(1)随机试验可大量重复进行;
(2)进行n次重复试验,求出事件的频数;
(3)求出频率;
(4)用频率的稳定值作为该事件的概率。
2.概率的古典定义
(1)概率的古典定义;
(2)用古典方法计算事件概率的公式;
(3)用古典方法计算事件概率的例题;
(4)用古典方法计算事件概率的注意事项。
3.几何概率的定义
(1)概率的几何定义;
(2)用几何方法计算事件概率的公式;
(3)用几何方法计算事件概率的例题;
(4)用几何方法计算事件概率的注意事项。
教学内容
概率的古典定义、统计定义、几何定义,概率的公理化体系。
教学目的
1.理解概率的古典定义的条件,掌握计算的一般方法,理解古典概率具备的三条性质;
2.粗知概率的统计定义和几何定义,归纳其性质;
3.深刻理解概率的公理化定义。
教学过程
1.举例简单说明什么是概率;阐述概率是随机事件发生的可能性的大小。
举例说明
例:抛一枚均匀的硬币,因为已知出现正、反面的可能性相同,各为1/2,足球裁判就用抛硬币的方法让双方队长选择场地,以示机会均等。
例:某厂研制出一种新药,要考虑新药在未来市场的占有率将是多少. 市场占有率高,就应多生产,获取更多利润;市场占有率低,就不能多生产,否则会造成产品积压。
上述问题中的机会、市场占有率以及彩票的中奖率、产品的次品率,射击的命中率等都是用来度量随机事件发生的可能性大小的。都可以用0到1之间的一个数值(也称为比率)来作为随机事件A发生的可能性大小的度量,即事件A发生的概率,记作p(A).
把随机事件出现的可能性大小的度量值称为该随机事件的概率。
2.概率的古典定义和计算:由简单的例子说明古典概率应具备的条件,即有限性和等可能性,重点讲解古典概型的条件和计算,定义中强调事件和样本空间所含样本点数,而不需知道是什么样本点;讲解书中例1和例2,并通过简单的例子(如掷骰子)归纳古典概率的三个性质。
(1)古典概率应具备的条件
试验的样本空间Ω中只含有有限多个基本事件,称为有限性;
在每次试验中,每个基本事件出现的可能性相同,称为等可能性。
具有这种特点的随机试验称为古典概型。
(2)概率的古典定义
定义:若随机试验为古典概型,且已知样本空间Ω中含有n个基本事件,事件A中含有k个基本事件,则事件A的概率
定义中强调事件和样本空间所含样本点数,而不需知道是什么样本点。
(3)古典概型的计算
利用概率的古典定义计算随机事件A的概率,首先要确定随机试验E满足古典概型的特点,然后确定样本空间Ω所包含的基本事件总数n和事件A中包含的基本事件数k.有p(A)=k/n.
例1:从有9件正品、3件次品的箱子中抽取两次,每次一件,按两种方式抽取(1)不放回;(2)有放回,求事件A={取得两件正品}和事件B={取得一件正品一件次品}的概率。
解:(1)从12件产品中不放回抽取两件,Ω所含的基本事件数为,A包含的基本事件数为
,B包含的基本事件数为
,所以:
(2)从12件产品中有放回抽取两件,Ω所含的基本事件数为122,A包含的基本事件数为92,B包含的基本事件数为9×3+3×9,所以:
例2:将n个球随意地放入N个箱子中(N≥n),假设每个球都等可能地放入任意一个箱子,求下列各事件的概率:
(1)指定的n个箱子各放一个球;
(2)每个箱子最多放入一个球;
(3)某指定的箱子里恰好放入k(k≥n)个球。
解:将n个球随意地放入N个箱子中,共有N种放法,记(1)、(2)、(3)的事件分别为A,B,C.
(1)将n个球放入指定的n个箱子,每个箱子各有一球,其放法有n!种,故有
p(A)=n!/Nn
(2)每个箱子最多放入一个球,等价于先从N个箱子中任选出n个,然后每个箱子中放入一球,其放法有种,故
(3)先任取k个球(有种取法)放入指定的箱子中,然后将其余的n-k个球随意地放入其余N-1个箱子,共有(N-1)n-k种放法,故有
(4)古典概率的三个性质:
(ⅰ)0≤p(A)≤1;
(ⅱ)p(Ω)=1;
(ⅲ)设事件A1,A2,…,An,…两两互斥,则:
3.简单介绍统计概率和几何概率的定义,并说明其与古典概率具有相同的性质;
(1)统计概率的定义
在一组不变的条件下,进行大量重复试验,随机事件A出现的频率fn(A)=k/n稳定地在某个固定的数值p的附近摆动,我们称这个稳定值p为随机事件A的概率,记为p(A)=p.
(2)几何概率的定义
设在可测区域Ω内,任一具有相同度量的子区域被取到的可能性相等,且从Ω中随机取一点属于子区域A的可能性只与A的测度成正比,而与A的形状及位置无关,则事件A={点属于A}的概率为:
定义:统计概率和几何概率与古典概率具有相同的性质。
4.由前面概率的性质引出概率的公理化定义,说明公理化定义的伟大意义。
概率的公理化定义:
设随机试验E的样本空间为,对于E的每一个事件A,赋予一个实数p(A),且p(A)满足以下三个条件(公理):
(1)非负性:对于任意,有p(A)≥0;
(2)规范性:p(Ω)=1;
(3)可列可加性:若A1,A2,…,An,…是两两互斥的事件列,有
,
则称p(A)为事件A的概率.
房间的分配问题
设有n个人结伴旅行,入住旅馆时,如何分配房间呢?每个人都等可能地被分配到N个房间中的任意一间去住(n≤N),求下列事件的概率:
(1)指定的n个房间各有一个人住;
(2)恰好有n个房间,其中各住一个人。
提示:利用古典概型解决。