内容正文:
第五章 统计与概率
5.3.4 频率与概率
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用频率估计概率
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用计算机模拟抛硬币和掷骰子
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课堂小结
CONTENTS
目录
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用频率估计概率
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(1)《中国青年报》社会调查中心联合问卷网,对 2000名 18—35岁的青年进行的一项调查显示,在生活节奏加快的今天,70.0%的受访青年表示仍要培养古典诗词爱好,15.5%的人认为不需要,14.5%的人表示不好说.
随机选取一名18—35岁的青年,这名青年认为仍要培养古典诗词爱好的概率为多少?
(2)随机抛一个瓶盖,观察它落地后的状态,怎么确定瓶盖盖口朝下的概率?
情境与问题
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情境与问题中的两个问题,如果用古典概型来确定概率,显然是不太合适的,但是我们可以利用有关统计数据得出事件发生的概率的估计值.
例如,可以重复做抛瓶盖试验若干次(设为 n 次),然后观察盖口朝下的次数(设为 m 次),最后用盖口朝下的频率 作为盖口朝下的概率的估计值.
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尝试与发现
你觉得利用频率来估计概率的办法可靠吗?怎样检验这种方法的可靠性?
为了验证这种确定事件发生的概率的方法的可靠性,历史上很多学者做过了成千上万次抛均匀硬币的试验,得到的结果如下表所示.
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试验者 抛掷次数 n 正面向上次数 m 正面向上频率
棣莫弗 2048 1061 0.5181
布丰 4040 2048 0.5069
费勒 10000 4979 0.4979
皮尔逊 12000 6019 0.5016
皮尔逊 24000 12012 0.5005
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抛均匀硬币观察朝上的面时,利用古典概型可算得正面朝上的概率为 ,不难看出,以上学者们所得到的频率值,都可以较好地作为正面朝上的概率的近似值.
事实上,大数定律能够保证,在大量重复的试验过程中,一个事件发生过的频率会很接近于这个事件发生的概率,而且,试验的次数越多,频率与概率之间差距很小的可能性越大.
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一般地,如果在 n 次重复进行的试验中,事件 A 发生的概率为 ,则当 n 很大时,可以认为事件 A 发生的概率
的估计值为 .不难看出,此时也有
,
而且,可以验证,此时两对立事件的概率和为 1 以及互斥事件的概率加法公式等概率的性质也成立.
这种确定概率估计值的方法称为用频率估计概率.
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例1
为了确定某类种子的发芽率,从一大批这类种子中随机抽取了