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- 2021-06-30 发布
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随机数与伪随机数
(
1
)例如我们要产生
1
~
25
之间的随机整数,我们把
25
个大小形状相同的小球分别标上
, 1,2,3
,…,
24,25
放入一个袋中,把它们充分搅拌,然后从中摸出一个,这个球上的数就称为随机数。
(
2
)计算机或计算器产生的随机数是根据确定的算法产生的,具有周期性(周期性很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,因此称它们为伪随机数。
1
课题引入
2
方法展示
3
实践思考
4
归纳小结
5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
问题
1
:
1
、
产生随机数的方法有几种?
2
、
它们各自的
优缺点
是什么?
1
课题引入
2
方法展示
3
实践思考
4
归纳小结
5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
为什么学习随机数的产生?
问题
2
:
将一枚质地均匀的硬币抛掷
1
次,用
0
代表正面向上,用
1
代表反面向上。
(
1
)正面向上的概率是多少?
(
2
)每次试验中
0
,
1
出现的机会一样吗?
0,1
是不是随机数?
(
3
)如果通过试验的方法,要估计抛掷这枚硬币
1
次,正面向上的概率,你会怎么做?
1
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3
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5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
手工试验方法耗时费事,
效率低
改进方法:计算器
1
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2
方法展示
3
实践思考
4
归纳小结
5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
费勒抛掷了
10000
次
罗曼诺夫斯基
抛掷了
80640
次
德摩根抛掷了
4092
次
预备知识:
利用计算器产生随机数的操作步骤:
1
、
shift mode 2
2
、
shift mode 6 0
3
、
shift (Ran#)
4
、反复按
=
1
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3
实践思考
4
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5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
问题
3
:
依据上述预备知识思考:
1
、如何产生
1~10
的随机数?
2
、如何产生
2010~2018
的随机数?
3
、如何产生
a~b
的随机数?
规律:
Ran# (b-a)+a
1
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2
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3
实践思考
4
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5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
计算器
问题
4
:
利用计算器模拟抛掷一枚质地均匀的硬币
200
次,验证硬币出现正面向上的概率是
50%
,约定:用
0
代表正面向上,用
1
代表反面向上。
步骤:
1
、每个小组用计算器产生
20
次随机数
2
、统计
0
出现的次数并计算频率。
3
、用
Excel
软件的折线图直观展示规律
。
1
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作业布置
信息技术应用
目标检测
6
我们称用计算机或计算器模拟实验的方法为
随机模拟方法
或
蒙特卡罗
(
Monte
Carlo
)方法
。
随机模拟法是一种重要的数值计算方法,它与源于美国,在第二次世界大战中研制原子弹的“曼哈顿计划”里,该计划的组织者之一是数学家
冯
.
诺依曼
,他首创该法用于裂变中的中子随机扩散进行模拟,并用驰名世界的城市
——
摩洛哥国的
Monte
Carlo
来命名这种方法。
1
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3
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4
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5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
蒙特卡罗方法在金融工程学,宏观经济学,在应用物理,原子能,固体物理,化学,生物,生态学等领域都得到了广泛的应用,他不但用于解决许多复杂的科学方面的问题,也被项目管理人员经常使用。
1
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3
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4
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5
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信息技术应用
作业布置
6
例题:
天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率为
40%
,这三天中恰有两天下雨的概率是多少?
思考
2
:
如何设置随机数来体现每天下雨的概率是
40%
?
思考
3
:如何模拟三天中恰有两天下雨
?
计算器
操作要求:
小组合作进行模拟操作,每组实验次数
20
次。
然后汇总到
Excel
中。
1
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3
实践思考
4
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5
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信息技术应用
作业布置
6
思考
1
:
可否用古典概型求解?
问题
6
:
通过
例
题的求解,
请
大家思考:
1
、各组得到的结果和课本上的结果一样吗?为什么?
2
、你能说说随机模拟的优缺点吗?
3
、你能归纳用随机模拟法估计概率的步骤吗?
1
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3
实践思考
4
归纳小结
5
目标检测
信息技术应用
作业布置
6
建立概率模型→进行模拟实验→统计实验结果
1
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3
实践思考
4
归纳小结
5
作业布置
信息技术应用
目标检测
6
用
Excel
模拟抛掷
1000
次硬币流程:
1
、利用
RANDBETWEEN(0,1)
产生随机数;
2
、复制单元格 ;
3
、利用定位功能转到第
1000
个单元格;
4
、按
shift
选中这
1000
个单元格,按
ctrl+V
;
5
、利用
FREQUENCY
函数统计
0
的个数。
练习:
请设计一种用计算机或计算器模拟摸牌试验的方法,完成下面的任务:
从
52
张扑克牌(没有大小王)随机地抽取一张牌,求这张牌出现下列情形的概率:
1
、是红心
2
、红心
7
3
、是
J
或
Q
或
K
4
、编一个概率为
的情形
1
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2
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3
实践思考
4
归纳小结
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作业布置
信息技术应用
目标检测
6
了解
了
随机数和伪随机数,深刻理解
了
“
频率
”
与
“
概率
”
的联系和区别;
学会
了
利用计算器生成随机数的方法
;学会了随机模拟法
;
体会在解决实际问题中建立相应概率模型的思想。
1
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