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隨機(jī)變量及其分布3篇 常見(jiàn)隨機(jī)變量的分布

時(shí)間:2023-01-09 14:16:39 綜合范文

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隨機(jī)變量及其分布3篇 常見(jiàn)隨機(jī)變量的分布

隨機(jī)變量及其分布1

《離散型隨機(jī)變量及其分布列》教學(xué)反思

  一、教學(xué)內(nèi)容、要求以及完成情況的再認(rèn)識(shí)

《離散型隨機(jī)變量的分布列》在近幾年高考的推波助瀾下愈發(fā)突顯出其應(yīng)用性和問(wèn)題設(shè)計(jì)的新穎和創(chuàng)造性,如火如荼的新課改時(shí)時(shí)刻刻在提醒我們“思路決定出路”,們明確教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)是為了“學(xué)生的學(xué)而設(shè)計(jì)教”,不是為了 “老師的教而設(shè)計(jì)學(xué)”。

  1.學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)是離散型隨機(jī)變量的分布列的含義與性質(zhì)而非如何求概率 看過(guò)《離散型隨機(jī)變量的分布列》的幾個(gè)視頻,大多采用“一個(gè)定義、三項(xiàng)注意、變式訓(xùn)練”的傳授型數(shù)學(xué)概念教學(xué)模式,定義匆匆過(guò),訓(xùn)練變式多,學(xué)生表示隨機(jī)變量的分布列時(shí)錯(cuò)誤不斷。這些錯(cuò)誤集中指向是某些事件的概率求錯(cuò),從而導(dǎo)致分布列的表示錯(cuò)誤,老師又糾錯(cuò),學(xué)生還犯錯(cuò)。整堂課反映出的教學(xué)重點(diǎn)是求隨機(jī)事件的概率。孰不知學(xué)生出錯(cuò)的根本原因是在思維的過(guò)程中沒(méi)有有意識(shí)的將分布列問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求互斥事件的概率。正所如皮之不存、毛之焉附,歷經(jīng)離散型隨機(jī)變量的分布列的概念的教學(xué)過(guò)程并形成解題時(shí)將分布列問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求互斥事件的概率的意識(shí)理應(yīng)成為教學(xué)的重點(diǎn)。

  2.數(shù)學(xué)概念的教學(xué)應(yīng)是從創(chuàng)設(shè)概念的生長(zhǎng)點(diǎn)的問(wèn)題情境切入探究而不是拋給學(xué)生

“一個(gè)定義、三項(xiàng)注意、變式訓(xùn)練”的“拋式”數(shù)學(xué)概念教學(xué)模式,猶如過(guò)眼云煙,未建立在學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)概念的理解猶如空中樓閣,未建立在思維的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)進(jìn)行的類比歸納的正遷移思維猶如斷了翅膀的鳥(niǎo),未歷經(jīng)數(shù)學(xué)概念的探究而進(jìn)行的變式訓(xùn)練亦不過(guò)是模仿解題?!皢?wèn)題是數(shù)學(xué)的心臟”,數(shù)學(xué)活動(dòng)是由“情景問(wèn)題”驅(qū)動(dòng)的,“問(wèn)題解決”是其主要的活動(dòng)形式,創(chuàng)設(shè)可以連續(xù)變式的正多面體的問(wèn)題情境,提出從低緯度向高緯度發(fā)展的問(wèn)題是歷經(jīng)數(shù)學(xué)概念再創(chuàng)造的好的開(kāi)始。

  引例1:某人拋一顆骰子,出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)有幾種情況?如何表示?各種結(jié)果出現(xiàn)的概率分別是多少?

  引例2:100件產(chǎn)品中有10件次品,任取其中的4件,出現(xiàn)次品的情況有幾種?如何表示?各種結(jié)果出現(xiàn)的概率分別是多少?

  引例3:扔一枚硬幣,出現(xiàn)的結(jié)果有幾種?能用數(shù)表示嗎?如果可以,如何表示?各種結(jié)果出現(xiàn)的概率分別是多少?

  以上三個(gè)問(wèn)題,集中指向了先是隨機(jī)變量取不同值時(shí)對(duì)應(yīng)概率的表示,更加如何簡(jiǎn)潔的表示,而離散型隨機(jī)變量的分布列也是概率的一種表示形式,古典概率就是離散型隨機(jī)變量的分布列的知識(shí)生長(zhǎng)點(diǎn)。這就是將數(shù)學(xué)概念的引入情境化、順其自然、不強(qiáng)加于人,是要合乎學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、不苛求與形式。3.?dāng)?shù)學(xué)概念的含義和性質(zhì)是剝洋蔥皮式的探究而不是變式訓(xùn)練的強(qiáng)化 學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解出現(xiàn)偏差,往往是學(xué)生站的認(rèn)識(shí)問(wèn)題的角度不合理、維度不全面,所以我借助于問(wèn)題串、采用“剝洋蔥皮”的方式從數(shù)學(xué)概念的外延出發(fā)探尋概念的內(nèi)涵。問(wèn)是深入思考的開(kāi)始、是質(zhì)疑探究的延續(xù)。

  離散型隨機(jī)變量的分布列的性質(zhì)是概念的外延,而離散型隨機(jī)變量的概率分布列的內(nèi)涵是一個(gè)必然事件分解成有限個(gè)互斥事件的概率的另一種表示形式,更主要的是應(yīng)在概念的生成中形成解決問(wèn)題的思維方法。

  問(wèn)題1.通過(guò)以上簡(jiǎn)單的離散型隨機(jī)變量的分布列,歸納出離散型隨機(jī)變量的分布列具有哪些性質(zhì)?(學(xué)生發(fā)現(xiàn)性質(zhì))性質(zhì)2的理解是本節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn),設(shè)置如下問(wèn)題串: 問(wèn)題2.性質(zhì)2的含義是什么?

  問(wèn)題3.每一個(gè)分布列有多少個(gè)隨機(jī)事件? 問(wèn)題4.隨機(jī)事件之間是什么關(guān)系?

  問(wèn)題5.這些隨機(jī)事件構(gòu)成的復(fù)雜事件又表示什么事件?

  通過(guò)以上問(wèn)題串的探究,就是要學(xué)生歷經(jīng)離散型隨機(jī)變量分布列的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程,從而形成求解離散型隨機(jī)變量的分布列的方法和步驟:

①明確隨機(jī)變量的含義、確定隨機(jī)變量的取值 ②判定隨機(jī)事件的關(guān)系、計(jì)算隨機(jī)事件的概率 ③列表表示分布列、檢驗(yàn)是否構(gòu)成必然事件

  這樣設(shè)計(jì)的目的是想避免學(xué)生在沒(méi)有對(duì)數(shù)學(xué)概念和思想方法有基本了解的情況下就盲目進(jìn)行大運(yùn)動(dòng)量的變式解題操練,導(dǎo)致教學(xué)缺乏必要的根基,是要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)用數(shù)學(xué)思維來(lái)解決問(wèn)題。

  在教學(xué)設(shè)計(jì)上要做整體的把握,應(yīng)該從基本點(diǎn)出發(fā),形成交匯點(diǎn),進(jìn)而達(dá)到制高點(diǎn)。教學(xué)的基本點(diǎn)就是“雙基”: 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。從雙基出發(fā),使得基礎(chǔ)知識(shí)形成網(wǎng)絡(luò)、基本技能形成規(guī)律。教學(xué)的交匯點(diǎn)就是數(shù)學(xué)活動(dòng),在數(shù)學(xué)活動(dòng)中形成基本思想方法和基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。

  制高點(diǎn)是什么?制高點(diǎn)是重點(diǎn),是可以達(dá)到必要深度的部分,但又不僅僅是重點(diǎn)。重點(diǎn)只是數(shù)學(xué)的結(jié)果,不指向如何應(yīng)對(duì);而制高點(diǎn)致力于探尋問(wèn)題解決的基本思路,形成解決問(wèn)題的方法和規(guī)律。站在制高點(diǎn)上進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),就是首先要準(zhǔn)備貫徹什么樣的教學(xué)理念、采用什么樣的教學(xué)方法為支撐下的教學(xué)設(shè)計(jì)。所以我在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)重視情境預(yù)設(shè)、更重視思維的發(fā)展歷程,關(guān)注知識(shí)的內(nèi)化、更關(guān)注形成知識(shí)的方法的理性建構(gòu)。數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)成長(zhǎng)于每一節(jié)課堂、成敗于每一點(diǎn)基礎(chǔ)、影響于每一個(gè)細(xì)節(jié),讓每一節(jié)數(shù)學(xué)課堂都真正在有利于學(xué)生發(fā)展為本的道路上改革,牢牢把握這個(gè)制高點(diǎn),成功就水到渠成了。

  二、值得注意的地方

  在教學(xué)過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。在課堂上,無(wú)論是新教師還是老教師,通常會(huì)把自己當(dāng)做課堂上的主人而過(guò)多的會(huì)忽略學(xué)生的主體地位;或者學(xué)生會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的習(xí)慣于聽(tīng)老師來(lái)講解而忘記自己是課堂的主人。在建立新知的過(guò)程中,教師力求引導(dǎo)、啟發(fā),讓學(xué)生逐步應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,以形成比較系統(tǒng)和完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。每個(gè)問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮了學(xué)生的具體情況,力爭(zhēng)提問(wèn)準(zhǔn)確到位,便于學(xué)生思考和回答。使思考和提問(wèn)持續(xù)在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),學(xué)生的思考有價(jià)值,對(duì)知識(shí)的理解和掌握在不斷的思考和討論中完善和加深。但由于時(shí)間的把握,以及對(duì)學(xué)生的放手程度上‘實(shí)施落實(shí)的可能還不到位,有待改進(jìn)。

  總之,在今后的教學(xué)工作中,需不斷總結(jié)、反思。作為數(shù)學(xué)教師,一方面要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,讓學(xué)生感覺(jué)到每解決一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題,就有一種成就感;另一方面,更重要的是教師本人要不斷提高自己的專業(yè)水平。在總結(jié)、反思中不斷提升自己的教學(xué)水平,做一名真正合格的人民教師。

隨機(jī)變量及其分布2

  教學(xué)對(duì)象 計(jì)劃學(xué)時(shí) 2

  管理系505-13、14、15;經(jīng)濟(jì)系205-

  1、2 授課時(shí)間

  2006年3月3日;星期五;1—2節(jié)

  教學(xué)內(nèi)容

  第二章 一維隨機(jī)變量及其概率分布 第一節(jié) 離散型隨機(jī)變量及其分布律(續(xù))

  三、常見(jiàn)離散型隨機(jī)變量的概率分布

  1、二點(diǎn)分布和二項(xiàng)分布

  2、泊松分布

  通過(guò)教學(xué),使學(xué)生能夠:

  1、掌握兩點(diǎn)分布

  2、掌握貝努利概型和二項(xiàng)分布

  3、掌握泊松分布

  教學(xué)目的

  知 識(shí):

  1、兩點(diǎn)分布

  2、貝努利概型和二項(xiàng)分布

  3、泊松分布

  技能與態(tài)度

  1、將生活中的隨機(jī)現(xiàn)象與隨機(jī)變量的分布相聯(lián)系

  2、會(huì)分析計(jì)算生產(chǎn)實(shí)際中的概率問(wèn)題

  教學(xué)重點(diǎn) 常見(jiàn)的分布 教學(xué)難點(diǎn) 貝努利概型

  教學(xué)資源 自編軟件(演示貝努利概型)

  教學(xué)后記

  培養(yǎng)方案或教學(xué)大綱

  修改意見(jiàn) 對(duì)授課進(jìn)度計(jì)劃 修改意見(jiàn) 對(duì)本教案的修改意見(jiàn) 教學(xué)資源及學(xué)時(shí) 調(diào)整意見(jiàn) 其他 教研室主任:

  系部主任:

《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》09—§2-1離散型隨機(jī)變量及其概率分布(第二次)(共 7 頁(yè))

  第 1 頁(yè)

  教學(xué)活動(dòng)流程

  教學(xué)步驟、教學(xué)內(nèi)容、時(shí)間分配

  一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課

  復(fù)習(xí)內(nèi)容:(5分鐘)

  1、隨機(jī)變量的概念

  2、分布律的概念 導(dǎo)入新課:(2分鐘)

  教學(xué)目標(biāo)

  教學(xué)方法

  提問(wèn)講解

  鞏固所學(xué)知識(shí),與技能

  上一次我們引入了隨機(jī)變量的概念,已經(jīng)學(xué)會(huì)了用含有引出本節(jié)要學(xué)習(xí)隨機(jī)變量的等式或不等式來(lái)表示不同的隨機(jī)事件。在實(shí)際問(wèn)的主要內(nèi)容 題中,不同的離散型隨機(jī)變量擁有各自不同的分布律。但生

  產(chǎn)管理和實(shí)際生活中,有很多隨機(jī)變量的分布規(guī)律是類似的,常見(jiàn)的分布有三類:兩點(diǎn)分布、二項(xiàng)分布、泊松分布

  1、掌握兩點(diǎn)分布

  二、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

  2、掌握貝努利概型和二項(xiàng)分布

  3、掌握泊松分布

  三、知識(shí)學(xué)習(xí)(50分鐘)

  三、常見(jiàn)的離散型隨機(jī)變量的分布

(一)兩點(diǎn)分布(0—1分布)若隨機(jī)變量X的分布律為

  X01pP1?p,則稱X服從以p為參數(shù)的(0-1)分布。

  若某個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果只有兩個(gè),如產(chǎn)品是否合格,試驗(yàn)是否成功,擲硬幣是否出現(xiàn)正面,射擊是否中靶,新生兒的性別,等等,它們都可以用(0-1)分布來(lái)描述,只不過(guò)對(duì)不同的問(wèn)題參數(shù)p的值不同而已??梢?jiàn),(0-1)分布是經(jīng)常遇到的一種分布。

  例

  1、從裝有6只白球和4只紅球的口袋中任取一球,?1,取到白球以X表示取出球的顏色情況,即X=?,求X的0,取到紅球?分布律。

  解:P{X=1}=1C61C10=,P{X=0}=

  1C41C10=

  則X的分布律為

(二)二項(xiàng)分布

  二項(xiàng)分布是實(shí)際中很常見(jiàn)的一種分布,為了對(duì)它進(jìn)行研究,需要先介紹一種非常重要的概率模型——貝努利概型

  我們?cè)趯?shí)際中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況:所考慮的試驗(yàn)是

  掌握兩點(diǎn)分布的 概念

  講授法

《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》09—§2-1離散型隨機(jī)變量及其概率分布(第二次)(共 7 頁(yè))

  第 2 頁(yè) 由一系列的子試驗(yàn)組成的,而這些子試驗(yàn)的結(jié)果是互不影響的,即子試驗(yàn)之間是互相獨(dú)立的。例如,將一枚硬幣連續(xù)拋n次,我們可以將每拋一次看成一個(gè)子試驗(yàn),而每次拋硬幣出現(xiàn)正面與反面的結(jié)果是互不影響的。而且隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性是在大量的重復(fù)試驗(yàn)的條件下才呈現(xiàn)出來(lái)的,因此對(duì)某個(gè)試驗(yàn)獨(dú)立重復(fù)地進(jìn)行n次,在概率分布的研究中也有重要的作用。

  我們只討論每次只有兩個(gè)結(jié)果的n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)。

  1、貝努利(Bernoulli)試驗(yàn)

  定義:設(shè)隨機(jī)試驗(yàn)E只有兩種可能的結(jié)果:A或A,在相同的條件下將E重復(fù)進(jìn)行n次,若各次試驗(yàn)的結(jié)果是互不影響,則稱這n重獨(dú)立試驗(yàn)。

  它是數(shù)學(xué)家貝努利首先研究的,因此也叫n重貝努利試驗(yàn),簡(jiǎn)稱貝努利試驗(yàn),這時(shí)討論的問(wèn)題叫貝努利概型

  說(shuō)明:貝努利試驗(yàn)應(yīng)同時(shí)滿足以下條件:(1)在相同條件下進(jìn)行n次重復(fù)試驗(yàn);

(2)每次試驗(yàn)只有兩種可能結(jié)果:A發(fā)生或A不發(fā)生;(3)在每次試驗(yàn)中,A發(fā)生的概率均相同,即P(A)=p;(4)各次試驗(yàn)是相互獨(dú)立的

  對(duì)于貝努利概型,我們主要研究在n次貝努利試驗(yàn)中事件A出現(xiàn)k次的概率。

  定理:在貝努利概型中,設(shè)事件A在每次試驗(yàn)中發(fā)生的概率為p,則在n次貝努利試驗(yàn)中,事件A出現(xiàn)k次的概率kk為Pn(k)?Cn(k=0,1,2,?,n)p(1?p)n?k,理解貝努利概型

  例2:將一枚均勻的硬幣拋擲3次(與3枚硬幣擲一次相當(dāng)),求正面出現(xiàn)1次的概率

  解:n=3,k=1,p=,1-p=,則1P3(1)?C3()1(1?)3?1= 用古典概率解釋: Ω={正正正,正正反,正反正,正反反,...反正正,反正反,反反正,反反反} ......說(shuō)明:簡(jiǎn)單問(wèn)題用古典概型解決還可以,當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)太多時(shí),樣本點(diǎn)有2n個(gè),只能用公式求解

  軟件演示:

  例3:從一批由9件正品,3件次品組成的產(chǎn)品中,有放回地抽取5次,每次取一件,求有兩次取得次品的概率

  解:將每一次抽取當(dāng)做一次試驗(yàn),設(shè)A={取到次品},有放回地抽取5次,看成是一個(gè)5重貝努利試驗(yàn),n=5,兩次取得次品,則有k=2,每次試驗(yàn)中

  p = P(A)=1C31C12?13,則1-p=,44

  掌握計(jì)算公式

  講授法

  講授法 板書

  軟件演示

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  第 3 頁(yè) 2因此P5(2)?C5()2(1?)5?2= 5122、二項(xiàng)分布

  定義:若隨機(jī)變量X的取值為0,1,2,?,n,且kkP{X=k}=Cnp(1?p)n?k,k =0,1,2,?,n

  其中0

  特例:當(dāng)n=1時(shí),二項(xiàng)分布即為兩點(diǎn)分布 例4(P 21)

  說(shuō)明:二項(xiàng)分布的應(yīng)用非常廣泛,但是當(dāng)重復(fù)試驗(yàn)的次數(shù)很多時(shí),計(jì)算量又很大,平時(shí)解題可以不用計(jì)算,當(dāng)n>5時(shí)用式子表示即可。為便于應(yīng)用,可直接查閱二項(xiàng)分布表(P157附表6),查表結(jié)果是X取值從0到x的累計(jì)概率。即P{X≤x}。若計(jì)算X=m的概率,可用P{X=m}=P{X≤m}—P{X≤m—1}

  例如:P{X=5}=P{X≤5}—P{X≤4}

  例5(P22)、工廠生產(chǎn)的螺絲次品率為,每個(gè)螺絲是否為次品是相互獨(dú)立的,產(chǎn)品出售時(shí)10個(gè)螺絲打成一包,并承諾若發(fā)現(xiàn)一包內(nèi)多于一個(gè)次品即可退貨。用X表示一包內(nèi)次品的個(gè)數(shù)。求(1)X的分布律;(2)工廠的退貨率

  解:對(duì)一包內(nèi)的10個(gè)螺絲逐個(gè)進(jìn)行檢驗(yàn),相當(dāng)于進(jìn)行10重貝努利試驗(yàn),因此X~B(10,)

  k(1)X的分布律:P{X=k}=C10(k()k()10?k,=0,1,2,?,10)(2)當(dāng)X>1時(shí)退貨,退貨率為:P{X>1}= 1—P{X≤1}=1—k?0?1kC10()k()10?k

  泊松定理(Poisson):設(shè)λ>0是一常數(shù),n是正整數(shù)。若npn=λ,則對(duì)任一固定的非負(fù)整數(shù)k,有?k??lim(1?pn)?e。(證:P23注釋)n???k!定理的條件npn=λ,意味著n很大時(shí)pn必定很小,由定理知,當(dāng)X~B(n, p),且n很大而p很小時(shí),有kCnkpnn?kkP{X=k}=Cnp(1?p)kn?k?k? ?e,λ=np ≈k!?k? ?e計(jì)算在實(shí)際計(jì)算中,當(dāng)n≥20且p≤時(shí),用k!kkCnp(1?p)n?k的近似值效果頗佳;

?k? ?當(dāng)n≥100且np≤10時(shí),效果更好。e的值有表可

  k!

  掌握二項(xiàng)分布的計(jì)算

  理解定理內(nèi)容

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  第 4 頁(yè)

  N3k因λ=np =3,由泊松定理P(X≤N)≈?e?3,k!k?0

  N3k?3故問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求N的最小值,使?e≥

  k!k?0

  N3k??3k即1??e?3??e?3?

  k!k!k?0k?N?1

  查書后附表2(P140)可知,當(dāng)N+1≥9即時(shí)N ≥8時(shí),上式成立。因此,為達(dá)到上述要求,至少需配備8名維修工 人。

  類似的問(wèn)題在其他領(lǐng)域也會(huì)遇到,如電話交換臺(tái)接線員 的配備,機(jī)場(chǎng)供飛機(jī)起降的跑道數(shù)的確定等.(三)泊松分布

  定義:若隨機(jī)變量X所有可能的取值為0,1,2,?,而理解泊松分布的定義 ?k? ?查(見(jiàn)書后附表P139)

  例

  6、某車間有同類型的設(shè)備300臺(tái),各臺(tái)設(shè)備的工作是相互獨(dú)立的,發(fā)生故障的概率都是,設(shè)一臺(tái)設(shè)備的故障由一名工人維修,問(wèn)至少需配備多少名維修工人,才能保證設(shè)備發(fā)生故障但不能及時(shí)維修的概率小于?

  解 設(shè)需配備N名工人,X為同一時(shí)刻發(fā)生故障的設(shè)備的臺(tái)數(shù),則X~B(300,)。所需解決的問(wèn)題是確定N的最小值,使P(X≤N)≥ e,其中λ>0是常數(shù),則稱X服從參數(shù)為λk!的泊松分布,記為X~P(λ)

  具有泊松分布的隨機(jī)變量在實(shí)際應(yīng)用中是很多的。例如,在每個(gè)時(shí)段內(nèi)電話交換臺(tái)收到的電話的呼喚次數(shù)、某商店在一天內(nèi)來(lái)到的顧客人數(shù)、在某時(shí)段內(nèi)的某放射性物質(zhì)發(fā)出的經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)器的粒子數(shù)、在某時(shí)段內(nèi)在車站候車的人數(shù)、單位面積上布匹的疵點(diǎn)數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)商店銷售非緊俏商品的件數(shù)、等等,只要試驗(yàn)的結(jié)果為兩個(gè),且由很多因素共同作用來(lái)決定的隨機(jī)變量,都可認(rèn)為是服從泊松分布。泊松分布也是一種常見(jiàn)的重要分布。它是二項(xiàng)分布的極限分布,因此可用泊松分布的計(jì)算公式計(jì)算二項(xiàng)分布。

  例15:每分鐘經(jīng)過(guò)收費(fèi)站的汽車流量服從泊松分布:X ~P(5),求每分鐘經(jīng)過(guò)該收費(fèi)站的汽車不足9輛的概率。

  解:P{X<9}=1—P{X≥9}== P{X=k}=

  例1 某人獨(dú)立地射擊目標(biāo),每次射擊的命中率為,掌握分布律的性射擊200次,求目標(biāo)被擊中的概率。質(zhì)

  解:把每次射擊看成一次試驗(yàn),這是200重貝努利試驗(yàn)。設(shè)擊中的次數(shù)為X,則X~B(200,)

  四、技能學(xué)習(xí)(20分鐘)

  教師提問(wèn)

  引導(dǎo)學(xué)生寫出答案

《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》09—§2-1離散型隨機(jī)變量及其概率分布(第二次)(共 7 頁(yè))

  第 5 頁(yè)

=0,1,2,?,200)

  所求概率:P{X≥1}=1—P{X=0}=1—0.= 說(shuō)明:雖然每次的命中率很小,但當(dāng)射擊次數(shù)足夠大時(shí),擊中目標(biāo)的概率很大。這個(gè)事實(shí)告訴我們,一個(gè)事件盡管在 一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的概率很小,但在大量的獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,kX的分布律為:P{X=k}=C200(k()k()200?k,這個(gè)事件的發(fā)生幾乎是必然的。也就是說(shuō),小概率事件在大量獨(dú)立重復(fù)室驗(yàn)中是不可忽視的。

  當(dāng)問(wèn)題的規(guī)模很大時(shí),一般n很大且p很小,無(wú)法查表。而直接計(jì)算又很麻煩,下面給出一個(gè)當(dāng)n很大而p很小時(shí)的近似計(jì)算公式.例

  2、車間現(xiàn)有90臺(tái)同類型的設(shè)備,各臺(tái)設(shè)備的工作是相互獨(dú)立的,每臺(tái)發(fā)生故障的概率都是,且一臺(tái)設(shè)備的故障只能由一個(gè)人修理。配備維修工人的方法有兩種,一種是由三人分開(kāi)維護(hù),每人負(fù)責(zé)30臺(tái);另一種是由3人共同維護(hù)90臺(tái)。分別求在兩種情況下車間的設(shè)備發(fā)生故障不能及時(shí)維修的概率。

  解:設(shè)X為出現(xiàn)故障的設(shè)備臺(tái)數(shù)

(1)每人負(fù)責(zé)30臺(tái)設(shè),可認(rèn)為是30重貝努利試驗(yàn),因此X~B(30,),當(dāng)X>1時(shí)等待修理。

λ=np =,P{X>1}= P{X≥2}≈?()e?≈

  k?2??kk! Ai=“第i個(gè)人負(fù)責(zé)的30臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障而無(wú)人修理”??芍狿(Ai)=,而90臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障無(wú)人修理的事件為A1∪A2∪A3,故采用第一種方法,所求概率為

  p(A1∪A2∪A3)= 1-P(A1A2A3)=1-()3=

(2)三人共同維護(hù)90臺(tái),認(rèn)為是90重貝努利試驗(yàn),因此X~B(90,),當(dāng)X>3時(shí)等待修理。

  而所求概率為P{X>3}= P{X≥4}≈?()e?≈

  k?4??kk! 因?yàn)?,顯然共同負(fù)責(zé)比分塊負(fù)責(zé)的維修效率提高了。因此后者的管理效益更好。由此可以看到,用概率的知識(shí)可以解決運(yùn)籌學(xué)所要解決的有效運(yùn)用人力、物力資源的某些問(wèn)題。

  五、態(tài)度養(yǎng)成

  六、技能訓(xùn)練(16分鐘)

  做事認(rèn)真的態(tài)度

  通過(guò)實(shí)際訓(xùn)練,學(xué)生練習(xí)練習(xí):一大樓有五個(gè)同類型的獨(dú)立供水設(shè)備,在任意時(shí)使學(xué)生理解樣本老師巡刻每個(gè)設(shè)備被使用的概率為,問(wèn)在同一時(shí)刻 的寫法與含義 視,解答《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》09—§2-1離散型隨機(jī)變量及其概率分布(第二次)(共 7 頁(yè))

  第 6 頁(yè)(1)恰好有兩個(gè)設(shè)備被使用的概率P1是多少?(2)至少有三個(gè)設(shè)備被使用的概率P2是多少?(3)至多有三個(gè)設(shè)備被使用的概率P3是多少?(4)至少有一個(gè)設(shè)備被使用的概率P4是多少? 解:在同一時(shí)刻觀察五個(gè)設(shè)備,它們工作與否是相互獨(dú)立的,故可視為5重貝努里試驗(yàn),n=5,p=,于是可得:

  2(1)P1=P5(2)=C5()2()53=

  問(wèn)題

(2)P2=P5(3)+ P5(4)+ P5(5)=(3)P3=P5(0)+ P5(1)+ P5(2)+ P5(3)=0.(4)P4=1-P5(0)=1-=0. {X=0}={沒(méi)有取到次品},P{X=0}=

  02C3C72C1011C3C72C1020C3C72C10?7 157 15{X=1}={取到一件次品},P{X=1}=?{X=2}={取到兩件次品},P{X=2}=?1 15XX的分布律為:P0 1

  5七、課堂小結(jié)(3分鐘)

  在學(xué)習(xí)時(shí)要理解三種分布之間的關(guān)系:兩點(diǎn)分布討論的是一次貝努利試驗(yàn)的結(jié)果,它只有兩個(gè)結(jié)果,二項(xiàng)分布討論的是N次貝努利試驗(yàn)的結(jié)果,它有N+1個(gè)結(jié)果。兩點(diǎn)分布是二項(xiàng)分布的特例,泊泊松分布是二項(xiàng)分布的極限分布。它對(duì)應(yīng)無(wú)窮多次的貝努利試驗(yàn),因此,貝努利試驗(yàn)是非常重要的一類試驗(yàn)。

  概括總結(jié),幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系

  簡(jiǎn)要概括本節(jié)內(nèi)容

  八、布置作業(yè)(1分鐘)

  復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容

  預(yù)習(xí)連續(xù)型隨機(jī)變量 P36—5、6、7

  鞏固所學(xué)的知識(shí) 培養(yǎng)自學(xué)能力

《概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》09—§2-1離散型隨機(jī)變量及其概率分布(第二次)(共 7 頁(yè))

  第 7 頁(yè)

隨機(jī)變量及其分布3

  2-3隨機(jī)變量及其分布

  要點(diǎn)歸納離散型隨機(jī)變量及其分布列

  一、1.(1)隨機(jī)變量:在隨機(jī)試驗(yàn)中,我們確定了一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,使得每一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果都用一個(gè)確定的數(shù)字表示.在這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系下,數(shù)字隨著試驗(yàn)結(jié)果的變化而變化.像這種隨著試驗(yàn)結(jié)果變化而變化的變量稱為隨機(jī)變量.通常用字母X,Y,ξ,η等表示.(2)離散型隨機(jī)變量:所有取值可以一一列出的隨機(jī)變量稱為離散型隨機(jī)變量.(3)離散型隨機(jī)變量的分布列:一般地,若離散型隨機(jī)變量X可能取的不同值為x1,x2…,xi,…xn,X取每一個(gè)值xi(i=1,2,…,n)的概率P(X=xi)=pi,以表格的形式表示如下:

  XPx1p1x2p2……xipi……xnpn我們將上表稱為離散型隨機(jī)變量X的概率分布列,簡(jiǎn)稱為X的分布列.有時(shí)為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),也用等式P(X=xi)=pi,i=1,2,…,n表示X的分布列.(4)離散型隨機(jī)變量的分布列的性質(zhì):①pi≥0,i=1,2,…,n;②?pi==1n(5)常見(jiàn)的分布列:兩點(diǎn)分布:如果隨機(jī)變量X的分布列具有下表的形式,則稱X服從兩點(diǎn)分布,并稱p=P(X=1)為成功概率.XP01-p1p兩點(diǎn)分布又稱0-1分布,伯努利分布. 超幾何分布:一般地,在含有M件次品的N件產(chǎn)品中,任取n件,其中恰有X件次品,則事件{X=k}發(fā)生的概率為P(X=nkCkMCN-Mk)=,k=0,1,2,…,m,即 CnN-XP0n0C0MCN-M CnN-1n1C1MCN-M CnN-……mnmCmMCN-M nCN-

  其中m=min{M,n},且n≤N,M≤N,n,M,N∈N*.如果隨機(jī)變量X的分布列具有上表的形式,則稱隨機(jī)變量X服從超幾何分布.二項(xiàng)分布及其應(yīng)用2.(1)條件概率:一般地,設(shè)A和B是兩個(gè)事件,且P(A)>0,稱P(B|A)=P(AB)為在事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生P(A)的條件概率.P(B|A)讀作A發(fā)生的條件下B發(fā)生的概率.(2)條件概率的性質(zhì):①0≤P(B|A)≤1;②必然事件的條件概率為1,不可能事件的條件概率為0;

③如果B和C是兩個(gè)互斥事件,則P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A).(3)事件的相互獨(dú)立性:設(shè)A,B為兩個(gè)事件,如果P(AB)=P(A)P(B),則稱事件A與事件B相互獨(dú)立.如果事件A與B相互獨(dú)立,那么A與-B,-A與B,-A與-B也都相互獨(dú)立.(4)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn):一般地,在相同條件下重復(fù)做的n次試驗(yàn)稱為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn).(5)二項(xiàng)分布:一般地,在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,設(shè)事件A發(fā)生的次數(shù)為X,在每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率為p,那么在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為 P(X=k)=Cpk(1-p)n-k,k=0,1,2,…,n.此時(shí)稱隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,記作X~B(n,p),并稱p為成功概率.兩點(diǎn)分布是當(dāng)n=1時(shí)的二項(xiàng)分布,二項(xiàng)分布可以看成是兩點(diǎn)分布的一般形式.3.離散型隨機(jī)變量的均值與方差(1)均值、方差:一般地,若離散型隨機(jī)變量X的分布列為Xx1x2…xi…xnPp1p2…pi…pn則稱E(X)=x1p1+x2p2+…+xipi+…+xnpn為隨機(jī)變量X的均值或數(shù)學(xué)期望,它反映了離散型隨機(jī)變量取值的平均水平.稱D(X)=?(xi-E(X))2pi為隨機(jī)變量X的方差,D(X)為i=1n

  隨機(jī)變量X的標(biāo)準(zhǔn)差.(2)均值與方差的性質(zhì):若Y=aX+b,其中a,b是常數(shù),X是隨機(jī)變量,則Y也是隨機(jī)變量,且E(aX+b)=aE(X)+b,D(aX+b)=a2D(X).(3)常見(jiàn)分布的均值和方差公式:①兩點(diǎn)分布:若隨機(jī)變量X服從參數(shù)為p的兩點(diǎn)分布,則均值E(X)=p,方差D(X)=p(1-p).②二項(xiàng)分布:若隨機(jī)變量X~B(n,p),則均值E(X)=np,方差D(X)=np(1-p).

(2)正態(tài)曲線的特點(diǎn): ①曲線位于x軸上方,與x軸不相交; ②曲線是單峰的,它關(guān)于直線x=μ對(duì)稱; ③曲線在x=μ處達(dá)到峰值σ1; 2π④曲線與x軸之間的面積為1.(3)μ和σ對(duì)正態(tài)曲線的影響:①當(dāng)σ一定時(shí),曲線的位置由μ確定,曲線隨著μ的變化而沿x軸平移;②當(dāng)μ一定時(shí),曲線的形狀由σ確定,σ越小,曲線越“瘦高”,表示總體的分布越集中;σ越大,曲線越“矮胖”,表示總體的分布越分散.(4)正態(tài)分布的3σ原則:若隨機(jī)變量X~N(μ,σ2),則P(μ-σ<X≤μ+σ)= 6,P(μ-2σ<X≤μ+2σ)= 4,P(μ-3σ<X≤μ+3σ)= 4.在實(shí)際應(yīng)用中,通常認(rèn)為服從于正態(tài)分布N(μ,σ2)的隨機(jī)變量X只取(μ-3σ,μ+3σ)之間的值,并簡(jiǎn)稱之為3σ原則. 專題一條件概率1.條件概率的求法(1)利用定義,分別求出P(A)和P(AB),解得P(B|A)= P(AB).P(A)(2)借助古典概型公式,先求事件A包含的基本事件數(shù) n(A),再在事件A發(fā)生的條件下求事件B包含的基本事 n(AB)件數(shù)n(AB),得P(B|A)=.n(A)

  2.解決概率問(wèn)題要注意“三個(gè)步驟,一個(gè)結(jié)合”(1)求概率的步驟是:第一步,確定事件性質(zhì);第二步,判斷事件的運(yùn)算;第三步,運(yùn)用公式.(2)概率問(wèn)題常常與排列、組合知識(shí)相結(jié)合.

【例1】在5道題中有3道理科題和2道文科題.如果不放回地依次抽取2道題,求:(1)第1次抽到理科題的概率;(2)第1次和第2次都抽到理科題的概率;(3)在第1次抽到理科題的條件下,第2次抽到理科題的概率.解設(shè)“第1次抽到理科題”為事件A,“第2次抽到理科題”為事件B,則“第1次和第2次都抽到理科題”為事件AB.(1)從5道題中不放回地依次抽取2道題的事件數(shù)為n(Ω)=A25=根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,n(A)=A1×A34=(A)123于是P(A)===.n(Ω)205

  專題二相互獨(dú)立事件的概率求相互獨(dú)立事件一般與互斥事件、對(duì)立事件結(jié)合在一起進(jìn)1.行考查,解答此類問(wèn)題時(shí)應(yīng)分清事件間的內(nèi)部聯(lián)系,在些基礎(chǔ)上用基本事件之間的交、并、補(bǔ)運(yùn)算表示出有關(guān)事件,并運(yùn)用相應(yīng)公式求解.特別注意以下兩公式的使用前提2.(1)若A,B互斥,則P(A∪B)=P(A)+P(B),反之不成立.(2)若A,B相互獨(dú)立,則P(AB)=P(A)P(B),反之成立. 甲、乙、丙三臺(tái)機(jī)床各自獨(dú)立加工同一種零件,甲機(jī)床加【例2】1工的零件是一等品而乙機(jī)床加工的零件不是一等品的概率為,4乙機(jī)床加工的零件是一等品而丙機(jī)床加工的零件不是一等品的12概率為,甲丙兩臺(tái)機(jī)床加工的零件都是一等品的概率為.129(1)分別求出甲、乙、丙三臺(tái)機(jī)床各自獨(dú)立加工的零件是一等品的概率;(2)從甲、乙、丙加工的零件中各取一個(gè)檢驗(yàn),求至少有一個(gè)一等品的概率.

  專題三離散型隨機(jī)變量的分布列、均值與方差離散型隨機(jī)變量的分布列在高中階段主要學(xué)習(xí)兩種:超幾1.何分布與二項(xiàng)分布,由于這兩種分布列在生活中應(yīng)用較為廣泛,故在高考中對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的考查相對(duì)較靈活,常與期望、方差融合在一起,橫向考查.對(duì)于分布列的求法,其難點(diǎn)在于每個(gè)隨機(jī)變量取值時(shí)相關(guān)2.概率的求法,計(jì)算時(shí)可能會(huì)用到等可能事件、互斥事件、相互獨(dú)立事件的概率公式等.均值與方差都是隨機(jī)變量重要的數(shù)字特征,方差是建立在3.均值這一概念之上的,它表明了隨機(jī)變量所取的值相對(duì)于它的均值的集中與離散程度,二者聯(lián)系密切,在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中特別是風(fēng)險(xiǎn)決策中有著重要意義,因此在當(dāng)前的高考中是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題.

【例3】 某地區(qū)試行高考考試改革:在高三學(xué)年中舉行5次統(tǒng)一測(cè)試,學(xué)生如果通過(guò)其中2次測(cè)試即可獲得足夠?qū)W分升上大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí),不用參加其余的測(cè)試,而每個(gè)學(xué)生最多也只能參加15次測(cè)試.假設(shè)某學(xué)生每次通過(guò)測(cè)試的概率都是,每次測(cè)試時(shí)3間間隔恰當(dāng).每次測(cè)試通過(guò)與否互相獨(dú)立.(1)求該學(xué)生考上大學(xué)的概率;(2)如果考上大學(xué)或參加完5次測(cè)試就結(jié)束,記該生參加測(cè)試的次數(shù)為X,求X的分布列及X的數(shù)學(xué)期望. P(X=5)=C1··??+??=.4???3????3?327故X的分布列為: X21 934 2744 27PE(X)=2×+3×+4×+5×=.

  棗莊檢測(cè))某單位為了參加上級(jí)組織的普及消防知【例4】(2012·識(shí)競(jìng)賽,需要從兩名選手中選出一人參加.為此,設(shè)計(jì)了一個(gè)挑選方案:選手從6道備選題中一次性隨機(jī)抽取3題.通過(guò)考查得知:6道備選題中選手甲有4道題能夠答對(duì),2道題答錯(cuò);2選手乙答對(duì)每題的概率都是,且各題答對(duì)與否互不影響.設(shè)3選手甲、選手乙答對(duì)的題數(shù)分別為ξ,η.(1)寫出ξ的概率分布列(不要求計(jì)算過(guò)程),并求出E(ξ),E(η);(2)求D(ξ),D(η).請(qǐng)你根據(jù)得到的數(shù)據(jù),建議該單位派哪個(gè)選手參加競(jìng)賽?

ξ解(1)ξ的概率分布列為P11 523 531 5131所以E(ξ)=1×+2×+3×=?2?2由題意,η~B?3,?,E(η)=3×=2,3?3???1013??=; 或者P(η=0)=C327?3??2?1?1?22P(η=1)=C13????=; 9?3??3??2?2?1?4??8323????P(η=2)=C2=;P(η=3)=C,33??=27?3??3?9?3?

  專題四 正態(tài)分布

【例5】某市去年高考考生成績(jī)服從正態(tài)分布N(500,502),現(xiàn)有25 000名考生,試確定考生成績(jī)?cè)?50~600分的人數(shù).解 ∵考生成績(jī)X~N(500,502),∴μ=500,σ=50,∴P=(550<X≤600)1=[P(500-2×50<X≤500+2×50)-P(500-50<X≤500+250)] 1=( 4- 6)= 故考生成績(jī)?cè)?50~600分的人數(shù)約為25 000× 9 ≈3 398(人).

隨機(jī)變量及其分布3篇 常見(jiàn)隨機(jī)變量的分布相關(guān)文章: