内容正文:
5.3 概率
5.3.4 频率与概率
新授课
随机抛一个瓶盖,观察它落地后的状态,怎样确定瓶盖盖口朝下的概率?可以用古典概型求解它的概率吗?
1. 了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性;
2. 理解频率与概率的区别,会用频率估计概率.
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3
知识点 1:用频率估计概率
当事件结果的出现不是等可能性的时候,不能使用古典概型来确定概率,但可以用有关统计数据得出事件发生的概率的估计值.
例如,抛瓶盖试验,可通过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.
思考:利用频率估计概率的办法可靠吗?怎样检验这种方法的可靠性?
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问题 1:历史上有很多学者做过成千上万次抛均匀硬币的试验. 观察下表中“抛均匀硬币试验”得到的结果,对比古典概型算得的概率,说说有什么发现?
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抛均匀硬币观察朝上的面时,利用古典概型可算的正面朝上的概率为 ;上述学者们得到的频率值,都可以较好地作为正面朝上的概率的近似值.
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用频率估计概率
在大量重复的试验过程中,一个事件发生的频率会很接近于这个事件发生的概率;试验的次数越多,频率与概率之间差距很小的可能性越大.
注:
(1)如果在 n 次重复进行的试验中,事件 A 发生的频率为 ,则当 n 很大时,可以认为事件 A 发生的概率 P(A) 的估计值为 ;
(2)此时有:0 ≤ P(A) ≤ 1;
(3)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.
概念生成
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问题 2:根据频率与概率的定义,说说频率与概率的区别与联系.
名称 区别 联系
频率 是随机的,试验前无法确定,
且会随试验次数的改变而改
变,即使做同样次数的重复
试验,得到频率值也可能会
不同; (1)频率是概率的近似值,随
着试验次数的增加,频率会有越来越接近概率的趋势;
(2)在实际问题中,事件的概
率通常情况下是未知的,常用频
率估计概率.
概率 是一个 [0,1] 中的确定值,
不随试验结果改变而改变;
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典例剖析
例 1:为了确定某类种子的发芽率,从一大批这类种子种随机抽取了 2000粒试种,后来观察到有 1806 粒发了芽,试估计这类种子的发芽率
解:因为 ,所以估计这类种子的发芽率为 0.903 .
注:
(1)在用频率估计概率时,不同的试验结果可能会得到不同的估计值;
(2)即使估计出发芽率为 0.903,也不能指望每一次种 10000 粒种子时,得到发芽的种子都正好为 9030 粒,只能说发芽的种子接近 9030 粒.
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例 2:2013 年,北京地区拥有科普人员 48 800 人,其中科普专职人员 7 727人,其余均为科普兼职人员. 2013 年 9 月的科普日活动中,到清华大学附属中学宣讲科普知识的是科普人员张明,估计张明是科普专职人员的概率 (精确到 0.01).
典例剖析
解:2013 年北京地区科普专职人员占所有科普人员的比例为 ,
因此张明是科普专职人员的概率可估计为 0.16 .
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典例剖析
例 3:某女篮运动员统计了她最近几次参加比赛投篮的得分情况,得到的数据如下表所示.
注:每次投篮,要么得两分,要么得三分,要么没投中
记该女篮运动员在一次投篮中,投中两分为事件 A,投中三分为事件 B,没投中为事件 C,试估计 P(A),P(B),P(C).
投篮次数 投中两分的次数 投中三分的次数
75 45 12
解:因为 ,所以可估计 P(A) = 0.6,P(B) = 0.16;
又 ,且 A 与 B 互斥,
因此估计
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典例剖析
例 4:为了了解某次数学考试全校学生的得分情况,数学老师随机读取了若干名学生的成绩,并以 [50,60),[60,70),···,[90,100] 为分组,作出了如图所示的频率分布直方图,从该学校中随机选取了一名学生,估计这名学生该次数学考试成绩在 [90,100] 内的概率.
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解:由图可知,所抽取的学生成绩中,在
[90,100] 内的频率为 0.01