序无关.
共同点: 都要“从n个不同元素中任取m个元素”
问题三:判断下列问题是组合问题还是排列问题
(1)设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的含有3个元素的子集有多少个
(2)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票
组合是选择的结果,排列是选择后再排序的结果.
探究3:写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的所有组合
abc , abd , acd ,bcd
每一个组合又能对应几个排列?
问题四:你能得出组合数的计算公式吗?
= = =
规定:
典例分析
例1判断下列问题是排列问题还是组合问题?
(1)a、b、c、d四支足球队之间进行单循环比赛,共需要多少场比赛?
(2)a、b、c、d四支足球队争夺冠亚军,有多少场不同的比赛?
变式训练1 已知ABCDE五个元素,写出取出3个元素的所有组合
例2计算下列各式的值
(1)
(2)
变式训练2 (1)解方程
(2)已知
三、反思总结
1区分组合与排列
2组合数的计算公式的说明




四、当堂检测
1、计算( )
A120 B240 C60 D480
2、已知=10,则n=( )
A10 B5 C3 D2
3、如果,则m=( )
A6 B7 C8 D9
答案:1、A 2、B 3、B
课后练习与提高
1、给出下面几个问题,其中是组合问题的有( )
①由1,2,3,4构成的2个元素的集合 ②五个队进行单循环比赛的分组情况
③由1,2,3组成两位数的不同方法数④由1,2,3组成无重复数字的两位数
A①③ B②④ C①② D①②④
2、的不同值有( )
A1个 B2个 C3个 D4个
3、已知集合A={1,2,3,4,5,6},B={1,2},若集合M满足BMA,则这样的集合M共有
( )
A12个 B13个 C14个 D15个
4、已知
5、若x满足,则x=
6、已知
参考答案:1C 2B 3C 4 m=14,n=34 5 2,3,4,5, 6 n=2
1.2.4组合应用题
【教学目标】:
(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)会解决一些简单的组合问题
(3)体会简单的排列组合综合问题
【教学重难点】:掌握组合数及简单组合题
【教学过程】:
情景导入
问题一:高一(1)班有30名男生,20名女生,现要抽取6人参加一次有意义的活动,问一下条件下有多少种不同的抽法?
⑴只在男生中抽取
⑵男女生各一半
⑶女生至少一人
问题二:10个不同的小球,装入3个不同的盒子中,每盒至少一个,共有多少种装法?
合作探究:
完成问题一问题二的方法总结


交流展示
精讲精练
例1 六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端; (2)甲、乙必须相邻; (3)甲、乙不相邻;
(4)甲、乙之间间隔两人; (5)甲、乙站在两端; (6)甲不站左端,乙不站右端.
变式练习1.、7名学生站成一排,下列情况各有多少种不同的排法?
(1)甲乙必须排在一起;(2)甲、乙、丙互不相邻;(3)甲乙相邻,但不和丙相邻.
例2.平面上给定10个点,任意三点不共线,由这10个点确定的直线中,无三条直线交于同一点(除原10点外),无两条直线互相平行。求:这些直线所交成的点的个数
变式练习2、a, b是异面直线;a上有6个点,b上有7个点,求这13个点可确定平面的个数
反馈测评
1、从4名男生和3名女生中选4人参加某个座谈会,若这4个人中必须既有男生又有女生,则不同的选法有 ( )
A.140 B.120 C.35 D.34
2、从5位男教师和4位女教师中选出3位教师派到3个班担任班主任(每班一位班主任),要求这3位班主任中男女教师都要有,则不同的选派方案共有 ( )
A.210种 B.420种 C.630种 D.840种
3、(07重庆卷)将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2名,则不同的分配方案有( )
(A)30种   (B)90种 (C)180种    (D)270种
4、(09天津卷)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有(  )
A.10种     B.20种     C.36种      D.52种
1、从1,2,3,4,5中任取两个数分别作为底数和真数,则所有不同的对数值的个数是
A ,20 B,16 C,13 D,12
2、已知x,y ∈N 且 Cnx = Cny ,则
A ,x = y B ,x + y = n C,x = y 或 x + y = n D,不确定
3.从平面 α 内取5点,平面 β 内取4点,这些点最多能组成的三棱锥的个数是
A, C53C41 B, C94 C, C94 – C54 D, C53C41+C43C51+C52C42
4.在3000与8000之间有 个无重复数字的奇数。
5.某仪器显示屏上一排有7个小孔,每个小孔可显示出0或1,若每次显示其中3个孔,
但相邻的两个孔不能同时显示,则这个显示屏共能显示出的信号种数是
6、有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式?
(1)分成1本、2本、3本三组;
(2)分给甲、乙、丙三人,其中一人1本,一人2本,一人3本;
(3)分成每组都是2本的三组; (4)分给甲、乙、丙三人,每人2本.
参考答案1、C2、C3、D4、1232
5、80
6(1)有CCC=60种选法.
(2)有CCCA=360种选法.
(3)有=15种.
(4)有·A= CCC=90种.
【板书设计】:略。
【作业布置】:略。
1.2.4组合应用题
课前预习学案
一、预习目标
预习:(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)会解决一些简单的组合问题
(3)体会简单的排列组合综合问题
二、预习内容
1.组合的定义:
2.组合数
= = =
3. 课本几个组合应用题,并将24页的探究写在下面
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式
(2)会解决一些简单的组合问题
(3)体会简单的排列组合综合问题
学习重难点:解决一些简单的组合典型问题
二、学习过程
问题探究情境
问题一:高一(1)班有30名男生,20名女生,现要抽取6人参加一次有意义的活动,问一下条件下有多少种不同的抽法?
⑴只在男生中抽取
⑵男女生各一半
⑶女生至少一人
问题二:10个不同的小球,装入3个不同的盒子中,每盒至少一个,共有多少种装法?
合作探究:
完成问题一问题二的方法总结


典例分析
例1 六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端; (2)甲、乙必须相邻; (3)甲、乙不相邻;
(4)甲、乙之间间隔两人; (5)甲、乙站在两端; (6)甲不站左端,乙不站右端.
变式练习1.、7名学生站成一排,下列情况各有多少种不同的排法?
(1)甲乙必须排在一起;(2)甲、乙、丙互不相邻;(3)甲乙相邻,但不和丙相邻.
例2.平面上给定10个点,任意三点不共线,由这10个点确定的直线中,无三条直线交于同一点(除原10点外),无两条直线互相平行。求:这些直线所交成的点的个数
变式练习2、a, b是异面直线;a上有6个点,b上有7个点,求这13个点可确定平面的个数
三、反思总结
方法:① ② ③
四、当堂检测
1、从4名男生和3名女生中选4人参加某个座谈会,若这4个人中必须既有男生又有女生,则不同的选法有 ( )
A.140 B.120 C.35 D.34
2、从5位男教师和4位女教师中选出3位教师派到3个班担任班主任(每班一位班主任),要求这3位班主任中男女教师都要有,则不同的选派方案共有 ( )
A.210种 B.420种 C.630种 D.840种
3、(07重庆卷)将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2名,则不同的分配方案有( )
(A)30种   (B)90种 (C)180种    (D)270种
4、(09天津卷)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有(  )
A.10种     B.20种     C.36种      D.52种
课后练习与提高
1、从1,2,3,4,5中任取两个数分别作为底数和真数,则所有不同的对数值的个数是
A ,20 B,16 C,13 D,12
2、已知x,y ∈N 且 Cnx = Cny ,则
A ,x = y B ,x + y = n C,x = y 或 x + y = n D,不确定
3.从平面 α 内取5点,平面 β 内取4点,这些点最多能组成的三棱锥的个数是
A, C53C41 B, C94 C, C94 – C54 D, C53C41+C43C51+C52C42
4.在3000与8000之间有 个无重复数字的奇数。
5.某仪器显示屏上一排有7个小孔,每个小孔可显示出0或1,若每次显示其中3个孔,
但相邻的两个孔不能同时显示,则这个显示屏共能显示出的信号种数是
6、有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式?
(1)分成1本、2本、3本三组;
(2)分给甲、乙、丙三人,其中一人1本,一人2本,一人3本;
(3)分成每组都是2本的三组; (4)分给甲、乙、丙三人,每人2本.
参考答案1、C 2、C 3、D 4、1232 5、80
6(1)有CCC=60种选法.
(2)有CCCA=360种选法.
(3)有=15种.
(4)有·A= CCC=90种.
1.2.5排列组合综合应用
第1课时
一、教学目标:
1、掌握排列和组合数的各个性质并能熟练运用。
2、认识分组分配和分组组合问题的区别。
3、能够区分和解决分组分配和分组组合问题。
二、教学重点难点
重点:熟练掌握排列和组合数的各个性质并能熟练运用
难点:能够区分和解决分组分配和分组组合问题。
三、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
前面,我们已经分别对排列组合问题做了较全面的研究,我们知道排列组合相互联系又相互区别。在实际问题中,有些问题既涉及排列问题又涉及组合问题,因此只有将两个知识点结合起来,才能更好的解决实际问题,今天我们先解决以下几类综合问题。
(三)合作探究、精讲点拨。
1.分组分配问题
探究:将3件不同的礼品
(1)分给甲乙丙三人,每人各得1件,有多少种分法?
(2)分成三堆,一堆一件,有几种分法?
答案:(1) (2)1种
(4)因为没有规定谁得1件,谁得2件和3件,那么谁都可以得1,2,或3件,故应比(2)扩大倍,则一共有种。
(5)解法一:第一堆有种分法,第二堆有种分法,第三堆有种分法,所以一共有种分法,但因为堆与堆之间没有区别,故每种情况只能算一种情况,因此,共有种分法。
解法二:设6件礼品分3堆有x种分法,在平均分成3堆后再分给三个人,又有种分法,故将6件礼品分给三个人,每人2件共有x种分法,再由(1)知它应等于种,列方程得x,可得x 。
点评:本题中的每一个小题都提出了一种类型的问题,搞清类型的归属对今后的解题大有裨益。其中:⑴均匀不定向分配问题⑵非均匀定向分配问题⑶非均匀不定向分配问题⑷非均匀分配问题⑸均匀分配问题。这是一个典型的问题,要认真体会。
变式训练1、按下列要求把12个人分成3个小组,各有多少种不同的分法?
(1)各组人数分别为2,4,6人;
(2)平均分成3个小组;
(3)平均分成3个小组,进入3个不同车间。
简答:(1)=13860,
(2)=5775,
(3)分两步:第一步平均分成3组,第二步让3个小组分别进入不同车间,故有==34650种不同的分法。
2分组组合问题。
例二:6名男医生,4名女医生
⑴选3名男医生,2名女医生,让他们到5个不同的地区巡回医疗,共有多少种不同的分派方法?
⑵把10名医生分成2组,每组5人且每组要有女医生,有多少种不同的分派方法?若将这两组医生分派到两地去,并且每组选出正,副组长2人,又有多少种方法?
解析:取部分元素进行排列,一定要先取后排。
解:(1)法1:分三步:①从6名男医生中选3名 ②从4名女医生中选2名 ③对选出的5人全排列,故一共有种
法2:分两步:
从5个地区中选出3个地区,再将3个地区的工作分配给6个男医生中的3个,
再将剩下的2个地区的工作分给4个女医生中的2个,故一共
(2)医生的选法有两类:
第一类:一组女医生1人男医生4人,另一组女医生3人男医生2人,因为组合组之间没有顺序,故一共有种不同的选法。
第二类:两组都是3男2女,考虑两组没有顺序,因此有不同的
选法,因此医生不同的选法总数为.
分派到两地种方法,每个小组选出正副组长各有种选法,
故一共有。
点评:对于排列组合的综合题,常采用先组合(选出元素),再排列(将选出的这些元素按要求进行排序)。
变式训练2、从6个男同学和4个女同学中,选出3个男同学和2个女同学分别承担A、B、C、D、E五项不同的工作,一共有多少种分配工作的方法?
简答:一般方法是先选后排,按元素的性质“分类”和按事件发生的连续过程分步,故有=14400种方法。
3. 相同元素的分组分配问题
例3:某校高二年级有6个班级,现要从中选出10人组成高二年级女子篮球队参加县高中年级篮球比赛,且规定每班至少要选1人参加,这10个名额有多少种不同的分配方案?
解析:名额分配问题,名额之间没有区别,可以采用隔板法。
解:因为名额之间没有区别,所以可以把它们视作是排成一排的10个相同的小球,要把这10个小球分开成6段,且每段至少一个小球,为达到这个目的,我们把这10个球拉开,每两个球之间空出一个位置,两端不留位置,共9个位置,现在要把这9个位置中放入5个隔板,则每一种放法把这10个球都能分成6段,得到的结果对应于一种分配方案,故有种放法。
点评:相同元素的分配问题,通常可以采用隔板法。
例4. 求方程X+Y+Z=10的正整数解的个数。
解析:可以将方程解的问题转化为相同元素的分配问题。
解:将10个球排成一排,球与球之间形成9个空隙,将两个隔板插入这些空隙中(每空至多插一块隔板),规定由隔板分成的左、中、右三部分的球数分别为x、y、z之值,则隔法与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为=36(个)。
点评:该题的转化是关键,将方程的解转化为小球的分配的问题,使问题豁然开朗;既好理解,又便于计算。在做题时注意体会。
变式训练3:20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个不同盒子中,要求每个盒子里的球数不少于该盒子的编号数,问有多少种不同的方法。
简答:由于每个盒子里的球数不少于编号数,则在2号盒子内放入1个球,3号盒子放入2个球,然后把余下的17个小球分成3份放入3个盒子中,相当于16个空位放2个隔板,故一共种不同的方法。
变式训练4、 求方程X+Y+Z=10的非负整数解的个数。
简答:注意到x、y、z可以为零,故上题解法中的限定“每空至多插一块隔板”就不成立了,怎么办呢?只要添加三个球,给x、y、z各一个球。这样原问题就转化为求X+Y+Z=13的正整数解的个数了,故解的个数为=66(个)。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
四、板书设计:
排列组合综合问题
第一课时
一预习检查 2分组组合问题。 3. 相同元素的分组分配
二合作探究、精讲点拨 例2 例3
1.分组分配问题
例1
例4
三、小结
五、作业布置:
1、六本不同的书,分为三组,一组四本,另外两组各一本,有多少种分法?
2.有5个男生和3个女生,从中选5 个担任5门学科代表,求符合下列条件的选法数。⑴有女生但人数少于男生⑵某女生一定要担任语文科代表。⑶某男生必须在内,但不担任数学科代表。⑷某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不是数学科代表。
3、把12本相同的笔记本全部分给7位同学,每人至少一本,有多少种分法?
1.2.5排列组合综合应用
课前预习学案
一、预习目标
掌握排列数和组合数及排列和组合的定义、性质,并能运用。
二、预习内容
1、排列:( )叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
2、排列数:用符号表示,=
3、组合: ( ),叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
4、组合数:用符号表示,=
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:
1、掌握排列数和组合数及排列和组合的定义、性质,并能运用。
2、认识分组分配和分组组合问题的区别。
3、能够区分和解决分组分配和分组组合问题。
学习重点难点
重点:熟练掌握排列和组合数的各个性质并能熟练运用
难点:能够区分和解决分组分配和分组组合问题。
二学习过程:
1.分组分配问题
探究:将3件不同的礼品
(1)分给甲乙丙三人,每人各得1件,有多少种分法?
(2)分成三堆,一堆一件,有几种分法?
例1:将6件不同的礼品
(1)分给甲乙丙三人,每人各得两件,有多少种分法?
(2)分给三人,甲得1件,乙得2件,丙得3件,有几种分法?
(3)分成三堆,一堆1件,一堆2件,一堆3件,有几种分法?
(4)分给三人,一人得1件,一人得2件,一人得3件,有几种分法?
(5)平均分成3堆,有几种分法?
解:
变式训练1、按下列要求把12个人分成3个小组,各有多少种不同的分法?
(1)各组人数分别为2,4,6人;
(2)平均分成3个小组;
(3)平均分成3个小组,进入3个不同车间。
2分组组合问题。
例2:6名男医生,4名女医生
⑴选3名男医生,2名女医生,让他们到5个不同的地区巡回医疗,共有多少种不同的分派方法?
⑵把10名医生分成2组,每组5人且每组要有女医生,有多少种不同的分派方法?若将这两组医生分派到两地去,并且每组选出正,副组长2人,又有多少种方法?
解:
3. 相同元素的分组分配(隔板法)
例3:某校高二年级有6个班级,现要从中选出10人组成高二年级女子篮球队参加县高中年级篮球比赛,且规定每班至少要选1人参加,这10个名额有多少种不同的分配方案?
例4. 求方程X+Y+Z=10的正整数解的个数。
变式训练3:20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个不同盒子中,要求每个盒子里的球数不少于该盒子的编号数,问有多少种不同的方法。
变式训练4、 求方程X+Y+Z=10的非负整数解的个数。
答案:见教案。
三、反思总结
1.分组分配问题
2分组组合问题。
3. 相同元素的分组分配(隔板法)
四、当堂检测
1、若9名同学中男生5名,女生4名
(1) 若选3名男生,2名女生排成一排,有多少种排法?
(2) 若选3名男生2名女生排成一排且有一男生必须在排头,有多少种排法?
(3) 若选3名男生2名女生排成一排且某一男生必须在排头,有多少种排法?
(4) 若男女生相间,有多少种排法?
2、 6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1) 分成四堆,一堆三本,其余各一本
(2)分给三人每人至少一本。
3、把12本相同的笔记本全部分给7位同学,每人至少一本,有多少种分法?
答案:
课后练习与提高
1.6本书分三份,2份1本,1份4本,则有 种分法。
2.某年级6个班的数学课,分配给甲乙丙三名数学教师任教,每人教两个班,则有 种分派方法。
3、某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共 种 。
4、不定方程X1+X2+X3+…+X50=100中不同的整数解有 种
5、四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有多少种?
参考答案:1、12 2、90 3、 4、 5、=36(解略)
1.2.6排列组合综合应用
一、教学目标:
(1)能够熟练判断所研究问题是否是排列或组合问题;
(2)进一步熟悉排列数、组合数公式的计算技能;
(3)熟练应用排列组合问题常见解题方法;
(4)进一步增强分析、解决排列、组合应用题的能力。
二、教学重点难点
重点:熟练掌握排列和组合数的各个性质并能熟练运用
难点:解题思路的分析。
三、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
上一节,我们已经分别对排列组合的三类问题做了较深入的研究。排列组合问题千变万化,解法灵活,条件隐晦,思维抽象,难以找到解题的突破口。因而在求解排列组合应用题时,除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免重复遗漏外,还应注意积累排列组合问题的解题方法得以快速准确求解。今天我们再解决以下几类综合问题。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、能排不能排问题(即特殊元素在特殊位置上有特别要求)
例1.(1)7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?
(2)7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?
(3)7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
(4)7位同学站成一排,其中甲不能在排头、乙不能站排尾的排法共有多少种?
解析: 解决此类问题的关键是特殊元素或特殊位置优先.或使用间接法.
解:(1)先考虑甲站在中间有1种方法,再在余下的6个位置排另外6位同学,共种方法;
(2)先考虑甲、乙站在两端的排法有种,再在余下的5个位置排另外5位同学的排法有种,共种方法;
(3) 先考虑在除两端外的5个位置选2个安排甲、乙有种,再在余下的5个位置排另外5位同学排法有种,共种方法;本题也可考虑特殊位置优先,即两端的排法有,中间5个位置有种,共种方法;
(4)分两类乙站在排头和乙不站在排头,乙站在排头的排法共有种,乙不站在排头的排法总数为:先在除甲、乙外的5人中选1人安排在排头的方法有种,中间5个位置选1个安排乙的方法有,再在余下的5个位置排另外5位同学的排法有,故共有种方法;本题也可考虑间接法,总排法为,不符合条件的甲在排头和乙站排尾的排法均为,但这两种情况均包含了甲在排头和乙站排尾的情况,故共有种.
点评:上述问题归结为能排不能排问题,从特殊元素和特殊位置入手解决,抓住了问题的本质,使问题清晰明了,解决起来顺畅自然.
变式训练1、某天课表共六节课,要排政治、语文、数学、物理、化学、体育共六门课程,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,共有多少种不同的排课方法?
简答:对特殊元素—数学和体育进行分类解决
(1)数学、体育均不排在第一节和第六节,有种,其他有种,共有种;
(2)数学排在第一节、体育排在第六节有一种,其他有种,共有种;
(3)数学排在第一节、体育不在第六节有种,其他有种,共有种;
(4)数学不排在第一节、体育排在第六节有种,其他有种,共有种;
所以符合条件的排法共有种
本题也可采用间接排除法解决
不考虑任何限制条件共有种排法,不符合题目要求的排法有:(1)数学排在第六节有种;(2)体育排在第一节有种;考虑到这两种情况均包含了数学排在第六节和体育排在第一节的情况种所以符合条件的排法共有种
变式训练2、(2005北京卷)五个工程队承建某项工程的五个不同的子项目,每个工程队承建1项,其中甲工程队不能承建1号子项目,则不同的承建方案共有( )
(A)种 (B)种 (C)种 (D)种
简答:本题在解答时将五个不同的子项目理解为5个位置,五个工程队相当于5个不同的元素,这时问题可归结为能排不能排排列问题(即特殊元素在特殊位置上有特别要求的排列问题),先排甲工程队有,其它4个元素在4个位置上的排法为种,总方案为种.故选(B).
2相邻不相邻问题(即某些元素不能相邻的问题)
例2、 7位同学站成一排,
(1)甲、乙和丙三同学必须相邻的排法共有多少种?
(2)甲、乙和丙三名同学都不能相邻的排法共有多少种?
(3)甲、乙两同学间恰好间隔2人的排法共有多少种?
解析:相邻排列组合问题一般采用大元素法,即将相邻的元素“捆绑”作为一个元素,再与其他元素进行排列,解答时注意“释放”大元素,也叫“捆绑法”.不相邻排列问题(即某两或某些元素不能相邻的排列问题)一般采用“插空法”。
解:(1)第一步、将甲、乙和丙三人“捆绑”成一个大元素与另外4人的排列为种,
第二步、“释放”大元素,即甲、乙和丙在“捆绑”成的大元素内的排法有种,所以共种;
(2)第一步、先排除甲、乙和丙之外4人共种方法,第二步、甲、乙和丙三人排在4人排好后产生的5个空挡中的任何3个都符合要求,排法有种,所以共有种;(3)先排甲、乙,有种排法,甲、乙两人中间插入的2人是从其余5人中选,有种排法,将已经排好的4人当作一个大元素作为“新人”参加下一轮4人组的排列,有种排法,所以总的排法共有种.
点评:相邻问题一般采用 “捆绑法”.不相邻问题(即某两或某些元素不能相邻的排列问题)一般采用“插空法”。
变式训练3、用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1和2相邻,3与4相邻,5与6相邻,而7与8不相邻,这样的八位数共有 个.(用数字作答)
简答:第一步、将1和2“捆绑”成一个大元素,3和4“捆绑”成一个大元素,5和6“捆绑”成一个大元素,第二步、排列这三个大元素,第三步、在这三个大元素排好后产生的4个空挡中的任何2个排列7和8,第四步、“释放”每个大元素(即大元素内的每个小元素在“捆绑”成的大元素内部排列),所以共有个数.3、多元限制问题
例3、 用0,1,2,3,…,9这十个数字组成五位数,其中含有三个奇数数字与两个偶数数字的五位数有多少个
解析:按题目条件,把符合条件的排列、组合问题分成互不重复的若干类,分别计算,最后计算总数。
解:法1、考虑0的特殊要求,如果对0不加限制,应有种,其中0居首位的有种,故符合条件的五位数共有=11040个.
法2、按元素分类:奇数字有1,3,5,7,9;偶数字有0,2,4,6,8.
把从五个偶数中任取两个的组合分成两类:①不含0的;②含0的.
①不含0的:由三个奇数字和两个偶数字组成的五位数有个;
②含0的,这时0只能排在除首位以外的四个数位上,有种排法,再选三个奇数数与一个偶数数字全排放在其他数位上,共有种排法.
综合①和②,由分类计数原理,符合条件的五位数共有+=11040个。
点评:对于受限元素较多,情形较复杂的问题,可根据结果要求,先分为不同类型的几组,然后对每一组分别进行排列,最后求和。
变式4、九张卡片分别写着0~8,从中取出三张排成一排组成一个三位数,如果写着6的卡片还能当9用,问共可以组成多少个三位数?
简答:无6时有个,有6时有2()个;共有()+2()=602个。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
四、板书设计:
排列组合综合问题
第二课时
一预习检查 2相邻不相邻问题。 3. 多元限制问题
二合作探究、精讲点拨 例2 例3
1. 能排不能排问题
例1
三、小结
五、作业布置:
1、在由数字0,1,2,3,4,5所组成的没有重复数字的四位数中,不能被5整除的数共有 多少个.
2.从6人中选出4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有 多少种。
3、从1,3,5,7中任取2个数字,从0,2,4,6,8中任取2个数字,组成没有重复数字的四位数,其中能被5整除的四位数共有多少个?
1.2.6排列组合综合应用
一、预习目标
(1)能够熟练判断所研究问题是否是排列或组合问题;
(2)进一步熟悉排列数、组合数公式的计算技能;
二、预习内容
1、处理排列组合应用题的一般步骤为:①( ) ②有序还是无序
③( )
2、处理排列组合应用题的规律
(1)两种思路:( ),间接法。
(2)两种途径:元素分析法,( )。
3、一个问题是排列还是组合问题,关键是在( );
4、组合数的两个性质
(1)
(2)
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:
(1)熟练应用排列组合问题常见解题方法;
(2)进一步增强分析、解决排列、组合应用题的能力。
学习重点难点
重点:熟练掌握排列和组合数的各个性质并能熟练运用
难点:解题思路的分析。
二、学习过程:
1、能排不能排问题(即特殊元素在特殊位置上有特别要求)
例1.(1)7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?
(2)7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?
(3)7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
(4)7位同学站成一排,其中甲不能在排头、乙不能站排尾的排法共有多少种?
变式训练1、某天课表共六节课,要排政治、语文、数学、物理、化学、体育共六门课程,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,共有多少种不同的排课方法?
变式训练2、(2005北京卷)五个工程队承建某项工程的五个不同的子项目,每个工程队承建1项,其中甲工程队不能承建1号子项目,则不同的承建方案共有( )
(A)种 (B)种 (C)种 (D)种
2相邻不相邻问题(即某些元素不能相邻的问题)
例2、 7位同学站成一排,
(1)甲、乙和丙三同学必须相邻的排法共有多少种?
(2)甲、乙和丙三名同学都不能相邻的排法共有多少种?
(3)甲、乙两同学间恰好间隔2人的排法共有多少种?
变式训练3、用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1和2相邻,3与4相邻,5与6相邻,而7与8不相邻,这样的八位数共有 个.(用数字作答)
3、多元限制问题
例3、 用0,1,2,3,…,9这十个数字组成五位数,其中含有三个奇数数字与两个偶数数字的五位数有多少个
变式4、九张卡片分别写着0~8,从中取出三张排成一排组成一个三位数,如果写着6的卡片还能当9用,问共可以组成多少个三位数?
三、反思总结
1、能排不能排问题
2相邻不相邻问题(即某些元素不能相邻的问题)
3、多元限制问题
四、当堂检测
1、(2005福建卷)从6人中选出4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有多少种?
2、某校高三年级举行一次演讲赛共有10位同学参赛,其中一班有3位,二班有2位,其它班有5位,若采用抽签的方式确定他们的演讲顺序,则一班有3位同学恰好被排在一起(指演讲序号相连),而二班的2位同学没有被排在一起的概率为 多少?
3、由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字,比20000大,且百位数字不是3的自然数?
答案:见教案
课后练习与提高
1、用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
(A)24个 (B)30个 (C)40个 (D)60个
2、从0,l,3,5,7,9中任取两个数做除法,可得到不同的商共有( )
(A)20个 (B)19个 (C)25个 (D)30个
3、在9件产品中,有一级品4件,二级品3件,三级品2件,现抽取4个检查,
至少有两件一级品的抽法共有( )
(A)60种 (B)81种 (C)100种 (D)126种
4、某电子元件电路有一个由三节电阻串联组成的回路,共有6个焊点,若其中某一焊点脱落,电路就不通.现今回路不通,焊点脱落情况的可能有( )
(A)5种 (B)6种 (C)63种 (D)64种
5、将红、黄、蓝、白、黑5种颜色的小球,分别放入红、黄、蓝、白、黑5种颜色的口袋中,但红口袋不能装入红球,则有 种不同的放法.
6、从0~9这10个数字中选出3个奇数,3个偶数,由这3个奇数3个偶数共可组成多少个没有重复数字的六位数?
参考答案:1A 2B 3B 4C 5、96 6、64800个(解略)
组合
排列
abc
abd
acd
bcd
abc bac cab
acb bca cba
abd bad dab
adb bda dba
acd cad dac
adc cda dca
bcd cbd dbc
bdc cdb dcb
PAGE
362. 2.1条件概率与事件的相互独立性
教学目标:1、通过对具体情景的分析,了解条件概率的定义。理解两个事件相互独立的概念。
2,掌握一些简单的条件概率的计算。能进行一些与事件独立有关的概率的计算。
3,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
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:概念:1,对于两个事件A与B,如果P(A)>0,称P(B︱A)=P(AB)/P(A),为在事件A发生的条件下,事件B发生的条件概率.
2,如果两个事件A与B满足等式 P(AB)=P(A)P(B),称事件A与B是相互独立的,简称A与B独立。
例1.一张储蓄卡的密码共有位数字,每位数字都可从中任选一个,某人在银行自动提款机上取钱时,忘记了密码的最后一位数字.求
任意按最后一位数字,不超过次就对的概率;
如果他记得密码的最后一位是偶数,不超过次就按对的概率.
解:设第i次按对密码为事件(i=1,2) ,则表示不超过2次就按对密码.
(1)因为事件与事件互斥,由概率的加法公式得
.
(2)用B 表示最后一位按偶数的事件,则
.
例2.一个家庭中有两个小孩,假定生男、生女是等可能的,已知这个家庭有一个是女孩,问这时另一个小孩是男孩的概率是多少?
解:一个家庭的两个孩子有四种可能:{(男,男)},{(男,女)},{(女,男)},{(女,女)}。
这个家庭中有一个女孩的情况有三种:{(男,女)},{(女,男)},{(女,女)}。在这种情况下“其中一个小孩是男孩”占两种情况,因此所求概率为2/3.
例3.甲、乙两名篮球运动员分别进行一次投篮,如果两人投中的概率都是,计算:
(1)两人都投中的概率;(2)其中恰有一人投中的概率;(3)至少有一人投中的概率.
解:(1)“两人各投一次,都投中”就是事件AB发生,因此所求概率为
P( AB )=P(A)P(B)=0.6×0.6=0.36
(2)分析:“两人各投一次,恰有一人投中”包括两种情况:甲投中,乙未投中;甲未击中,乙击中。
因此所求概率为

(3)分析:“两人各投一次,至少有一人投中”包括三种情况:甲投中,乙未投中(事件AB发生);甲未投中,乙投中(事件AB发生);甲、乙两人都击中目标(事件AB发生)
解法一:“两人各投一次,至少有一人投中”的概率为
P=P(AB) +P(AB) +P(AB) =0.6×0.6 + 0.6×(1-0.6) +(1-0.6) ×0.6
=0.36 +0.48 =0.84
方法二:分析:“两人都未投中目标(事件AB发生)”的概率为
P(A·B)=P(A) · P(B)=(1-0.6) ×(1-0.6)=0.16
P=1-P(AB)=1-0.16=0.84
例4.在一段线路中并联着三个独立自动控制的开关,只要其中有一个开关能够闭合,线路就能正常工作.假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是,计算在这段时间内线路正常工作的概率.
解:分别记这段时间内开关JA,JB,JC能够闭合为事件A,B,C.由题意,这段时间内3个开关是否能够闭合相互之间没有影响,根据相互独立事件的概率乘法公式,这段时间内3个开关都不能闭合的概率是
∴这段时间内至少有1个开关能够闭合,从而使线路能正常工作的概率是
自我检测 
1. 设、为两个事件,且,若,,则( )
A. B. C. D.
2.某人忘记了电话号码的最后一个数字,如果已知最后一个数字是不小于的数,则他按对的概率是( )
A. B. C. D.
3.甲射击命中目标的概率是,乙命中目标的概率是,丙命中目标的概率是,现在三人同时射击目标,则目标被击中的概率为 ( )
A. B. C. D.
4,某产品的制作需三道工序,设这三道工序出现次品的概率分别是P1,P2,P3。假设三道工序互不影响,则制作出来的产品是正品的概率是 。
5.在5道题中,有3道选择题和2道解答题,如果不放回地依次抽取2道题:
(1)则第一次抽到选择题的概率为 .
(2)第一次和第二次都抽到选择题的概率为 .
(3)则在第一次抽到选择题的条件下,第二次抽到选择题的概率为
6.甲、乙两人分别对一目标射击次,甲射中的概率为,乙射中的概率为,求
(1)人都射中的概率; (2)人中恰有人射中的概率;
(3)人至少有人射中的概率;
答案:1,A。2,A。3,A。4,(1-P1) (1-P2) (1-P3)。5,(1)0.6(2)0.3(3)0.5.
6,(1)0.72.(2)0.26.(3)0.98
小结:
1、条件概率的定义:设A,B为两个事件,则在事件A发生的条件下,
事件B发生的概率就叫做的条件概率
2、条件概率的计算公式;
3,相互独立事件的定义:
设A,B两个事件,如果事件A是否发生对事件B发生的概率没有影响(即 P(AB)=P(A)P(B) ), 则称事件A与事件B相互独立.
作业;P60,1,2.
2. 2.1条件概率与事件的相互独立性
预习目标:1、了解条件概率的概念,能利用概率公式解决有关问题;
  2、理解事件的相互独立性,掌握相互独立事件同时发生的概率.
学习重点:条件概率的计算公式及相互独立事件同时发生的概率的求法.
学习过程:
一.课前预习:内化知识 夯实基础
基本知识回顾
1. 的两个事件叫做相互独立事件.
2、两个相互独立事件同时发生的概率,等于每个事件发生的 ,即
.
一般的,如果事件、相互独立,那么这个事件同时发生的概率等于每个事件发生的概率的 ,即 .
3、一般的,设,为两个事件,且,称 为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率.
4、条件概率的性质:
(1) (2)
5、计算事件发生的条件下的条件概率,有2种方法:
(1)利用定义: (2)利用古典概型公式:
二.过关练习
1、在个球中有个红球和个白球(各不相同),不放回地依次摸出个球,在第一次摸出红球的条件下,第次也摸到红球的概率为 ( )
A. B. C. D.
2、从一副不含大小王的张扑克牌中不放回地抽取张,每次抽张,已知第一次抽到,第二次也抽到的概率为 .
3、掷骰子次,每个结果以记之,其中,分别表示第一颗,第二颗骰子的点数,设,,则 .
4、事件、、相互独立,如果,,,则 .
三.课堂互动:积极参与 领悟技巧
例1.一张储蓄卡的密码共有位数字,每位数字都可从中任选一个,某人在银行自动提款机上取钱时,忘记了密码的最后一位数字.求
任意按最后一位数字,不超过次就对的概率;
如果他记得密码的最后一位是偶数,不超过次就按对的概率.
例2.一个家庭中有两个小孩,假定生男、生女是等可能的,已知这个家庭有一个是女孩,问这时另一个小孩是男孩的概率是多少?
例3.甲、乙两名篮球运动员分别进行一次投篮,如果两人投中的概率都是,计算:
(1)两人都投中的概率;(2)其中恰有一人投中的概率;(3)至少有一人投中的概率.
例4.在一段线路中并联着三个独立自动控制的开关,只要其中有一个开关能够闭合,线路就能正常工作.假定在某段时间内每个开关能够闭合的概率都是,计算在这段时间内线路正常工作的概率.
四.强化训练:自我检测 能力升级
1. 设、为两个事件,且,若,,则( )
A. B. C. D.
2.某人忘记了电话号码的最后一个数字,如果已知最后一个数字是不小于的数,则他按对的概率是( )
A. B. C. D.
3.甲射击命中目标的概率是,乙命中目标的概率是,丙命中目标的概率是,现在三人同时射击目标,则目标被击中的概率为 ( )
A. B. C. D.
4,某产品的制作需三道工序,设这三道工序出现次品的概率分别是P1,P2,P3。假设三道工序互不影响,则制作出来的产品是正品的概率是 。
5.在5道题中,有3道选择题和2道解答题,如果不放回地依次抽取2道题:
(1)则第一次抽到选择题的概率为 .
(2)第一次和第二次都抽到选择题的概率为 .
(3)则在第一次抽到选择题的条件下,第二次抽到选择题的概率为 .
6.甲、乙两人分别对一目标射击次,甲射中的概率为,乙射中的概率为,求
(1)人都射中的概率; (2)人中恰有人射中的概率;
(3)人至少有人射中的概率;
答案:答案:1,A。2,A。3,A。4,(1-P1) (1-P2) (1-P3)。5,(1)0.6(2)0.3(3)0.5.
6,(1)0.72.(2)0.26.(3)0.98
小结:
条件概率的定义
条件概率的计算公式;
相互独立事件的定义:
作业;P60,1,2.
2.2.2独立重复实验与二项分布
教学目标:
知识与技能:理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
过程与方法:能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算。
情感、态度与价值观:承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文价值。
教学重点:理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题
教学难点:能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算
授课类型:新授课
课时安排:1课时
讲解新课:
1独立重复试验的定义:
指在同样条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验
2.独立重复试验的概率公式:
一般地,如果在1次试验中某事件发生的概率是,那么在次独立重复试验中这个事件恰好发生次的概率.
它是展开式的第项
3.离散型随机变量的二项分布:在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n次独立重复试验中这个事件发生的次数ξ是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是
,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 0 1 … k … n
P … …
由于恰好是二项展开式
中的各项的值,所以称这样的随机变量ξ服从二项分布,
记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数,并记=b(k;n,p).
例1.某射手每次射击击中目标的概率是0 . 8.求这名射手在 10 次射击中,
(1)恰有 8 次击中目标的概率;
(2)至少有 8 次击中目标的概率.(结果保留两个有效数字.)
解:设X为击中目标的次数,则X~B (10, 0.8 ) .
(1)在 10 次射击中,恰有 8 次击中目标的概率为
P (X = 8 ) =.
(2)在 10 次射击中,至少有 8 次击中目标的概率为
P (X≥8) = P (X = 8) + P ( X = 9 ) + P ( X = 10 )
.
例2.重复抛掷一枚筛子5次得到点数为6的次数记为ξ,求P(ξ>3).
解:依题意,随机变量ξ~B.
  ∴P(ξ=4)==,P(ξ=5)==.
∴P(ξ>3)=P(ξ=4)+P(ξ=5)=
例3.某气象站天气预报的准确率为,计算(结果保留两个有效数字):
(1)5次预报中恰有4次准确的概率;
(2)5次预报中至少有4次准确的概率
解:(1)记“预报1次,结果准确”为事件.预报5次相当于5次独立重复试验,根据次独立重复试验中某事件恰好发生次的概率计算公式,5次预报中恰有4次准确的概率
答:5次预报中恰有4次准确的概率约为0.41.
(2)5次预报中至少有4次准确的概率,就是5次预报中恰有4次准确的概率与5次预报都准确的概率的和,即
答:5次预报中至少有4次准确的概率约为0.74.
例4.某车间的5台机床在1小时内需要工人照管的概率都是,求1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率是多少?(结果保留两个有效数字)
解:记事件=“1小时内,1台机器需要人照管”,1小时内5台机器需要照管相当于5次独立重复试验
1小时内5台机床中没有1台需要工人照管的概率,
1小时内5台机床中恰有1台需要工人照管的概率,
所以1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率为
答:1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率约为.
课堂练习:
1.每次试验的成功率为,重复进行10次试验,其中前7次都未成功后3次都成功的概率为( )
2.10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中,恰有一人中奖的概率为( )
3.某人有5把钥匙,其中有两把房门钥匙,但忘记了开房门的是哪两把,只好逐把试开,则此人在3次内能开房门的概率是 ( )
4.甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,甲队与乙队实力之比为,比赛时均能正常发挥技术水平,则在5局3胜制中,甲打完4局才胜的概率为( )
5.一射手命中10环的概率为0.7,命中9环的概率为0.3,则该射手打3发得到不少于29环的概率为 .(设每次命中的环数都是自然数)
6,种植某种树苗,成活率为90%,现在种植这种树苗5棵,试求:
⑴全部成活的概率; ⑵全部死亡的概率;
⑶恰好成活3棵的概率; ⑷至少成活4棵的概率
答案:1. C 2. D 3. A 4. A 5. 0.784。6,⑴; ⑵;
⑶; ⑷
小结 :1.独立重复试验要从三方面考虑第一:每次试验是在同样条件下进行第二:各次试验中的事件是相互独立的第三,每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生
2.如果1次试验中某事件发生的概率是,那么次独立重复试验中这个事件恰好发生次的概率为对于此式可以这么理解:由于1次试验中事件要么发生,要么不发生,所以在次独立重复试验中恰好发生次,则在另外的次中没有发生,即发生,由,所以上面的公式恰为展开式中的第项,可见排列组合、二项式定理及概率间存在着密切的联系
六、课后作业:课本58页 练习1、2、3、4第60页 习题 2. 2 B组2、3
七、板书设计(略)
八、课后记:
教学反思:
1. 理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
2. 能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算。
2.2.2独立重复实验与二项分布
学习目标:
1,理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
2,能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率
学习重点:理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题
学习难点:能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算
学习过程:
一.课前预习:内化知识 夯实基础
1,n次独立重复试验
在————————————条件下—————————————的n次试验称为n次独立重复试验。
2,独立重复试验概型有什么特点?
⑴在同样条件下重复地进行的一种试验;
⑵各次试验之间相互独立,互相之间没有影响;
⑶每一次试验只有两种结果,即某事要么发生,
要么不发生,并且任意一次试验中发生的概率
都是一样的。
3,应用二项分布解决实际问题的步骤:
(1)判断问题是否为独立重复试验;
(2)在不同的实际问题中找出概率模型
中的n、k、p;
(3)运用公式求概率。
4,设诸葛亮解出题目的概率是0.9,三个臭皮匠各自独立解出的概率都是0.6,皮匠中至少一人解出题目即胜出比赛,诸葛亮和臭皮匠团队哪个胜出的可能性大?
解:设皮匠中解出题目的人数为X,则X的分布列:至少一人解出的概率为:
解1:(直接法)P(x≥1)= P(x=1)+P(x=2)+P(x=3)=0.936.
解2:(间接法)P(x≥1)=1- P(x=0)=1-0.43=0.936
因为0.936﹥0.9,所以臭皮匠团队胜出的可能性大
三.课堂互动:积极参与 领悟技巧
例1.某射手每次射击击中目标的概率是0 . 8.求这名射手在 10 次射击中,
(1)恰有 8 次击中目标的概率;
(2)至少有 8 次击中目标的概率.(结果保留两个有效数字.)
例2.重复抛掷一枚筛子5次得到点数为6的次数记为ξ,求P(ξ>3).
例3.某气象站天气预报的准确率为,计算(结果保留两个有效数字):
(1)5次预报中恰有4次准确的概率;
(2)5次预报中至少有4次准确的概率
例4.某车间的5台机床在1小时内需要工人照管的概率都是,求1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率是多少?(结果保留两个有效数字)
课堂练习:
1.每次试验的成功率为,重复进行10次试验,其中前7次都未成功后3次都成功的概率为( )
2.10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中,恰有一人中奖的概率为( )
3.某人有5把钥匙,其中有两把房门钥匙,但忘记了开房门的是哪两把,只好逐把试开,则此人在3次内能开房门的概率是 ( )
4.甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,甲队与乙队实力之比为,比赛时均能正常发挥技术水平,则在5局3胜制中,甲打完4局才胜的概率为( )
5.一射手命中10环的概率为0.7,命中9环的概率为0.3,则该射手打3发得到不少于29环的概率为 .(设每次命中的环数都是自然数)
6,种植某种树苗,成活率为90%,现在种植这种树苗5棵,试求:
⑴全部成活的概率; ⑵全部死亡的概率;
⑶恰好成活3棵的概率; ⑷至少成活4棵的概率
小结 :1.独立重复试验要从三方面考虑第一:每次试验是在同样条件下进行第二:各次试验中的事件是相互独立的第三,每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生
2.如果1次试验中某事件发生的概率是,那么次独立重复试验中这个事件恰好发生次的概率为对于此式可以这么理解:由于1次试验中事件要么发生,要么不发生,所以在次独立重复试验中恰好发生次,则在另外的次中没有发生,即发生,由,所以上面的公式恰为展开式中的第项,可见排列组合、二项式定理及概率间存在着密切的联系
六、课后作业:课本58页 练习1、2、3、4第60页 习题 2. 2 B组2、3
解出的
人数x
0
1
2
3
概率P




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122. 1.1离散型随机变量
【教学目标】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.
【教学重难点】
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
【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< 3 }在这里表示什么事件吗?“抽出 3 件以上次品”又如何用 X 表示呢?
定义2:所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量 ( discrete random variable ) .
离散型随机变量的例子很多.例如某人射击一次可能命中的环数 X 是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0,1,…,10;某网页在24小时内被浏览的次数Y也是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0, 1,2,….
思考3:电灯的寿命X是离散型随机变量吗?
电灯泡的寿命 X 的可能取值是任何一个非负实数,而所有非负实数不能一一列出,所以 X 不是离散型随机变量.
在研究随机现象时,需要根据所关心的问题恰当地定义随机变量.例如,如果我们仅关心电灯泡的使用寿命是否超过1000 小时,那么就可以定义如下的随机变量:
与电灯泡的寿命 X 相比较,随机变量Y的构造更简单,它只取两个不同的值0和1,是一个离散型随机变量,研究起来更加容易.
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.
如某林场树木最高达30米,则林场树木的高度是一个随机变量,它可以取(0,30]内的一切值
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
注意:(1)有些随机试验的结果虽然不具有数量性质,但可以用数量来表达.如投掷一枚硬币,=0,表示正面向上,=1,表示反面向上
(2)若是随机变量,是常数,则也是随机变量
三、讲解范例:
例1. 写出下列随机变量可能取的值,并说明随机变量所取的值表示的随机试验的结果.
(1)一袋中装有5只同样大小的白球,编号为1,2,3,4,5 现从该袋内随机取出3只球,被取出的球的最大号码数ξ;
(2)某单位的某部电话在单位时间内收到的呼叫次数η.
解:(1) ξ可取3,4,5
ξ=3,表示取出的3个球的编号为1,2,3;
ξ=4,表示取出的3个球的编号为1,2,4或1,3,4或2,3,4;
ξ=5,表示取出的3个球的编号为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2. 抛掷两枚骰子各一次,记第一枚骰子掷出的点数与第二枚骰子掷出的点数的差为ξ,试问:“ξ> 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-5≤ξ≤5,也就是说“ξ>4”就是“ξ=5”所以,“ξ>4”表示第一枚为6点,第二枚为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ξ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η关于行车路程ξ的关系式;
(Ⅱ)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,出租车在途中因故停车累计最多15分钟.
四、课堂练习:
1.①某寻呼台一小时内收到的寻呼次数;②长江上某水文站观察到一天中的水位;③某超市一天中的顾客量 其中的是连续型随机变量的是( )
A.①;  B.②;  C.③;  D.①②③
2.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.;  D.
4.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ξ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ξ的线性组合η=aξ+b(其中a、b是常数)也是随机变量
六、课后作业:
2.1.1离散型随机变量
课前预习学案
一、预习目标
通过预习了解什么是随机变量,什么是离散型随机变量
二、预习内容
1、随机变量
2、随机变量的表示方法
3、随机变量的取值
4、离散型随机变量
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
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.
二、学习重难点:
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
三、学习过程
(一)随机变量、离散型随机变量
问题1:掷一枚骰子,出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?
问题2::随机变量和函数有类似的地方吗?
问题3:(电灯的寿命X是离散型随机变量吗?
(二)归纳小结:
(三)典型例题
例1. 写出下列随机变量可能取的值,并说明随机变量所取的值表示的随机试验的结果.
(1)一袋中装有5只同样大小的白球,编号为1,2,3,4,5 现从该袋内随机取出3只球,被取出的球的最大号码数ξ;
(2)某单位的某部电话在单位时间内收到的呼叫次数η.
例2. 抛掷两枚骰子各一次,记第一枚骰子掷出的点数与第二枚骰子掷出的点数的差为ξ,试问:“ξ> 4”表示的试验结果是什么?
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ξ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η关于行车路程ξ的关系式;
(Ⅱ)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
(五)当堂检测
1.①某寻呼台一小时内收到的寻呼次数;②长江上某水文站观察到一天中的水位;③某超市一天中的顾客量 其中的是连续型随机变量的是( )
A.①;  B.②;  C.③;  D.①②③
2.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.;  D.
4.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
课后练习与提高
1.10件产品中有4件次品,从中任取2件,可为随机变量的是( )
A.取到产品的件数 B.取到次品的件数
C.取到正品的概率 D.取到次品的概率
2.有5把钥匙串成一串,其中有一把是有用的,若依次尝试开锁,若打不开就扔掉,直到打开为止则试验次数ξ的最大取值为( )
A.5 B.2 C.3 D.4
3.将一颗骰子掷2次,不是随机变量为( )
A.第一次出现的点数
B.第二次出现的点数
C.两次出现的点数之和
D.两次出现相同的点数的种数
4离散型随机变量是_________________.
5.一次掷2枚骰子,则点数之和ξ的取值为_______________.
答案:1.B 2.A 3.D 4. 所有取值可以一一列出的随机变
5.2,3,4,4,5,6,7,8,9,10,11,12.
2. 1.2离散型随机变量的分布列
【教学目标】
知道概率分布列的概念。
掌握两点分布和超几何分布的概念。
回求简单的离散型随机分布列。
【教学重难点】
教学重点:概率分布列的概念 ;
教学难点:两点分布和超几何分布的概。
【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ξ、η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:
若是随机变量,是常数,则也是随机变量. 并且不改变其属性(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ξ可能取得值为
x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为,则称表
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ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:
⑴Pi≥0,i=1,2,…;
⑵P1+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
ξ 0 1
P
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 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
X 0 1 2 3
P
(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 ( X≥1 ) = 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 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
X 0 1 …
P …
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 (X≥3 ) = P (X =3 ) + P ( X = 4 )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。
例5.某一射手射击所得的环数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“ξ=7”、“ξ=8”、“ξ=9”、“ξ=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.
所求的概率为 P(ξ≥7)=0.09+0.28+0.29+0.22=0.88
四、课堂练习:
某一射手射击所得环数分布列为
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 :⑴根据随机变量的概率分步(分步列),可以求随机事件的概率;⑵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、课后作业: .
七、板书设计(略) .
2. 1.2离散型随机变量的分布列
课前预习学案
一、预习目标
通过预习了解离散型随机变量的分布列的概念,两点分布和超几何分布的定义。
二、预习内容
1、离散型随机变量的分布列。
2.分布列的性质:
3.两点分布的定义及其他名称
4超几何分布的定义和主要特征
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
【教学目标】
知道概率分布列的概念。
掌握两点分布和超几何分布的概念。
回求简单的离散型随机分布列。
【教学重难点】
教学重点:概率分布列的概念 ;
教学难点:两点分布和超几何分布的概。
三、学习过程
问题1.什么是离散型随机变量的分布列
问题2:离散型随机变量的分布列有什么性质?
问题3. 例1.在掷一枚图钉的随机试验中,令
如果针尖向上的概率为,试写出随机变量 X 的分布列.
备注:两点分布。
问题4. 例 2.在含有 5 件次品的 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.
备注:超几何分布:
练习: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.
问题5. 例5.某一射手射击所得的环数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“射击一次命中环数≥7”的概率.
(五)当堂检测
某一射手射击所得环数分布列为
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 .
课后练习与提高
1.盒中有10只螺丝钉,其中有3只是坏的,现从盒中随机地抽取4只,那么为(  )
A.恰有1只坏的概率
B.恰有2只好的概率
C.4只全是好的概率
D.至多2只坏的概率
2.袋子里装有大小相同的黑白两色的手套,黑色手套15支,白色手套10只,现从中随机地取出2只手套,如果2只是同色手套则甲获胜,2只手套颜色不同则乙获胜.试问:甲、乙获胜的机会是(  )
A.甲多 B.乙多 C.一样多 D.不确定
3.将一枚均匀骰子掷两次,下列选项可作为此次试验的随机变量的是(  )
A.第一次出现的点数
B.第二次出现的点数
C.两次出现点数之和
D.两次出现相同点的种数
4. 随机变量X的分布列为
X -1 0 1 2 3
p 0.16 a/10 a2 a/5 0.3
则a=_______。
0.6
5.
5.掷3枚均匀硬币一次,求正面个数与反面个数之差X的分布列.
PAGE
131. 2.1排列
教学目标:
知识与技能:了解排列数的意义,掌握排列数公式及推导方法,从中体会“化归”的数学思想,并能运用排列数公式进行计算。
过程与方法:能运用所学的排列知识,正确地解决的实际问题
情感、态度与价值观:能运用所学的排列知识,正确地解决的实际问题.
教学重点:排列、排列数的概念
教学难点:排列数公式的推导
授课类型:新授课
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
一、复习引入:
1分类加法计数原理:做一件事情,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有种不同的方法,在第二类办法中有种不同的方法,……,在第n类办法中有种不同的方法那么完成这件事共有 种不同的方法
2.分步乘法计数原理:做一件事情,完成它需要分成n个步骤,做第一步有种不同的方法,做第二步有种不同的方法,……,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事有 种不同的方法
分类加法计数原理和分步乘法计数原理,回答的都是有关做一件事的不同方法种数的问题,区别在于:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,其中各种方法相互独立,每一种方法只属于某一类,用其中任何一种方法都可以做完这件事;分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,各个步骤中的方法相互依存,某一步骤中的每一种方法都只能做完这件事的一个步骤,只有各个步骤都完成才算做完这件事应用两种原理解题:1.分清要完成的事情是什么;2.是分类完成还是分步完成,“类”间互相独立,“步”间互相联系;3.有无特殊条件的限制
二、讲解新课:
1问题:
问题1.从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?
分析:这个问题就是从甲、乙、丙3名同学中每次选取2名同学,按照参加上午的活动在前,参加下午活动在后的顺序排列,一共有多少种不同的排法的问题,共有6种不同的排法:甲乙 甲丙 乙甲 乙丙 丙甲 丙乙,其中被取的对象叫做元素
解决这一问题可分两个步骤:第 1 步,确定参加上午活动的同学,从 3 人中任选 1 人,有 3 种方法;第 2 步,确定参加下午活动的同学,当参加上午活动的同学确定后,参加下午活动的同学只能从余下的 2 人中去选,于是有 2 种方法.根据分步乘法计数原理,在 3 名同学中选出 2 名,按照参加上午活动在前,参加下午活动在后的顺序排列的不同方法共有 3×2=6 种,如图 1.2一1 所示.
图 1.2一1
把上面问题中被取的对象叫做元素,于是问题可叙述为:从3个不同的元素 a , b ,。中任取 2 个,然后按照一定的顺序排成一列,一共有多少种不同的排列方法?所有不同的排列是 ab,ac,ba,bc,ca, cb,
共有 3×2=6 种.
问题2.从1,2,3,4这 4 个数字中,每次取出3个排成一个三位数,共可得到多少个不同的三位数?
分析:解决这个问题分三个步骤:第一步先确定左边的数,在4个字母中任取1个,有4种方法;第二步确定中间的数,从余下的3个数中取,有3种方法;第三步确定右边的数,从余下的2个数中取,有2种方法
由分步计数原理共有:4×3×2=24种不同的方法,用树型图排出,并写出所有的排列由此可写出所有的排法
显然,从 4 个数字中,每次取出 3 个,按“百”“十”“个”位的顺序排成一列,就得到一个三位数.因此有多少种不同的排列方法就有多少个不同的三位数.可以分三个步骤来解决这个问题:
第 1 步,确定百位上的数字,在 1 , 2 , 3 , 4 这 4 个数字中任取 1 个,有 4 种方法;
第 2 步,确定十位上的数字,当百位上的数字确定后,十位上的数字只能从余下的 3 个数字中去取,有 3 种方法;
第 3 步,确定个位上的数字,当百位、十位上的数字确定后,个位的数字只能从余下的 2 个数字中去取,有 2 种方法.
根据分步乘法计数原理,从 1 , 2 , 3 , 4 这 4 个不同的数字中,每次取出 3 个数字,按“百”“十”“个”位的顺序排成一列,共有
4×3×2=24
种不同的排法, 因而共可得到24个不同的三位数,如图1. 2一2 所示.
由此可写出所有的三位数:
123,124, 132, 134, 142, 143,
213,214, 231, 234, 241, 243,
312,314, 321, 324, 341, 342,
412,413, 421, 423, 431, 432 。
同样,问题 2 可以归结为:
从4个不同的元素a, b, c,d中任取 3 个,然后按照一定的顺序排成一列,共有多少种不同的排列方法?
所有不同排列是
abc, abd, acb, acd, adb, adc,
bac, bad, bca, bcd, bda, bdc,
cab, cad, cba, cbd, cda, cdb,
dab, dac, dba, dbc, dca, dcb.
共有4×3×2=24种.
树形图如下
a b c     d
   b c d a c d  a b d  a b c
2.排列的概念:
从个不同元素中,任取()个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列
说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列;
(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同
3.排列数的定义:
从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号表示
注意区别排列和排列数的不同:“一个排列”是指:从个不同元素中,任取个元素按照一定的顺序排成一列,不是数;“排列数”是指从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数,是一个数所以符号只表示排列数,而不表示具体的排列
4.排列数公式及其推导:
由的意义:假定有排好顺序的2个空位,从个元素中任取2个元素去填空,一个空位填一个元素,每一种填法就得到一个排列,反过来,任一个排列总可以由这样的一种填法得到,因此,所有不同的填法的种数就是排列数.由分步计数原理完成上述填空共有种填法,∴=
由此,求可以按依次填3个空位来考虑,∴=,
求以按依次填个空位来考虑,
排列数公式:
()
说明:(1)公式特征:第一个因数是,后面每一个因数比它前面一个
少1,最后一个因数是,共有个因数;
(2)全排列:当时即个不同元素全部取出的一个排列
全排列数:(叫做n的阶乘)
另外,我们规定 0! =1 .
例1.用计算器计算: (1); (2); (3).
解:用计算器可得:
由( 2 ) ( 3 )我们看到,.那么,这个结果有没有一般性呢?即
.
排列数的另一个计算公式:
=.
即 =
例2.解方程:3.
解:由排列数公式得:,
∵,∴ ,即,
解得 或,∵,且,∴原方程的解为.
例3.解不等式:.
解:原不等式即,
也就是,化简得:,
解得或,又∵,且,
所以,原不等式的解集为.
例4.求证:(1);(2).
证明:(1),∴原式成立
(2)
右边
∴原式成立
说明:(1)解含排列数的方程和不等式时要注意排列数中,且这些限制条件,要注意含排列数的方程和不等式中未知数的取值范围;
(2)公式常用来求值,特别是均为已知时,公式=,常用来证明或化简
例5.化简:⑴;⑵
⑴解:原式
⑵提示:由,得,
原式
说明:.
第二课时
例1.(课本例2).某年全国足球甲级(A组)联赛共有14个队参加,每队要与其余各队在主、客场分别比赛一次,共进行多少场比赛?
解:任意两队间进行1次主场比赛与 1 次客场比赛,对应于从14个元素中任取2个元素的一个排列.因此,比赛的总场次是=14×13=182.
例2.(课本例3).(1)从5本不同的书中选 3 本送给 3 名同学,每人各 1 本,共有多少种不同的送法?
(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
解:(1)从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学,对应于从5个不同元素中任取 3 个元素的一个排列,因此不同送法的种数是
=5×4×3=60.
(2)由于有5种不同的书,送给每个同学的1本书都有 5 种不同的选购方法,因此送给 3 名同学每人各 1 本书的不同方法种数是
5×5×5=125.
例 8 中两个问题的区别在于: ( 1 )是从 5 本不同的书中选出 3 本分送 3 名同学,各人得到的书不同,属于求排列数问题;而( 2 )中,由于不同的人得到的书可能相同,因此不符合使用排列数公式的条件,只能用分步乘法计数原理进行计算.
例3.(课本例4).用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?分析:在本问题的。到 9 这 10 个数字中,因为。不能排在百位上,而其他数可以排在任意位置上,因此。是一个特殊的元素.一般的,我们可以从特殊元素的排列位置人手来考虑问题
解法 1 :由于在没有重复数字的三位数中,百位上的数字不能是O,因此可以分两步完成排列.第1步,排百位上的数字,可以从1到9 这九个数字中任选 1 个,有种选法;第2步,排十位和个位上的数字,可以从余下的9个数字中任选2个,有种选法(图1.2一 5) .根据分步乘法计数原理,所求的三位数有
=9×9×8=648(个) .
解法 2 :如图1.2 一6 所示,符合条件的三位数可分成 3 类.每一位数字都不是位数有 A 母个,个位数字是 O 的三位数有揭个,十位数字是 0 的三位数有揭个.根据分类加法计数原理,符合条件的三位数有
=648个.
解法 3 :从0到9这10个数字中任取3个数字的排列数为,其中 O 在百位上的排列数是,它们的差就是用这10个数字组成的没有重复数字的三位数的个数,即所求的三位数的个数是
-=10×9×8-9×8=648.
对于例9 这类计数问题,可用适当的方法将问题分解,而且思考的角度不同,就可以有不同的解题方法.解法 1 根据百位数字不能是。的要求,分步完成选 3 个数组成没有重复数字的三位数这件事,依据的是分步乘法计数原理;解法 2 以 O 是否出现以及出现的位置为标准,分类完成这件事情,依据的是分类加法计数原理;解法 3 是一种逆向思考方法:先求出从10个不同数字中选3个不重复数字的排列数,然后从中减去百位是。的排列数(即不是三位数的个数),就得到没有重复数字的三位数的个数.从上述问题的解答过程可以看到,引进排列的概念,以及推导求排列数的公式,可以更加简便、快捷地求解“从n个不同元素中取出 m (m≤n)个元素的所有排列的个数”这类特殊的计数问题.
1.1节中的例 9 是否也是这类计数问题?你能用排列的知识解决它吗?
四、课堂练习:
1.若,则 ( )
2.与不等的是 ( )
3.若,则的值为 ( )
4.计算: ; .
5.若,则的解集是 .
6.(1)已知,那么 ;
(2)已知,那么= ;
(3)已知,那么 ;
(4)已知,那么 .
7.一个火车站有8股岔道,停放4列不同的火车,有多少种不同的停放方法(假定每股岔道只能停放1列火车)?
8.一部纪录影片在4个单位轮映,每一单位放映1场,有多少种轮映次序?
答案:1. B 2. B 3. A 4. 1,1 5.
6. (1) 6 (2) 181440 (3) 8 (4) 5 7. 1680 8. 24
巩固练习:书本20页1,2,3,4,5,6
课外作业:第27页 习题1.2 A组1 , 2 , 3,4,5
教学反思:
排列的特征:一个是“取出元素”;二是“按照一定顺序排列” ,“一定顺序”就是与位置有关,这也是判断一个问题是不是排列问题的重要标志。根据排列的定义,两个排列相同,且仅当两个排列的元素完全相同,而且元素的排列顺序也相同. 了解排列数的意义,掌握排列数公式及推导方法,从中体会“化归”的数学思想,并能运用排列数公式进行计算。
对于较复杂的问题,一般都有两个方向的列式途径,一个是“正面凑”,一个是“反过来剔”.前者指,按照要求,一点点选出符合要求的方案;后者指,先按全局性的要求,选出方案,再把不符合其他要求的方案剔出去.了解排列数的意义,掌握排列数公式及推导方法,从中体会“化归”的数学思想,并能运用排列数公式进行计算。
第三课时
例1.(1)有5本不同的书,从中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
(2)有5种不同的书,要买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
解:(1)从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学,对应于从5个元素中任取3个元素的一个排列,因此不同送法的种数是:,所以,共有60种不同的送法
(2)由于有5种不同的书,送给每个同学的1本书都有5种不同的选购方法,因此送给3名同学,每人各1本书的不同方法种数是:,所以,共有125种不同的送法
说明:本题两小题的区别在于:第(1)小题是从5本不同的书中选出3本分送给3位同学,各人得到的书不同,属于求排列数问题;而第(2)小题中,给每人的书均可以从5种不同的书中任选1种,各人得到那种书相互之间没有联系,要用分步计数原理进行计算
例2.某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号,每次可以任意挂1面、2面或3面,并且不同的顺序表示不同的信号,一共可以表示多少种不同的信号?
解:分3类:第一类用1面旗表示的信号有种;
第二类用2面旗表示的信号有种;
第三类用3面旗表示的信号有种,
由分类计数原理,所求的信号种数是:,
答:一共可以表示15种不同的信号
例3.将位司机、位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上,每一辆汽车分别有一位司机和一位售票员,共有多少种不同的分配方案?
分析:解决这个问题可以分为两步,第一步:把位司机分配到四辆不同班次的公共汽车上,即从个不同元素中取出个元素排成一列,有种方法;
第二步:把位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上,也有种方法,
利用分步计数原理即得分配方案的种数
解:由分步计数原理,分配方案共有(种)
答:共有576种不同的分配方案
例4.用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
解法1:用分步计数原理:
所求的三位数的个数是:
解法2:符合条件的三位数可以分成三类:每一位数字都不是0的三位数有个,个位数字是0的三位数有个,十位数字是0的三位数有个,
由分类计数原理,符合条件的三位数的个数是:.
解法3:从0到9这10个数字中任取3个数字的排列数为,其中以0为排头的排列数为,因此符合条件的三位数的个数是-.
说明:解决排列应用题,常用的思考方法有直接法和间接法直接法:通过对问题进行恰当的分类和分步,直接计算符合条件的排列数如解法1,2;间接法:对于有限制条件的排列应用题,可先不考虑限制条件,把所有情况的种数求出来,然后再减去不符合限制条件的情况种数如解法3.对于有限制条件的排列应用题,要恰当地确定分类与分步的标准,防止重复与遗漏
第四课时
例5.(1)7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?
解:问题可以看作:7个元素的全排列=5040.
(2)7位同学站成两排(前3后4),共有多少种不同的排法?
解:根据分步计数原理:7×6×5×4×3×2×1=7!=5040.
(3)7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?
解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列——=720.
(4)7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?
解:根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有种;
第二步 余下的5名同学进行全排列有种,所以,共有=240种排列方法
(5)7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
解法1(直接法):第一步从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有种方法;第二步从余下的5位同学中选5位进行排列(全排列)有种方法,所以一共有=2400种排列方法
解法2:(排除法)若甲站在排头有种方法;若乙站在排尾有种方法;若甲站在排头且乙站在排尾则有种方法,所以,甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有-+=2400种.
说明:对于“在”与“不在”的问题,常常使用“直接法”或“排除法”,对某些特殊元素可以优先考虑
例6.从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,则共有多少种不同的排法?
解法一:(从特殊位置考虑);
解法二:(从特殊元素考虑)若选:;若不选:,
则共有种;
解法三:(间接法)
第五课时
例7. 7位同学站成一排,
(1)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?
解:先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素(同学)一起进行全排列有种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有种方法.所以这样的排法一共有种
(2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?
解:方法同上,一共有=720种
(3)甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种?
解法一:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有种方法;将剩下的4个元素进行全排列有种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有种方法.所以这样的排法一共有=960种方法
解法二:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,若丙站在排头或排尾有2种方法,
所以,丙不能站在排头和排尾的排法有种方法
解法三:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以,这样的排法一共有=960种方法.
(4)甲、乙、丙三个同学必须站在一起,另外四个人也必须站在一起
解:将甲、乙、丙三个同学“捆绑”在一起看成一个元素,另外四个人“捆绑”在一起看成一个元素,时一共有2个元素,∴一共有排法种数:(种)
说明:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).
例8.7位同学站成一排,
(1)甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?
解法一:(排除法);
解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有种方法,此时他们留下六个位置(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有种方法,所以一共有种方法.
(2)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?
解:先将其余四个同学排好有种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有种方法,所以一共有=1440种.
说明:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).
第六课时
例9.5男5女排成一排,按下列要求各有多少种排法:(1)男女相间;(2)女生按指定顺序排列
解:(1)先将男生排好,有种排法;再将5名女生插在男生之间的6个“空挡”(包括两端)中,有种排法
故本题的排法有(种);
(2)方法1:;
方法2:设想有10个位置,先将男生排在其中的任意5个位置上,有种排法;余下的5个位置排女生,因为女生的位置已经指定,所以她们只有一种排法
故本题的结论为(种)
2007年高考题
1.(2007年天津卷)如图,用6种不同的颜色给图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,要求最多使用3种颜色且相邻的两个格子颜色不同,则不同的涂色方法共有  390 种(用数字作答).
2.(2007年江苏卷)某校开设9门课程供学生选修,其中三门由于上课时间相同,至多选一门,学校规定每位同学选修4门,共有  75  种不同选修方案。(用数值作答)
3.(2007年北京卷)记者要为5名志愿都和他们帮助的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不排在两端,不同的排法共有( B )
A.1440种 B.960种 C.720种 D.480种
4.(2007年广东卷)图3是某汽车维修公司的维修点分布图,公司在年初分配给A、B、C、D四个维修点的某种配件各50件,在使用前发现需将A、B、C、D四个维修点的这批配件分别调整为40、45、54、61件,但调整只能在相邻维修点之间进行,那么完成上述调整,最少的调动件次(n个配件从一个维修点调整到相邻维修点的调动件次为n)为
 (A)15   (B)16    (C)17   (D)18
答案:B;
5.(2007年全国卷I)从班委会5名成员中选出3名,分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员,其中甲、乙二人不能担任文娱委员,则不同的选法共有 种.(用数字作答)
6.(2007年全国卷Ⅱ)从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有( B )
A.40种 B.60种 C.100种 D.120种
7. (2007年陕西卷)安排3名支教老师去6所学校任教,每校至多2人,则不同的分配方案共有 种.(用数字作答)
8.(2007年四川卷)用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有(  )
(A)288个 (B)240个 (C)144个 (D)126个
解析:选B.对个位是0和个位不是0两类情形分类计数;对每一类情形按“个位-最高位-中间三位”分步计数:①个位是0并且比20000大的五位偶数有个;②个位不是0并且比20000大的五位偶数有个;故共有个.本题考查两个基本原理,是典型的源于教材的题目.
9.(2007年重庆卷)某校要求每位学生从7门课程中选修4门,其中甲乙两门课程不能都选,则不同的选课方案有____25_____种.(以数字作答)
10.(2007年宁夏卷)某校安排5个班到4个工厂进行社会实践,每个班去一个工厂,每个工厂至少安排一个班,不同的安排方法共有 240 种.(用数字作答)
11.(2007年辽宁卷)将数字1,2,3,4,5,6拼成一列,记第个数为,若,,,,则不同的排列方法有 种(用数字作答).
解析:分两步:(1)先排,=2,有2种;=3有2种;=4有1种,共有5种;(2)再排,共有种,故不同的排列方法种数为5×6=30,填30.§3.1 独立性检验(1)
教学目标
(1)通过对典型案例的探究,了解独立性检验(只要求列联表)的基本思想、方法及初步应用;
(2)经历由实际问题建立数学模型的过程,体会其基本方法.
教学重点、难点:独立性检验的基本方法是重点.基本思想的领会及方法应用是难点.
教学过程
一.问题情境
5月31日是世界无烟日。有关医学研究表明,许多疾病,例如:心脏病、癌症、脑血管病、慢性阻塞性肺病等都与吸烟有关,吸烟已成为继高血压之后的第二号全球杀手。这些疾病与吸烟有关的结论是怎样得出的呢?我们看一下问题:
1. 某医疗机构为了了解呼吸道疾病与吸烟是否有关,进行了一次抽样调查,共调查了515个成年人,其中吸烟者220人,不吸烟者295人.调查结果是:吸烟的220人中有37人患呼吸道疾病(简称患病),183人未患呼吸道疾病(简称未患病);不吸烟的295人中有21人患病,274人未患病.
问题:根据这些数据能否断定“患呼吸道疾病与吸烟有关”?
二.学生活动
为了研究这个问题,(1)引导学生将上述数据用下表来表示:
患病 未患病 合计
吸烟 37 183 220
不吸烟 21 274 295
合计 58 457 515
(2)估计吸烟者与不吸烟者患病的可能性差异:
在吸烟的人中,有的人患病,在不吸烟的人中,有的人患病.
问题:由上述结论能否得出患病与吸烟有关?把握有多大?
三.建构数学
1.独立性检验:
(1)假设:患病与吸烟没有关系.
若将表中“观测值”用字母表示,则得下表:
患病 未患病 合计
吸烟
不吸烟
合计
(近似的判断方法:设,如果成立,则在吸烟的人中患病的比例与
不吸烟的人中患病的比例应差不多,由此可得,即,因此,越小,患病与吸烟之间的关系越弱,否则,关系越强.)
设,
在假设成立的条件下,可以通过求 “吸烟且患病”、“吸烟但未患病”、“不吸烟但患病”、“不吸烟且未患病”的概率(观测频率),将各种人群的估计人数用表示出来.
例如:“吸烟且患病”的估计人数为;
“吸烟但未患病” 的估计人数为;
“不吸烟但患病”的估计人数为;
“不吸烟且未患病”的估计人数为.
如果实际观测值与假设求得的估计值相差不大,就可以认为所给数据(观测值)不能否定假设.否则,应认为假设不能接受,即可作出与假设相反的结论.
(2)卡方统计量:
为了消除样本对上式的影响,通常用卡方统计量(χ2)来进行估计.
卡方χ2统计量公式:
χ2
(其中)
由此若成立,即患病与吸烟没有关系,则χ2的值应该很小.把代入计算得χ2,统计学中有明确的结论,在成立的情况下,随机事件“”
发生的概率约为,即,也就是说,在成立的情况下,对统计量χ2进行多次观测,观测值超过的频率约为.由此,我们有99%的把握认为不成立,即有99%的把握认为“患病与吸烟有关系”.
象以上这种用统计量研究吸烟与患呼吸道疾病是否有关等问题的方法称为独立性检验.
说明:
(1)估计吸烟者与不吸烟者患病的可能性差异是用频率估计概率,利用χ2进行独立性检验,可以对推断的正确性的概率作出估计,观测数据取值越大,效果越好.在实际应用中,当均不小于5,近似的效果才可接受.
(2)这里所说的“呼吸道疾病与吸烟有关系”是一种统计关系,这种关系是指“抽烟的人患呼吸道疾病的可能性(风险)更大”,而不是说“抽烟的人一定患呼吸道疾病”.
(3)在假设下统计量χ2应该很小,如果由观测数据计算得到χ2的观测值很大,则在一定程度上说明假设不合理(即统计量χ2越大,“两个分类变量有关系”的可能性就越大).
2.独立性检验的一般步骤:
一般地,对于两个研究对象Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ有两类取值:类和类(如吸烟与不吸烟),Ⅱ也有两类取值:类和类(如患呼吸道疾病与不患呼吸道疾病),得到如下表所示:

类 类 合计
Ⅰ 类

合计
推断“Ⅰ和Ⅱ有关系”的步骤为:
第一步,提出假设:两个分类变量Ⅰ和Ⅱ没有关系;
第二步,根据2×2列联表和公式计算χ2统计量;
第三步,查对课本中临界值表,作出判断.
3.独立性检验与反证法:
反证法原理:在一个已知假设下,如果推出一个矛盾,就证明了这个假设不成立;
独立性检验(假设检验)原理:在一个已知假设下,如果一个与该假设矛盾的小概率事件发生,就推断这个假设不成立.
四.数学运用
1.例题:
例1.在500人身上试验某种血清预防感冒的作用,把他们一年中的感冒记录与另外500名未用血清的人的感冒记录作比较,结果如表所示.问:该种血清能否起到预防感冒的作用?
未感冒 感冒 合计
使用血清 258 242 500
未使用血清 216 284 500
合计 474 526 1000
分析:在使用该种血清的人中,有的人患过感冒;在没有使用该种血清的人中,有的人患过感冒,使用过血清的人与没有使用过血清的人的患病率相差较大.从直观上来看,使用过血清的人与没有使用过血清的人的患感冒的可能性存在差异.
解:提出假设:感冒与是否使用该种血清没有关系.由列联表中的数据,求得
∵当成立时,的概率约为,∴我们有99%的把握认为:该种血清能起到预防感冒的作用.
例2.为研究不同的给药方式(口服或注射)和药的效果(有效与无效)是否有关,进行了相应的抽样调查,调查结果如表所示.根据所选择的193个病人的数据,能否作出药的效果与给药方式有关的结论?
有效 无效 合计
口服 58 40 98
注射 64 31 95
合计 122 71 193
分析:在口服的病人中,有的人有效;在注射的病人中,有的人有效.从直观上来看,口服与注射的病人的用药效果的有效率有一定的差异,能否认为用药效果与用药方式一定有关呢?下面用独立性检验的方法加以说明.
解:提出假设:药的效果与给药方式没有关系.由列联表中的数据,求得
当成立时,的概率大于,这个概率比较大,所以根据目前的调查数据,不能否定假设,即不能作出药的效果与给药方式有关的结论.
说明:如果观测值,那么就认为没有充分的证据显示“Ⅰ与Ⅱ有关系”,但也不能作出结论“成立”,即Ⅰ与Ⅱ没有关系.
2.练习:课本第91页 练习第1、2、3题.
五.回顾小结:
1.独立性检验的思想方法及一般步骤;
2.独立性检验与反证法的关系.
六.课外作业:
课本第93页 习题3.1 第1、2、3题.
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12. 1.1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
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
思考1:掷一枚骰子,出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< 3 }在这里表示什么事件吗?“抽出 3 件以上次品”又如何用 X 表示呢?
定义2:所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量 ( discrete random variable ) .
离散型随机变量的例子很多.例如某人射击一次可能命中的环数 X 是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0,1,…,10;某网页在24小时内被浏览的次数Y也是一个离散型随机变量,它的所有可能取值为0, 1,2,….
思考3:电灯的寿命X是离散型随机变量吗?
电灯泡的寿命 X 的可能取值是任何一个非负实数,而所有非负实数不能一一列出,所以 X 不是离散型随机变量.
在研究随机现象时,需要根据所关心的问题恰当地定义随机变量.例如,如果我们仅关心电灯泡的使用寿命是否超过1000 小时,那么就可以定义如下的随机变量:
与电灯泡的寿命 X 相比较,随机变量Y的构造更简单,它只取两个不同的值0和1,是一个离散型随机变量,研究起来更加容易.
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
如某林场树木最高达30米,则林场树木的高度是一个随机变量,它可以取(0,30]内的一切值
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
注意:(1)有些随机试验的结果虽然不具有数量性质,但可以用数量来表达如投掷一枚硬币,=0,表示正面向上,=1,表示反面向上
(2)若是随机变量,是常数,则也是随机变量
三、讲解范例:
例1. 写出下列随机变量可能取的值,并说明随机变量所取的值表示的随机试验的结果
(1)一袋中装有5只同样大小的白球,编号为1,2,3,4,5 现从该袋内随机取出3只球,被取出的球的最大号码数ξ;
(2)某单位的某部电话在单位时间内收到的呼叫次数η
解:(1) ξ可取3,4,5
ξ=3,表示取出的3个球的编号为1,2,3;
ξ=4,表示取出的3个球的编号为1,2,4或1,3,4或2,3,4;
ξ=5,表示取出的3个球的编号为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2. 抛掷两枚骰子各一次,记第一枚骰子掷出的点数与第二枚骰子掷出的点数的差为ξ,试问:“ξ> 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-5≤ξ≤5,也就是说“ξ>4”就是“ξ=5”所以,“ξ>4”表示第一枚为6点,第二枚为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ξ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η关于行车路程ξ的关系式;
(Ⅱ)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,出租车在途中因故停车累计最多15分钟.
四、课堂练习:
1.①某寻呼台一小时内收到的寻呼次数;②长江上某水文站观察到一天中的水位;③某超市一天中的顾客量其中的是连续型随机变量的是( )
A.①;  B.②;  C.③;  D.①②③
2.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.;  D.
4.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ξ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ξ的线性组合η=aξ+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:
1、怎样防止所谓新课程理念流于形式,如何合理选择值得讨论的问题,实现学生实质意义的参与.
2、防止过于追求教学的情境化倾向,怎样把握一个度.3. 2.1独立性检验的基本思想及其初步应用
教学目标
(1)通过对典型案例的探究,了解独立性检验(只要求列联表)的基本思想、方法及初步应用;
(2)经历由实际问题建立数学模型的过程,体会其基本方法。
教学重点:独立性检验的基本方法
教学难点:基本思想的领会及方法应用
教学过程
一、问题情境
5月31日是世界无烟日。有关医学研究表明,许多疾病,例如:心脏病、癌症、脑血管病、慢性阻塞性肺病等都与吸烟有关,吸烟已成为继高血压之后的第二号全球杀手。这些疾病与吸烟有关的结论是怎样得出的呢?我们看一下问题:
某医疗机构为了了解肺癌与吸烟是否有关,进行了一次抽样调查,共调查了9965个人,其中吸烟者2148人,不吸烟者7817人。调查结果是:吸烟的2148人中有49人患肺癌,2099人未患肺癌;不吸烟的7817人中有42人患肺癌,7775人未患肺癌。
问题:根据这些数据能否断定“患肺癌与吸烟有关”?
二、学生活动
(1)引导学生将上述数据用下表(一)来表示:(即列联表)
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 7775 42 7817
吸烟 2099 49 2148
总计 9874 91 9965
(2)估计吸烟者与不吸烟者患肺癌的可能性差异:
在不吸烟者中,有≈0.54%的人患肺癌;
在吸烟的人中,有≈2.28%的人患肺癌。
问题:由上述结论能否得出患肺癌与吸烟有关?把握有多大?
三、建构数学
1、从问题“吸烟是否与患肺癌有关系”引出独立性检验的问题,借助样本数据的列联表,柱形图和条形图的展示,使学生直观感觉到吸烟和患肺癌可能会有关系。但这种结论能否推广到总体呢?要回答这个问题,就必须借助于统计理论来分析。
2、独立性检验:
(1)假设:患肺癌与吸烟没有关系。即:“吸烟与患肺癌相互独立”。用A表示不吸烟,B表示不患肺癌,则有P(AB)=P(A)P(B)
若将表中“观测值”用字母代替,则得下表(二):
患肺癌 未患肺癌 合计
吸烟
不吸烟
合计
学生活动:让学生利用上述字母来表示对应概率,并化简整理。
思考交流:越小,说明患肺癌与吸烟之间的关系越 (强、弱)?
(2)构造随机变量(其中)
由此若成立,即患肺癌与吸烟没有关系,则K2的值应该很小。把表中的数据代入计算得K2的观测值k约为56.632,统计学中有明确的结论,在成立的情况下,随机事件P(K2≥6.635)≈0.01。由此,我们有99%的把握认为不成立,即有99%的把握认为“患肺癌与吸烟有关系”。
上面这种利用随机变量K2来确定是否能以一定把握认为“两个分类变量有关系”的方法,称为两个分类变量的独立性检验。
说明:估计吸烟者与不吸烟者患肺癌的可能性差异是用频率估计概率,利用K2进行独立性检验,可以对推断的正确性的概率作出估计,观测数据取值越大,效果越好。在实际应用中,当均不小于5,近似的效果才可接受。
(2)这里所说的“患肺癌与吸烟有关系”是一种统计关系,这种关系是指“抽烟的人患肺癌的可能性(风险)更大”,而不是说“抽烟的人一定患肺癌”。
(3)在假设成立的情况下,统计量K2应该很小,如果由观测数据计算得到K2的观测值很大,则在一定程度上说明假设不合理(即统计量K2越大,“两个分类变量有关系”的可能性就越大)。
3、对于两个分类变量A和B,推断“A和B有关系”的方法和步骤为:
①利用三维柱形图和二维条形图;
②独立性检验的一般步骤:
第一步,提出假设:两个分类变量A和B没有关系;
第二步,根据2×2列联表和公式计算K2统计量;
第三步,查对课本中临界值表,作出判断。
4、独立性检验与反证法:
反证法原理:在一个已知假设下,如果推出一个矛盾,就证明了这个假设不成立;
独立性检验原理:在一个已知假设下,如果一个与该假设矛盾的小概率事件发生,就推断这个假设不成立。
四、数学运用
例1 在某医院,因为患心脏病而住院的665名男性病人中,有214人秃顶;而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175名秃顶. 分别利用图形和独立性检验方法判断秃顶与患心脏病是否有关系?你所得的结论在什么范围内有效?
① 第一步:教师引导学生作出列联表,并分析列联表,引导学生得出“秃顶与患心脏病有关”的结论;
第二步:教师演示三维柱形图和二维条形图,进一步向学生解释所得到的统计结果;
第三步:由学生计算出的值;
第四步:解释结果的含义.
② 通过第2个问题,向学生强调“样本只能代表相应总体”,这里的数据来自于医院的住院病人,因此题目中的结论能够很好地适用于住院的病人群体,而把这个结论推广到其他群体则可能会出现错误,除非有其它的证据表明可以进行这种推广.
变式练习:课本P97练习
【板书设计】:
【作业布置】:课本P97习题3.2第1题
3.2.1独立性检验的基本思想及其初步应用
课前预习
阅读教材P91-P95,了解相关概念,如:分类变量、列联表、独立性检验。
学习目标
(1)通过对典型案例的探究,了解独立性检验(只要求列联表)的基本思想、方法及初步应用;
(2)经历由实际问题建立数学模型的过程,体会其基本方法。
学习重点:独立性检验的基本方法
学习难点:基本思想的领会
学习过程
一、情境引入
5月31日是世界无烟日。有关医学研究表明,许多疾病,例如:心脏病、癌症、脑血管病、慢性阻塞性肺病等都与吸烟有关,吸烟已成为继高血压之后的第二号全球杀手。这些疾病与吸烟有关的结论是怎样得出的呢?我们看一下问题:
某医疗机构为了了解肺癌与吸烟是否有关,进行了一次抽样调查,共调查了9965个人,其中吸烟者2148人,不吸烟者7817人。调查结果是:吸烟的2148人中有49人患肺癌,2099人未患肺癌;不吸烟的7817人中有42人患肺癌,7775人未患肺癌。
问题:根据这些数据能否断定“患肺癌与吸烟有关”?
二、学生活动
【自主学习】
(1)将上述数据用下表(一)来表示:
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟
吸烟
总计
(2)估计吸烟者与不吸烟者患肺癌的可能性差异:
在不吸烟者中患肺癌的人约占多大比例? ;
在吸烟的人中患肺癌的人约占多大比例? 。
问题:由上述结论能否得出患肺癌与吸烟有关?把握有多大?
【合作探究】
1、观察、分析样本数据的列联表和柱形图、条形图,你能得出什么结论?
2、该结论能否推广到总体呢?
3、假设:患肺癌与吸烟没有关系。则两事件发生的概率有何关系?
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 a b a+b
吸烟 c d c+d
总计 a+c b+d a+b+c+d
试用上表(二)中字母表示两概率及其关系,并化简该式。你能得到何结论?
4、构造随机变量(其中),结合3中结论,若成立,则K2应该很 (大、小)
根据表(一)中的数据,利用4中公式,计算出K2的观测值,该值说明什么?(统计学中有明确的结论,在成立的情况下,P(K2≥6.635)≈0.01。)
5、结合表(二)和三维柱形图、二维条形图如何判断两个分类变量是否有关系?利用独立性检验呢?二者谁更精确?
【当堂检测】
在某医院,因为患心脏病而住院的665名男性病人中,有214人秃顶;而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175名秃顶. 分别利用图形和独立性检验方法判断秃顶与患心脏病是否有关系?
学校:二中 学科:数学 编写人: 游恒涛 审稿人:马英济
3.2.2独立性检验的基本思想及其初步应用
教学目标
通过对典型案例的探究,进一步巩固独立性检验的基本思想、方法,并能运用K2进行独立性检验.
教学重点:独立性检验的基本方法
教学难点:基本思想的领会及方法应用
教学过程
一.学生活动
练习:
(1)某大学在研究性别与职称(分正教授、副教授)之间是否有关系,你认为应该收集哪些数据?女教授人数,男教授人数,女副教授人数,男副教授人数。
(2)某高校“统计初步”课程的教师随机调查了选该课的一些学生情况,具体数据如下表:
专业性别 非统计专业 统计专业
男 13 10
女 7 20
为了判断主修统计专业是否与性别有关系,根据表中的数据,得到
K2,∵K2,
所以判定主修统计专业与性别有关系,那么这种判断出错的可能性为 .(答案:5%)
附:临界值表(部分):
(K2≥k0) 0.10 0.05 0.025 0.010
k0 2.706 3.841 5.024 6.635
二.数学运用
例1 为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系,在某城市的某校高中生中随机抽取300名学生,得到如下列联表:
喜欢数学课程 不喜欢数学课程   总 计
   男    37    85    122
   女    35    143    178
  总 计    72    228    300
由表中数据计算得到的观察值. 在多大程度上可以认为高中生的性别与是否数学课程之间有关系?为什么?
(学生自练,教师总结)
强调:①使得成立的前提是假设“性别与是否喜欢数学课程之间没有关系”.如果这个前提不成立,上面的概率估计式就不一定正确;
②结论有95%的把握认为“性别与喜欢数学课程之间有关系”的含义;
③在熟练掌握了两个分类变量的独立性检验方法之后,可直接计算的值解决实际问题,而没有必要画相应的图形,但是图形的直观性也不可忽视.
例2、为研究不同的给药方式(口服或注射)和药的效果(有效与无效)是否有关,进行了相应的抽样调查,调查结果如表所示。根据所选择的193个病人的数据,能否作出药的效果与给药方式有关的结论?
有效 无效 合计
口服 58 40 98
注射 64 31 95
合计 122 71 193
分析:在口服的病人中,有的人有效;在注射的病人中,有的人有效。从直观上来看,口服与注射的病人的用药效果的有效率有一定的差异,能否认为用药效果与用药方式一定有关呢?下面用独立性检验的方法加以说明。
说明:如果观测值K2≤2.706,那么就认为没有充分的证据显示“A与B有关系”,但也不能作出结论“成立”,即A与B没有关系
小结:独立性检验的方法、原理、步骤
三、巩固练习:
某市为调查全市高中生学习状况是否对生理健康有影响,随机进行调查并得到如下的列联表:请问有多大把握认为“高中生学习状况与生理健康有关”?
不健康 健 康 总计
不优秀 41 626 667
优 秀 37 296 333
总 计 78 922 1000
3.2.2独立性检验的基本思想及其初步应用
学习目标
通过对典型案例的探究,进一步巩固独立性检验的基本思想、方法,并能运用K2进行独立性检验.
学习重点:独立性检验的应用
学习过程
一.前置测评
(1)某大学在研究性别与职称(分正教授、副教授)之间是否有关系,你认为应该收集哪些数据? 。
(2)某高校“统计初步”课程的教师随机调查了选该课的一些学生情况,具体数据如下表:
专业性别 非统计专业 统计专业
男 13 10
女 7 20
为了判断主修统计专业是否与性别有关系,根据表中的数据,得到
K2,∵K2≥3.841,
所以判定主修统计专业与性别有关系,那么这种判断出错的可能性为 。
附:临界值表(部分):
(K2≥k0) 0.10 0.05 0.025 0.010
k0 2.706 3.841 5.024 6.635
二.典型例题
例1 为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系,在某城市的某校高中生中随机抽取300名学生,得到如下列联表:
喜欢数学课程 不喜欢数学课程   总 计
   男    37    85    122
   女    35    143    178
  总 计    72    228    300
由表中数据计算得到的观察值k≈4.514. 在多大程度上可以认为高中生的性别与是否数学课程之间有关系?为什么?
例2、为研究不同的给药方式(口服或注射)和药的效果(有效与无效)是否有关,进行了相应的抽样调查,调查结果如表所示。根据所选择的193个病人的数据,能否作出药的效果与给药方式有关的结论?
有效 无效 合计
口服 58 40 98
注射 64 31 95
合计 122 71 193
谈一谈:结合例1和例2你如何理解独立性检验。
三、巩固练习:
某市为调查全市高中生学习状况是否对生理健康有影响,随机进行调查并得到如下的列联表:请问有多大把握认为“高中生学习状况与生理健康有关”?
不健康 健 康 总计
不优秀 41 626 667
优 秀 37 296 333
总 计 78 922 1000
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9§3.2 回归分析(2)
教学目标
(1)通过实例了解相关系数的概念和性质,感受相关性检验的作用;
(2)能对相关系数进行显著性检验,并解决简单的回归分析问题;
(3)进一步了解回归的基本思想、方法及初步应用.
教学重点,难点
相关系数的性质及其显著性检验的基本思想、操作步骤.
教学过程
一.问题情境
1.情境:下面是一组数据的散点图,若求出相应的线性回归方程,求出的线性回归方程可以用作预测和估计吗?
2.问题:思考、讨论:求得的线性回归方程是否有实际意义.
二.学生活动
对任意给定的样本数据,由计算公式都可以求出相应的线性回归方程,但求得的线性回归方程未必有实际意义.左图中的散点明显不在一条直线附近,不能进行线性拟合,求得的线性回归方程是没有实际意义的;右图中的散点基本上在一条直线附近,我们可以粗略地估计两个变量间有线性相关关系,但它们线性相关的程度如何,如何较为精确地刻画线性相关关系呢?
这就是上节课提到的问题①,即模型的合理性问题.为了回答这个问题,我们需要对变量与的线性相关性进行检验(简称相关性检验).
三.建构数学
1.相关系数的计算公式:
对于,随机取到的对数据,样本相关系数的计算公式为

2.相关系数的性质:
(1);
(2)越接近与1,,的线性相关程度越强;
(3)越接近与0,,的线性相关程度越弱.
可见,一条回归直线有多大的预测功能,和变量间的相关系数密切相关.
3.对相关系数进行显著性检验的步骤:
相关系数的绝对值与1接近到什么程度才表明利用线性回归模型比较合理呢?这需要对相关系数进行显著性检验.对此,在统计上有明确的检验方法,基本步骤是:
(1)提出统计假设:变量,不具有线性相关关系;
(2)如果以的把握作出推断,那么可以根据与(是样本容量)在附录(教材P111)中查出一个的临界值(其中称为检验水平);
(3)计算样本相关系数;
(4)作出统计推断:若,则否定,表明有的把握认为变量与之间具有线性相关关系;若,则没有理由拒绝,即就目前数据而言,没有充分理由认为变量与之间具有线性相关关系.
说明:1.对相关系数进行显著性检验,一般取检验水平,即可靠程度为.
2.这里的指的是线性相关系数,的绝对值很小,只是说明线性相关程度低,不一定不相关,可能是非线性相关的某种关系.
3.这里的是对抽样数据而言的.有时即使,两者也不一定是线性相关的.故在统计分析时,不能就数据论数据,要结合实际情况进行合理解释.
4.对于上节课的例1,可按下面的过程进行检验:
(1)作统计假设:与不具有线性相关关系;
(2)由检验水平与在附录中查得;
(3)根据公式得相关系数;
(4)因为,即,所以有﹪的把握认为与之间具有线性相关关系,线性回归方程为是有意义的.
四.数学运用
1.例题:
例1.下表是随机抽取的对母女的身高数据,试根据这些数据探讨与之间的关系.
母亲身高
女儿身高
解:所给数据的散点图如图所示:由图可以看出,这些点在一条直线附近,
因为,,



所以,
由检验水平及,在附录中查得,因为,所以可以认为与之间具有较强的线性相关关系.线性回归模型中的估计值分别为

故对的线性回归方程为.
例2.要分析学生高中入学的数学成绩对高一年级数学学习的影响,在高一年级学生中随机抽取名学生,分析他们入学的数学成绩和高一年级期末数学考试成绩如下表:
学生编号
入学成绩
高一期末成绩
(1)计算入学成绩与高一期末成绩的相关系数;
(2)如果与之间具有线性相关关系,求线性回归方程;
(3)若某学生入学数学成绩为分,试估计他高一期末数学考试成绩.
解:(1)因为,,
,,

因此求得相关系数为.
结果说明这两组数据的相关程度是比较高的;
小结解决这类问题的解题步骤:
(1)作出散点图,直观判断散点是否在一条直线附近;
(2)求相关系数;
(3)由检验水平和的值在附录中查出临界值,判断与是否具有较强的线性相关关系;
(4)计算,,写出线性回归方程.
2.练习:练习第题.
五.回顾小结:
1.相关系数的计算公式与回归系数计算公式的比较;
2.相关系数的性质;
3.探讨相关关系的基本步骤.
六.课外作业:习题3.2第题.
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1§1.3.1 二项式定理
【教学目标】
1.理解二项式定理及推导方法,识记二项展开式的有关特征,能对二项式定理进行简单应用;
2.通过对二项式定理内容的研究,体验特殊到一般的发现规律,一般到特殊指导实践的认识事物过程。
【教学重难点】
教学重点:二项式定理的内容及归纳过程 ;
教学难点:在二项式展开的过程中,发现各项及各项系数的规律。
【教学过程】
一、设置情景,引入课题
引入:二项式定理研究的是(a+b)n的展开式。
如(a+b)2=a2+2ab+b2, (a+b)3=?,(a+b)4= ?,那么(a+b)n的展开式是什么呢?
二、引导探究,发现规律
1、多项式乘法的再认识
问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?
2、(a+b)3展开式的再认识
问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?
合作探究1:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?
教师引导:可以发现a2b是从(a+b)(a+b)(a+b)这三个括号中的任意两个中选a,剩下的一个括号中选b;利用组合知识可以得到a2b应该出现了C· C=3次,所以a2b的系数是3。
问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?
可以对(a+b)4按a或按b进行分类:
(1)四个括号中全都取a,得:C a4
(2)四个括号中有3个取a,剩下的1个取b,得:C a3· Cb
(3)四个括号中有2个取a,剩下的2个取b,得:C a2· Cb2
(4)四个括号中有1个取a,剩下的3个取b,得:C a· Cb3
(5)四个括号中全都取b,得:C b4
小结:对于展开式,只要按一个字母分类就可以了,可以按a分类,也可以按b分类,再如:(1)不取b:C a4;(2)取1个b:C a3b;(3)取2个b:C a2 b2;(4)取3个b:C ab3;(5)取4个b:C b4,然后将上面各式相加得到展开式。
结论:(a+b)4= C a4+ C a3b+ C a2 b2+ C ab3+ Cb4
三、形成定理,说理证明
问题4:(a+b)n的展开式又是什么呢?
合作探究2: (1) 将(a+b)n展开有多少项?
(2)每一项中,字母a,b的指数有什么特点?
(3)字母“a”、“b”指数的含义是什么?是怎么得到的?
(4)如何确定“a”、“b”的系数?
猜想:
证明:对(a+b)n分类,按b可以分n+1类,
(1)不取b:C an;
(2)取1个b:C an-1b;
(3)取2个b:C an-2b2;
………………
(k+1)取k个b:C an-kbk;
………………
(n+1)取n个b:C bn;
然后将这n+1个式子加起来,就得到二项展开式,
(a+b)n=an+an-1b+…+an-kbk+…+bn(n∈N+)
这就是二项式定理。
四、熟悉定理,简单应用
二项式定理的公式特征(由学生归纳,让学生熟悉公式)
(1)项数:共有n+1项;
(2)次数:字母a按降幂排列,次数由n递减到0;字母b按升幂排列,次数由0递增到n;
(3)二项式系数:下标为n,上标由0递增至n;
(4)通项:Tk+1= C an-kbk;指的是第k+1项,该项的二项式系数为C;
(5)公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式。
例1 求的展开式
分析:为了方便,可以先化简后展开。
例2 ①的展开式的第4项的系数及第4项的二项式系数。
②求的展开式中含的系数。
五、当堂检测
1.写出(p+q)7的展开式;
2.求(2a+3b)6的展开式的第3项;
3.写出的展开式的第r+1项;
4.(x-1)10的展开式的第6项的系数是( )
(A) (B) (C) (D)
答案:1.(p+q)7=p7+7p6q+21p5q2+35p4q3+35p3q4+21p2q5+7pq6+q7.
六、课堂小结
公式:
思想方法:(1)从特殊到一般的思维方式. (2)用计数原理分析二项式的展开过程.
七、布置作业
课本43页习题1.3 A组 2、3
§1.3.1 二项式定理
课前预习学案
一、预习目标
通过分析(a+b)2的展开式,归纳得出二项式定理;掌握二项式定理的公式特征并能简单应用。
二、预习内容
1、(a+b)2=
(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)=______________________________
(a+b)3=
(a+b)4=
2、二项式定理的证明过程
3、(a+b)n=
4、(a+b)n的二项展开式中共有______项,其中各项的系数______叫做二项式系数,式中的____________叫做二项展开式的通项,用Tk+1表示,即通项为展开式的第k+1项:_____________________
5、在二项式定理中,若a=1,b=x,则有
(1+x)n=_______________________________________
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1.用计数原理分析(a+b)3的展开式,进而探究(a+b)4的展开式,从而猜想二项式定理。
2.熟悉二项式定理中的公式特征,能够应用它解决简单问题。
3. 培养学生观察、分析、概括的能力。
二、学习重难点:
教学重点:二项式定理的内容及应用
教学难点:二项式定理的推导过程及内涵
三、学习过程
(一)探究(a+b)3、(a+b)4的展开式
问题1:(a1+ b1)(a2+b2) (a3+ b3)展开式中每一项是怎样构成的?展开式有几项?
问题2:将上式中,若令a1=a2=a3=a, b1=b2= b3=b,则展开式又是什么?
合作探究一:合并同类项后,为什么a2b的系数是3?
问题3:(a+b)4的展开式又是什么呢?
结论:(a+b)4= C a4+ C a3b+ C a2 b2+ C ab3+ Cb4
(二)猜想、证明“二项式定理”
问题4:(a+b)n的展开式又是什么呢?
合作探究二: (1) 将(a+b)n展开有多少项?
(2)每一项中,字母a,b的指数有什么特点?
(3)字母“a”、“b”指数的含义是什么?是怎么得到的?
(4)如何确定“a”、“b”的系数?
二项式定理:
(a+b)n=an+an-1b+…+an-kbk+…+bn(n∈N+)
(三)归纳小结:二项式定理的公式特征
(1)项数:_______;(2)次数:字母a按降幂排列,次数由____递减到_____;字母b按升幂排列,次数由____递增到______;
(3)二项式系数:下标为_____,上标由_____递增至_____;
(4)通项:Tk+1=__________;指的是第k+1项,该项的二项式系数为______;
(5)公式所表示的定理叫_____________,右边的多项式叫做(a+b)n的二项展开式。
(四)典型例题
例1 求的展开式
分析:为了方便,可以先化简后展开。
例2 ①的展开式的第4项的系数及第4项的二项式系数。
②求的展开式中含的系数。
(五)当堂检测
1.写出(p+q)7的展开式;
2.求(2a+3b)6的展开式的第3项;
3.写出的展开式的第r+1项;
4.(x-1)10的展开式的第6项的系数是( )
(A) (B) (C) (D)
课后练习与提高
1.在的展开式中,的系数为 ( )
A. B. C. D.
2.已知(的展开式的第三项与第二项的系数的比为11∶2,则n是 ( )
A.10 B.11 C.12 D.13
3.展开式中的系数是
4. 的展开式中常数项为
5. 的展开式中,含项的系数是 .
6. 若的展开式中前的系数是9900,求实数的值。
答案:1.D; 2.C; 3.; 4.; 5.207 ; 6. a=±
§1.3.2 “杨辉三角”与二项式系数的性质
【教学目标】
1. 使学生建立“杨辉三角”与二项式系数之间的直觉,并探索其中的规律;
2.能运用函数观点分析处理二项式系数的性质;
3. 理解和掌握二项式系数的性质,并会简单的应用。
【教学重难点】
教学重点:二项式系数的性质及其应用;
教学难点:杨辉三角的基本性质的探索和发现。
【教学过程】
一、复习引入
1、二项式定理:________________________________________________;
二项式系数:______________________________________________;
2、( 1+x) n =________________________________________________;
二、杨辉三角的来历及规律
练一练:把( a+b) n (n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数填入课本P37的表格,为了方便,可将上表改写成如下形式:
(a+b)1 …………………………………………………1 1
(a+b)2…………………………………………………1 2 1
(a+b)3………………………………………………1 3 3 1
(a+b)4……………………………………………1 4 6 4 1
(a+b)5…………………………………………1 5 10 10 5 1
(a+b)6………………………………………1 6 15 20 15 6 1
……………………………
爱国教育,杨辉三角 因上图形如三角形,南宋的杨辉对其有过深入研究,所以我们称它为杨辉三角。杨辉,我国南宋末年数学家,数学教育家.著作甚多。“杨辉三角”出现在杨辉编著的《详解九章算法》一书中,此书还说明表内除“一”以外的每一个数都等于它肩上两个数的和。杨辉指出这个方法出于《释锁》算书,且我国北宋数学家贾宪(约公元11世纪)已经用过它,这表明我国发现这个表不晚于11世纪。在欧洲,这个表被认为是法国数学家物理学家帕斯卡首先发现的(Blaise Pascal, 1623年~1662年),他们把这个表叫做帕斯卡三角.这就是说,杨辉三角的发现要比欧洲早500年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的。
想一想:杨辉三角揭示了二项展开式的二项式系数的变化情况,那么杨辉三角有何特点?或者说二项式系数有何性质呢?
蕴含规律:1、同一行中,每行两端都是1,与这两个1等距离的项的系数相等;
2、相邻两行中,除1以外的每一个数都等于它“肩上”两个数的和。
3、设表中任一不为1的数为C,那么它肩上的两个数分别为C及C,即C= C+C,
对于( a+b) n展开式的二项式系数,,,…,,从函数角度看,可看成是以r为自变量的函数f(r),其定义域是{0,1,2,…,n},令f(r)= ,定义域为{0,1,2,…,n}
画一画:当n=6时,作出函数f(r)的图象,并结合图象分析二项式系数的性质。
三、二项式系数的重要性质
1、对称性: 二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等。即=
练习:求(a+b)6的展开式中的倒数第3项的二项式系数。
答案:15.
2、增减性与最大值
由于
所以相对于增减情况由决定,由>1 可知,当时,二项式系数是逐渐增大的,由对称性知它的后半部分是逐渐减小的,且在中间取得最大值。
当n是偶数时,中间的一项取得最大值;
当n是奇数时,中间的两项和相等,且同时取得最大值。
练习:(1)、在(a+b)10的展开式中,系数最大的项是( )
(A)第6项 (B) 第7项
(C) 第6项和第7项 (D) 第5项和第7项
(2)、在(a—b)10的展开式中,系数最大的项是( )
(A)第6项 (B) 第7项
(C) 第6项和第7项 (D) 第5项和第7项
(3)、在(a+b)11的展开式中,系数最大的项是( )
(A)第6项 (B) 第7项
(C) 第6项和第7项 (D) 第5项和第7项
(4)、在(a—b)11的展开式中,系数最大的项是( )
(A)第6项 (B) 第7项
(C) 第6项和第7项 (D) 第5项和第7项
答案:(1)A (2)D (3)C (4)B
3、各项二项式系数的和
( 1+x) n =+x+x2+…+xr+…+xn,
思考: +++…+=?
由于x为任意实数,上式中令x=1,则得:2n=+++…+
也就是说,( a+b) n的展开式中的各个二项式系数的和为2n
说明:这种方法是赋值法,是解决二项展开系数有关问题的重要手段。
四、典型例题(性质4)
试证:在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。
分析:奇数项的二项式系数的和为+++…,
偶数项的二项式系数的和为+++…,
由于(a+b)n=an+an-1b+…+an-kbk+…+bn中的a,b可以取任意实数,因此我们可以通过对a,b适当赋值来得到上述两个系数和。
证明:在展开式(a+b)n=an+an-1b+…+an-kbk+…+bn中,
令a=1,b=—1,则得(1—1)n=—+—+(—1)n,
即 0=(++…)—(++…),
所以, ++…=++… ,
即在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。
说明:奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,这并不意味着等号两边的个数相同,当n为偶数时,奇数项的二项式系数多一个;当n为奇数时,奇数项的二项式系数与偶数项的二项式系数个数相同。
五、当堂检测
1、已知=a,=b,那么=__________;
2、(a+b)n的各二项式系数的最大值是____________;
3、++…+=________;
4、__________;
5、证明:+++…+ =2n-1 (n是偶数) ;
答案:1、a+b 2、当n是偶数时,最大值是;当n是奇数时,和相等且最大。 3、1024 4、
六、课堂小结
1.二项式系数的性质:①对称性;②增减性与最大值;③各二项式系数的和。
2.数学思想:函数思想
3.数学方法 : 赋值法 、递推法、图象法.
七、布置作业
课本43页习题1.3 A组 8. 选做题:B组 2.
§1.3.2 “杨辉三角”与二项式系数的性质
课前预习学案
一、预习目标
借助“杨辉三角”数表,掌握二项式系数的对称性,增减性与最大值。
二、预习内容
1、二项式定理:________________________________________________;
二项式系数:______________________________________________;
2、( 1+x) n =________________________________________________;
练一练:把( a+b) n (n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数填入课本P37的表格。
想一想:杨辉三角揭示了二项展开式的二项式系数的变化情况,那么杨辉三角有何特点?或者说二项式系数有何性质呢?
画一画:当n=6时,作出函数f(r)的图象,并结合图象分析二项式系数的性质。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
①了解“杨辉三角”的特征,让学生偿试并发现二项式系数规律;
  ②通过探究,掌握二项式系数的性质,并能用它计算和证明一些简单的问题;
  二、学习重难点:
学习重点:二项式系数的性质及其应用;
学习难点:杨辉三角的基本性质的探索和发现。
三、学习过程
(一)、杨辉三角的来历及规律
问题1:根据( a+b) n (n=1,2,3,4,5,6)展开式的二项式系数表,你能发现什么规律?
问题2:杨辉三角揭示了二项展开式的二项式系数的变化情况,那么杨辉三角有何特点?或者说二项式系数有何性质呢?
对于( a+b) n展开式的二项式系数,,,…,,从函数角度看,可看成是以r为自变量的函数f(r),其定义域是{0,1,2,…,n},令f(r)= ,定义域为{0,1,2,…,n}
问题3:当n=6时,作出函数f(r)的图象,并结合图象分析二项式系数的性质。
(二)二项式系数的重要性质
1、对称性:二项展开式中,与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等。即=
分析:
2、增减性与最大值:二项式系数先增大后减小,中间取最大。
提示:(1)讨论与的大小关系。
(2)讨论与1的大小关系。
3、各项二项式系数的和:( a+b) n的展开式中的各个二项式系数的和为2n
分析:赋值法的应用。
四、典型例题(性质4)
试证:在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。
分析:奇数项的二项式系数的和为+++…,
偶数项的二项式系数的和为+++…,
由于(a+b)n=an+an-1b+…+an-kbk+…+bn中的a,b可以取任意实数,因此我们可以通过对a,b适当赋值来得到上述两个系数和。
五、当堂检测
1、已知=a,=b,那么=__________;
2、(a+b)n的各二项式系数的最大值是____________;
3、++…+=________;
4、__________;
5、证明:+++…+ =2n-1 (n是偶数) ;
答案:1、a+b 2、当n是偶数时,最大值是;当n是奇数时,和相等且最大。 3、1024 4、
课后练习与提高
1、在(a+b)20的展开式中,与第五项二项式系数相同的项是( )
(A)第15项 (B) 第16项 (C) 第17项 (D) 第18项
2、(1—x)13的展开式中系数最小的项是( )
(A)第6项 (B) 第7项 (C) 第8项 (D) 第9项
3若与同时取得最大值,则m= _____________
4、已知(1—2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7
则a1+a2+…+a7=___________
a1+a3+ a5+a7=__________
a0+a2+ a4+a6=__________
5、已知()n的展开式中前三项的二项式系数的和等于37,求展开式中二项式系数最大的项的系数.
PAGE
131. 1. 两个原理
【教学目标】
准确理解两个原理,弄清它们的区别;会用两个原理解决一些简单问题。
【教学重难点】
教学重点:两个原理的理解与应用
教学难点:学生对事件的把握
【教学过程】
情境设计
1、从学校南大门到图艺中心有多少种不同的走法?
2、从学校南大门经图艺中心到食堂有多少种不同的走法?(请画分析图)
3、课件中提供的生活实例。
新知教学
引出原理:
分类计数原理:完成一件事, 有n类方式, 在第一类方式,中有m1种不同的方法,在第二类方式,中有m2种不同的方法,……,在第n类方式,中有mn种不同的方法. 那么完成这件事共有 N=m1+m2+…+mn种不同的方法.
分步计数原理:完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有
N=m1×m2×…×mn种不同的方法。
巩固原理
例1、某班共有男生28名,女生20名,从该班选出学生代表参加校学代会。
(1)若学校分配给该班1名代表,有多少不同的选法?
(2)若学校分配给该班2名代表,且男、女代表各一名,有多少种不同的选法?
解:见书本第6页例1
(让学生明确是一件什么样的事)
练习1、乘积
展开后共有多少项?
例2(1)在下图(1)的电路中,只合上一只开关以接通电路,有多少种不同的方法?
(2)在下图(2)的电路中,合上两只开关以接通电路,有多少种不同的方法?
(1)
(2)
解:见书本第6页例2
(让学生明确是一件什么样的事,结合物理知识进行原理运用)
例3、为了确保电子信箱的安全,在注册时通常要设置电子信箱密码.在网站设置的信箱中,
(1)密码为4位,每位均为0到9这10个数字中的一个数字,这样的 密码共有多少个
(2)密码为4位,每位是0到9这10个数字中的一个,或是从A到Z这26个英文字母中的1个,这样的密码共有多少个
(3)密码为4~6位,每位均为0到9这10个数字中的一个数字,这样的 密码共有多少个
解:见书本第7页例3
(学生先练习分析,老师小结)
例4、用4种不同颜色给下图示的地图上色, 要求相邻两块涂不同的颜色, 共有多少种不同的涂法?
解:见书本第8页例4
(结合课本的思考对问题进行变换分析,着色问题是难点不急于一次到位)
【当堂检测】课本P9:练习1--5
课堂小结
1. 分类计数与分步计数原理是两个最基本,也是最重要的原理,是解答排列、组合问题,尤其是较复杂的排列、组合问题的基础.
2.辨别运用分类计数原理还是分步计数原理的关键是“分类”还是“分步”,也就是说“分类”时,各类办法中的每一种方法都是独立的,都能直接完成这件事,而“分步”时,各步中的方法是相关的,缺一不可,当且仅当做完个步骤时,才能完成这件事.
作业:课本P9:习题1—5;6—12
1.1. 两个原理
课前预习学案
一、预习目标
准确理解两个原理,弄清它们的区别;会用两个原理解决一些简单问题。
二、预习内容
分类计数原理:完成一件事, 有n类方式, 在第一类方式,中有m1种不同的方法,在第二类方式,中有m2种不同的方法,……,在第n类方式,中有mn种不同的方法. 那么完成这件事共有 N= 种不同的方法.
分步计数原理:完成一件事,需要分成n个 ,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有
N= 种不同的方法。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
学习目标
准确理解两个原理,弄清它们的区别;会用两个原理解决一些简单问题。
学习重难点:
教学重点:两个原理的理解与应用
教学难点:学生对事件的把握
二、学习过程
情境设计
1、从学校南大门到图艺中心有多少种不同的走法?
2、从学校南大门经图艺中心到食堂有多少种不同的走法?(请画分析图)
3、课件中提供的生活实例。
新知教学
分类计数原理:完成一件事, 有n类 , 在第一类方式,中有m1种不同的方法,在第二类方式,中有m2种不同的方法,……,在第n类方式,中有mn种不同的方法. 那么完成这件事共有 N= 种不同的方法.
分步计数原理:完成一件事,需要分成n个 ,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有
N= n种不同的方法。
巩固原理
例1、某班共有男生28名,女生20名,从该班选出学生代表参加校学代会。
(1)若学校分配给该班1名代表,有多少不同的选法?
(2)若学校分配给该班2名代表,且男、女代表各一名,有多少种不同的选法?
解:
练习1、乘积展开后共有多少项?
例2(1)在下图(1)的电路中,只合上一只开关以接通电路,有多少种不同的方法?
(2)在下图(2)的电路中,合上两只开关以接通电路,有多少种不同的方法?
(1)
(2)
解:
例3、为了确保电子信箱的安全,在注册时通常要设置电子信箱密码.在网站设置的信箱中,
(1)密码为4位,每位均为0到9这10个数字中的一个数字,这样的 密码共有多少个
(2)密码为4位,每位是0到9这10个数字中的一个,或是从A到Z这26个英文字母中的1个,这样的密码共有多少个
(3)密码为4~6位,每位均为0到9这10个数字中的一个数字,这样的 密码共有多少个
解:
例4、用4种不同颜色给下图示的地图上色, 要求相邻两块涂不同的颜色, 共有多少种不同的涂法?
解:
三、反思总结
1. 分类计数与分步计数原理是两个最基本,也是最重要的原理,是解答排列、组合问题,尤其是较复杂的排列、组合问题的基础.
2.辨别运用分类计数原理还是分步计数原理的关键是“分类”还是“分步”,也就是说“分类”时,各类办法中的每一种方法都是独立的,都能直接完成这件事,而“分步”时,各步中的方法是相关的,缺一不可,当且仅当做完个步骤时,才能完成这件事.
四、当堂检测
课本P9:练习1--5
课后练习与提高
一、选择题
1.将5封信投入3个邮筒,不同的投法共有( ).
  A. 种   B. 种  C. 种  D. 种
2.将4个不同的小球放入3个不同的盒子,其中每个盒子都不空的放法共有( ).
  A.种   B. 种  C.18种  D.36种
3.已知集合 , ,从两个集合中各取一个元素作为点的坐标,则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一、二象限内不同的点的个数是( ).
  A.18  B.10  C.16  D.14
4.用1,2,3,4四个数字在任取数(不重复取)作和,则取出这些数的不同的和共有( ).
  A.8个  B.9个  C.10个  D.5个
二、填空题
  1.由数字2,3,4,5可组成________个三位数,_________个四位数,________个五位数.
  2.用1,2,3…,9九个数字,可组成__________个四位数,_________个六位数.
  3.商店里有15种上衣,18种裤子,某人要买一件上衣或一条裤子,共有_______种不同的选法.要买上衣、裤子各一件,共有_________种不同的选法.
  4.大小不等的两个正方体玩具,分别在各面上标有数字1,2,3,4,5,6,则向上的面标着的两个数字之积不小于20的情形有_______种.
三、解答题
  1.从1,2,3,4,7,9中任取不相同的两个数,分别作为对数的底数和真数,能得到多少个不同的对数值?
  2.在连结正八边形的三个顶点组成的三角形中,与正八边形有公共边的有多少个?
(1)
(2)
(4)
(3)
(1)
(2)
(4)
(3)
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51. 3.1二项式定理
教学目标:
知识与技能:进一步掌握二项式定理和二项展开式的通项公式
过程与方法:能解决二项展开式有关的简单问题
情感、态度与价值观:教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
教学重点:二项式定理及通项公式的掌握及运用
教学难点:二项式定理及通项公式的掌握及运用
授课类型:新授课
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
一、复习引入:
⑴;

⑶的各项都是次式,
即展开式应有下面形式的各项:,,,,,
展开式各项的系数:上面个括号中,每个都不取的情况有种,即种,的系数是;恰有个取的情况有种,的系数是,恰有个取的情况有种,的系数是,恰有个取的情况有种,的系数是,有都取的情况有种,的系数是,
∴.
二、讲解新课:
二项式定理:
⑴的展开式的各项都是次式,即展开式应有下面形式的各项:
,,…,,…,,
⑵展开式各项的系数:
每个都不取的情况有种,即种,的系数是;
恰有个取的情况有种,的系数是,……,
恰有个取的情况有种,的系数是,……,
有都取的情况有种,的系数是,
∴,
这个公式所表示的定理叫二项式定理,右边的多项式叫的二项展开式,⑶它有项,各项的系数叫二项式系数,
⑷叫二项展开式的通项,用表示,即通项.
⑸二项式定理中,设,则
三、讲解范例:
例1.展开.
解一: .
解二:

例2.展开.
解:

第二课时
例3.求的展开式中的倒数第项
解:的展开式中共项,它的倒数第项是第项,

例4.求(1),(2)的展开式中的第项.
解:(1),
(2).
点评:,的展开后结果相同,但展开式中的第项不相同
例5.(1)求的展开式常数项;
(2)求的展开式的中间两项
解:∵,
∴(1)当时展开式是常数项,即常数项为;
(2)的展开式共项,它的中间两项分别是第项、第项,

第三课时
例6.(1)求的展开式的第4项的系数;
(2)求的展开式中的系数及二项式系数
解:的展开式的第四项是,
∴的展开式的第四项的系数是.
(2)∵的展开式的通项是,
∴,,
∴的系数,的二项式系数.
例7.求的展开式中的系数
分析:要把上式展开,必须先把三项中的某两项结合起来,看成一项,才可以用二项式定理展开,然后再用一次二项式定理,,也可以先把三项式分解成两个二项式的积,再用二项式定理展开
解:(法一)

显然,上式中只有第四项中含的项,
∴展开式中含的项的系数是
(法二):
∴展开式中含的项的系数是.
例8.已知 的展开式中含项的系数为,求展开式中含项的系数最小值
分析:展开式中含项的系数是关于的关系式,由展开式中含项的系数为,可得,从而转化为关于或的二次函数求解
解:展开式中含的项为
∴,即,
展开式中含的项的系数为

∵, ∴,

,∴当时,取最小值,但,
∴ 时,即项的系数最小,最小值为,此时.
第四课时
例9.已知的展开式中,前三项系数的绝对值依次成等差数列,
(1)证明展开式中没有常数项;(2)求展开式中所有的有理项
解:由题意:,即,∴舍去)

①若是常数项,则,即,
∵,这不可能,∴展开式中没有常数项;
②若是有理项,当且仅当为整数,
∴,∴ ,
即 展开式中有三项有理项,分别是:,,
例10.求的近似值,使误差小于.
解:,
展开式中第三项为,小于,以后各项的绝对值更小,可忽略不计,
∴,
一般地当较小时
四、课堂练习:
1.求的展开式的第3项.
2.求的展开式的第3项.
3.写出的展开式的第r+1项.
4.求的展开式的第4项的二项式系数,并求第4项的系数.
5.用二项式定理展开:
(1);(2).
6.化简:(1);(2)
7.展开式中的第项为,求.
8.求展开式的中间项
答案:1.
2.
3.
4.展开式的第4项的二项式系数,第4项的系数
5. (1);
(2).
6. (1);
(2)
7. 展开式中的第项为
8. 展开式的中间项为
五、小结 :二项式定理的探索思路:观察——归纳——猜想——证明;二项式定理及通项公式的特点
六、课后作业: P36 习题1.3A组1. 2. 3.4
七、板书设计(略)
八、教学反思:
(a+b) n =
这个公式表示的定理叫做二项式定理,公式右边的多项式叫做 (a+b)n的 ,其中(r=0,1,2,……,n)叫做 , 叫做二项展开式的通项,它是展开式的第 项,展开式共有 个项.
掌握二项式定理和二项展开式的通项公式,并能用它们解决与二项展开式有关的简单问题。
培养归纳猜想,抽象概括,演绎证明等理性思维能力。教材的探求过程将归纳推理与演绎推理有机结合起来,是培养学生数学探究能力的极好载体,教学过程中,要让学生充分体验到归纳推理不仅可以猜想到一般性的结果,而且可以启发我们发现一般性问题的解决方法。
二项式定理是指
这样一个展开式的公式.它是(a+b)2=a2+2ab+b2,(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3…等等展开式的一般形式,在初等数学中它各章节的联系似乎不太多,而在高等数学中它是许多重要公式的共同基础,根据二项式定理的展开,才求得y=xn的导数公式y′=nxn-1,同时=e≈2.718281…也正是由二项式定理的展开规律所确定,而e在高等数学中的地位更是举足轻重,概率中的正态分布,复变函数中的欧拉公式eiθ=cosθ+isinθ,微分方程中二阶变系数方程及高阶常系数方程的解由e的指数形式来表达.且直接由e的定义建立的y=lnx的导数公式y=与积分公式=dxlnx+c是分析学中用的最多的公式之一.而由y=xn的各阶导数为基础建立的泰勒公式;f(x)=f(x0)+(x-x0)2+…(x-x0)n+(θ∈(0,1))以及由此建立的幂级数理论,更是广泛深入到高等数学的各个分支中.
怎样使二项式定理的教学生动有趣
正因为二项式定理在初等数学中与其他内容联系较少,所以教材上教法就显得呆板,单调,课本上先给出一个(a+b)4用组合知识来求展开式的系数的例子.然后推广到一般形式,再用数学归纳法证明,因为证明写得很长,上课时的板书几乎占了整个黑板,所以课必然上得累赘,学生必然感到被动.那么多的算式学生看都不及细看,记也感到吃力,又怎能发挥主体作用?
怎样才能使得在这节课上学生获得主动?采用课前预习;自学辅导;还是学生讨论,或读,议、讲,练,或目标教学,还是设置发现情境?看来这些办法遇到真正困难时都会无能为力,因为这些方法都无法改变算式的冗长,证法的呆板,课堂上的新情境与学生的认知结构中的图式不协调的事实.
而MM教育方式即数学方法论的教育方式却能根据习题理论注意到充分利用数学方法与数学技术把所要证明或计算的形式变换得十分简洁,心理学家皮亚杰一再强调“认识起因于主各体之间的相互作用”[1]只有客体的形式与学生主体认知结构中的图式取得某种一致的时候,才能完成认识的主动建构,也就是学生获得真正的理解.
MM教育方式遵循“兴趣与能力的同步发展规律”和“教,学,研互相促进的规律”[2]在教学中追求简易,重视直观,并巧妙地在应用抽象使问题变得十分有趣,学生学得生动主动,充分发挥其课堂上的主体作用.2. 2.3独立重复实验与二项分布
教学目标:
知识与技能:理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
过程与方法:能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算。
情感、态度与价值观:承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文价值。
教学重点:理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题
教学难点:能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算
授课类型:新授课
课时安排:2课时
教 具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1 事件的定义:随机事件:在一定条件下可能发生也可能不发生的事件;
必然事件:在一定条件下必然发生的事件;
不可能事件:在一定条件下不可能发生的事件
2.随机事件的概率:一般地,在大量重复进行同一试验时,事件发生的频率总是接近某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件的概率,记作.
3.概率的确定方法:通过进行大量的重复试验,用这个事件发生的频率近似地作为它的概率;
4.概率的性质:必然事件的概率为,不可能事件的概率为,随机事件的概率为,必然事件和不可能事件看作随机事件的两个极端情形
5基本事件:一次试验连同其中可能出现的每一个结果(事件)称为一个基本事件
6.等可能性事件:如果一次试验中可能出现的结果有个,而且所有结果出现的可能性都相等,那么每个基本事件的概率都是,这种事件叫等可能性事件
7.等可能性事件的概率:如果一次试验中可能出现的结果有个,而且所有结果都是等可能的,如果事件包含个结果,那么事件的概率
8.等可能性事件的概率公式及一般求解方法
9.事件的和的意义:对于事件A和事件B是可以进行加法运算的
10 互斥事件:不可能同时发生的两个事件.
一般地:如果事件中的任何两个都是互斥的,那么就说事件彼此互斥
11.对立事件:必然有一个发生的互斥事件.
12.互斥事件的概率的求法:如果事件彼此互斥,那么

13.相互独立事件:事件(或)是否发生对事件(或)发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做相互独立事件
若与是相互独立事件,则与,与,与也相互独立
14.相互独立事件同时发生的概率:
一般地,如果事件相互独立,那么这个事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积,
二、讲解新课:
1独立重复试验的定义:
指在同样条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验
2.独立重复试验的概率公式:
一般地,如果在1次试验中某事件发生的概率是,那么在次独立重复试验中这个事件恰好发生次的概率.
它是展开式的第项
3.离散型随机变量的二项分布:在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n次独立重复试验中这个事件发生的次数ξ是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是
,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 0 1 … k … n
P … …
由于恰好是二项展开式
中的各项的值,所以称这样的随机变量ξ服从二项分布(binomial distribution ),
记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数,并记=b(k;n,p).
三、讲解范例:
例1.某射手每次射击击中目标的概率是0 . 8.求这名射手在 10 次射击中,
(1)恰有 8 次击中目标的概率;
(2)至少有 8 次击中目标的概率.(结果保留两个有效数字.)
解:设X为击中目标的次数,则X~B (10, 0.8 ) .
(1)在 10 次射击中,恰有 8 次击中目标的概率为
P (X = 8 ) =.
(2)在 10 次射击中,至少有 8 次击中目标的概率为
P (X≥8) = P (X = 8) + P ( X = 9 ) + P ( X = 10 )
.
例2.(2000年高考题)某厂生产电子元件,其产品的次品率为5%.现从一批产品中任意地连续取出2件,写出其中次品数ξ的概率分布.
解:依题意,随机变量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,次品数ξ的概率分布是
ξ 0 1 2
P 0.9025 0.095 0.0025
例3.重复抛掷一枚筛子5次得到点数为6的次数记为ξ,求P(ξ>3).
解:依题意,随机变量ξ~B.
  ∴P(ξ=4)==,P(ξ=5)==.
∴P(ξ>3)=P(ξ=4)+P(ξ=5)=
例4.某气象站天气预报的准确率为,计算(结果保留两个有效数字):
(1)5次预报中恰有4次准确的概率;
(2)5次预报中至少有4次准确的概率
解:(1)记“预报1次,结果准确”为事件.预报5次相当于5次独立重复试验,根据次独立重复试验中某事件恰好发生次的概率计算公式,5次预报中恰有4次准确的概率
答:5次预报中恰有4次准确的概率约为0.41.
(2)5次预报中至少有4次准确的概率,就是5次预报中恰有4次准确的概率与5次预报都准确的概率的和,即
答:5次预报中至少有4次准确的概率约为0.74.
例5.某车间的5台机床在1小时内需要工人照管的概率都是,求1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率是多少?(结果保留两个有效数字)
解:记事件=“1小时内,1台机器需要人照管”,1小时内5台机器需要照管相当于5次独立重复试验
1小时内5台机床中没有1台需要工人照管的概率,
1小时内5台机床中恰有1台需要工人照管的概率,
所以1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率为
答:1小时内5台机床中至少2台需要工人照管的概率约为.
点评:“至多”,“至少”问题往往考虑逆向思维法
例6.某人对一目标进行射击,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,至少应射击几次?
解:设要使至少命中1次的概率不小于0.75,应射击次
记事件=“射击一次,击中目标”,则.
∵射击次相当于次独立重复试验,
∴事件至少发生1次的概率为.
由题意,令,∴,∴,
∴至少取5.
答:要使至少命中1次的概率不小于0.75,至少应射击5次
例7.十层电梯从低层到顶层停不少于3次的概率是多少?停几次概率最大?
解:依题意,从低层到顶层停不少于3次,应包括停3次,停4次,停5次,……,直到停9次
∴从低层到顶层停不少于3次的概率
设从低层到顶层停次,则其概率为,
∴当或时,最大,即最大,
答:从低层到顶层停不少于3次的概率为,停4次或5次概率最大.
例8.实力相等的甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,规定5局3胜制(即5局内谁先赢3局就算胜出并停止比赛).
(1)试分别求甲打完3局、4局、5局才能取胜的概率.
(2)按比赛规则甲获胜的概率.
解:甲、乙两队实力相等,所以每局比赛甲获胜的概率为,乙获胜的概率为.
记事件=“甲打完3局才能取胜”,记事件=“甲打完4局才能取胜”,
记事件=“甲打完5局才能取胜”.
①甲打完3局取胜,相当于进行3次独立重复试验,且每局比赛甲均取胜
∴甲打完3局取胜的概率为.
②甲打完4局才能取胜,相当于进行4次独立重复试验,且甲第4局比赛取胜,前3局为2胜1负
∴甲打完4局才能取胜的概率为.
③甲打完5局才能取胜,相当于进行5次独立重复试验,且甲第5局比赛取胜,前4局恰好2胜2负
∴甲打完5局才能取胜的概率为.
(2)事件=“按比赛规则甲获胜”,则,
又因为事件、、彼此互斥,
故.
答:按比赛规则甲获胜的概率为.
例9.一批玉米种子,其发芽率是0.8.(1)问每穴至少种几粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于?(2)若每穴种3粒,求恰好两粒发芽的概率.()
解:记事件=“种一粒种子,发芽”,则,,
(1)设每穴至少种粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于.
∵每穴种粒相当于次独立重复试验,记事件=“每穴至少有一粒发芽”,则

∴.
由题意,令,所以,两边取常用对数得,
.即,
∴,且,所以取.
答:每穴至少种3粒,才能保证每穴至少有一粒发芽的概率大于.
(2)∵每穴种3粒相当于3次独立重复试验,
∴每穴种3粒,恰好两粒发芽的概率为,
答:每穴种3粒,恰好两粒发芽的概率为0.384
四、课堂练习:
1.每次试验的成功率为,重复进行10次试验,其中前7次都未成功后3次都成功的概率为( )
2.10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则前3个购买者中,恰有一人中奖的概率为( )
3.某人有5把钥匙,其中有两把房门钥匙,但忘记了开房门的是哪两把,只好逐把试开,则此人在3次内能开房门的概率是 ( )
4.甲、乙两队参加乒乓球团体比赛,甲队与乙队实力之比为,比赛时均能正常发挥技术水平,则在5局3胜制中,甲打完4局才胜的概率为( )
5.一射手命中10环的概率为0.7,命中9环的概率为0.3,则该射手打3发得到不少于29环的概率为 .(设每次命中的环数都是自然数)
6.一名篮球运动员投篮命中率为,在一次决赛中投10个球,则投中的球数不少于9个的概率为 .
7.一射手对同一目标独立地进行4次射击,已知至少命中一次的概率为,则此射手的命中率为 .
8.某车间有5台车床,每台车床的停车或开车是相互独立的,若每台车床在任一时刻处于停车状态的概率为,求:(1)在任一时刻车间有3台车床处于停车的概率;(2)至少有一台处于停车的概率
9.种植某种树苗,成活率为90%,现在种植这种树苗5棵,试求:
⑴全部成活的概率; ⑵全部死亡的概率;
⑶恰好成活3棵的概率; ⑷至少成活4棵的概率
10.(1)设在四次独立重复试验中,事件至少发生一次的概率为,试求在一次试验中事件发生的概率(2)某人向某个目标射击,直至击中目标为止,每次射击击中目标的概率为,求在第次才击中目标的概率
答案:1. C 2. D 3. A 4. A 5. 0.784 6. 0.046
7. 8.(1)(2)
9.⑴; ⑵;
⑶; ⑷
10.(1) (2)
五、小结 :1.独立重复试验要从三方面考虑第一:每次试验是在同样条件下进行第二:各次试验中的事件是相互独立的第三,每次试验都只有两种结果,即事件要么发生,要么不发生
2.如果1次试验中某事件发生的概率是,那么次独立重复试验中这个事件恰好发生次的概率为对于此式可以这么理解:由于1次试验中事件要么发生,要么不发生,所以在次独立重复试验中恰好发生次,则在另外的次中没有发生,即发生,由,所以上面的公式恰为展开式中的第项,可见排列组合、二项式定理及概率间存在着密切的联系
六、课后作业:课本58页 练习1、2、3、4第60页 习题 2. 2 B组2、3
七、板书设计(略)
八、课后记:
教学反思:
1. 理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解答一些简单的实际问题。
2. 能进行一些与n次独立重复试验的模型及二项分布有关的概率的计算。
3. 承前启后,感悟数学与生活的和谐之美 ,体现数学的文化功能与人文价值。2. 4正态分布
教学目标:
知识与技能:掌握正态分布在实际生活中的意义和作用 。
过程与方法:结合正态曲线,加深对正态密度函数的理理。
情感、态度与价值观:通过正态分布的图形特征,归纳正态曲线的性质 。
教学重点:正态分布曲线的性质、标准正态曲线N(0,1) 。
教学难点:通过正态分布的图形特征,归纳正态曲线的性质。
教学课时:3课时
教具准备:多媒体、实物投影仪 。
教学设想:在总体分布研究中我们选择正态分布作为研究的突破口,正态分布在统计学中是最基本、最重要的一种分布。
内容分析:
1.在实际遇到的许多随机现象都服从或近似服从正态分布在上一节课我们研究了当样本容量无限增大时,频率分布直方图就无限接近于一条总体密度曲线,总体密度曲线较科学地反映了总体分布但总体密度曲线的相关知识较为抽象,学生不易理解,因此在总体分布研究中我们选择正态分布作为研究的突破口正态分布在统计学中是最基本、最重要的一种分布
2.正态分布是可以用函数形式来表述的其密度函数可写成:
, (σ>0)
由此可见,正态分布是由它的平均数μ和标准差σ唯一决定的常把它记为
3.从形态上看,正态分布是一条单峰、对称呈钟形的曲线,其对称轴为x=μ,并在x=μ时取最大值从x=μ点开始,曲线向正负两个方向递减延伸,不断逼近x轴,但永不与x轴相交,因此说曲线在正负两个方向都是以x轴为渐近线的
4.通过三组正态分布的曲线,可知正态曲线具有两头低、中间高、左右对称的基本特征
5.由于正态分布是由其平均数μ和标准差σ唯一决定的,因此从某种意义上说,正态分布就有好多好多,这给我们深入研究带来一定的困难但我们也发现,许多正态分布中,重点研究N(0,1),其他的正态分布都可以通过转化为N(0,1),我们把N(0,1)称为标准正态分布,其密度函数为,x∈(-∞,+∞),从而使正态分布的研究得以简化
6.结合正态曲线的图形特征,归纳正态曲线的性质正态曲线的作图较难,教科书没做要求,授课时可以借助几何画板作图,学生只要了解大致的情形就行了,关键是能通过正态曲线,引导学生归纳其性质
教学过程:
学生探究过程:
复习引入:
总体密度曲线:样本容量越大,所分组数越多,各组的频率就越接近于总体在相应各组取值的概率.设想样本容量无限增大,分组的组距无限缩小,那么频率分布直方图就会无限接近于一条光滑曲线,这条曲线叫做总体密度曲线.
它反映了总体在各个范围内取值的概率.根据这条曲线,可求出总体在区间(a,b)内取值的概率等于总体密度曲线,直线x=a,x=b及x轴所围图形的面积.
观察总体密度曲线的形状,它具有“两头低,中间高,左右对称”的特征,具有这种特征的总体密度曲线一般可用下面函数的图象来表示或近似表示:
式中的实数、是参数,分别表示总体的平均数与标准差,的图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线.
讲解新课:
一般地,如果对于任何实数,随机变量X满足
,
则称 X 的分布为正态分布(normal distribution ) .正态分布完全由参数和确定,因此正态分布常记作.如果随机变量 X 服从正态分布,则记为X~.
经验表明,一个随机变量如果是众多的、互不相干的、不分主次的偶然因素作用结果之和,它就服从或近似服从正态分布.例如,高尔顿板试验中,小球在下落过程中要与众多小木块发生碰撞,每次碰撞的结果使得小球随机地向左或向右下落,因此小球第1次与高尔顿板底部接触时的坐标 X 是众多随机碰撞的结果,所以它近似服从正态分布.在现实生活中,很多随机变量都服从或近似地服从正态分布.例如长度测量误差;某一地区同年龄人群的身高、体重、肺活量等;一定条件下生长的小麦的株高、穗长、单位面积产量等;正常生产条件下各种产品的质量指标(如零件的尺寸、纤维的纤度、电容器的电容量、电子管的使用寿命等);某地每年七月份的平均气温、平均湿度、降雨量等;一般都服从正态分布.因此,正态分布广泛存在于自然现象、生产和生活实际之中.正态分布在概率和统计中占有重要的地位.
说明:1参数是反映随机变量取值的平均水平的特征数,可以用样本均值去佑计;是衡量随机变量总体波动大小的特征数,可以用样本标准差去估计.
2.早在 1733 年,法国数学家棣莫弗就用n!的近似公式得到了正态分布.之后,德国数学家高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它,并研究了它的性质,因此,人们也称正态分布为高斯分布.
2.正态分布)是由均值μ和标准差σ唯一决定的分布
通过固定其中一个值,讨论均值与标准差对于正态曲线的影响
3.通过对三组正态曲线分析,得出正态曲线具有的基本特征是两头底、中间高、左右对称正态曲线的作图,书中没有做要求,教师也不必补上讲课时教师可以应用几何画板,形象、美观地画出三条正态曲线的图形,结合前面均值与标准差对图形的影响,引导学生观察总结正态曲线的性质
4.正态曲线的性质:
(1)曲线在x轴的上方,与x轴不相交
(2)曲线关于直线x=μ对称
(3)当x=μ时,曲线位于最高点
(4)当x<μ时,曲线上升(增函数);当x>μ时,曲线下降(减函数)并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线,向它无限靠近
(5)μ一定时,曲线的形状由σ确定
σ越大,曲线越“矮胖”,总体分布越分散;
σ越小.曲线越“瘦高”.总体分布越集中:
五条性质中前三条学生较易掌握,后两条较难理解,因此在讲授时应运用数形结合的原则,采用对比教学
5.标准正态曲线:当μ=0、σ=l时,正态总体称为标准正态总体,其相应的函数表示式是,(-∞<x<+∞)
其相应的曲线称为标准正态曲线
标准正态总体N(0,1)在正态总体的研究中占有重要的地位任何正态分布的概率问题均可转化成标准正态分布的概率问题
讲解范例:
例1.给出下列三个正态总体的函数表达式,请找出其均值μ和标准差σ
(1)
(2)
(3)
答案:(1)0,1;(2)1,2;(3)-1,0.5
例2求标准正态总体在(-1,2)内取值的概率.
解:利用等式有
==0.9772+0.8413-1=0.8151.
1.标准正态总体的概率问题:
对于标准正态总体N(0,1),是总体取值小于的概率,
即 ,
其中,图中阴影部分的面积表示为概率只要有标准正态分布表即可查表解决.从图中不难发现:当时,;而当时,Φ(0)=0.5
2.标准正态分布表
标准正态总体在正态总体的研究中有非常重要的地位,为此专门制作了“标准正态分布表”.在这个表中,对应于的值是指总体取值小于的概率,即 ,.
若,则.
利用标准正态分布表,可以求出标准正态总体在任意区间内取值的概率,即直线,与正态曲线、x轴所围成的曲边梯形的面积.
3.非标准正态总体在某区间内取值的概率:可以通过转化成标准正态总体,然后查标准正态分布表即可在这里重点掌握如何转化首先要掌握正态总体的均值和标准差,然后进行相应的转化
4.小概率事件的含义
发生概率一般不超过5%的事件,即事件在一次试验中几乎不可能发生
假设检验方法的基本思想:首先,假设总体应是或近似为正态总体,然后,依照小概率事件几乎不可能在一次试验中发生的原理对试验结果进行分析
假设检验方法的操作程序,即“三步曲”
一是提出统计假设,教科书中的统计假设总体是正态总体;
二是确定一次试验中的a值是否落入(μ-3σ,μ+3σ);
三是作出判断
讲解范例:
例1. 若x~N(0,1),求(l)P(-2.322).
解:(1)P(-2.32    =(1.2)-[1-(2.32)]=0.8849-(1-0.9898)=0.8747.
(2)P(x>2)=1-P(x<2)=1-(2)=l-0.9772=0.0228.
例2.利用标准正态分布表,求标准正态总体在下面区间取值的概率:
(1)在N(1,4)下,求
(2)在N(μ,σ2)下,求F(μ-σ,μ+σ);
F(μ-1.84σ,μ+1.84σ);F(μ-2σ,μ+2σ);
F(μ-3σ,μ+3σ)
解:(1)==Φ(1)=0.8413
(2)F(μ+σ)==Φ(1)=0.8413
F(μ-σ)==Φ(-1)=1-Φ(1)=1-0.8413=0.1587
F(μ-σ,μ+σ)=F(μ+σ)-F(μ-σ)=0.8413-0.1587=0.6826
F(μ-1.84σ,μ+1.84σ)=F(μ+1.84σ)-F(μ-1.84σ)=0.9342
F(μ-2σ,μ+2σ)=F(μ+2σ)-F(μ-2σ)=0.954
F(μ-3σ,μ+3σ)=F(μ+3σ)-F(μ-3σ)=0.997
对于正态总体取值的概率:
在区间(μ-σ,μ+σ)、(μ-2σ,μ+2σ)、(μ-3σ,μ+3σ)内取值的概率分别为68.3%、95.4%、99.7%因此我们时常只在区间(μ-3σ,μ+3σ)内研究正态总体分布情况,而忽略其中很小的一部分
例3.某正态总体函数的概率密度函数是偶函数,而且该函数的最大值为,求总体落入区间(-1.2,0.2)之间的概率
解:正态分布的概率密度函数是,它是偶函数,说明μ=0,的最大值为=,所以σ=1,这个正态分布就是标准正态分布
巩固练习:书本第74页 1,2,3
课后作业: 书本第75页 习题2. 4 A组 1 , 2 B组1 , 2
教学反思:
1.在实际遇到的许多随机现象都服从或近似服从正态分布在上一节课我们研究了当样本容量无限增大时,频率分布直方图就无限接近于一条总体密度曲线,总体密度曲线较科学地反映了总体分布但总体密度曲线的相关知识较为抽象,学生不易理解,因此在总体分布研究中我们选择正态分布作为研究的突破口正态分布在统计学中是最基本、最重要的一种分布
2.正态分布是可以用函数形式来表述的其密度函数可写成:
, (σ>0)
由此可见,正态分布是由它的平均数μ和标准差σ唯一决定的常把它记为
3.从形态上看,正态分布是一条单峰、对称呈钟形的曲线,其对称轴为x=μ,并在x=μ时取最大值从x=μ点开始,曲线向正负两个方向递减延伸,不断逼近x轴,但永不与x轴相交,因此说曲线在正负两个方向都是以x轴为渐近线的
4.通过三组正态分布的曲线,可知正态曲线具有两头低、中间高、左右对称的基本特征。由于正态分布是由其平均数μ和标准差σ唯一决定的,因此从某种意义上说,正态分布就有好多好多,这给我们深入研究带来一定的困难但我们也发现,许多正态分布中,重点研究N(0,1),其他的正态分布都可以通过转化为N(0,1),我们把N(0,1)称为标准正态分布,其密度函数为,x∈(-∞,+∞),从而使正态分布的研究得以简化。结合正态曲线的图形特征,归纳正态曲线的性质正态曲线的作图较难,教科书没做要求,授课时可以借助几何画板作图,学生只要了解大致的情形就行了,关键是能通过正态曲线,引导学生归纳其性质。2. 3.1离散型随机变量的期望
【教学目标】
1了解离散型随机变量的期望的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出期望.
⒉理解公式“E(aξ+b)=aEξ+b”,以及“若ξ~Β(n,p),则Eξ=np”.能熟练地应用它们求相应的离散型随机变量的期望
【教学重难点】
教学重点:离散型随机变量的期望的概念
教学难点:根据离散型随机变量的分布列求出期望
【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ξ、η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 并且不改变其属性(离散型、连续型)
5. 分布列:设离散型随机变量ξ可能取得值为x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为,则称表
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列
6. 分布列的两个性质: ⑴Pi≥0,i=1,2,…; ⑵P1+P2+…=1.
7.离散型随机变量的二项分布:在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n次独立重复试验中这个事件发生的次数ξ是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是
,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 0 1 … k … n
P … …
称这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数,并记=b(k;n,p).
二、讲解新课
合作探究一:期望的定义
某商场要将单价分别为18,24,36 的3种糖果按3:2:1的比例混合销售,,如何对混合糖果定价才合理?
1.上述问题如何解决?为什么?
2.如果混合糖果中每颗糖果的质量都相等,你能解释权数的实际含义吗
∵混合糖果中每颗糖果的质量都相等,∴在混合糖果中任取一粒糖果,它的单价为18,24或36的概率分别为,和,若用表示这颗糖果的价格,则每千克混合糖果的合理价格表示为18×P(=18)+24×P(=24)+36×P(=36)
概念形成
一般地,若离散型随机变量的概率分布为
… …
… …

则称
为的数学期望或均值,数学期望又简称为期望。
合作探究二:你能用文字语言描述期望公式吗?
E=·+·+…+·+…
即:离散型随机变量的数学期望即为随机变量取值与相应概率分别相乘后相加。
即学即练: 练习1:离散型随机变量的概率分布
1 100
P 0.01 0.99
求的期望。
练习2:随机抛掷一个骰子,求所得骰子的点数的期望。
练习3.篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分,已知他命中的概率为0.7,求他罚球一次得分的期望
答案:99.01:3.5;0.7
合作探究三:若(a、b是常数),ξ是随机变量,则η也是随机变量,你能求出 ?吗?
ξ x1 x2 … xn …
η … …
P p1 p2 … pn …
于是……
=……)……)
=,
即学即练:1、随机变量ξ的分布列是
ξ 1 3 5
P 0.5 0.3 0.2
(1)则Eξ= ? .
(2)若η=2ξ+1,则Eη= ?
答案:2.4,5.8
熟记若ξ~Β(n,p),则Eξ=np
例1 一次英语单元测验由20个选择题构成,每个选择题有4个选项,其中有且仅有一个选项是正确答案,每题选择正确答案得5分,不作出选择或选错不得分,满分100分 学生甲选对任一题的概率为0.9,学生乙则在测验中对每题都从4个选择中随机地选择一个,求学生甲和乙在这次英语单元测验中的成绩的期望
解析:甲乙两生答对的题目数这个随机变量是20次实验中“答对”这个事件发生的次数k,服从二项分布。
解:设学生甲和乙在这次英语测验中正确答案的选择题个数分别是,则~ B(20,0.9),,
由于答对每题得5分,学生甲和乙在这次英语测验中的成绩分别是5和5 所以,他们在测验中的成绩的期望分别是:
点评:分数与答对个数之间呈一次函数关系,故应用到“E(aξ+b)=aEξ+b”,这个公式。
思考:学生甲在这次测试中的成绩一定会是90分吗 他的均值为90分的含义是什么 不一定,其含义是在多次类似的测试中,他的平均成绩大约是90分
即学即练:在数字传输通道中,发生一个错误的概率是0.2(p),当然,每次传输试验独立。
令 X 为在每10位传输中(n)发生错误的位数,求 X的数学期望。
答案:2
例2见课本例3
即学即练:统计资料表明,每年端午节商场内促销活动可获利2万元;商场外促销活动如不遇下雨可获利10万元;如遇下雨可则损失4万元。6月19日气象预报端午节下雨的概率为40%,商场应选择哪种促销方式?解:因为商场内的促销活动可获效益2万元设商场外的促销活动可获效益万元,则的分布列
10 -4
P 0.6 0.4
所以E=10×0.6+(-4) ×0.4=4.4因为4.4>2, 所以商场应选择在商场外进行促销.
四、课堂练习:
1. 口袋中有5只球,编号为1,2,3,4,5,从中任取3球,以表示取出球的最大号码,则( )
A.4;  B.5;  C.4.5;  D.4.75
2. 篮球运动员在比赛中每次罚球命中的1分,罚不中得0分.已知某运动员罚球命中的概率为0.7,求
⑴他罚球1次的得分ξ的数学期望;
⑵他罚球2次的得分η的数学期望;
⑶他罚球3次的得分ξ的数学期望.
答案:1.C2⑴0.7 ⑵1.4. ⑶2.1.
归纳总结 :⑴求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
课后练习与提高
1.若随机变量X的分布列如下表,则EX等于:( )
X 0 1 2 3 4 5
P 2x 3x 7x 2x 3x x
A.1/18 B.1/9 C.20/9 D.9/20
2.随机变量X的分布列为
X 1 2 4
P 0.4 0.3 0.3
3.两封信随机投入A、B、C三个空邮箱,则A邮箱的信件数X的数学期望EX=_________.
4.(2009 广东佛山模拟)在一次语文测试中,有道把我国四大文学名著《水浒传》、《三国演义》、《西游记》、《红楼梦》与它们的作者连线的题目,每连对一个得3分,连错不得分,一位同学该题的X分。
(1)求该同学得分不少于6分的概率;
(2)求X的分布列及数学期望。
答案:1.C 2.A 3.2/3 4.(1)7/24
(2) EX=3
X 0 3 6 12
P 3/8 1/3 1/4 1/24
2.3.1离散型随机变量的期望
课前预习学案
一、预习目标
1.了解离散型随机变量的期望定义,会根据离散型随机变量的分布列求出期望.
2.理解公式“E(aξ+b)=aEξ+b”,熟记若ξ~Β(n,p),则Eξ=np”.能熟练地应用它们求相应的离散型随机变量的期望
1.数学期望: 一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 … xn …
P p1 p2 … pn …
则称 _________________ 为ξ的数学期望,简称_______________.
2. 数学期望是离散型随机变量的一个特征数,它反映了____________
3. 平均数、均值:一般地,在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中,令…,则有…,,所以ξ的数学期望又称为____________
4. 期望的一个性质:若(a、b是常数),ξ是随机变量,则η也是随机变量,它们的分布列为
ξ x1 x2 … xn …
η … …
P p1 p2 … pn …
____________
5.若ξ~Β(n,p),则Eξ=____________
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
学习目标:
1了解离散型随机变量的期望的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出期望.
⒉理解公式“E(aξ+b)=aEξ+b”,以及“若ξ~Β(n,p),则Eξ=np”.能熟练地应用它们求相应的离散型随机变量的期望
学习重点:离散型随机变量的期望的概念
学习难点:根据离散型随机变量的分布列求出期望
学习过程:
一、复习引入:
1.随机变量:如果随机试验的结果_________________,那么这样的变量叫做随机变量 随机变量常用_________________等表示
2. 离散型随机变量:对于随机变量可能取的值,可以_________________,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________________,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________________;但是离散型随机变量的结果可以按________________,而连续性随机变量的结果________________
若是随机变量,是常数,则也是随机变量 并且不改变其属性(离散型、连续型)
5. 分布列:设离散型随机变量ξ可能取得值为x1,x2,…,x3,…,
ξ取每一个值xi(i=1,2,…)的概率为,则称表
ξ x1 x2 … xi …
P P1 P2 … Pi …
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列
6. 分布列的两个性质: ⑴_______________; ⑵________________.
7.离散型随机变量的二项分布:在一次随机试验中,某事件可能发生也可能不发生,在n次独立重复试验中这个事件发生的次数ξ是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生k次的概率是
________________,(k=0,1,2,…,n,).
于是得到随机变量ξ的概率分布如下:
ξ 0 1 … k … n
P … …
称这样的随机变量ξ服从________________,记作ξ~B(n,p),其中n,p为参数,并记
合作探究一:期望定义
某商场要将单价分别为18,24,36 的3种糖果按3:2:1的比例混合销售,,如何对混合糖果定价才合理?
1上述问题如何解决?为什么
2如果混合糖果中每颗糖果的质量都相等,你能解释权数的实际含义吗
二.概念形成
一般地,若离散型随机变量的概率分布为
… …
… …

则称____________
为的数学期望或均值,数学期望又简称为____________
合作探究二:你能用文字语言描述期望公式吗?
E=·+·+…+·+…
即:________________________
即学即练: 练习1:离散型随机变量的概率分布
1 100
P 0.01 0.99
求的期望。
练习2:随机抛掷一个骰子,求所得骰子的点数的期望。
练习3.篮球运动员在比赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分,已知他命中的概率为0.7,求他罚球一次得分的期望
答案:99.01:3.5;0.7
合作探究三:若(a、b是常数),ξ是随机变量,则η也是随机变量,你能求出 ____________吗?
即学即练:1、随机变量ξ的分布列是
ξ 1 3 5
P 0.5 0.3 0.2
(1)则Eξ= ____________ .
(2)若η=2ξ+1,则Eη=____________
答案:2.4,5.8
熟记若ξ~Β(n,p),则Eξ=np
例1 一次英语单元测验由20个选择题构成,每个选择题有4个选项,其中有且仅有一个选项是正确答案,每题选择正确答案得5分,不作出选择或选错不得分,满分100分 学生甲选对任一题的概率为0.9,学生乙则在测验中对每题都从4个选择中随机地选择一个,求学生甲和乙在这次英语单元测验中的成绩的期望
解析:甲乙两生答对的题目数这个随机变量是20次实验中“答对”这个事件发生的次数k,服从二项分布。
解:
点评:分数与答对个数之间呈一次函数关系,故应用到“E(aξ+b)=aEξ+b”,这个公式。
思考:学生甲在这次测试中的成绩一定会是90分吗 他的均值为90分的含义是什么
即学即练:在数字传输通道中,发生一个错误的概率是0.2(p),当然,每次传输试验独立。
令 X 为在每10位传输中(n)发生错误的位数,求 X的数学期望。
答案:2
例2见课本例三
即学即练:统计资料表明,每年端午节商场内促销活动可获利2万元;商场外促销活动如不遇下雨可获利10万元;如遇下雨可则损失4万元。6月19日气象预报端午节下雨的概率为40%,商场应选择哪种促销方式?
解析:损失4万元即收益为 -4万元。
解:
四、课堂练习:
1. 口袋中有5只球,编号为1,2,3,4,5,从中任取3球,以表示取出球的最大号码,则( )
A.4;  B.5;  C.4.5;  D.4.75
2. 篮球运动员在比赛中每次罚球命中的1分,罚不中得0分.已知某运动员罚球命中的概率为0.7,求
⑴他罚球1次的得分ξ的数学期望;
⑵他罚球2次的得分η的数学期望;
⑶他罚球3次的得分ξ的数学期望.
答案:1.C2⑴0.7 ⑵1.4. ⑶2.1.
归纳总结 :⑴求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
课后练习与提高
1.若随机变量X的分布列如下表,则EX等于:( )
X 0 1 2 3 4 5
P 2x 3x 7x 2x 3x x
A.1/18 B.1/9 C.20/9 D.9/20
2.随机变量X的分布列为
X 1 2 4
P 0.4 0.3 0.3
3.两封信随机投入A、B、C三个空邮箱,则A邮箱的信件数X的数学期望EX=_________.
4.(2009 广东佛山模拟)在一次语文测试中,有道把我国四大文学名著《水浒传》、《三国演义》、《西游记》、《红楼梦》与它们的作者连线的题目,每连对一个得3分,连错不得分,一位同学该题的X分。
(1)求该同学得分不少于6分的概率;
(2)求X的分布列及数学期望。
答案:1.C 2.A 3.2/3 4.(1)7/24
(2) EX=3
X 0 3 6 12
P 3/8 1/3 1/4 1/24
2.3.2离散型随机变量的方差
【教学目标】
1了解离散型随机变量的方差、标准差的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出方差或标准差.
2.了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),则Dξ=np(1—p)”,并会应用上述公式计算有关随机变量的方差
【教学重点】
离散型随机变量的方差、标准差
【教学难点】
比较两个随机变量的期望与方差的大小,从而解决实际问题
【教学过程】
一、前置测评:
1.数学期望: 一般地,若离散型随机变量ξ的概率分布为
ξ x1 x2 … xn …
P p1 p2 … pn …
则称 …… 为ξ的数学期望,简称期望.
2. 数学期望是离散型随机变量的一个特征数,它反映了离散型随机变量取值的平均水平
3 平均数、均值:在有限取值离散型随机变量ξ的概率分布中,令…,则有…,…,所以ξ的数学期望又称为平均数、均值
4. 期望的一个性质:
5.若ξ~Β(n,p),则Eξ=np
二、讲解新课:
问题探究: 已知甲、乙两名射手在同一条件下射击,所得环数x1、x2的分布列如下:
x1 8 9 10
P 0.2 0.6 0.2
x2 8 9 10
P 0.4 0.2 0.4
试比较两名射手的射击水平. .
下面的分析对吗?

∴甲、乙两射手的射击水平相同.
(你赞成吗?为什么?)
显然两名选手的水平是不同的,这里要进一步去分析他们的成绩的稳定性.样本方差的公式及作用是什么,你能类比这个概念得出随机变量的方差吗?
1.方差: 对于离散型随机变量ξ,如果它所有可能取的值,是,,…,,…,且取这些值的概率分别是,,…,,…,那么,
=++…++…
称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.
2. 标准差:的算术平方根叫做随机变量ξ的标准差,记作.
注:方差与标准差都是反映离散型随机变量偏离于均值的平均程度的量,它们的值越小,则随机变量偏离于均值的平均程度越小,即越集中于均值。
即学即练:
1.(课本第66页例4)随机抛掷一枚质地均匀的骰子,求向上一面的点数X的均值,方差和标准差。
2.若随机变量x满足P(x=c)=1,其中c为常数,求Ex和Dx.
答案:(1)3.5;2.92;1.71(2)c;0
3.刚才问题再思考:其他对手的射击成绩都在8环左右,应派哪一名选手参赛?,如果其他对手的射击成绩都在9环左右,应派哪一名选手参赛?
解:∵
∴甲、乙两射手的射击平均水平相同.
又∵0.4, 0.8,
∴甲射击水平更稳定.
如果对手在8环左右,派甲.
如果对手在9环左右,派乙.
.方差的性质
(1);(2);
(3)若ξ~B(n,p),则np(1-p) (4)若ξ服从两点分布,则p(1-p)
即学即练
已知x~B(100,0.5),则Ex=___,Dx=____,sx=___. E(2x-1)=____, D(2x-1)=____, s(2x-1)=_____
答案50;25;5;99;100;10
甲单位不同职位月工资X1/元 1200 1400 1600 1800
获得相应职位的概率P1 0.4 0.3 0.2 0.1
例题:有甲乙两个单位都愿意聘用你,而你能获得如下信息:
乙单位不同职位月工资X2/元 1000 1400 1800 2200
获得相应职位的概率P2 0.4 0.3 0.2 0.1
根据工资待遇的差异情况,你愿意选择哪家单位?
解:
在两个单位工资的数学期望相等的情况下,如果认为自己能力很强,应选择工资方差大的单位,即乙单位;如果认为自己能力不强,就应选择工资方差小的单位,即甲单位.
即学即练
甲乙两人每天产量相同,它们的
次品个数分别为,其分布列为
0 1 2 3
0 1 2
P 0.1 0.5 0.4
判断甲乙两人生产水平的高低?
答案:甲乙两人次品个数的平均值相等,但甲的稳定性不如乙,乙的生产水平高 .
归纳总结:
1随机变量ξ的方差的定义与一组数据的方差的定义式是相同的;
2随机变量ξ的方差、标准差也是随机变量ξ的特征数,它们都反映了随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度;
3标准差与随机变量本身有相同的单位,所以在实际问题中应用更广泛
4求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;④根据方差、标准差的定义求出、.若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
5对于两个随机变量和,在和相等或很接近时,比较和
,可以确定哪个随机变量的性质更适合生产生活实际,适合人们的需要
课堂练习:已知,则的值分别是( )
A.;  B.;  C.;  D.
答案:1.D
2. 有一批数量很大的商品的次品率为1%,从中任意地连续取出200件商品,设其中次品数为ξ,求Eξ,Dξ
答案:2;1.98.
3. 设事件A发生的概率为p,证明事件A在一次试验中发生次数ξ的方差不超过1/4
4.已知甲、乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量和,已知和 的分布列如下:(注得分越大,水平越高)
1 2 3
p a 0.1 0.6
1 2 3
p 0.3 b 0.3
试分析甲、乙技术状况
答案:1.D2.2;1.98.
课后练习与提高
1.甲、乙两个运动员射击命中环数X、Y的分布列如下:
环数k 8 9 10
P(X=k) 0.3 0.2 0.5
P(Y=k) 0.2 0.4 0.4
其中射击比较稳定的运动员是( )
A.甲 B.乙 C.一样 D.无法比较
2.设随机变量X~B(n,p),且EX=1.6,DX=1.28,则( )
A.n=8,p=0.2 B.n=4,p=0.4
C.n=5,p=0.32 D.n=7,p=0.45
3.(2008 高考宁夏、海南卷)AB两个投资项目的利润率分别为随机变量X1和X2。根据市场分析,X1和X2的分布列分别为
X1 5% 10%
P 0.8 0.2
X2 2% 8% 12%
P 0.2 0.5 0.3
(1)在A、B两个项目上各投资100万元,Y1和Y2分别表示投资项目A和B所获得的利润,求方差DY1和DY2;
(2)将x(0≤x≤100)万元投资A项目,100-x万元投资B项目,f(x)表示投资A项目所得利润的方差与投资B项目所得利润的方差的和。求f(x)的最小值,并指出x为何值时,f(x)取到最小值。(注:D(aX+b)=a2DX)
答案:1.B 2.A 3.(1)4,12 (2)x=75时,f(x)=3
2.3.2离散型随机变量的方差
课前预习学案
一、预习目标
了解离散型随机变量的方差、标准差的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出方差或标准差.
2.了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),则Dξ=np(1—p)”,并会应用上述公式计算有关随机变量的方差
二、预习内容
1、 对于离散型随机变量ξ,如果它所有可能取的值,是,,…,,…,且取这些值的概率分别是,,…,,…,那么, _________________
称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.
2、标准差: _________________叫做随机变量ξ的标准差,记作_________________.
注:方差与标准差都是反映_________________它们的值越小,则_________________小,即越集中于均值。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1了解离散型随机变量的方差、标准差的意义,会根据离散型随机变量的分布列求出方差或标准差.
2.了解方差公式“D(aξ+b)=a2Dξ”,以及“若ξ~Β(n,p),则Dξ=np(1—p)”,并会应用上述公式计算有关随机变量的方差
学习重难点:离散型随机变量的方差、标准差;比较两个随机变量的期望与方差的大小,从而解决实际问题
二、学习过程
问题探究: 已知甲、乙两名射手在同一条件下射击,所得环数x1、x2的分布列如下
x1 8 9 10
P 0.2 0.6 0.2
x2 8 9 10
P 0.4 0.2 0.4
试比较两名射手的射击水平. .
合作探究一:方差的概念
显然两名选手的水平是不同的,这里要进一步去分析他们的成绩的稳定性.样本方差的公式及作用是什么,你能类比这个概念得出随机变量的方差吗?
对于离散型随机变量ξ,如果它所有可能取的值,是,,…,,…,且取这些值的概率分别是,,…,,…,那么, _________________称为随机变量ξ的均方差,简称为方差,式中的是随机变量ξ的期望.
标准差: _________________做随机变量ξ的标准差,记作_________________
注:方差与标准差都是反映_________________它们的值越小,则_________________小。
即学即练:
1.(课本第66页例4)随机抛掷一枚质地均匀的骰子,求向上一面的点数X的均值,方差和标准差。
2.若随机变量x满足P(x=c)=1,其中c为常数,求Ex和Dx.
3.刚才问题再思考:其他对手的射击成绩都在8环左右,应派哪一名选手参赛?,如果其他对手的射击成绩都在9环左右,应派哪一名选手参赛?
答案:(1)3.5;2.92;1.71(2)c;0
(3)如果对手在8环左右,派甲.
如果对手在9环左右,派乙.
熟记结论:.方差的性质
(1);(2);
(3)若ξ~B(n,p),则np(1-p) (4)若ξ服从两点分布,则p(1-p) (
即学即练:已知x~B(100,0.5),则Ex=___,Dx=____,sx=___. E(2x-1)=____, D(2x-1)=____, s(2x-1)=_____
答案50;25;5;99;100;10
例2:有甲乙两个单位都愿意聘用你,而你能获得如下信息:
甲单位不同职位月工资X1/元 1200 1400 1600 1800
获得相应职位的概率P1 0.4 0.3 0.2 0.1
乙单位不同职位月工资X2/元 1000 1400 1800 2200
获得相应职位的概率P2 0.4 0.3 0.2 0.1
根据工资待遇的差异情况,你愿意选择哪家单位?
解析;先求期望,看期望是否相等,在两个单位工资的数学期望相等的情况下,再算方差,,如果认为自己能力很强,应选择工资方差大的单位,;如果认为自己能力不强,就应选择工资方差小的单位.
即学即练
甲乙两人每天产量相同,它们的次品个数分别为,其分布列为
0 1 2 3
0 1 2
P 0.1 0.5 0.4
判断甲乙两人生产水平的高低?
答案:甲乙两人次品个数的平均值相等,但甲的稳定性不如乙,乙的生产水平高 .
归纳总结:⑴随机变量ξ的方差的定义与一组数据的方差的定义式是相同的;
⑵随机变量ξ的方差、标准差也是随机变量ξ的特征数,它们都反映了随机变量取值的稳定与波动、集中与离散的程度;
⑶标准差与随机变量本身有相同的单位,所以在实际问题中应用更广泛
(4)求离散型随机变量ξ的方差、标准差的步骤:①理解ξ的意义,写出ξ可能取的全部值;②求ξ取各个值的概率,写出分布列;③根据分布列,由期望的定义求出Eξ;④根据方差、标准差的定义求出、.若ξ~B(n,p),则不必写出分布列,直接用公式计算即可.
(5)对于两个随机变量和,在和相等或很接近时,比较和
,可以确定哪个随机变量的性质更适合生产生活实际,适合人们的需要
四.课堂练习
1.已知,则的值分别是( )
A.;  B.;  C.;  D.
2. 有一批数量很大的商品的次品率为1%,从中任意地连续取出200件商品,设其中次品数为ξ,求Eξ,Dξ
3. 设事件A发生的概率为p,证明事件A在一次试验中发生次数ξ的方差不超过1/4
4.已知甲、乙两名射手在一次射击中的得分为两个相互独立的随机变量和,已知和 的分布列如下:(注得分越大,水平越高)
1 2 3
p a 0.1 0.6
1 2 3
p 0.3 b 0.3
试分析甲、乙技术状况。
答案:1.D2.2;1.98.
3. 证明:因为ξ所有可能取的值为0,1且P(ξ=0)=1-p,P(ξ=1)=p,
所以,Eξ=0×(1-p)+1×p=p
则 Dξ=(0-p)2×(1-p)+(1-p) 2×p=p(1-p)
4.解:由0.1+0.6+a+1a=0.3
0.3+0.3+b=1b=0.4
∴E=2.3 , E=2.0:
故甲的水平高。
课后练习与提高
1.甲、乙两个运动员射击命中环数X、Y的分布列如下:
环数k 8 9 10
P(X=k) 0.3 0.2 0.5
P(Y=k) 0.2 0.4 0.4
其中射击比较稳定的运动员是( )
A.甲 B.乙 C.一样 D.无法比较
2.设随机变量X~B(n,p),且EX=1.6,DX=1.28,则( )
A.n=8,p=0.2 B.n=4,p=0.4
C.n=5,p=0.32 D.n=7,p=0.45
3.(2008 高考宁夏、海南卷)AB两个投资项目的利润率分别为随机变量X1和X2。根据市场分析,X1和X2的分布列分别为
X1 5% 10%
P 0.8 0.2
X2 2% 8% 12%
P 0.2 0.5 0.3
(1)在A、B两个项目上各投资100万元,Y1和Y2分别表示投资项目A和B所获得的利润,求方差DY1和DY2;
(2)将x(0≤x≤100)万元投资A项目,100-x万元投资B项目,f(x)表示投资A项目所得利润的方差与投资B项目所得利润的方差的和。求f(x)的最小值,并指出x为何值时,f(x)取到最小值。(注:D(aX+b)=a2DX)
答案:1.B 2.A 3.(1)4,12 (2)x=75时,f(x)=3
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193. 1.1回归分析的基本思想及其初步应用
【教学目标】1.了解回归分析的基本思想方法及其简单应用.
2.会解释解释变量和预报变量的关系.
【教学重难点】
教学重点:回归分析的应用.
教学难点:、公式的推到.
【教学过程】
设置情境,引入课题
引入:对于一组具有线性相关关系的数据其回归直线方程的截距和斜率的最小二乘法估计公式分别为:
称为样本点的中心。
如何推到着两个计算公式?
引导探究,推出公式
从已经学过的知识,截距和斜率分别是使取最小值时的值,由于
因为
所以
在上式中,后两项和无关,而前两项为非负数,因此要使Q取得最小值,当且仅当前两项的值均为0.,既有
通过上式推导,可以训练学生的计算能力,观察分析能力,能够很好训练学生数学能力,必须在老师引导下让学生自己推出。
所以:
例题应用,剖析回归基本思想与方法
从某大学中随机选取8名女大学生,其身高和体重的数据如图所示:
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
身高/cm 165 165 157 170 175 165 155 170
体重/kg 48 57 50 54 64 61 43 59
画出以身高为自变量x,体重为因变量y的散点图
求根据女大学生的身高预报体重的回归方程
求预报一名身高为172cm的女大学生的体重
解:(1)由于问题中要求根据身高预报体重,因此选取身高为自变量x,体重为因变量y作散点图
(2)
(3)对于身高172cm的女大学生,由回归方程可以预报体重为:
当堂练习
观察两相关变量得如下数据
x —1 —2 —3 —4 —5 5 3 4 2 1
y —9 —7 —5 —3 —1 1 5 3 7 9
求两个变量的回归方程.
答:
所以所求回归直线方程为
课堂小结
1. 、公式的推到过程。
2.
六、布置作业
课本90页习题1
3.1.1回归分析的基本思想及其初步应用
课前预习学案
预习目标
通过截距与斜率分别是使取最小值时,求的值。
二、预习内容:
对于一组具有线性相关关系的数据其回归直线方程的截距和斜率的最小二乘法估计公式:
= ,=
2.= , =
3.样本点的中心
三、提出问题
如何使 值最小,通过观察分析式子进行试探推到
课内探究学案
学习目标
了解回归分析的基本思想和方法
培养学生观察分析计算的能力
二、学习重难点
学习重点:回归方程,
学习难点:、公式的推到
三、学习过程
1.使值最小时,值的推到
2.结论
3.中和的含义是什么
4. 一定通过回归方程吗?
四、典型例题
例1.研究某灌溉倒水的流速y与水深x之间的关系,测得一组数据如下:
水深x(m) 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10
流速y(m/s) 1.70 1.79 1.88 1.95 2.03 2.10 2.16 2.21
求y与x的回归直线方程;
预测水深为1.95m时水的流速是多少?
分析:(1)y与x的回归直线方程为
(2)当水深为1.95m时,可以预测水的流速约为2.12m/s
五、当堂练习
1.对两个变量y和x进行回归分析,得到一组样本数据:则下列说法不正确的是( )
A.由样本数据得到的回归方程必过样本中心
B.残差平方和越小的模型,拟合的效果越好
C.用相关指数来刻画回归效果,越小,说明模型的拟合效果越好
D.若变量y与x之间的相关系数,则变量y与x之间具有线性相关关系
2.已知某地每单位面积菜地年平均使用氮肥量xkg与每单位面积蔬菜年平均产量yt之间的关系有如下数据:
年份 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992
x(kg) 70 74 80 78 85 92 90 95
y(t) 5.1 6.0 6.8 7.8 9.0 10.2 10.0 12.0
年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
x(kg) 92 108 115 123 130 138 145
y(t) 11.5 11.0 11.8 12.2 12.5 12.8 13.0
若x与y之间线性相关,求蔬菜年平均产量y与使用氮肥量x之间的回归直线方程,并估计每单位面积蔬菜的年平均产量.(已知)
解:设所求的回归直线方程为,则
所以,回归直线方程为:
当x=150kg时,每单位面积蔬菜的年平均产量
课后练习与提高
下表提供了某厂节能降耗技术改造后生产甲产品过程中记录的产量x(吨)与相应的生产能耗y(吨标准煤)的几组对照数据:
x 3 4 5 6
y 2.5 3 4 4.5
请画出上表数据的散点图;
请根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y关于x的线性回归方程;
已知该厂技改前100吨甲产品的生产能耗为90吨标准煤,试根据(2)求出的线性回归方程,预测生产100吨甲产品的生产能耗比技改前降低多少吨标准煤?
(参考数值:)
解:(1)由题设所给数据,可得散点图如下图
(2)由对照数据,计算得:
已知
所以,由最小二乘法确定的回归方程的系数为:
因此,所求的线性回归方程为
由(2)的回归方程及技改前生产100吨甲产品的生产能耗,得降低的生产能耗为
(吨标准煤)。
3.1.2 回归分析的基本思想及其初步应用回归分析的基本思想及其初步应用
【教学目标】1.了解相关系数r;2 了解随机误差;3 会简单应用残差分析
【教学重难点】
教学重点:相关系数和随机误差
教学难点:残差分析应用。
【教学过程】
设置情境,引入课题
上节例题中,身高172cm女大学生,体重一定是60kg吗?如果不是,其原因是什么?
引导探究,发现问题,解决问题
1 对于是斜率的估计值,说明身高x每增加1个单位,体重就 ,表明体重与身高具有 的线性相关关系。
2 如何描述线性相关关系的强弱?
(1)r>0表明两个变量正相关;(2)r<0表明两个变量负相关;
(3)r的绝对值越接近1,表明相关性越强,r的绝对值越接近0,表明相关性越弱。
(4)当r的绝对值大于0.75认为两个变量具有很强的相关性关系。
3 身高172cm的女大学生显然不一定体重是60.316kg,但一般可以认为她的体重接近于60.316kg.
①样本点与回归直线的
②所有的样本点不共线,而是散布在某一条直线的附近,该直线表示身高与体重的关系的线性回归模型表示
e是y与的误差,e为随机变量,e称为随机误差。
③E(e)=0,D(e)= >0.④D(e)越小,预报真实值y的精度越高。
⑤随机误差是引起预报值与真实值y之间的误差之一。
⑥为截距和斜率的估计值,与a,b的真实值之间存在误差,这种误差也引起与真实值y之间的误差之一。
4 思考
产生随机误差项e的原因是什么?
5 探究在线性回归模型中,e是用预报真实值y的误差,它是一个不可观测的量,那么应该怎样研究随机误差?如何衡量预报的精度?
①来衡量随机误差的大小。② ③

⑤称为残差平方和,越小,预报精度越高。
6 思考
当样本容量为1或2时,残差平方和是多少?用这样的样本建立的线性回归方程的预报误差为0吗?
7 残差分析
①判断原始数据中是否存在可疑数据;②残差图 ③相关指数
④R2越大,残差平方和越小,拟合效果越好;R2越接近1,表明回归的效果越好。
8 建立回归模型的基本步骤:
①确定研究对象,明确哪个变量时解释变量,哪个变量时预报变量。
②画出确定好的解释变量和预报变量得散点图,观察它们之间的关系;
③由经验确定回归方程的类型;
④按一定规则估计回归方程中的参数;
⑤得出结果后分析残差图是否异常。
典型例题
例1 下表是某年美国旧轿车价格的调查资料,今以x表示轿车的使用年数,y表示响应的年均价格,求y关于x的回归方程
使用年数x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
年均价格y(美元) 2651 1943 1494 1087 765 538 484 290 226 204
分析:由已知表格先画出散点图,可以看出随着使用年数的增加,轿车的平均价格在递减,但不在一条直线附近,但据此认为y与x之间具有线性回归关系是不科学的,要根据图的形状进行合理转化,转化成线性关系的变量间的关系。
解:作出散点图如下图
可以发现,各点并不是基本处于一条直线附近,因此,y与x之间应是非线性相关关系.与已学函数图像比较,用来刻画题中模型更为合理,令,则,
题中数据变成如下表所示:
x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
y 7.883 7.572 7.309 6.991 6.640 6.288 6.182 5.670 5.421 5.318
在散点图中可以看出变换的样本点分布在一条直线附近,因此可以用线性回归模型方程拟合,由表中数据可得,认为x与z之间具有线性相关关系,由表中数据的所以,最后回代,

当堂练习:
1 两个变量y与x的回归模型中,分别选择了4个不同模型,它们的相关指数R2如下,其中拟合效果最好的模型是( )
A 模型1的 B 模型2的
C 模型3的 D模型4的
答案 A
课堂小结
1 相关系数r和相关指数R2
2 残差分析
六、作业布置
课本90页习题3
3.1.2回归分析的基本思想及其初步应用回归分析的基本思想及其初步应用
课前预习学案
一、预习目标
1 了解相关系数r和相关指数R2 2 了解残差分析 3 了解随机误差产生的原因
二、预习内容
1 相关系数r

②r>0表明两个变量 ;r<0表明两个变量 ;r的绝对值越接近1,表明两个变量相关性 ,r的绝对值越接近0,表示两个变量之间 当r的绝对值大于 认为两个变量具有很强的相关性关系。
2 随机误差
①在线性回归模型:中,a和b为模型的 ,e是y与之间的 ,通常e为随机变量,称为随机误差,它的均值E(e)= ,方差D(e)= 0
②线性回归模型的完整表达式为随机误差e的方差越小,通过回归直线预报真实值y的精确度
3 残差分析
①残差对于样本点而言,相应于它们的随机误差为
= = (i=1,2,3,…,n)
其估算值为= = (i=1,2,3,…,n). 称为相应于点的残差。
②残差平方和:类比样本方差估计总体方差的思想,可以用= =
(n>2)作为的估计量,其中, ,称为残差平方和,可以用衡量回归方程的预报精度,越小,预报精度
③用图形来分析残差特性:用 来刻画回归的效果。
三、提出问题
1 随机误差产生的原因是什么?
2如何建立模型拟合效果最好?
课内探究学习
学习目标
1 了解相关系数和相关指数的关系.
2 理解随机误差产生的原因.3
3 会进行简单的残差分析
二、学习重难点
学习重点 1 相关系数r 2相关指数R2 3 随机误差
学习难点 残差分析的应用
三、学习过程
1 相关系数r=
2 r的性质:
3 随机误差的定义:
4相关指数R2=
5 R2的性质:
6 残差分析的步骤:
四、典型例题
例 随着我国经济的快速发展,城乡居民的审核水平不断提高,为研究某市家庭平均收入与月平均生活支出的关系,该市统计部门随机调查10个家庭,得数据如下:
家庭编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
x收入(千元) 0.8 1.1 1.3 1.5 1.5 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8
y支出千元 0.7 1.0 1.2 1.0 1.3 1.5 1.3 1.7 2.0 2.5
判断家庭平均收入与月平均生活支出是否相关?
若二者线性相关,求回归直线方程。
思路点拨:利用散点图观察收入x和支出y是否线性相关,若呈现线性相关关系,可利用公式来求出回归系数,然后获得回归直线方程。
解:作散点图
观察发现各个数据对应的点都在一条直线附近,所以二者呈现线性相关关系。
(2)
所以回归方程
五、当堂练习
1 山东鲁洁棉业公式的可按人员在7块并排形状大小相同的试验田上对某棉花新品种进行施化肥量x对产量y影响的试验,得到如下表所示的一组数据(单位:kg)
施化肥量x 15 20 25 30 35 40 45
产量y 330 345 365 405 445 450 455
画出散点图;
判断是否具有相关关系
思路点拨 (1)散点图如图所示
(2)由散点图可知,各组数据对应点大致都在一条直线附近,所以施化肥量x与产量y具有线性相关关系.
六、课后练习与提高
1 在对两个变量x、y进行线性回归分析时有下列步骤:
①对所求出的回归方程作出解释;②收集数据;③求线性回归方程;④求相关系数;⑤根据所搜集的数据绘制散点图。如果根据可靠性要求能够作出变量x、y具有线性相关结论,则在下列操作顺序中正确的是( )
A ①②⑤③④ B ③②④⑤① C ②④③①⑤ D ②⑤④③①
2 三点(3,10),(7,20),(11,24)的线性回归方程为( )
A B C D
3 对有线性相关关系的两个变量建立的回归直线方程中,回归系数b ( )
A.可以大于0 B 大于0 C 能等于0 D只能小于0
4 废品率和每吨生铁成本y(元)之间的回归直线方程为,表明( )
A 废品率每增加,生铁成本增加258元; B废品率每增加,生铁成本增加2元;
C废品率每增加,生铁成本每吨增加2元;D废品率不变,生铁成本增加256元;
答案 1 D 2 B 3 A 4 C
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121. 2.2组合
教学目标:
知识与技能:理解组合的意义,能写出一些简单问题的所有组合。明确组合与排列的联系与区别,能判断一个问题是排列问题还是组合问题。
过程与方法:了解组合数的意义,理解排列数与组合数 之间的联系,掌握组合数公式,能运用组合数公式进行计算。
情感、态度与价值观:能运用组合要领分析简单的实际问题,提高分析问题的能力。
教学重点:组合的概念和组合数公式
教学难点:组合的概念和组合数公式
授课类型:新授课
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
一、复习引入:
1分类加法计数原理:做一件事情,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有种不同的方法,在第二类办法中有种不同的方法,……,在第n类办法中有种不同的方法那么完成这件事共有 种不同的方法
2.分步乘法计数原理:做一件事情,完成它需要分成n个步骤,做第一步有种不同的方法,做第二步有种不同的方法,……,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事有 种不同的方法
3.排列的概念:从个不同元素中,任取()个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列
4.排列数的定义:从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号表示
5.排列数公式:()
6阶乘:表示正整数1到的连乘积,叫做的阶乘规定.
7.排列数的另一个计算公式:=
8.提出问题:
示例1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
示例2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动,有多少种不同的选法?
引导观察:示例1中不但要求选出2名同学,而且还要按照一定的顺序“排列”,而示例2只要求选出2名同学,是与顺序无关的引出课题:组合.
二、讲解新课:
1组合的概念:一般地,从个不同元素中取出个元素并成一组,叫做从个不同元素中取出个元素的一个组合
说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同
例1.判断下列问题是组合还是排列
(1)在北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?有多少种不同的飞机票价?
(2)高中部11个班进行篮球单循环比赛,需要进行多少场比赛?
(3)从全班23人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?选出三人参加某项劳动,有多少种不同的选法?
(4)10个人互相通信一次,共写了多少封信?
(5)10个人互通电话一次,共多少个电话?
问题:(1)1、2、3和3、1、2是相同的组合吗?
(2)什么样的两个组合就叫相同的组合
2.组合数的概念:从个不同元素中取出个元素的所有组合的个数,叫做从 个不同元素中取出个元素的组合数.用符号表示.
例2.用计算器计算.
解:由计算器可得
例3.计算:(1); (2);
(1)解: =35;
(2)解法1:=120.
解法2:=120.
第二课时
3.组合数公式的推导:
(1)从4个不同元素中取出3个元素的组合数是多少呢?
启发:由于排列是先组合再排列,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数可以求得,故我们可以考察一下和的关系,如下:
组 合 排列
由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数,可以分如下两步:① 考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有个;② 对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有种方法.由分步计数原理得:=,所以,.
(2)推广:一般地,求从n个不同元素中取出m个元素的排列数,可以分如下两步:
① 先求从n个不同元素中取出m个元素的组合数;
② 求每一个组合中m个元素全排列数,根据分步计数原理得:=.
(3)组合数的公式:

规定: .
三、讲解范例:
例4.求证:.
证明:∵



例5.设 求的值
解:由题意可得: ,解得,
∵, ∴或或,
当时原式值为7;当时原式值为7;当时原式值为11.
∴所求值为4或7或11.
第三课时
例6. 一位教练的足球队共有 17 名初级学员,他们中以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一个足球队的上场队员是11人.问:
(l)这位教练从这 17 名学员中可以形成多少种学员上场方案?
(2)如果在选出11名上场队员时,还要确定其中的守门员,那么教练员有多少种方式做这件事情?
分析:对于(1),根据题意,17名学员没有角色差异,地位完全一样,因此这是一个从 17 个不同元素中选出11个元素的组合问题;对于( 2 ) ,守门员的位置是特殊的,其余上场学员的地位没有差异,因此这是一个分步完成的组合问题.
解: (1)由于上场学员没有角色差异,所以可以形成的学员上场方案有 C }手= 12 376 (种) .
(2)教练员可以分两步完成这件事情:
第1步,从17名学员中选出 n 人组成上场小组,共有种选法;
第2步,从选出的 n 人中选出 1 名守门员,共有种选法.
所以教练员做这件事情的方法数有
=136136(种).
例7.(1)平面内有10 个点,以其中每2 个点为端点的线段共有多少条?
(2)平面内有 10 个点,以其中每 2 个点为端点的有向线段共有多少条?
解:(1)以平面内 10 个点中每 2 个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有
(条).
(2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有
(条).
例8.在 100 件产品中,有 98 件合格品,2 件次品.从这 100 件产品中任意抽出 3 件 .
(1)有多少种不同的抽法?
(2)抽出的 3 件中恰好有 1 件是次品的抽法有多少种?
(3)抽出的 3 件中至少有 1 件是次品的抽法有多少种?
解:(1)所求的不同抽法的种数,就是从100件产品中取出3件的组合数,所以共有
= 161700 (种).
(2)从2 件次品中抽出 1 件次品的抽法有种,从 98 件合格品中抽出 2 件合格品的抽法有种,因此抽出的 3 件中恰好有 1 件次品的抽法有
=9506(种).
(3)解法 1 从 100 件产品抽出的 3 件中至少有 1 件是次品,包括有1件次品和有 2 件次品两种情况.在第(2)小题中已求得其中1件是次品的抽法有种,因此根据分类加法计数原理,抽出的3 件中至少有一件是次品的抽法有
+=9 604 (种) .
解法2 抽出的3 件产品中至少有 1 件是次品的抽法的种数,也就是从100件中抽出3 件的抽法种数减去3 件中都是合格品的抽法的种数,即
=161 700-152 096 = 9 604 (种).
说明:“至少”“至多”的问题,通常用分类法或间接法求解。
变式:按下列条件,从12人中选出5人,有多少种不同选法?
(1)甲、乙、丙三人必须当选; (2)甲、乙、丙三人不能当选;
(3)甲必须当选,乙、丙不能当选; (4)甲、乙、丙三人只有一人当选;
(5)甲、乙、丙三人至多2人当选; (6)甲、乙、丙三人至少1人当选;
例9.(1)6本不同的书分给甲、乙、丙3同学,每人各得2本,有多少种不同的分法?
解:.
(2)从5个男生和4个女生中选出4名学生参加一次会议,要求至少有2名男生和1名女生参加,有多少种选法?
解:问题可以分成2类:
第一类 2名男生和2名女生参加,有中选法;
第二类 3名男生和1名女生参加,有中选法
依据分类计数原理,共有100种选法
错解:种选法引导学生用直接法检验,可知重复的很多
例10.4名男生和6名女生组成至少有1个男生参加的三人社会实践活动小组,问组成方法共有多少种?
解法一:(直接法)小组构成有三种情形:3男,2男1女,1男2女,分别有,,,
所以,一共有++=100种方法.
解法二:(间接法)
第四课时
组合数的性质1:.
一般地,从n个不同元素中取出个元素后,剩下个元素.因为从n个不同元素中取出m个元素的每一个组合,与剩下的n m个元素的每一个组合一一对应,所以从n个不同元素中取出m个元素的组合数,等于从这n个元素中取出n m个元素的组合数,即:.在这里,主要体现:“取法”与“剩法”是“一一对应”的思想
证明:∵
又 ,∴
说明:①规定:;
②等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标;
③此性质作用:当时,计算可变为计算,能够使运算简化.
例如===2002;
④或.
2.组合数的性质2:=+.
一般地,从这n+1个不同元素中取出m个元素的组合数是,这些组合可以分为两类:一类含有元素,一类不含有.含有的组合是从这n个元素中取出m 1个元素与组成的,共有个;不含有的组合是从这n个元素中取出m个元素组成的,共有个.根据分类计数原理,可以得到组合数的另一个性质.在这里,主要体现从特殊到一般的归纳思想,“含与不含其元素”的分类思想.
证明:
∴=+.
说明:①公式特征:下标相同而上标差1的两个组合数之和,等于下标比原下标多1而上标与大的相同的一个组合数;
②此性质的作用:恒等变形,简化运算
例11.一个口袋内装有大小不同的7个白球和1个黑球,
(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
(2)从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
解:(1),或,;(2);(3).
例12.(1)计算:;
(2)求证:=++.
解:(1)原式;
证明:(2)右边左边
例13.解方程:(1);(2)解方程:.
解:(1)由原方程得或,∴或,
又由得且,∴原方程的解为或
上述求解过程中的不等式组可以不解,直接把和代入检验,这样运算量小得多.
(2)原方程可化为,即,∴,
∴,
∴,解得或,
经检验:是原方程的解
第五课时
例14.证明:。
证明:原式左端可看成一个班有个同学,从中选出个同学组成兴趣小组,在选出的个同学中,个同学参加数学兴趣小组,余下的个同学参加物理兴趣小组的选法数。原式右端可看成直接在个同学中选出个同学参加数学兴趣小组,在余下的个同学中选出个同学参加物理兴趣小组的选法数。显然,两种选法是一致的,故左边=右边,等式成立。
例15.证明:…(其中)。
证明:设某班有个男同学、个女同学,从中选出个同学组成兴趣小组,可分为类:男同学0个,1个,…,个,则女同学分别为个,个,…,0个,共有选法数为…。又由组合定义知选法数为,故等式成立。
例16.证明:…。
证明:左边=…=…,
其中可表示先在个元素里选个,再从个元素里选一个的组合数。设某班有个同学,选出若干人(至少1人)组成兴趣小组,并指定一人为组长。把这种选法按取到的人数分类(…),则选法总数即为原式左边。现换一种选法,先选组长,有种选法,再决定剩下的人是否参加,每人都有两种可能,所以组员的选法有种,所以选法总数为种。显然,两种选法是一致的,故左边=右边,等式成立。
例17.证明:…。
证明:由于可表示先在个元素里选个,再从个元素里选两个(可重复)的组合数,所以原式左端可看成在例3指定一人为组长基础上,再指定一人为副组长(可兼职)的组合数。对原式右端我们可分为组长和副组长是否是同一个人两种情况。若组长和副组长是同一个人,则有种选法;若组长和副组长不是同一个人,则有种选法。∴共有+种选法。显然,两种选法是一致的,故左边=右边,等式成立。
例18.第17届世界杯足球赛于2002年夏季在韩国、日本举办、五大洲共有32支球队有幸参加,他们先分成8个小组循环赛,决出16强(每队均与本组其他队赛一场,各组一、二名晋级16强),这支球队按确定的程序进行淘汰赛,最后决出冠亚军,此外还要决出第三、四名,问这次世界杯总共将进行多少场比赛?
答案是:,这题如果作为习题课应如何分析
解:可分为如下几类比赛:
⑴小组循环赛:每组有6场,8个小组共有48场;
⑵八分之一淘汰赛:8个小组的第一、二名组成16强,根据抽签规则,每两个队比赛一场,可以决出8强,共有8场;
⑶四分之一淘汰赛:根据抽签规则,8强中每两个队比赛一场,可以决出4强,共有4场;
⑷半决赛:根据抽签规则,4强中每两个队比赛一场,可以决出2强,共有2场;
⑸决赛:2强比赛1场确定冠亚军,4强中的另两队比赛1场决出第三、四名 共有2场.
综上,共有场
四、课堂练习:
1.判断下列问题哪个是排列问题,哪个是组合问题:
(1)从4个风景点中选出2个安排游览,有多少种不同的方法?
(2)从4个风景点中选出2个,并确定这2个风景点的游览顺序,有多少种不同的方法?
2.名同学进行乒乓球擂台赛,决出新的擂主,则共需进行的比赛场数为( )
. . . .
3.如果把两条异面直线看作“一对”,则在五棱锥的棱所在的直线中,异面直线有( )
.对 .对 .对 .对
4.设全集,集合、是的子集,若有个元素,有个元素,且,求集合、,则本题的解的个数为 ( )
. . . .
5.从位候选人中选出人分别担任班长和团支部书记,有 种不同的选法
6.从位同学中选出人去参加座谈会,有 种不同的选法
7.圆上有10个点:
(1)过每2个点画一条弦,一共可画 条弦;
(2)过每3个点画一个圆内接三角形,一共可画 个圆内接三角形
8.(1)凸五边形有 条对角线;(2)凸五边形有 条对角线
9.计算:(1);(2).
10.个足球队进行单循环比赛,(1)共需比赛多少场?(2)若各队的得分互不相同,则冠、亚军的可能情况共有多少种?
11.空间有10个点,其中任何4点不共面,(1)过每3个点作一个平面,一共可作多少个平面?(2)以每4个点为顶点作一个四面体,一共可作多少个四面体?
12.壹圆、贰圆、伍圆、拾圆的人民币各一张,一共可以组成多少种币值?
13.写出从这个元素中每次取出个的所有不同的组合
答案:1. (1)组合, (2)排列2. B 3. A 4. D 5. 30 6. 15
7. (1)45 (2) 120 8. (1)5(2)
9. ⑴455; ⑵ 10. ⑴10; ⑵20
11. ⑴; ⑵
12.
13. ; ; ; ;
五、小结 :组合的意义与组合数公式;解决实际问题时首先要看是否与顺序有关,从而确定是排列问题还是组合问题,必要时要利用分类和分步计数原理
学生探究过程:(完成如下表格)
名称内容 分类原理 分步原理
定 义
相同点
不同点
名 称 排 列 组 合
定义
种数
符号
计算公式
关系
性质 ,
六、课后作业:
七、板书设计(略)
八、教学反思:
排列组合问题联系实际生动有趣,题型多样新颖且贴近生活,解法灵活独到但不易掌握,许多学生面对较难问题时一筹莫展、无计可施,尤其当从正面入手情况复杂、不易解决时,可考虑换位思考将其等价转化,使问题变得简单、明朗。
教科书在研究组合数的两个性质①,②时,给出了组合数定义的解释证明,即构造一个组合问题的模型,把等式两边看成同一个组合问题的两种计算方法,由组合个数相等证出要证明的组合等式。这种构造法证明构思精巧,把枯燥的公式还原为有趣的实例,能极大地激发学习兴趣。本文试给几例以说明。
教学反思:
1注意区别“恰好”与“至少”
从6双不同颜色的手套中任取4只,其中恰好有一双同色的手套的不同取法共有多少种
2特殊元素(或位置)优先安排
将5列车停在5条不同的轨道上,其中a列车不停在第一轨道上,b列车不停在第二轨道上,那么不同的停放方法有种
3“相邻”用“捆绑”,“不邻”就“插空”
七人排成一排,甲、乙两人必须相邻,且甲、乙都不与丙相邻,则不同的排法有多少种
4、混合问题,先“组”后“排”
对某种产品的6件不同的正品和4件不同的次品,一一进行测试,至区分出所有次品为止,若所有次品恰好在第5次测试时全部发现,则这样的测试方法有种可能?
5、分清排列、组合、等分的算法区别
(1)今有10件不同奖品,从中选6件分给甲一件,乙二件和丙三件,有多少种分法
(2) 今有10件不同奖品, 从中选6件分给三人,其中1人一件1人二件1人三件, 有多少种分法
(3) 今有10件不同奖品, 从中选6件分成三份,每份2件, 有多少种分法
6、分类组合,隔板处理
从6个学校中选出30名学生参加数学竞赛,每校至少有1人,这样有几种选法 1. 1分类加法计数原理和分步乘法计数原理
教学目标:
知识与技能:①理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理;
②会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题;
过程与方法:培养学生的归纳概括能力;
情感、态度与价值观:引导学生形成 “自主学习”与“合作学习”等良好的学习方式
教学重点:分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)
教学难点:分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)的准确理解
授课类型:新授课
课时安排:2课时
教 具:多媒体、实物投影仪
第一课时
引入课题
先看下面的问题:
①从我们班上推选出两名同学担任班长,有多少种不同的选法?
②把我们的同学排成一排,共有多少种不同的排法?
要解决这些问题,就要运用有关排列、组合知识. 排列组合是一种重要的数学计数方法. 总的来说,就是研究按某一规则做某事时,一共有多少种不同的做法.
在运用排列、组合方法时,经常要用到分类加法计数原理与分步乘法计数原理. 这节课,我们从具体例子出发来学习这两个原理.
1 分类加法计数原理
(1)提出问题
问题1.1:用一个大写的英文字母或一个阿拉伯数字给教室里的座位编号,总共能够编出多少种不同的号码?
问题1.2:从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车.如果一天中火车有3班,汽车有2班.那么一天中,乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法?
探究:你能说说以上两个问题的特征吗?
(2)发现新知
分类加法计数原理 完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法. 那么完成这件事共有
种不同的方法.
(3)知识应用
例1.在填写高考志愿表时,一名高中毕业生了解到,A,B两所大学各有一些自己感兴趣的强项专业,具体情况如下:
A大学 B大学
生物学 数学
化学 会计学
医学 信息技术学
物理学 法学
工程学
如果这名同学只能选一个专业,那么他共有多少种选择呢?
分析:由于这名同学在 A , B 两所大学中只能选择一所,而且只能选择一个专业,又由于两所大学没有共同的强项专业,因此符合分类加法计数原理的条件.解:这名同学可以选择 A , B 两所大学中的一所.在 A 大学中有 5 种专业选择方法,在 B 大学中有 4 种专业选择方法.又由于没有一个强项专业是两所大学共有的,因此根据分类加法计数原理,这名同学可能的专业选择共有
5+4=9(种).
变式:若还有C大学,其中强项专业为:新闻学、金融学、人力资源学.那么,这名同学可能的专业选择共有多少种?
探究:如果完成一件事有三类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,在第3类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?
如果完成一件事情有类不同方案,在每一类中都有若干种不同方法,那么应当如何计数呢?
一般归纳:
完成一件事情,有n类办法,在第1类办法中有种不同的方法,在第2类办法中有种不同的方法……在第n类办法中有种不同的方法.那么完成这件事共有
种不同的方法.
理解分类加法计数原理:
分类加法计数原理针对的是“分类”问题,完成一件事要分为若干类,各类的方法相互独立,各类中的各种方法也相对独立,用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事.
例2.一蚂蚁沿着长方体的棱,从的一个顶点爬到相对的另一个顶点的最近路线共有多少条?
解:从总体上看,如,蚂蚁从顶点A爬到顶点C1有三类方法,从局部上看每类又需两步完成,所以,
第一类, m1 = 1×2 = 2 条
第二类, m2 = 1×2 = 2 条
第三类, m3 = 1×2 = 2 条
所以, 根据加法原理, 从顶点A到顶点C1最近路线共有 N = 2 + 2 + 2 = 6 条
练习
1.填空:
( 1 )一件工作可以用 2 种方法完成,有 5 人只会用第 1 种方法完成,另有 4 人只会用第 2 种方法完成,从中选出 l 人来完成这件工作,不同选法的种数是_ ;
( 2 )从 A 村去 B 村的道路有 3 条,从 B 村去 C 村的道路有 2 条,从 A 村经 B 的路线有_条.
第二课时
2 分步乘法计数原理
(1)提出问题
问题2.1:用前6个大写英文字母和1—9九个阿拉伯数字,以,,…,,,…的方式给教室里的座位编号,总共能编出多少个不同的号码?
用列举法可以列出所有可能的号码:
我们还可以这样来思考:由于前 6 个英文字母中的任意一个都能与 9 个数字中的任何一个组成一个号码,而且它们各不相同,因此共有 6×9 = 54 个不同的号码.
探究:你能说说这个问题的特征吗?
(2)发现新知
分步乘法计数原理 完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法. 那么完成这件事共有
种不同的方法.
(3)知识应用
例1.设某班有男生30名,女生24名. 现要从中选出男、女生各一名代表班级参加比赛,共有多少种不同的选法?
分析:选出一组参赛代表,可以分两个步骤.第 l 步选男生.第2步选女生.
解:第 1 步,从 30 名男生中选出1人,有30种不同选择;
第 2 步,从24 名女生中选出1人,有 24 种不同选择.
根据分步乘法计数原理,共有
30×24 =720
种不同的选法.
探究:如果完成一件事需要三个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,做第3步有种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?
如果完成一件事情需要个步骤,做每一步中都有若干种不同方法,那么应当如何计数呢?
一般归纳:
完成一件事情,需要分成n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法……做第n步有种不同的方法.那么完成这件事共有
种不同的方法.
理解分步乘法计数原理:
分步计数原理针对的是“分步”问题,完成一件事要分为若干步,各个步骤相互依存,完成任何其中的一步都不能完成该件事,只有当各个步骤都完成后,才算完成这件事.
3.理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理异同点
①相同点:都是完成一件事的不同方法种数的问题
②不同点:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,完成一件事要分为若干类,各类的方法相互独立,各类中的各种方法也相对独立,用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事,是独立完成;而分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,完成一件事要分为若干步,各个步骤相互依存,完成任何其中的一步都不能完成该件事,只有当各个步骤都完成后,才算完成这件事,是合作完成.
例2 .如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种?
解: 按地图A、B、C、D四个区域依次分四步完成,
第一步, m1 = 3 种,
第二步, m2 = 2 种,
第三步, m3 = 1 种,
第四步, m4 = 1 种,
所以根据乘法原理, 得到不同的涂色方案种数共有N = 3 × 2 ×1×1 = 6
变式
1,如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种?
2若颜色是2种,4种,5种又会什么样的结果呢?
练习
2.现有高一年级的学生 3 名,高二年级的学生 5 名,高三年级的学生 4 名. ( 1 )从中任选1 人参加接待外宾的活动,有多少种不同的选法?村去 C 村,不同 ( 2 )从 3 个年级的学生中各选 1 人参加接待外宾的活动,有多少种不同的选法?
第三课时
3 综合应用
例1. 书架的第1层放有4本不同的计算机书,第2层放有3本不同的文艺书,第3层放2本不同的体育书.
①从书架上任取1本书,有多少种不同的取法?
②从书架的第1、2、3层各取1本书,有多少种不同的取法?
③从书架上任取两本不同学科的书,有多少种不同的取法?
【分析】
①要完成的事是“取一本书”,由于不论取书架的哪一层的书都可以完成了这件事,因此是分类问题,应用分类计数原理.
②要完成的事是“从书架的第1、2、3层中各取一本书”,由于取一层中的一本书都只完成了这件事的一部分,只有第1、2、3层都取后,才能完成这件事,因此是分步问题,应用分步计数原理.
③要完成的事是“取2本不同学科的书”,先要考虑的是取哪两个学科的书,如取计算机和文艺书各1本,再要考虑取1本计算机书或取1本文艺书都只完成了这
件事的一部分,应用分步计数原理,上述每一种选法都完成后,这件事才能完成,因此这些选法的种数之间还应运用分类计数原理.
解: (1) 从书架上任取1本书,有3类方法:第1类方法是从第1层取1本计算机书,有4 种方法;第2 类方法是从第2 层取1本文艺书,有3 种方法;第3类方法是从第 3 层取 1 本体育书,有 2 种方法.根据分类加法计数原理,不同取法的种数是
=4+3+2=9;
( 2 )从书架的第 1 , 2 , 3 层各取 1 本书,可以分成3个步骤完成:第 1 步从第 1 层取 1 本计算机书,有 4 种方法;第 2 步从第 2 层取1本文艺书,有 3 种方法;第 3 步从第3层取1 本体育书,有 2 种方法.根据分步乘法计数原理,不同取法的种数是
=4×3×2=24 .
(3)。
例2. 要从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅,分别挂在左、右两边墙上的指定位置,问共有多少种不同的挂法?
解:从 3 幅画中选出 2 幅分别挂在左、右两边墙上,可以分两个步骤完成:第 1 步,从 3 幅画中选 1 幅挂在左边墙上,有 3 种选法;第 2 步,从剩下的 2 幅画中选 1 幅挂在右边墙上,有 2 种选法.根据分步乘法计数原理,不同挂法的种数是
N=3×2=6 .
6 种挂法可以表示如下:
分类加法计数原理和分步乘法计数原理,回答的都是有关做一件事的不同方法的种数问题.区别在于:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,其中各种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以做完这件事,分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,各个步骤中的方法互相依存,只有各个步骤都完成才算做完这件事.
例3.随着人们生活水平的提高,某城市家庭汽车拥有量迅速增长,汽车牌照号码需交通管理部门出台了一种汽车牌照组成办法,每一个汽车牌照都必须有3个不重复的英文字母和 3 个不重复的阿拉伯数字,并且 3 个字母必须合成一组出现,3个数字也必须合成一组出现.那么这种办法共能给多少辆汽车上牌照?
分析:按照新规定,牌照可以分为 2类,即字母组合在左和字母组合在右.确定一个牌照的字母和数字可以分6个步骤.
解:将汽车牌照分为 2 类,一类的字母组合在左,另一类的字母组合在右.字母组合在左时,分6个步骤确定一个牌照的字母和数字:
第1步,从26个字母中选1个,放在首位,有26种选法;
第2步,从剩下的25个字母中选 1个,放在第2位,有25种选法;
第3步,从剩下的24个字母中选 1个,放在第3位,有24种选法;
第4步,从10个数字中选1个,放在第 4 位,有10种选法;
第5步,从剩下的 9个数字中选1个,放在第5位,有9种选法;
第6步,从剩下的 8个字母中选1个,放在第6位,有8种选法.
根据分步乘法计数原理,字母组合在左的牌照共有
26 ×25×24×10×9×8=11 232 000(个) .
同理,字母组合在右的牌照也有11232 000 个.
所以,共能给
11232 000 + 11232 000 = 22464 000(个) .
辆汽车上牌照.
用两个计数原理解决计数问题时,最重要的是在开始计算之前要进行仔细分析 ― 需要分类还是需要分步.分类要做到“不重不漏”.分类后再分别对每一类进行计数,最后用分类加法计数原理求和,得到总数.分步要做到“步骤完整” ― 完成了所有步骤,恰好完成任务,当然步与步之间要相互独立.分步后再计算每一步的方法数,最后根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总数.
练习
1.乘积展开后共有多少项?
2.某电话局管辖范围内的电话号码由八位数字组成,其中前四位的数字是不变的,后四位数字都是。到 9 之间的一个数字,那么这个电话局不同的电话号码最多有多少个?
3.从 5 名同学中选出正、副组长各 1 名,有多少种不同的选法?
4.某商场有 6 个门,如果某人从其中的任意一个门进人商场,并且要求从其他的门出去,共有多少种不同的进出商场的方式?
第四课时
例1.给程序模块命名,需要用3个字符,其中首字符要求用字母 A~G 或 U~Z , 后两个要求用数字1~9.问最多可以给多少个程序命名?
分析:要给一个程序模块命名,可以分三个步骤:第 1 步,选首字符;第2步,选中间字符;第3步,选最后一个字符.而首字符又可以分为两类.
解:先计算首字符的选法.由分类加法计数原理,首字符共有
7 + 6 = 13
种选法.
再计算可能的不同程序名称.由分步乘法计数原理,最多可以有
13×9×9 = = 1053
个不同的名称,即最多可以给1053个程序命名.
例2. 核糖核酸(RNA)分子是在生物细胞中发现的化学成分一个 RNA 分子是一个有着数百个甚至数千个位置的长链,长链中每一个位置上都由一种称为碱基的化学成分所占据.
总共有 4 种不同的碱基,分别用A,C,G,U表示.在一个 RNA 分子中,各种碱基能够以任意次序出现,所以在任意一个位置上的碱基与其他位置上的碱基无关.假设有一类 RNA 分子由 100 个碱基组成,那么能有多少种不同的 RNA 分子?
分析:用图1. 1一2 来表示由100个碱基组成的长链,这时我们共有100个位置,每个位置都可以从A , C , G , U 中任选一个来占据.
解:100个碱基组成的长链共有 100个位置,如图1 . 1一2所示.从左到右依次在每一个位置中,从 A , C , G , U 中任选一个填人,每个位置有 4 种填充方法.根据分步乘法计数原理,长度为 100 的所有可能的不同 RNA 分子数目有
(个)
例3.电子元件很容易实现电路的通与断、电位的高与低等两种状态,而这也是最容易控制的两种状态.因此计算机内部就采用了每一位只有 O 或 1 两种数字的记数法,即二进制.为了使计算机能够识别字符,需要对字符进行编码,每个字符可以用一个或多个字节来表示,其中字节是计算机中数据存储的最小计量单位,每个字节由 8 个二进制位构成.问:
(1)一个字节( 8 位)最多可以表示多少个不同的字符?
(2)计算机汉字国标码(GB 码)包含了6 763 个汉字,一个汉字为一个字符,要对这些汉字进行编码,每个汉字至少要用多少个字节表示?
分析:由于每个字节有 8 个二进制位,每一位上的值都有 0,1两种选择,而且不同的顺序代表不同的字符,因此可以用分步乘法计数原理求解本题.
解:(1)用图1.1一3 来表示一个字节.
图 1 . 1 一 3
一个字节共有 8 位,每位上有 2 种选择.根据分步乘法计数原理,一个字节最多可以表示 2×2×2×2×2×2×2×2= 28 =256 个不同的字符;
( 2)由( 1 )知,用一个字节所能表示的不同字符不够 6 763 个,我们就考虑用2 个字节能够表示多少个字符.前一个字节有 256 种不同的表示方法,后一个字节也有 256 种表示方法.根据分步乘法计数原理,2个字节可以表示 256×256 = 65536
个不同的字符,这已经大于汉字国标码包含的汉字个数 6 763.所以要表示这些汉字,每个汉字至少要用 2 个字节表示.
例4.计算机编程人员在编写好程序以后需要对程序进行测试.程序员需要知道到底有多少条执行路径(即程序从开始到结束的路线),以便知道需要提供多少个测试数据.一般地,一个程序模块由许多子模块组成.如图1.1一4,它是一个具有许多执行路径的程序模块.问:这个程序模块有多少条执行路径?
另外,为了减少测试时间,程序员需要设法减少测试次数你能帮助程序员设计一个测试方法,以减少测试次数吗?
图1.1一4
分析:整个模块的任意一条执行路径都分两步完成:第 1 步是从开始执行到 A 点;第 2 步是从 A 点执行到结束.而第 1 步可由子模块 1 或子模块 2 或子模块 3 来完成;第 2 步可由子模块 4 或子模块 5 来完成.因此,分析一条指令在整个模块的执行路径需要用到两个计数原理.
解:由分类加法计数原理,子模块 1 或子模块 2 或子模块 3 中的子路径共有
18 + 45 + 28 = 91 (条) ;
子模块 4 或子模块 5 中的子路径共有
38 + 43 = 81 (条) .
又由分步乘法计数原理,整个模块的执行路径共有
91×81 = 7 371(条).
在实际测试中,程序员总是把每一个子模块看成一个黑箱,即通过只考察是否执行了正确的子模块的方式来测试整个模块.这样,他可以先分别单独测试 5 个模块,以考察每个子模块的工作是否正常.总共需要的测试次数为
18 + 45 + 28 + 38 + 43 =172.
再测试各个模块之间的信息交流是否正常,只需要测试程序第1 步中的各个子模块和第 2 步中的各个子模块之间的信息交流是否正常,需要的测试次数为
3×2=6 .
如果每个子模块都工作正常,并且各个子模块之间的信息交流也正常,那么整个程序模块就工作正常.这样,测试整个模块的次数就变为
172 + 6=178(次).
显然,178 与7371 的差距是非常大的.
你看出了程序员是如何实现减少测试次数的吗?
巩固练习:
1.如图,从甲地到乙地有2条路可通,从乙地到丙地有3条路可通;从甲地到丁地有4条路可通, 从丁地到丙地有2条路可通。从甲地到丙地共有多少种不同的走法?
2.书架上放有3本不同的数学书,5本不同的语文书,6本不同的英语书.
(1)若从这些书中任取一本,有多少种不同的取法?
(2)若从这些书中,取数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?
(3)若从这些书中取不同的科目的书两本,有多少种不同的取法?
3.如图一,要给①,②,③,④四块区域分别涂上五种颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同颜色,则不同涂色方法种数为()
A. 180 B. 160 C. 96 D. 60
若变为图二,图三呢
5.五名学生报名参加四项体育比赛,每人限报一项,报名方法的种数为多少?又他们争夺这四项比赛的冠军,获得冠军的可能性有多少种?
6.(2007年重庆卷)若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分成( C )
A.5部分 B.6部分 C.7部分 D.8部分
课外作业:第10页 习题 1. 1 6 , 7 , 8
教学反思:
课堂小结
1.分类加法计数原理和分步乘法计数原理是排列组合问题的最基本的原理,是推导排列数、组合数公式的理论依据,也是求解排列、组合问题的基本思想.
2.理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理,并加区别
分类加法计数原理针对的是“分类”问题,其中各种方法相对独立,用其中任何一种方法都可以完成这件事;而分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,各个步骤中的方法相互依存,只有各个步骤都完成后才算做完这件事.
3.运用分类加法计数原理与分步乘法计数原理的注意点:
分类加法计数原理:首先确定分类标准,其次满足:完成这件事的任何一种方法必属于某一类,并且分别属于不同的两类的方法都是不同的方法,即"不重不漏".
分步乘法计数原理:首先确定分步标准,其次满足:必须并且只需连续完成这n个步骤,这件事才算完成.
分配问题
把一些元素分给另一些元素来接受.这是排列组合应用问题中难度较大的一类问题.因为这涉及到两类元素:被分配元素和接受单位.而我们所学的排列组合是对一类元素做排列或进行组合的,于是遇到这类问题便手足无措了.
事实上,任何排列问题都可以看作面对两类元素.例如,把10个全排列,可以理解为在10个人旁边,有序号为1,2,……,10的10把椅子,每把椅子坐一个人,那么有多少种坐法?这样就出现了两类元素,一类是人,一类是椅子。于是对眼花缭乱的常见分配问题,可归结为以下小的“方法结构”:
①.每个“接受单位”至多接受一个被分配元素的问题方法是,这里.其中是“接受单位”的个数。至于谁是“接受单位”,不要管它在生活中原来的意义,只要.个数为的一个元素就是“接受单位”,于是,方法还可以简化为.这里的“多”只要“少”.
②.被分配元素和接受单位的每个成员都有“归宿”,并且不限制一对一的分配问题,方法是分组问题的计算公式乘以.












图一
图二
图三