Случайная величина · урок 3 из 6
Вероятность и статистика · 9 класс · базовый уровень
ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R05 · VIS9-021
Цели урока
ν=nm и обратно: m=ν⋅n (ПР-4)
частота при большом n близка к вероятности (ПР-7)
когда исходы не равновозможны (ПР-4, ПР-5)
E(ν)=p, разброс pq/n (ПР-6)
Разминка · устно
Теория · частота события — случайная величина
0≤ν≤1; ν в процентах — ν⋅100%
| Серия: 10 бросков | Орлов m | Частота ν |
|---|---|---|
| 1-я | 6 | 0,6 |
| 2-я | 3 | 0,3 |
| 3-я | 6 | 0,6 |
| 4-я | 7 | 0,7 |
| 5-я | 2 | 0,2 |
При n=10 частота «прыгает» от 0,2 до 0,7
Образец → сам · частота события
n=50, m=13 опыты и «успехи»
ν=5013=10026 определение частоты
Ответ: 0,26, или 26%
Сравним: P=1/6≈0,17 — серия короткая
Теория · закон больших чисел
При неограниченном увеличении числа n независимых опытов вероятность того, что частота νn отличается от p меньше чем на любое заданное ε, стремится к 1.
Коротко: νn≈p при большом n
Это закономерность в среднем: отдельный опыт по-прежнему случаен
Образец → сам · исторические опыты с монетой
| Кто | n | Орлов m |
|---|---|---|
| Ж. Бюффон | 4040 | 2048 |
| К. Пирсон | 12000 | 6019 |
| К. Пирсон | 24000 | 12012 |
ν=40402048≈0,507 частота орла
∣ν−0,5∣≈0,007 отклонение
Теория · почему частота приближается к вероятности
E(X)=np, D(X)=npq ⇒ E(ν)=p,D(ν)=npq,σ(ν)=npq
Образец → сам · разброс частоты
p=q=0,5, pq=0,25 симметричная монета
D(ν)=1000,25=0,0025 D(ν)=pq/n
σ(ν)=0,0025 корень из дисперсии
Ответ: 0,05
Теория · измерение вероятностей с помощью частот
P(A) неизвестна
n раз, независимо
m — число «успехов»
P(A)≈ν=nm
| Где так измеряют | Пример |
|---|---|
| производство | доля брака по проверенной партии |
| демография | вероятность рождения мальчика ≈0,51 |
| спорт, опросы | точность броска игрока, доля «за» среди жителей |
Образец → сам · оценка вероятности по частоте
P≈ν=200030=0,015 частота брака
10000⋅0,015=150 E(X)=np
Ответ: 0,015; около 150 ламп
Образец → сам · прогноз и обратная задача
p≈0,512, n=3500 оценка по статистике
m≈0,512⋅3500=1792 m≈pn
Ответ: около 1800 мальчиков
Исследование · частота в классе и в таблице
Теория · что закон больших чисел НЕ утверждает
| n | Орлов m | m−2n | ν |
|---|---|---|---|
| 10 | 6 | 1 | 0,6 |
| 100 | 54 | 4 | 0,54 |
| 10000 | 5070 | 70 | 0,507 |
Разница в штуках может расти — близка к p доля
После 5 орлов подряд P(решка)=0,5 — броски независимы
Осторожно · типичные ошибки
| Где ошибаются | Неверно | Верно |
|---|---|---|
| «должна выпасть решка» | 5 орлов подряд → P(решка)>0,5 | броски независимы: 0,5 |
| закон о числе, а не о доле | 1000 бросков → ровно 500 орлов | ν≈0,5; P(m=500)≈0,025 |
| мало опытов | 3 из 10 → точно P=0,3 | лишь оценка: σ≈0,14 |
| делят на неудачи | 30 брак, 970 годных: 97030 | ν=100030=0,03 |
Найди ошибку
P≈400160=0,4
160 — это «остриём вверх»
400400−160=0,6
ν=455≈0,11
делят на число всех выстрелов
ν=505=0,1
0,023000=150000
больше всей партии! надо умножать
3000⋅0,02=60
Задания с самопроверкой · база
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Формат ОГЭ · линия 10
1. В среднем из 1000 садовых насосов, поступивших в продажу, 5 подтекают. Найдите вероятность того, что случайно выбранный насос не подтекает.
0,995
2. В среднем из 150 карманных фонариков, поступивших в продажу, три неисправны. Найдите вероятность того, что выбранный наудачу фонарик исправен.
0,98
3. Фабрика выпускает сумки. В среднем 8 сумок из 100 имеют скрытые дефекты. Найдите вероятность того, что купленная сумка окажется без дефектов.
0,92
Задача из жизни · социологический опрос
Самостоятельная работа · 3,5 минуты
Итог урока
Паспорт соответствия · скрытый слайд
| Поле | Значение |
|---|---|
| ФРП | «Математика» (базовый уровень), 5–9 кл., Москва – 2025 · курс «Вероятность и статистика», 9 класс |
| Строка, урок | R05 «Случайная величина», 6 ч · урок 3/6 · тип Н |
| Единицы → слайды | R05.4 «Понятие о законе больших чисел» → 1, 2, 4, 6–9, 13–15, 17, 18, 20, 21 · R05.5 «Измерение вероятностей с помощью частот» → 2, 4, 5, 10–13, 15–21 |
| Результаты | ПР-4 / REQ-5.4 (частоты по результатам наблюдений) → 3–5, 7, 11, 13, 16, 17, 21 · ПР-7 / REQ-5.7 (закон больших чисел, роль в природе и обществе) → 6, 7, 14, 15, 20 · ПР-6 / REQ-5.6 (случайная величина) → 4, 8, 9 · ПР-5 / REQ-5.5 (вероятности) → 10–12, 19 |
| Вне урока | применение закона больших чисел (страхование, лотереи, Монте-Карло) — VIS9-022; строгая формулировка через неравенство Чебышёва — за рамками ФРП |
| Время | теория 13,5 мин · практика 31,5 мин (70 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |