概率论与数理统计教案第一章

1概率论与数理统计教学教案第一章随机事件与概率授课序号01教学基本指标教学课题第一章第一节随机事件及其运算课的类型新知识课教学方法讲授、课堂提问、讨论、启发、自学教学手段黑板多媒体结合教学重点随机事件的定义、随机事件的运算与关系教学难点随机事件的运算参考教材高教版、浙大版《概率论与梳理统计》作业布置课后习题大纲要求了解随机试验的概念了解样本空间的概念理解随机事件的关系和运算教学基本内容一、基本概念：1、在一定条件下必然发生，称这类现象称为确定性现象。2、在这些现象中，结果都不止一个，并且事先无法预知会出现哪个结果，这类现象被称为随机现象。3、随机现象在一次试验中呈现不确定的结果，而在大量重复试验中结果呈现某种规律性，例如相对比较稳定的性别比例，这种规律性称为统计规律性。4、为了研究随机现象的统计规律性，就要对客观事物进行观察，观察的过程叫试验。5、随机试验的一切可能结果组成的集合称为样本空间，记为，其中表示试验的每一个可能结果，又称为样本点，即样本空间为全体样本点的集合。6、在一次试验中可能出现，也可能不出现的一类结果称为随机事件。二、定理与性质1、随机试验的三个特点：（1）在相同的条件下试验可以重复进行；2（2）每次试验的结果不止一个，但是试验之前可以明确试验的所有可能结果；（3）每次试验将要发生什么样的结果是事先无法预知的。2、事件的定义解析（1）任一随机事件A是样本空间的一个子集。（2）当试验的结果属于该子集时，就说事件A发生了。相反地，如果试验结果不属于该子集，就说事件A没有发生。例如，如果掷骰子掷出了1，则事件A发生，如果掷出2，则事件A不发生。（3）仅含一个样本点的随机事件称为基本事件。（4）样本空间也是自己的一个子集，所以它也称为一个事件。由于包含所有可能试验结果，所以在每一次试验中一定发生，又称为必然事件。（5）空集也是样本空间的一个子集，所以它也称为一个事件。由于中不包含任何元素，所以在每一次试验中一定不发生，又称为不可能事件。3、随机事件间的关系（1）如果BA（或BA），则称事件A被包含在B中（或称B包含A），见图1.1。从概率论的角度来说：事件A发生必导致事件B发生。（2）如果ABBA,同时成立，则称事件A与B相等，记为=AB。从概率论的角度来说：事件A发生必导致事件B发生，且B发生必导致A发生，即A与B是同一个事件。（3）如果A与B没有相同的样本点，则称事件A与B互不相容（或称为互斥），见图1.2。从概率论的角度来说：事件A与事件B不可能同时发生。4、随机事件间的运算（1）事件A与B的并，记为BA，见图1.3，表示由事件A与B中所有样本点组成的新事件。从概率论的角度来说：事件A与B中至少有一个发生。（2）事件A与B的交，记为BA（或AB），见图1.4，表示由事件A与B中公共的样本点组成的新事件。从概率论的角度来说：事件A与B同时发生。（3）事件A与B的差，记为AB，见图1.5，表示由在事件A中且不在事件B中的样本点组成的新事件。从概率论的角度来说：事件A发生而B不发生。（4）事件A的对立事件（或称为逆事件、余事件），记为A，见图1.6，表示由中且不在事件A中3的所有样本点组成的新事件，即A=A。从概率论的角度来说：事件A不发生。5、事件的运算性质定律：(1)交换律：BA=BA，AB=BA；(2)结合律：(()ABCABC),(()ABCABC)；(3)分配律：(ABCACBC),()()()ABCACBC；(4)对偶律（德•）摩根公式）：=ABAB，并事件的对立等于对立事件的交，=ABAB，交事件的对立等于对立事件的并。三、主要例题：例1随机试验的例子：（1）抛掷一枚均匀的硬币，有可能正面朝上，也有可能反面朝上；（2）抛掷一枚均匀的骰子，出现的点数；（3）某快餐店一天内接到的订单量；（4）航班起飞延误的时间；（5）一支正常交易的A股股票每天的涨跌幅。例2下面给出例1中随机试验的样本空间：（1）抛掷一枚均匀硬币的样本空间为1,HT，其中H表示正面朝上，T表示反面朝上；（2）抛掷一枚均匀骰子的样本空间为2,1,2,,6ii；（3）某快餐店一天内接到的订单量的样本空间为30,1,2,；（4）航班起飞延误时间的样本空间为4:0tt；（5）一支正常交易的A股股票每天涨跌幅的样本空间为5:10%%10%xx。4例3抛掷一枚均匀的骰子的样本空间为1,2,,6随机事件A=“出现6点”=6；随机事件B=“出现偶数点”=2,46，；随机事件C=“出现的点数不超过6”1,2,,6=，即一定会发生的必然事件；随机事件D=“出现的点数超过6”=，即一定不会发生的不可能事件。例4用事件CBA,,的运算关系式表示下列事件，则：(1)A出现，CB,都不出现（记为1E）；(2)所有三个事件都出现（记为2E）；(3)三个事件都不出现（记为3E）；(4)三个事件中至少有一个出现（记为4E）；(5)三个事件中至少有两个出现（记为5E）；(6)至多一个事件出现（记为6E）；(7)至多二个事件出现（记为7E）授课序号02教学基本指标教学课题第一章第二节概率的定义及其性质课的类型新知识课教学方法讲授、课堂提问、讨论、启发、自学教学手段黑板多媒体结合教学重点概率的性质教学难点公理化定义的理解参考教材高教版、浙大版《概率论与梳理统计》作业布置课后习题大纲要求理解概率的公理化定义掌握概率的基本性质掌握加法公式、减法公式的运用5教学基本内容一、基本概念：1、概率的公理化定义设任一随机试验E，为相应的样本空间，若对任意事件A，有实数PA与之对应，且满足下面条件，则数PA称为事件A的概率：（1）非负性公理对于任意事件A，总有0PA；（2）规范性公理=1P；（3）可列可加性公理若12,,,,nAAA为两两互不相容事件组，则有11iiiiPAPA.二、定理与性质：性质10P。性质2（有限可加性）设12,,,nAAA为两两互不相容的事件，则有11nniiiiPAPA。性质3对任意事件A，有1PAPA。性质4若事件AB，则-PBAPBPA。推论若事件AB，则PAPB。性质5（减法公式）设,AB为任意事件，则PABPAPAB。性质6（加法公式）设,AB为任意事件，则PABPAPBPAB。三、主要例题：例1（生日问题）n个人中至少有两个人的生日相同的概率是多少？例2已知事件,,ABAB的概率依次为0.2，0.4，0.5，求概率PAB.例3设事件,,ABC为三个随机事件，已知2.0)(AP，30.)(BP，()0.4PC，()0()()0.1PABPBCPAC，，则,,ABC至少发生一个的概率是多少？,,ABC都不发生的概率是多少？6授课序号03教学基本指标教学课题第一章第三节等可能概型课的类型新知识课教学方法讲授、课堂提问、讨论、启发、自学教学手段黑板多媒体结合教学重点古典概型的求解教学难点事件中样本点的计算参考教材高教版、浙大版《概率论与梳理统计》作业布置课后习题大纲要求掌握古典概型和几何概型的定义掌握古典概型和几何概型问题的求解教学基本内容一、基本概念：1、古典概型（1）随机试验的样本空间只有有限个样本点，不妨记作12,,,n；（2）每个样本点发生的可能性相等，即11()=()nPPn若随机事件A中含有An个样本点，则事件A的概率为()=AnAPAn中所含样本点的个数中所有样本点的个数2、几何概型（1）随机试验的样本空间是某个区域（可以是一维区间、二维平面区域或三维空间区域），（2）每个样本点发生的可能性相等，则事件A的概率公式为：(A)()()mPAm其中()m在一维情形下表示长度，在二维情形下表示面积，在三维情形下表示体积。二、主要例题：7例1抛掷两颗均匀的骰子，观察出现的点数，设事件A表示“两个骰子的点数一样”，求()PA．例2（抽样模型）已知N件产品中有M件是不合格品，其余NM是合格品。今从中随机地抽取n件。试求：（1）不放回抽样n件中恰有k件不合格品的概率；（2）有放回抽样n件中恰有k件不合格品的概率。例3（抽奖问题）今有某公司年会的抽奖活动，设共有n张券，其中只有一张有奖，每人只能抽一张，设事件A表示为“第k个人抽到有奖的券”，试在有放回、无放回两种抽样方式下，求()PA．例4在[0,1]区间内任取一个数，求（1）这个数落在区间(0,0.25)内的概率；（2）这个数落在区间中点的概率；（3）这个数落在区间(0,1)内的概率。例5（碰面问题）甲、乙两人约定在中午的12时到13时之间在学校咖啡屋碰面，并约定先到者等候另一人10分钟，过时即可离去。求两人能碰面的概率.例6(蒲丰投针问题)蒲丰投针试验是第一个用几何形式表达概率问题的例子。假设平面上画满间距为a的平行直线，向该平面随机投掷一枚长度为()lla的针，求针与任一平行线相交的概率.授课序号04教学基本指标教学课题第一章第四节条件概率及事件的独立性课的类型新知识课教学方法讲授、课堂提问、讨论、启发、自学教学手段黑板多媒体结合教学重点条件概率的定义，乘法公式，独立性的定义教学难点独立性定义的理解参考教材高教版、浙大版《概率论与梳理统计》作业布置课后习题大纲要求理解条件概率的概念理解随机事件相互独立的概念掌握用事件相互独立性进行概率计算的方法教学基本内容一、基本概念：1，设E是随机试验，是样本空间，,AB是事件且0PA，称|PABPBAPA为在事件A发生的条件下事件B发生的概率，称为条件概率，记为|PBA.82，设,AB为试验E的两个事件，如果满足等式：)()()(BPAPABP，称事件,AB相互独立，简称,AB独立。3，设CBA,,是试验E的三个事件，如果满足等式：)()()(BPAPABP，)()()(CPAPACP，)()()(CPBPBCP。称事件CBA,,两两独立。4，设CBA,,是试验E的三个事件，如果满足等式：)()()(BPAPABP，)()()(CPAPACP，)()()(CPBPBCP，)()()()(CPBPAPABCP．称事件CBA,,相互独立。5，一般地，设12,,,nAAA是试验E的2nn个事件，如果对于其中任意两个事件的积事件的概率等于各事件概率的积，则称事件12,,,nAAA两两独立；如果对于其中任意两个事件、任意三个事件、…、任意n个事件的积事件的概率等于各事件概率的积，则称事件12,,,nAAA相互独立。二、定理与性质：1，条件概率也满足概率的公理化定义的三条基本性质，即非负性、规范性和可列可加性，如下：（1）非负性公理对于任意事件A，总有0PAB；（2）规范性公理1PB；（3）可列可加性公理若12,,,,nAAA为两两互不相容事件组，则有11iiiiPABPAB.2，（概率的乘法定理）设,AB为试验E的事件，且0PA，则有|PABPAPBA.同理，若0)(BP，有)()|()(BPBAPABP。3，设,,ABC为任意的三个事件，且0PAB则||PABCPAPBAPCAB。4，更一般的，有下面公式：设12,,,nAAA为事件组，且1210nPAAA，则12121312121|||nnnPAAAPAPAAPAAAPAAAA.5，若事件A与事件B相互独立，则下列各对事件也相互独立：A与B、A与B、A与B。三、主要例题：例1假设抛掷一颗均匀的骰子，已知掷出的点数是偶数，求点数超过3的概率？9例2假设一批产品中一二三等品各有60个，30个和10个，从中任取一件，发现不是三等品，则取到的是一等品的概率是多少？例3设,AB为事件，且已知()0.7,