9年级下册沪科版数学 26.3用频率估计概率(1) 逐字稿-3,843字

  师:同学们,大家好。前面我们学习了等可能情形下的概率,今天我们来学习用频率估计概率。

  首先,我们来看学习目标:一是当事件的试验结果不是有限个,或结果发生的可能性不相等时,要用频率来估计概率;二是理解试验次数较大时频率趋于稳定这一规律;三是结合具体情境,掌握如何用频率估计概率,这也是本节课的学习重点。本节课我们将围绕这三个目标展开探究。同学们,回顾一下,用列举法求概率的条件是什么?

  生:用列举法求概率必须满足两个条件:一是试验的所有结果是有限个;二是各种结果的可能性要相等。

  师:非常好。在生活实际中,并非所有事件都满足这两个条件。例如有两个问题:一是怎样考察树苗在一定条件下移植的成活率;二是从一定高度落下的图钉会有几种结果,它们发生的可能性相等吗?这里的树苗成活率以及钉尖朝上的概率,能不能用列举法求概率?为什么?

  生:因为每棵树苗品质不同,成活率不一样,图钉落地时钉尖、钉帽形状大小不同,所以这两件事都不是等可能事件,不能用列举法求概率。

  师:没错。当出现等可能事件时,可用列举法求事件发生的概率;当出现不等可能事件时,又该如何求它发生的概率呢?这就是我们这节课要探究的内容。

  我们从最基础的抛硬币实验开始探究。抛掷一枚硬币正面向上的概率是1/2,这个概率能否通过试验的方法得到呢?首先观察实验,一位同学在做抛硬币游戏时,将获得的数据绘制成了下表及折线统计图。其中出现正面的频率等于出现正面的次数除以抛掷次数。看一下统计表,抛掷次数逐渐增大,出现正面的频率会有什么特点呢?再看看折线统计图中描出的点有什么特征。

  生:通过统计表和统计图可知,当抛掷次数很多时,出现正面的频率将稳定在0.5附近。

  师:实际上,这个试验同学们也可以自己动手做,但要注意三点:一是做抛掷硬币试验时,一定要在同一高度抛掷,并且抛掷动作一致;二是填写表格,统计实验结果,计算频率结果必须保留3位小数;三是抛掷试验的总次数不少于100次。下面同学们把课前准备好的工具拿出来,结合这三点与老师一起做实验。(老师演示抛硬币:反面、反面、正面、正面、反面……)请同学们思考,为什么抛硬币要在同一高度抛掷,并且要同一动作呢?

  生:这样能确定每次试验是等可能事件。

  师:由于时间关系,我们无法在课堂上进行大量重复实验,那该怎么办呢?可以在课后继续完成,既可以一个人单独完成,同学们一定要细心、有毅力;也可以小组合作完成,然后全班进行统计分析。我这里收集了张某同学试验统计的数据,请同学们看。统计表中抛掷次数由20次增加到40次、60次、80次、100次,同学们再看看正面的频率,有什么特点呢?

  生:(观察后回答)……

  师:通过统计表中的数据,抛掷一枚硬币正面朝上的可能性有多大?对所填表中的数据进行思考,当投掷一枚硬币的次数足够多时,出现的频率值怎么变化?它在哪一个常数附近摆动呢?这里有一段视频,能回答上面两个问题。

  利用前面学习的列举法,可以计算掷骰子时某个事件发生的概率,但前提是骰子质地均匀,每个点数出现的概率相等。然而,有些赌徒为了作弊,会故意制作质地不均匀的骰子。这时,怎么得到骰子各个点数出现的概率呢?长期实践发现,对一般的随机事件,在做大量重复试验时,随着试验次数的增加,一个事件出现的频率总在一个固定数的附近摆动,显示出一定的稳定性。所以,我们可以通过大量的重复实验,用一个随机事件发生的频率去估计它的概率。抛硬币会产生最简单的随机结果,正面朝上或者反面朝上。历史上很多人都用频率的方法来估计正面朝上的概率。通过先辈们得出的数据可以看到,随着试验次数的增多,正面朝上的频率越来越接近于1/2,于是正面朝上的概率就可以被估计为1/2。

  原来,当抛掷一枚硬币的次数足够多时,出现的频率将稳定在一个常数0.5附近。我们通常用这个频率值估计概率的近似值。历史上有许多毅力惊人的数学家都做了抛硬币试验,这里收集了4位数学家做的5次大量重复实验的数据。首先,同学们了解一下这四位数学家,他们分别是布冯、德摩根、费勒、皮尔逊。

  请同学们看表格,随着试验次数的增多,正面向上的频率有什么特征呢?它们将稳定在哪个数附近呢?再来看一下折线统计图,图中描出的点分布有什么特征?

  生:它们在0.5附近摆动。

  师:四位数学家以惊人的毅力做了大量重复实验,给我们带来哪些启示呢?首先,大量重复实验能探索事件发生的规律,比如爱迪生发明灯泡,伽利略在比萨斜塔做试验,推翻了亚里士多德持续1900多年的错误结论。再者,科学家们不厌其烦、不怕苦、不怕累,真理至上的探索精神,值得我们学习。通过上面三次探究,我们获得以下新知:一般在大量重复实验中,随机事件A发生的频率m/n(n是试验总次数,必须相当大;m是在n次实验中随机事件A发生的次数)会稳定到某个常数p,我们用p这个常数表示事件A发生的概率,即P(A)=p。

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