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2.1 随机变量及其概率分布(1)
教学目标:
1.在对具体问题的分析中,了解随机变量的意义,理解取有限值的随机变量及其概率分布的概念;
2.会求出某些简单的随机变量的概率分布,认识概率分布对于刻画随机现象的重要性;
3.感受社会生活中大量随机现象都存在着数量规律,培养辩证唯物主义世界观.
教学重点:
1.理解取有限值的随机变量及其分布列的概念;
2.初步掌握求解简单随机变量的概率分布.
教学难点:
1.理解取有限值的随机变量及其分布列的概念;
2.初步掌握求解简单随机变量的概率分布.
教学过程:
问题情境
工厂生产的一批产品共100件,其中有5件不合格品,随机取出的10件产品.
可以研究哪些问题?
问题1 在一块地里种下10棵树苗,成活的树苗棵数X是 0,1,…,10中的某个数;
问题2 抛掷一颗骰子,向上的点数Y是1,2,3,4,5,6中的某一个数;
问题3 新生婴儿的性别,抽查的结果可能是男,也可能是女.如果将男婴用0表示,女婴用1表示,那么抽查的结果Z是0和1中的某个数;
……
上述现象有哪些共同特点?
二、学生活动
上述现象中的X,Y,Z,实际上是把每个随机试验的基本事件都对应一个确定的实数,即在试验结果(样本点)与实数之间建立了一个映射.
例如,上面的植树问题中成活的树苗棵数X:X=0,表示成活0棵;X=1,表示成活1棵……
三、建构数学
1.随机变量.
一般地,如果随机试验的结果,可以用一个变量来表示,那么这样的变量叫做随机变量.通常用大写拉丁字母X,Y,Z(或小写希腊字母,,)等表示,而用小写拉丁字母x,y,z(加上适当下标)等表示随机变量取的可能值.
如,上面新生婴儿的性别是一个随机变量,Z=0,表示新生婴儿是男婴;Z=1,表示新生婴儿是女婴.
例1 (1)掷一枚质地均匀的硬币一次,用X表示掷得正面的次数,则随机变量X的可能取值有哪些?
(2)一实验箱中装有标号为1,2,3,4,5的五只白鼠,从中任取一只,记
取到的白鼠的标号为Y,则随机变量Y的可能取值有哪些?
说明
(1)引入了随机变量后,随机事件就可以用随机变量来表示.[来源:
(2)在例1(1)中,随机事件“掷一枚硬币,正面向上”可以用随机变量
表示为{X=1},随机事件“掷一枚硬币,反面向上”可以用随机变量表示为
{X=0}.
(3)在例1(2)中,也可用{Y=1},{Y=2},{Y=3},{Y=4}分别表示
取到1号、2号、3号和4号白鼠这4个随机事件.另一方面,在例1(2)中,可以用{Y≤3}这样的记号表示“取到1号、2号或3号白鼠”这件事情,也就是说,复杂的事件也可以用随机变量的取值来表示.
这样,我们就可以用随机事件发生的概率来表示随机变量取值的概率了.如
例1(1)中{X=1}的概率可以表示为P({X=1})=P{抛一枚硬币,正面向上}=,其中P({X=1})常简记为P(X=1).同理,P(X=0)=.这一结果可用下表来某某.
X
0
1
P
例1(2)中随机变量Y所表示的随机事件发生的概率也可用下表来描述.
Y
1
2
3
4
P
上面的两个表格分别给出了随机变量X,Y表示的随机事件的概率,描述了随机变量的分布规律.
2.随机变量的概率分布.
一般地,假定随机变量X有n个不同的取值,它们分别是x1,x2,…,xn,且P(X=xi)=pi,i=1,2,…n ①
则称①为随机变量的概率分布列,简称为的分布列.也可以将①用下表的形式来表示.
X
内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 X只取两个可能值0和1.像这样的例子还有很多,如在射击中,只考虑“命中”与“不命中”;对产品进行检验时,只关心“合格”与“不合格”等.我们把这一类概率分布称为0-1分布或两点分布,并记为X~0-1分布或X~两点分布.此处“~”表示“服从”.
求随机变量X的分布列的步骤:
(1)确定X的可能取值xi(i=1,2,…);
(2)求出相应的概率P(X=xi)=pi;
(3)列成表格的形式.
2.练习:课本第52页练习第2,3题.
五、要点归纳与方法小结
本节课学习了以下内容:
1.随机变量的概念及0-1分布,随机变量性质的应用;
2.求随机变量X的分布列的步骤.
3. 体会从特殊到一般的数学抽象
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