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- 2021-11-06 发布
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第三章 概率的进一步认识
3.2 用频率估计概率
1.知道通过大量的重复试验,可以用频率来估计概率.(重点)
2.了解替代模拟试验的可行性.
学习目标
<<红楼梦>>第62回中有这样的情节:
当下又值宝玉生日已到,原来宝琴也是这日,二人相同……
袭人笑道:“这是他来给你拜寿.今儿也是他们生日,你也该给
他拜寿.”宝玉听了喜的忙作了下揖去,说:“原来今儿也是姐妹们
芳诞.”平儿还福不迭……
探春忙问:“原来邢妹妹也是今儿?我怎么就忘了.”
……
探春笑道:“倒有些意思,一年十二个月,月月有几个生日.
人多了,便这等巧,也有三个一日的,两个一日的……
问题:为什么会“便这等巧”?
问题1: 400个同学中,一定有2人的生日相同(可以不同年)吗?
问题2:“ 50个同学中,有可能有2人的生日相同.”你相信吗?
问题3:如果50个同学中有两个同学的生日相同,那么说明50个同
学中有两个同学的生日相同的概率是1,如果没有,概率为0,这样的
判断对吗?为什么?
用频率估计概率1
活动探究:
(1)每个同学课外调查10个人的生日.
(2)从全班的调查结果中随机选取50个被调查的人,看看他们
中有无2个人的生日相同.将全班同学的调查数据集中起来.
(3)根据表格中数据,“估计50个人中有2个人的生日相同”的
概率.
试验总次数 50 100 150 200 250 …
“有2个生日相同”次数
“有2个生日相同”频率
人们在长期的实践中发现,在随机试验中,由于众多微小的
偶然因素的影响,每次测得的结果虽不尽相同,但大量重复
试验所得结果却能反应客观规律.这称为大数法则,亦称大
数定律.
由频率可以估计概率是由瑞士数学
家雅各布·伯努利(1654-1705)
最早阐明的,因而他被公认为是概
率论的先驱之一.
频率稳定性定理
问题: 频率与概率有什么区别与联系?
所谓频率,是在相同条件下进行重复试验时事件发生的
次数与试验总次数的比值,其本身是随机的,在试验前不
能够确定,且随着试验的不同而发生改变. 而一个随机事
件发生的概率是确定的常数,是客观存在的,与试验次数
无关. 从以上角度上讲,频率与概率是有区别的,但在大
量的重复试验中,随机事件发生的频率会呈现出明显的规
律性:随着试验次数的增加,频率将会越来越集中在一个
常数附近,具有稳定性,即试验频率稳定于其理论概率.
★一般地,当试验的可能结果有很多且各种可能结果发生的可
能性相等时, 则用列举法,利用概率公式P(A)= 的方式得
出概率.
★当试验的所有可能结果不是有限个,或各种可能结果发生的
可能性不相等时,常常是通过统计频率来估计概率,即在同样
条件下,大量重复试验所得到的随机事件发生的频率的稳定
值来估计这个事件发生的概率.
m
n
我们知道,任意抛一枚均匀的硬币,“正面朝上”的概率是0.5,
许多科学家曾做过成千上万次的试验,其中部分结果如下表:
抛掷次数(n) 2048 4040 12000 24000 30000
正面朝上次(m) 1061 2048 6019 12012 14984
频率( ) 0.518 0.506 0.501 0.5005 0.4995
问题:观察上表,你获得什么启示?
结论: 统一条件下,在大量重复试验中,如果事件A发生的频率 稳定
与某个常数P,那么事件A发生的概率P(A)=P.
m
n
m
n
例1
某篮球队教练记录该队一名主力前锋练习罚篮的结果如下:
(1)填表(精确到0.001);
(2)比赛中该前锋队员上篮得分并造成对手犯规,罚篮一次,你
能估计这次他能罚中的概率是多少吗?
练习罚篮次数 30 60 90 150 200 300 400 500
罚中次数 27 45 78 118 161 239 322 401
罚中频率 0.900 0.750 0.867 0.787 0.805 0.797 0.805 0.802
解:从表中的数据可以发现,随着练习次数的增加,该前锋罚篮命
中的频率稳定在0.8左右,所以估计他这次能罚中的概率约为0.8.
例2
1.在“抛掷一枚均匀硬币”的试验中,如果手边现在没有硬
币,则下列各个试验中哪个不能代替 ( )
A.两张扑克,“黑桃”代替“正面”,“红桃”代替“反面”
B.两个形状大小完全相同,但颜色为一红一白的两个乒乓球
C.扔一枚图钉
D.人数均等的男生、女生,以抽签的方式随机抽取一人
2.某种小麦播种的发芽概率约是95%,1株麦芽长成麦苗的概率
约是90%,一块试验田的麦苗数是8550株,该麦种的千粒质量
为0.035千克,则播种这块试验田需麦种约 千克.
C
0.35
3.在一个不透明的盒子里装有除颜色外其余均相同的黑、白两
种球,其中白球24个,黑球若干.小兵将盒子里面的球搅匀后从中
随机摸出一个球记下颜色,再把它放回盒子中,不断重复上述过
程,下表是试验中的一组统计数据:
摸球的次数n 100 200 300 500 800 1000 3000
摸到白球次数m 65 124 178 302 481 599 1803
摸到白球概率 0.65 0.62 0.593 0.604 0.601 0.599 0.601n
m
(1)估计:当n很大时,摸到白球的频率将会接近 (精确到0.1);
(2)假如你摸一次,估计你摸到白球的概率P(白球)= .
0.6
0.6
4.抛掷硬币“正面向上”的概率是0.5. 如果连续抛掷100次,
而结果并不一定是出现“正面向上”和“反面向上”各50次,
这是这什么?
答:这是因为频数和频率的随机性以及一定的规律性.或者
说概率是针对大量重复试验而言的,大量重复试验反映的规
律并非在每一次试验中都发生.
5.某池塘里养了鱼苗10万条,根据这几年的经验知道,鱼
苗成活率为95%,一段时间准备打捞出售,第一网捞出40
条,称得平均每条鱼重 2.5千克,第二网捞出25条,称得
平均每条鱼重2.2千克,第三网捞出35条,称得平均每条
鱼重2.8千克,试估计这池塘中鱼的质量.
解:每条鱼的平均质量约是(2.5×40+2.2×25+2.8×35)÷
(40+25+35)=2.53(千克),
所以这池塘中鱼的质量约是2.53×100000× 95%=240350(千克).
频率估
计概率
大量重
复试验
求非等可
能性事件
概率
列举法
不能适应
频率稳定
常数附近
统计思想
用样本(频
率)估计总
体(概率)
一种关系频率与概
率的关系
频率稳定时可看作是概率
但概率与频率无关