3.3模拟方法--概率的应用 课件（北师大版必修三）.ppt

§3 模拟方法——概率的应用 知识回顾：我们已经学习了两种计算事件发生的概率的方法: （1）通过试验方法得到事件发生的频率,来估计概率.(一种近似估计,需通过大量重复试验) （2）用古典概型的公式来计算概率.(仅适用于基本事件为有限个的情况) 如何求面积？ 在概率论发展的早期，人们就已经注意到只考虑那种仅有有限个等可能结果的随机试验是不够的，还必须考虑有无限多个试验结果的情况.常常会遇到试验的所有可能结果(即基本事件)为无穷多个的情况,且这无穷多个基本事件保持着古典概型的“等可能性”.这时用大量试验的方法很难获得一个符合要求的概率,也不能用古典概型的方法求解.例如，一个人到单位的时间可能是8：00～9：00的任何一个时刻；往一个方格中投一个石子，石子可能落在方格中的任何一点……这些试验可能出现的结果都是无限多个.那怎么办呢? 请观察下列问题并思考如何确定其概率. 问题1：如图所示在边长为a的正方形内有一个不规则的阴影部分，那么怎样求阴影部分的面积呢？ 问题2:一个人上班的时间可能是8:00～9:00的任一时刻，那么他在8:30之前到达的概率是多大呢？ 问题3:已知在边长为a的正方形内有一个半径为0.5的圆.向正方形内随机地投石头，那么石头落在圆内的概率是多大呢? 带着上述问题，我们开始学习新的内容：模拟方法——概率的应用. 1. 会用模拟方法估计概率,近似计算不规则图形的面积, 求π的近似值. 2. 通过解决具体问题的实例,感受、体会模拟方法的基本思想,学会依据随机试验的试验结果设计合理的模拟方法,通过模拟试验加深对随机事件频率的随机性和概率的稳定性的认识以及用频率去估计概率的方法.(重点、难点) 问题1：射箭比赛的箭靶涂有五个彩色得分环，从外向内为黑色、白色、蓝色、红色，靶心为黄色,靶面直径为122 cm，靶心直径为12.2 cm，运动员在70 m外射击． 假设射箭都能中靶，且射中靶面内任意一点都是等可能的，那么射中黄心的概率有多大？ 122cm （1）试验中的基本事件是什么？ 提示：射中靶面上每一点都是一个基本事件,这一点可以是直径为122 cm靶面的大圆内的任意一点. （2）每个基本事件的发生是等可能的吗？ 提示：是等可能的 （3）符合古典概型的特点吗？ 提示：不符合 问题2:取一根长度为3 m的绳子，拉直后在任意位置剪断，那么剪得两段的长度都不小于1 m的概率有多大？ 3 m （1）试验中的基本事件是什么？ （3）符合古典概型的特点吗？ 提示：不符合 提示：从每一个位置剪断都是一个基本事件,剪断位置可以是长度为3 m的绳子上的任意一点. （2）每个基本事件的发生是等可能的吗？ 提示：是 问题3: 有一杯1升的水，其中漂浮有1个微生物，用一个小杯从这杯水中取出0.1升，求小杯水中含有这个微生物的概率. （1）试验中的基本事件是什么？ （2）每个基本事件的发生是等可能的吗？ （3）符合古典概型的特点吗？ 提示：微生物出现的每一个位置都是一个基本事件,微生物出现位置可以是1升水中的任意一点. 提示：是 提示：不符合 (1)一次试验的所有可能出现的结果有无限多个； (2) 每个结果发生的可能性大小相等． 上面三个随机试验有什么共同特点？ ≠ 将古典概型中的基本事件的有限性推广到无限性，而保留等可能性，就得到几何概型． (1)基本事件的个数有限. (2)每一个基本事件都是等可能发生的． 古典概型的本质特征： 几何概型的特点： （1）试验的所有可能出现的结果有无限多个, （2）每个试验结果的发生是等可能的. 古典概型与几何概型之间的联系: 试验：取一个矩形，在面积为四分之一的部分画上阴 影，随机地向矩形中撒一把芝麻（以100粒为例），假 设每一粒芝麻落在正方形内的每一个位置的可能性大小 相等.统计落在阴影A内的芝麻数与落在矩形内的总芝麻 数，观察它们有怎样的比例关系？ A 分析:由于区域A的面积是矩形面积的 ,因此大约有 的芝麻(25粒)落在区域A内. 落在区域A内的芝麻数 落在矩形内的芝麻数 ≈ 区域A的面积 矩形的面积 通过计算机做模拟试验,不难得出下面的结论: 一般地,在向几何区域D中随机地投一点,记事件A为“该点落在其内部一个区域d内”,则事件A发生的概率为: 注:利用这个定理可以求出不规则图形的面积、体积. D d 区域D的面积(长度或体积) P(A)= 区域d的面积(长度或体积) . 用模拟方法估计圆周率的值 y x 0 1 -1 1 -1 基本思想: 先作出圆的外切正方形,再向正方形中随机地撒芝麻,数出落在圆内的芝麻数和落在正方形中的芝麻数,用芝麻落在圆内的频率来估计圆与正方形的面积比,由此得出 π的近似值. 我国古代数学家祖冲之早在1500多年前就算出圆周率π的值在3