高中数学:随机数的产生 (9)
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第一章算法初步一、课标要求:1、本章的课标要求包括算法的含义、程序框图、基本算法语句,通过阅读中国古代教学中的算法案例,体会中国古代数学世界数学发展的贡献。
2、算法就是解决问题的步骤,算法也是数学及其应用的重要组成部分,是计算机科学的基础,利用计算机解决问需要算法,在日常生活中做任何事情也都有算法,当然我们更关心的是计算机的算法,计算机可以解决多类信息处理问题,但人们必须事先用计算机熟悉的语言,也就是计算能够理解的语言(即程序设计语言)来详细描述解决问题的步骤,即首先设计程序,对稍复杂一些的问题,直接写出解决该问题的程序是困难的,因此,我们要首先研究解决问题的算法,再把算法转化为程序,所以算法设计是使用计算机解决具体问题的一个极为重要的环节.3、通过对解决具体问题的过程与步骤的分析(如二元一次方程组的求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义。
理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。
理解并掌握几种基本的算法语句——输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句.进一步体会算法的基本思想。
4、本章的重点是体会算法的思想,了解算法的含义,通过模仿、操作、探索,经过通过设计程序框图解决问题的过程.点是在具体问题的解决过程中,理解三种基本逻辑结构,经历将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,理解几种基本的算法语句。
二、编写意图与特色:算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础。
随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。
需要特别指出的是,中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想。
在本模块中,学生将在义务教育阶段初步感受算法思想的基础上,结合对具体数学实例的分析,体验程序框图在解决问题中的作用;通过模仿、操作、探索,学习设计程序框图表达解决问题的过程;体会算法的基本思想以及算法的重要性和有效性,发展有条理的思考与表达的能力,提高逻辑思维能力.1、结合熟悉的算法,把握算法的基本思想,学会用自然语言来描述算法。
3.2.2 (整数值)随机数的产生[A 基础达标]1.某银行储蓄卡上的密码是一个6位数号码,每位上的数字可以在0~9这10个数字中选取.某人未记住密码的最后一位数字,如果随意按密码的最后一位数字,则正好按对密码的概率是( )A.1106 B.1105 C.1102 D.110解析:选D.只考虑最后一位数字即可,从0到9这10个数字中随机选一个的概率为110. 2.袋子中有四个小球,分别写有“幸”“福”“快”“乐”四个字,有放回地从中任取一个小球,取到“快”就停止,用随机模拟的方法估计直到第二次停止的概率:先由计算器产生1到4之间取整数值的随机数,且用1,2,3,4表示取出小球上分别写有“幸”“福”“快”“乐”四个字,以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数:13 24 12 32 43 14 24 32 31 2123 13 32 21 24 42 13 32 21 34据此估计,直到第二次就停止的概率为( )A.15B.14C.13D.12解析:选B.由随机模拟产生的随机数可知,直到第二次停止的有13,43,23,13,13共5个基本事件,故所求的概率为P =520=14. 3.通过模拟试验,产生了20组随机数:6830 3013 7055 7430 7740 4422 78842604 3346 0952 6807 9706 5774 57256576 5929 9768 6071 9138 6754如果恰有三个数在1,2,3,4,5,6中,则表示恰有三次击中目标,问四次射击中恰有三次击中目标的概率约为( )A .25%B .30%C .35%D .40%解析:选A.表示三次击中目标分别是3013,2604,5725,6576,6754,共5组数,而随机数总共20组,所以所求的概率近似为520=25%. 4.假定某运动员每次投掷飞镖正中靶心的概率为40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员两次投掷飞镖恰有一次命中靶心的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中靶心,5,6,7,8,9,0表示未命中靶心;再以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数:93 28 12 45 85 69 68 34 31 2573 93 02 75 56 48 87 30 11 35据此估计,该运动员两次掷镖恰有一次正中靶心的概率为( )A .0.50B .0.45C .0.40D .0.35解析:选A.两次掷镖恰有一次正中靶心表示随机数中有且只有一个数为1,2,3,4中的之一.它们分别是93,28,45,25,73,93,02,48,30,35共10个,因此所求的概率为1020=0.50.5.某种心脏病手术,成功率为0.6,现准备进行3例此种手术,利用计算机取整数值随机数模拟,用0,1,2,3代表手术不成功,用4,5,6,7,8,9代表手术成功,产生20组随机数:966,907,191,924,270,832,912,468,578,582,134,370,113,573,998,397,027,488,703,725,则恰好成功1例的概率为( )A .0.6B .0.4C .0.63D .0.43解析:选B.设恰好成功1例的事件为A ,A 所包含的基本事件为191,270,832,912,134,370,027,703共8个.则恰好成功1例的概率为P (A )=820=0.4,故选B. 6.抛掷两枚相同的骰子,用随机模拟方法估计向上的面的点数和是6的倍数的概率时,用1,2,3,4,5,6分别表示向上的面的点数,用计算器或计算机分别产生1到6的两组整数随机数各60个,每组第i 个数组成一组,共组成60组数,其中有一组是16,这组数表示的结果是否满足向上面的点数和是6的倍数:________.(填“是”或“否”)解析:16表示第一枚骰子向上的点数是1,第二枚骰子向上的点数是6,则向上的面的点数和是1+6=7,不表示和是6的倍数.答案:否7.从集合{a ,b ,c ,d }的子集中任取一个,这个集合是集合{a ,b ,c }的子集的概率是________.解析:集合{a ,b ,c ,d }的子集有∅,{a },{b },{c },{d },{a ,b },{a ,c },{a ,d },{b ,c },{b ,d },{c ,d },{a ,b ,c },{a ,b ,d },{b ,c ,d },{a ,c ,d },{a ,b ,c ,d },共16个,{a ,b ,c }的子集有∅,{a },{b },{c },{a ,b },{a ,c },{b ,c },{a ,b ,c },共8个,故所求概率为12. 答案:128.某汽车站每天均有3辆开往省城的分为上、中、下等级的客车,某天袁先生准备在该汽车站乘车前往省城办事,但他不知道客车的车况,也不知道发车顺序.为了尽可能乘上上等车,他采取如下策略:先放过一辆,如果第二辆比第一辆好则上第二辆,否则上第三辆,则他乘上上等车的概率为________.解析:共有6种发车顺序:①上、中、下;②上、下、中;③中、上、下;④中、下、上;⑤下、中、上;⑥下、上、中(其中画横线的表示袁先生所乘的车),所以他乘坐上等车的概率为36=12. 答案:129.天气预报说,在接下来的一个星期里,每天涨潮的概率为20%,则下个星期恰有2天涨潮的概率是多少?解:利用计算机产生0~9之间取整数值的随机数,用1,2表示涨潮,用其他数字表示不涨潮,这样体现了涨潮的概率是20%,因为时间是一周,所以每7个随机数作为一组,例如产生20组随机数:7032563 2564586 3142486 56778517782684 6122569 5241478 89715683215687 6424458 6325874 68943315789614 5689432 1547863 35698412589634 1258697 6547823 2274168相当于做了20次试验,在这组数中,如果恰有两个是1或2,就表示恰有两天涨潮,它们分别是3142486,5241478,3215687,1258697,共有4组数,于是一周内恰有两天涨潮的概率近似值为420=20%. 10.一个学生在一次竞赛中要回答8道题是这样产生的:从15道物理题中随机抽取3道;从20道化学题中随机抽取3道;从12道生物题中随机抽取2道.使用合适的方法确定这个学生所要回答的三门学科的题的序号(物理题的编号为1~15,化学题的编号为16~35,生物题的编号为36~47).解:利用计算器的随机函数RANDI(1,15)产生3个不同的1~15之间的整数随机数(如果有一个重复,则重新产生一个);再利用计算器的随机函数RANDI(16,35)产生3个不同的16~35之间的整数随机数(如果有一个重复,则重新产生一个);再用计算器的随机函数RANDI(36,47)产生2个不同的36~47之间的整数随机数(如果有一个重复,则重新产生一个),这样就得到8道题的序号.[B 能力提升]11.某班准备到郊外野营,为此向商店订了帐篷,如果下雨与不下雨是等可能的,能否准时收到帐篷也是等可能的,只要帐篷如期运到,他们就不会淋雨,则下列说法正确的是( )A .一定不会淋雨B .淋雨的机会为34C .淋雨的机会为12D .淋雨的机会为14解析:选D.根据题意,用1代表下雨,2代表不下雨,用A 代表中帐篷如期运到,B 代表没有如期运到,采用模拟法得到基本事件有(1,A ),(1,B ),(2,A ),(2,B )这4种情况.若淋雨必须满足天下雨且帐篷没有如期运到,这一基本事件发生即只有(1,B )1种情况发生,故淋雨的机会为14. 12.在用随机(整数)模拟求“有4个男生和5个女生,从中取4个,求选出2个男生2个女生”的概率时,可让计算机产生1~9的随机整数,并用1~4代表男生,用5~9代表女生.因为是选出4个,所以每4个随机数作为一组.若得到的一组随机数为“4678”,则它代表的含义是________.答案:选出的4人中,只有1个男生13.某人有5把钥匙,其中2把能打开门,现随机地取1把钥匙试着开门,不能开门就扔掉,问第三次才打开门的概率是多少?如果试过的钥匙不扔掉,这个概率又是多少?设计一个试验,随机模拟估计上述概率.解:用计算器或计算机产生1到5之间的整数随机数,1,2表示能打开门,3,4,5表示打不开门.(1)三个一组(每组数字不重复),统计总组数N 及前两个大于2,第三个是1或2的组数N 1,则N 1N即为不能打开门就扔掉,第三次才打开门的概率的近似值. (2)三个一组(每组数字可重复),统计总组数M 及前两个大于2,第三个为1或2的组数M 1,则M 1M即为试过的钥匙不扔掉,第三次才打开门的概率的近似值. 14.(选做题)某商区停车场临时停车按时段收费,收费标准为:每辆汽车一次停车不超过1小时收费6元,超过1小时的部分每小时收费8元(不足1小时的部分按1小时计算),现有甲、乙二人在该商区临时停车,两人停车都不超过4小时.(1)若甲停车1小时以上且不超过2小时的概率为13,停车付费多于14元的概率为512,求甲停车付费恰为6元的概率;(2)若每人停车的时长在每个时段的可能性相同,求甲、乙二人停车付费之和为36元的概率.解:(1)设“甲临时停车付费恰为6元”为事件A ,则P (A )=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13+512=14. 所以甲临时停车付费恰为6元的概率是14. (2)设甲停车付费a 元,乙停车付费b 元,其中a ,b =6,14,22,30.则甲、乙二人的停车费用共16种等可能的结果:(6,6),(6,14),(6,22),(6,30),(14,6),(14,14),(14,22),(14,30),(22,6),(22,14),(22,22),(22,30),(30,6),(30,14),(30,22),(30,30),其中(6,30),(14,22),(22,14),(30,6)4种情形符合题意.所以“甲、乙二人停车付费之和为36元”的概率为P =416=14.。
3。
3 随机数的含义与应用EXCEL随机数据生成方法求教:我的电子表格中rand()函数的取值范围是-1到1,如何改回1到0回答:有两种修改办法:是[1-rand()]/2,或[1+rand()]/2。
效果是一样的,都可生成0到1之间的随机数电子表格中RAND()函数的取值范围是0到1,公式如下:=RAND()如果取值范围是1到2,公式如下:=RAND()*(2—1)+1RAND( )注解:若要生成a 与b 之间的随机实数:=RAND()*(b-a)+a如果要使用函数RAND 生成一随机数,并且使之不随单元格计算而改变,可以在编辑栏中输入“=RAND()”,保持编辑状态,然后按F9,将公式永久性地改为随机数。
示例RAND()介于0 到1 之间的一个随机数(变量)=RAND()*100 大于等于0 但小于100 的一个随机数(变量)excel产生60—70随机数公式=RAND()*10+60要取整可以用=int(RAND()*10+60)我想用excel在B1单元个里创建一个50-80的随机数且这个随机数要大于A1单元个里的数值,请教大家如何编写公式!整数:=ROUND(RAND()*(80-MAX(50,A1+1))+MAX(50,A1+1),0)无需取整数:=RAND()*(80—MAX(50,A1))+MAX(50,A1)要求:1,小数保留0。
12,1000-1100范围3,不要出现重复=LEFT(RAND()*100+1000,6)至于不许重复你可以设置数据有效性在数据—有效性设=countif(a:a,a1)=1选中a列设有效性就好了其他列耶可以急求excel随机生成数字的公式,取值要在38.90-44。
03之间,不允许重复出现,保留两位小数,不允许变藏=round(RAND()*5+38.9,2)公式下拉Excel随机数Excel具有强大的函数功能,使用Excel函数,可以轻松在Excel表格产生一系列随机数。
第一章 3.3.2 均匀随机数的产生编号022【学习目标】1.了解均匀随机数产生的方法与意义.2.会利用随机模拟试验估量几何概型的概率.【学习重点】如何利用均与随机数估量试验的概率.【基础学问】均匀随机数(1)产生方法:方法一,利用几何概型产生;方法二,用转盘产生;方法三,用______或______产生.(2)应用:利用均匀随机数可以进行随机模拟试验估量______的概率.【做一做】下列关于用转盘进行随机模拟的说法中正确的是()A.旋转的次数的多少不会影响估量的结果B.旋转的次数越多,估量的结果越精确C.旋转时可以按规律旋转D.转盘的半径越大,估量的结果越精确重难点突破:1.均匀随机数的产生剖析:产生均匀随机数和产生整数随机数的方法基本相同,都可以接受计算器和Excel软件产生,只是具体操作时所用的函数略有不同.下面以产生之间的均匀随机数为例来说明这种随机数的产生方法.(1)计算器法.比如我们要产生之间的均匀随机数,具体操作如下:(2)计算机法.比如首先打开Excel软件,在想要产生随机数的第一个单元格中输入“=rand()”,再按Enter键,这时就在此单元格中产生了一个之间的均匀随机数,选中此单元格“复制”,再点选其他单元格中的一个,拖动鼠标直到最终一个单元格,执行“粘贴”操作,这时就得到了若干个之间的均匀随机数.2.产生范围的均匀随机数剖析:我们知道rand()函数可以产生范围内的均匀随机数,但事实上我们需要用到的随机数的范围是各种各样的,下面就介绍如何将范围内的随机数转化为之间的随机数.初探:先利用计算器或计算机产生内的均匀随机数a1,由于0≤a1≤1,且b-a>0,所以0≤a1(b-a)≤b -a,∴a≤a1(b-a)+a≤b.探究结果:rand()*(b-a)+a表示之间的均匀随机数.特例:若0≤a1≤1,则-0.5≤a1-0.5≤0.5,即-1≤2(a1-0.5)≤1.所以当我们需要范围内的均匀随机数时,可以接受(rand()-0.5) 2,也可以接受2rand()-1来产生.【例题讲解】【例题1】在长为12 cm的线段AB上任取一点M,并以线段AM为边作正方形,用随机模拟方法求这个正方形的面积介于36 cm2与81 cm2之间的概率.反思:用随机模拟方法估量几何概型的步骤:①确定需要产生随机数的组数,如长度、角度型只用一组,面积型需要两组;②由基本大事空间对应的区域确定产生随机数的范围;③由大事A发生的条件确定随机数应满足的关系式;④统计大事A对应的随机数并计算A的频率来估量A的概率.【例题2】利用随机模拟方法计算图中阴影部分(曲线y=2x与x轴、x=±1围成的部分)的面积.反思:利用随机模拟方法估量图形面积的步骤是:①把已知图形放在平面直角坐标系中,将图形看成某规章图形(长方形或圆等)的一部分,并用阴影表示;②利用随机模拟方法在规章图形内任取一点,求出落在阴影部分的概率P (A )=N 1N ;③设阴影部分的面积是S ,规章图形的面积是S ′,则有S S ′=N 1N ,解得S =N 1N S ′,则所求图形面积的近似值为N 1NS ′.【达标检测】1.用计算器或计算机产生20个0~1之间的随机数x ,但是基本大事都在区间上,则需要经过的变换是( )A .y =3x -1B .y =3x +1C .y =4x +1D .y =4x -1 2.b 1是上的均匀随机数,b =3(b 1-2),则b 是区间________上的均匀随机数.3.利用随机模拟方法计算如图所示的阴影部分(y =x 3和x =2以及x 轴所围成的部分)的面积.步骤是:(1)利用计算器或计算机产生两组0到1之间的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RAND ; (2)进行伸缩变换a =2a 1,b =8b 1;(3)数出落在阴影内的样本点数N 1(满足b <a 3的点(a ,b )的个数),用几何概型公式计算阴影部分的面积. 例如,做1 000次试验,即N =1 000,模拟得到N 1=250.由S S 阴影矩≈1N N ,得S 阴影≈________.4.取一根长度为3 m 的绳子,拉直后在任意位置剪断,用随机模拟方法求出剪得两段的长都不小于1 m 的概率.5.如图所示,在一个边长为3 cm 的正方形内部画一个边长为2 cm 的正方形,向大正方形内随机投点,用随机模拟的方法求所投的点落入小正方形内的概率.【问题与收获】基础学问答案:(1)计算机 计算器 (2)几何概型【做一做】 B 旋转时要无规律旋转,否则估量的结果与实际有较大的误差,所以C 项不正确;转盘的半径与估量的结果无关,所以D 项不正确;旋转的次数越多,估量的结果越精确,所以B 项正确,A 项不正确.例题答案:【例题1】 解:步骤:(1)用计算机产生一组内的均匀随机数,a 1=RAND . (2)经过伸缩变换,a =12a 1得到内的均匀随机数. (3)统计试验总次数N 和内随机数的个数N 1. (4)计算频率N 1N.记大事A ={面积介于36 cm 2与81 cm 2之间}={边长介于6 cm 与9 cm 之间},则P (A )的近似值为N 1N .【例题2】 解:步骤:(1)利用计算机产生两组内的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RAND .(2)进行平移和伸缩变换,a =2(a 1-0.5),b =2b 1,得到一组内的均匀随机数和一组内的均匀随机数.(3)统计试验总数N 和落在阴影内的点数N 1.(4)计算频率N 1N ,即为点落在阴影部分的概率的近似值.(5)用几何概率公式求得点落在阴影部分的概率为P =S4,则N 1N =S 4. 故S =4N 1N ,即阴影部分面积的近似值为4N 1N .达标检测答案:1.D2. 0≤b 1≤1,则函数b =3(b 1-2)的值域是-6≤b ≤-3,即b 是区间上的均匀随机数.3.4 S 阴影≈1N N ·S 矩=2501000×2×8=4.4.分析:在任意位置剪断绳子,则剪断位置到一端点的距离取遍内的任意数,并且内的每一个实数被取到都是等可能的.因此在任意位置剪断绳子的全部结果(基本大事)对应上的均匀随机数,其中取得的内的随机数就表示剪断位置与端点距离在内,也就是剪得的两段长都不小于1 m .这样取得的内的随机数个数与内个数之比就是大事A 发生的频率.解:设剪得两段的长都不小于1 m 为大事A .(1)利用计算器或计算机产生一组0到1之间的均匀随机数,a 1=RAND . (2)经过伸缩变换,a =3a 1.(3)统计出内随机数的个数N 1和内随机数的个数N .(4)计算频率1N N 即为概率P (A )的近似值.5.解:设大事A ={所投点落入小正方形内}.①用计算机产生两组上的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RAND .②经过平移和伸缩平移变换,a =3a 1-1.5,b =3b 1-1.5,得上的均匀随机数.③统计落入大正方形内的点数N (即上述全部随机数构成的点(a ,b )的个数)及落入小正方形内的点数N 1(即满足-1<a <1且-1<b <1的点(a ,b )的个数).④计算1N N ,即为概率P (A )的近似值.。
高中数学统计知识点总结高中数学统计学问点总结1考点1:确定大事和随机大事考核要求:〔1〕理解必定大事、不行能大事、随机大事的概念,知道确定大事与必定大事、不行能大事的关系;〔2〕能区分简洁生活大事中的必定大事、不行能大事、随机大事。
考点2:大事发生的可能性大小,大事的概率考核要求:〔1〕知道各种大事发生的可能性大小不同,能推断一些随机大事发生的可能大事的大小并排出大小挨次;〔2〕知道概率的含义和表示符号,了解必定大事、不行能大事的概率和随机大事概率的取值范围;〔3〕理解随机大事发生的频率之间的区分和联系,会依据大数次试验所得频率估量大事的概率。
〔1〕在给可能性的大小排序前可先用〝肯定发生〞、〝很有可能发生〞、〝可能发生〞、〝不太可能发生〞、〝肯定不会发生〞等词语来表述大事发生的可能性的大小;〔2〕大事的概率是确定的常数,而概率是不确定的,可是近似值,与试验的次数的多少有关,只有当试验次数足够大时才能更精确。
考点3:等可能试验中大事的概率问题及概率计算考核要求〔1〕理解等可能试验的概念,会用等可能试验中大事概率计算公式来计算简洁大事的概率;〔2〕会用枚举法或画〝树形图〞方法求等可能大事的概率,会用区域面积之比解决简洁的概率问题;〔3〕形成对概率的初步熟悉,了解机会与风险、规那么公正性与决策合理性等简洁概率问题。
〔1〕计算前要先确定是否为可能大事;〔2〕用枚举法或画〝树形图〞方法求等可能大事的概率过程中要将全部等可能状况考虑完好。
考点4:数据整理与统计图表考核要求:〔1〕知道数据整理分析的意义,知道普查和抽样调查这两种收集数据的方法及其区分;〔2〕结合有关代数、几何的内容,把握用折线图、扇形图、条形图等整理数据的方法,并能通过图表猎取有关信息。
考点5:统计的含义考核要求:〔1〕知道统计的意义和一般讨论过程;〔2〕熟悉个体、总体和样本的区分,了解样本估量总体的思想方法。
考点6:平均数、加权平均数的概念和计算考核要求:〔1〕理解平均数、加权平均数的概念;〔2〕把握平均数、加权平均数的计算公式。
(整数值)随机数(randon numbers)的产生. 重点: 理解古典概型及其概率计算公式. 难点: 设计和运用模拟方法近似计算概率. 1.用计算机或计算器产生的随机数,是依照确定的算法产生的数,具有周期性(周期很长),这些数有类似随机数的性质,但不是真正意义上的随机数,称为伪随机数.2.随机模拟方法是通过将一次试验所有等可能发生的结果数字化,由计算机或计算器产生的随机数,来替代每次试验的结果,其基本思想是用产生整数值随机数的频率估计事件发生的概率,这是一种简单、实用的科研方法,在实践中古典概型的概念、意义和基本性质【创设情境】通过大量重复试验,反复计算事件发生的频率,再由频率的稳定值估计概率,是十分费时的.对于实践中大量(非)古典概型的事件概率,又缺乏相关原理和公式求解.因此,我们设想通过计算机模拟试验解决这些矛盾.【探究新知】(一):随机数的产生思考1:对于某个指定范围内的整数,每次从中有放回随机取出的一个数都称为随机数. 那么你有什么办法产生1~20之间的随机数 .思考2:随机数表中的数是0~9之间的随机数,你有什么办法得到随机数表?方法一:我们可以利用计算器产生随机数,其操作方法见教材P130及计算器使用说明书.方法二:我们也可以利用计算机产生随机数,用Excel 演示:(1)选定Al 格,键人___ ___ ,按Enter 键,则在此格中的数是随机产生数;(2)选定Al 格,点击复制,然后选定要产生随机数的格,比如A2至A100,点击粘贴,则在A1至A100的数均为随机产生的0~9之间的数,这样我们就很快就得到了100个0~9之间的随机数,相当于做了100次随机试验.思考3:若抛掷一枚均匀的骰子30次,如果没有骰子,你有什么办法得到试验的结果?思考5:一般地,如果一个古典概型的基本事件总数为n ,在没有试验条件的情况下,你有什么办法进行m 次实验,并得到相应的试验结果?将n 个基本事件编号为1,2,…,n ,由计算器或计算机产生m 个1~n 之间的随机数.【探究新知】(二):随机模拟方法思考1:对于古典概型,我们可以将随机试验中所有基本事件进行编号,利用计算器或计算机产生随机数,从而获得试验结果.这种用计算器或计算机模拟试验的方法,称为随机模拟方法或蒙特卡罗方法(Monte Carlo).你认为这种方法的最大优点是什么?思考2:用随机模拟方法抛掷一枚均匀的硬币100次,那么如何统计这100次试验中“出现正面朝上”的频数和频率.除了计数统计外,我们也可以利用计算机统计频数和频率,用Excel演示:(1)选定C1格,键人频数函数___ ___ ___ ___ ,按Enter键,则此格中的数是统计Al至Al00中比0.5小的数的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数;(2)选定Dl格,键人“=1-C1/1OO”,按Enter 键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率,即正面朝上的频率.思考3:把抛掷两枚均匀的硬币作为一次试验,则一次试验中基本事件的总数为多少?若把这些基本事件数字化,可以怎样设置?可以用0表示第一枚出现正面,第二枚出现反面,1表示第一枚出现反面,第二枚出现正面,2表示两枚都出现正面,3表示两枚都出现反面.【知识迁移】例天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,用随机模拟方法估计这三天中恰有两天下雨的概率约是多少?要点分析:(1)设计模型:今后三天的天气状况是随机的,共有四种可能结果,每个结果的出现不是等可能的.用数字1,2,3,4表示下雨,数字5,6,7,8,9,0表示不下雨,体现下雨的概率是40%. (2)模拟试验:用计算机产生三组随机数,代表三天的天气状况.产生30组随机数,相当于做30次重复试验. (3)统计试验结果:以其中表示恰有两天下雨的随机数的频率作为这三天中恰有两天下雨的概率的近似值. Excel 演示.事实上,高二学习了有关概率原理(二项分布)后易知,这三天中恰有两天下雨的概率2230.4(10.4)P C=⨯⨯-0.288=.练习某篮球爱好者,做投篮练习,假设其每次投篮命中的概率是40%,那么在连续三次投篮中,恰有两次投中的概率是多少?分析:其投篮的可能结果有有限个,但是每个结果的出现不是等可能的,所以不能用古典概型的概率公式计算,我们用计算机或计算器做模拟试验可以模拟投篮命中的概率为40%。
§3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生一、教材分析产生随机数的方法有两种:(1)由试验产生的随机数:例如我们要产生1—25之间的随机整数,我们把25个大小形状等均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.然后从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数.一般当需要的随机数个数不是太多时,可以用这种方法产生随机数.如果需要随机数的量很大,这种方法就不是很方便,因为速度太慢.(2)用计算器或计算机产生随机数:由于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(周期很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,称为伪随机数.在随机模拟中,往往需要大量的随机数,这时会选择用计算机产生随机数.这部分内容是新增加的内容,是随机模拟中最简单、易操作的部分,所以要求每个学生会操作.具体教学时,教师可以在课堂上带着学生用计算器操作一遍,然后让学生模拟掷硬币的试验或掷骰子的试验,并统计试验的结果.根据试验结果,教师可以设计一些与上一章统计部分相联系的问题,通过知识的相互联系,可以帮助学生更好地理解概率的意义和一些统计思想.例如:①每个学生模拟掷一个硬币的试验20次,统计出现正面的频数与频率,并可用频率估计概率,在此基础上进一步提出问题:这个估计的精度如何?误差大吗?②如果全班有50人,每人得到一个频率,那么有50个观测数据,计算这50个数据的平均数和标准差,并根据统计中的平均数和标准差的含义和计算的具体数值,解释这个模拟结果,通过这个过程,可以使学生进一步理解频率是概率的估计值,以及平均数和标准差的含义等.不同的计算器产生随机数的操作步骤可能不同,教科书中仅是以一种计算器为例给出产生随机数的步骤.教学中,可以让学生自己看计算器的说明书,按说明书的提示进行操作.很多软件都能产生随机数,教科书中以Excel软件为例,主要考虑到这个软件比较普遍,多数教师对它比较熟悉.教师在讲授这部分内容之前应该熟悉一下Excel软件,特别是产生随机数的函数、画统计图的功能及对统计数据结果的处理功能.用随机模拟的方法模拟随机现象称为统计试验.这里必须明确随机模拟方法得到的结果只能是概率的近似值或估计值,每次试验得到的结果可能是不同的.二、教学目标1、知识与技能:(1)了解随机数的概念;(2)利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率。
(整数值)随机数(random numbers)的产生【知识梳理】1.随机数的产生(1)标号:把n个大小,形状相同的小球分别标上1,2,3,…,n;(2)搅拌:放入一个袋中,把它们充分搅拌;(3)摸取:从中摸出一个.这个球上的数就称为从1~n之间的随机整数,简称随机数.2.伪随机数的产生(1)规则:依照确定算法;(2)特点:具有周期性(周期很长);(3)性质:它们具有类似随机数的性质.计算机或计算器产生的随机数并不是真正的随机数,我们称为伪随机数.3.利用计算器产生随机数的操作方法用计算器的随机函数RANDI(a,b)或计算机的随机函数RANDBETWEEN(a,b)可以产生从整数a到整数b的取整数值的随机数.例如,用计算器产生1到25之间的取整数值的随机数,方法如下:4.利用计算机产生随机数的操作程序每个具有统计功能的软件都有随机函数,以Excel软件为例,打开Excel软件,执行下面的步骤:(1)选定A1格,键入“=RANDBETWEEN(0,1)”,按Enter键,则在此格中的数是随机产生的0或1.(2)选定A1格,按Ctrl+C快捷键,然后选定要随机产生0,1的格,比如A2至A100,按Ctrl+V快捷键,则在A2至A100的数均为随机产生的0或1,这样相当于做了100次随机试验.(3)选定C1格,键入频数函数“=FREQUENCY(A1∶A100,0.5)”,按Enter键,则此格中的数是统计A1至A100中,比0.5小的数的个数,即0出现的频数.(4)选定D1格,键入“=1-C1/100”,按Enter键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率.【常考题型】题型一、随机数的产生方法【例1】某校高一年级共有20个班1 200名学生,期末考试时,如何把学生随机地分配到40个考场中去?[解]第一步,n=1;第二步,用RANDI(1,1 200)产生一个[1,1 200]内的整数随机数x表示学生的座号;第三步,执行第二步,再产生一个座号,若此座号与以前产生的座号重复,则执行第二步,否则n=n+1;第四步,如果n≤1 200,则重复执行第三步,否则执行第五步;第五步,按座号的大小排列,作为考号(不足四位的前面添上“0”,补足位数),程序结束.【类题通法】产生随机数需要注意的两个问题(1)利用抽签法时,所设计的试验要切实保证任何一个数被抽到的可能性是相等的,这是试验成功的基础(关键词:等可能).(2)利用计算器或计算机产生随机数时,由于不同型号的计算器产生随机数的方法可能会有所不同,故需特别注意操作步骤与顺序的正确性,具体操作需严格参照其说明书(关键词:步骤与顺序).【对点训练】用随机模拟方法抛掷一枚均匀的硬币100次,产生计算机统计这100次试验中“出现正面朝上”随机数.解:利用计算机统计频数和频率,用Excel演示.(1)选定C1格,键入频数函数“=FREQUENCY(A1:A100,0.5)”,按Enter键,则此格中的数是统计A1至A100中比0.5小的数的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数;(2)选定D1格,键入“=1-C1/100”,按Enter键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率,即正面朝上的频率.题型二、利用随机模拟法估计概率【例2】(1)已知某运动员每次投篮命中的概率低于40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三个随机数为一组,代表三次投篮的结果.经随机模拟产生了20组随机数:907966191925271932812458569683431257393027556488730113537989据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为()A.0.35B.0.25C.0.20 D.0.15[解析]由题意知模拟三次投篮的结果,经随机模拟产生了20组随机数,在20组随机数中表示三次投篮恰有两次命中的有191,271,932,812,393,共5组随机数,∴所求概率为520=1 4=0.25.故选B.[答案] B(2)种植某种树苗,成活率是0.9.若种植该种树苗5棵,用随机模拟方法估计恰好4棵成活的概率.[解]利用计算器或计算机产生0到9之间取整数值的随机数,我们用0代表不成活,1至9的数字代表成活,这样可以体现成活率是0.9.因为种植5棵,所以每5个随机数作为一组,可产生30组随机数,如下所示:698016609777124229617423531516297472494557558652587413023224374454434433315271202178258555610174524144134922017036283005949765617334783166243034401117这就相当于做了30次试验,在这些数组中,如果恰有一个0,则表示恰有4棵成活,共有9组这样的数,于是我们得到种植5棵这样的树苗恰有4棵成活的概率近似为930=0.3.【类题通法】利用随机模拟估计概率应关注三点用整数随机数模拟试验估计概率时,首先要确定随机数的范围和用哪些数代表不同的试验结果.我们可以从以下三方面考虑:(1)当试验的基本事件等可能时,基本事件总数即为产生随机数的范围,每个随机数代表一个基本事件;(2)研究等可能事件的概率时,用按比例分配的方法确定表示各个结果的数字个数及总个数;(3)当每次试验结果需要n 个随机数表示时,要把n 个随机数作为一组来处理,此时一定要注意每组中的随机数字能否重复.【对点训练】甲、乙两支篮球队进行一局比赛,甲获胜的概率为0.6,若采用三局两胜制举行一次比赛,现采用随机模拟的方法估计乙获胜的概率.先利用计算器或计算机生成0到9之间取整数值的随机数,用0,1,2,3,4,5表示甲获胜;6,7,8,9表示乙获胜,这样能体现甲获胜的概率为0.6.因为采用三局两胜制,所以每3个随机数作为一组.例如,产生30组随机数.034 743 738 636 964 736 614 698 637 162332 616 804 560 111 410 959 774 246 762428 114 572 042 533 237 322 707 360 751据此估计乙获胜的概率为________.解析:就相当于做了30次试验.如果6,7,8,9中恰有2个或3个数出现,就表示乙获胜,它们分别是738,636,964,736,698,637,616,959,774,762,707.共11个.所以采用三局两胜制,乙获胜的概率约为1130≈0.367. 答案:0.367【练习反馈】1.利用抛硬币产生随机数1和2,出现正面表示产生的随机数为1,出现反面表示产生的随机数为2,小王抛两次,则出现的随机数之和为3的概率为( )A.12B.13C.14D.15解析:选A 抛掷硬币两次,产生的随机数的情况有(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)共四种,其中随机数之和为3的情况有(1,2),(2,1)两种,故所求概率为24=12. 2.已知某射击运动员每次击中目标的概率都是0.8.现采用随机模拟的方法估计该运动员射击4次,至少击中3次的概率:先由计算器算出0~9之间取整数值的随机数,指定0,1表示没有击中目标,2,3,4,5,6,7,8,9表示击中目标;因为射击4次,故以每4个随机数为一组,代表射击4次的结果.经随机模拟产生了20组随机数:5727 0293 7140 9857 03474373 8636 9647 1417 46980371 6233 2616 8045 60113661 9597 7424 6710 4281据此估计,该射击运动员射击4次至少击中3次的概率为( )A .0.85B .0.819 2C .0.8D .0.75解析:选D 该射击运动员射击4次至少击中3次,考虑该事件的对立事件,故看这20组数据中含有0和1的个数多少,含有2个或2个以上的有5组数,故所求概率为1520=0.75,故选D.3.一个正方体,它的表面涂满了红色,在它的每个面上切两刀,可得27个小正方体,从中任取一个它恰有一个面涂有红色的概率是________.解析:恰有一个面涂有红色在每一个侧面上只有一个,共有6个,故所求概率为29. 答案:294.从1,2,3,4,5这5个数中任取两个,则这两个数正好相差1的概率是________.解析:从5个数中任取两个,共有10种取法,两个数相差1的有1,2;2,3;3,4;4,5四种,故所求概率为410=25. 答案:255.盒中有大小、形状相同的5只白球2只黑球,用随机模拟法求下列事件的概率:(1)任取一球,得到白球;(2)任取三球,都是白球.解:用1,2,3,4,5表示白球,6,7表示黑球.(1)步骤:①利用计算器或计算机产生1到7的整数随机数,每一个数一组,统计组数n ;②统计这n 组数中小于6的组数m ;③任取一球,得到白球的概率估计值是m n. (2)步骤:①利用计算器或计算机产生1到7的整数随机数,每三个数一组,统计组数n ;②统计这n 组数中,每个数字均小于6的组数m ;③任取三球,都是白球的概率估计值是mn.。
高中数学必修三知识点〔通用5篇〕高中数学必修三知识点〔通用5篇〕高中数学必修三知识点篇1一、集合有关概念1、集合的含义:某些指定的对象集在一起就成为一个集合,其中每一个对象叫元素。
2、集合中元素的三个特性:1.元素确实定性;2.元素的互异性;3.元素的无序性说明:(1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素。
(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,一样的对象归入一个集合时,仅算一个元素。
(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此断定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考察排列顺序是否一样。
(4)集合元素的三个特性使集合本身具有了确定性和整体性。
3、集合的表示:{…}如{我校的篮球队员},{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋}1.用拉丁字母表示集合:A={我校的篮球队员},B={1,2,3,4,5}2.集合的表示方法:列举法与描绘法。
注意:常用数集及其记法:非负整数集(即自然数集)记作:N正整数集N_或N+整数集Z有理数集Q实数集R关于“属于”的概念集合的元素通常用小写的拉丁字母表示,如:a是集合A 的元素,就说a属于集合A记作a∈A,相反,a不属于集合A 记作a?A列举法:把集合中的元素一一列举出来,然后用一个大括号括上。
描绘法:将集合中的元素的公共属性描绘出来,写在大括号内表示集合的方法。
用确定的条件表示某些对象是否属于这个集合的方法。
①语言描绘法:例:{不是直角三角形的三角形}②数学式子描绘法:例:不等式x-3》2的解集是{x?Rx-3》2}或{x x-3》2}4、集合的分类:1.有限集含有有限个元素的集合2.无限集含有无限个元素的集合3.空集不含任何元素的集合例:{x x2=-5}二、集合间的根本关系1.“包含”关系—子集注意:有两种可能(1)A是B的一部分。
(2)A与B是同一集合。
反之:集合A不包含于集合B,或集合B不包含集合A,记作AB或BA2.“相等”关系(5≥5,且5≤5,那么5=5)实例:设A={x x2-1=0}B={-1,1}“元素一样”结论:对于两个集合A与B,假设集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时,集合B的任何一个元素都是集合A 的元素,我们就说集合A等于集合B,即:A=B①任何一个集合是它本身的子集。
课时作业(二十) (整数值)随机数(random numbers )的产生
一、选择题
1.袋子中有四个小球,分别写有“巴”“西”“奥”“运”四个字,有放回地从中任取一个小球,取到“奥”就停止.用随机模拟的方法估计直到第二次才停止的概率:先由计算器产生1到4之间取整数值的随机数,且用1,2,3,4表示取出的小球上分别写有“巴”“西”“奥”“运”四个字,以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数:
13 24 12 32 43 14 24 32 31 21
23 13 32 21 24 42 13 32 21 34
据此估计,直到第二次才停止概率为( )
A.15
B.14
C.13
D.12
★★答案★★:B
2.用计算机模拟随机掷骰子的试验,估计出现2点的概率,下列步骤中不.
正确的是( ) A .用计算器的随机函数RANDI(1,7)或计算机的随机函数RANDBETWEEN(1,7)产生6个不同的1到6之间取整数值的随机数x ,如果x =2,我们认为出现2点
B .我们通常用计数器n 记录做了多少次掷骰子试验,用计数器m 记录其中有多少次出现2点,置n =0,m =0
C .出现2点,则m 的值加1,即m =m +1;否则m 的值保持不变
D .程序结束.出现2点的频率作为概率的近似值
★★答案★★:A
3.从3名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,则这三人中恰有一名男生的概率是( ) A.310
B.35
C.25
D.13 ★★答案★★:A
4.从2,4,6,8,10这5个数中任取3个,则这三个数能成为三角形三边的概率是( ) A.25
B.710
C.310
D.35 ★★答案★★:C
5.甲、乙两人一起去游济南趵突泉公园,他们约定,各自独立地从1号到3号景点中任选2个进行游览,每个景点参观1小时,则最后一小时他们同在一个景点的概率是( )
A.49
B.12
C.23
D.13
★★答案★★:D
二、填空题
6.某汽车站每天均有3辆开往省城的分为上、中、下等级的客车,某天袁先生准备在该汽车站乘车前往省城办事,但他不知道客车的车况,也不知道发车顺序.为了尽可能乘上上等车,他采取如下策略:先放过一辆,如果第二辆比第一辆好则上第二辆,否则上第三辆.则他乘上上等车的概率为________.
解析:共有6种发车顺序:①上、中、下;②上、下、中;③中、上、下;④中、下、上;
⑤下、中、上;⑥下、上、中(其中画横线的表示袁先生所乘的车),所以他乘坐上等车的概率为36
=12
. ★★答案★★:12
7.某小组有五名学生,其中三名女生、两名男生,现从这个小组中任意选出两名分别担任正、副组长,则正组长是男生的概率是________.
解析:从五名学生中任选两名,有10种情况,再分别担任正、副组长,共有20个基本事件,
其中正组长是男生的事件有8种,则正组长是男生的概率是820=25
. ★★答案★★:25
8.现有五个球分别记为A ,B ,C ,D ,E ,随机取出三球放进三个盒子,每个盒子只能放一个球,则D 或E 在盒中的概率是________.
解析:从5个球中取3个,有10种取法,再把3个球放入3个盒子,有6种放法,基本事件有60个,D 和E 都不在盒中含6个基本事件,则D 或E 在盒中的概率P =1-
660=910
. ★★答案★★:910
三、解答题
9.袋中有五张卡片,其中红色卡片三张,标号分别为1,2,3;蓝色卡片两张,标号分别为1,2.
(1)从以上五张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率;
(2)向袋中再放入一张标号为0的绿色卡片,从这六张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率.
解:(1)从五张卡片中任取两张的所有可能情况有如下10种:红1红2,红1红3,红1蓝1,红1蓝2,红2红3,红2蓝1,红2蓝2,红3蓝1,红3蓝2,蓝1蓝2.其中两张卡片的颜色不同且
标号之和小于4的有3种情况,故所求的概率为P=3 10.
(2)加入一张标号为0的绿色卡片后,从六张卡片中任取两张,除上面的10种情况外,多出5种情况:红1绿0,红2绿0,红3绿0,蓝1绿0,蓝2绿0,即共有15种情况,其中颜色不同且
标号之和小于4的有8种情况,所以概率为P=8
15.
10.甲盒中有红、黑、白三种颜色的球各3个,乙盒子中有黄、黑、白三种颜色的球各2个,从两个盒子中各取1个球.
(1)求取出的两个球是不同颜色的概率;
(2)请设计一种随机模拟的方法,来近似计算(1)中取出两个球是不同颜色的概率(写出模拟的步骤).
解:(1)设A表示“取出的两球是相同颜色”,B表示“取出的两球是不同颜色”.
则事件A的概率为:P(A)=3×2+3×2
9×6
=
2
9.
由于事件A与事件B是对立事件,所以事件B的概率为:P(B)=1-P(A)=1-2
9=
7
9.
(2)随机模拟的步骤:
第1步:利用抽签法或计算机(计算器)产生1~3和2~4两组取整数值的随机数,每组各有N个随机数.用“1”表示取到红球,用“2”表示取到黑球,用“3”表示取到白球,用“4”表示取到黄球.
第2步:统计两组对应的N对随机数中,每对中两个数字不同的对数n.
第3步:计算n
N的值,则
n
N就是取出的两个球是不同颜色的概率的近似值.
11.先后随机投掷2枚正方体骰子,其中x 表示第1枚骰子出现的点数,y 表示第2枚骰子出现的点数.
(1)求点P (x ,y )在直线y =x -1上的概率;
(2)求点P (x ,y )满足y 2<4x 的概率.
解:(1)每颗骰子出现的点数都有6种情况,所以基本事件总数为6×6=36个. 记“点P (x ,y )在直线y =x -1上”为事件A ,A 有5个基本事件:
A ={(2,1),(3,2),(4,3),(5,4),(6,5)},
∴P (A )=536
. (2)记“点P (x ,y )满足y 2<4x ”为事件B ,则事件B 有17个基本事件:
当x =1时,y =1;
当x =2时,y =1,2;
当x =3时,y =1,2,3;
当x =4时,y =1,2,3;
当x =5时,y =1,2,3,4;
当x =6时,y =1,2,3,4.
∴P (B )=1736
.。