Случайная величина · урок 4 из 6
Вероятность и статистика · 9 класс · базовый уровень
ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R05 · VIS9-022
Цели урока
по частоте в большой серии: p≈nm (ПР-4, ПР-7)
число событий в n опытах: m≈np (ПР-5, ПР-7)
численность и долю: метод отметок, опрос (ПР-4, ПР-7)
лотерея, страхование, метод Монте-Карло (ПР-6, ПР-7)
Разминка · устно
Теория · закон больших чисел: частота стабилизируется
Закон больших чисел: при большом n частота nm близка к вероятности p
| Опыт | n | m | nm |
|---|---|---|---|
| Бюффон | 4040 | 2048 | 0,5069 |
| Пирсон | 12000 | 6019 | 0,5016 |
| Пирсон | 24000 | 12012 | 0,5005 |
Теория · два направления применения
известны n опытов и m появлений события
p≈nm
Бюффон: 40402048≈0,507
рождение мальчика ≈0,51, брак, всхожесть семян, попадание в цель
известна вероятность p, будет n опытов
m≈np
кубик, 600 бросков: 600⋅61=100 «шестёрок»
сколько заказать запчастей, сколько придёт зрителей, сколько выплат
Образец → сам · оценка вероятности по частоте
200036=0,018 частота неисправности
n=2000 — много частоте можно доверять
1−0,018 = 0,982 противоположное
Образец → сам · прогноз числа событий
p=0,03, n=5000 партия большая
m≈np=5000⋅0,03 закон больших чисел
около 150 штук не ровно, а примерно
Теория · выборка: метод отметок
1. Поймали и пометили K=12 рыб, отпустили
2. Новый улов: n=18, из них с меткой k=2
3. доля в улове ≈ доля в озере: nk≈NK
N≈212⋅18=108 (на рисунке 110)
Образец → сам · оценка по выборке
1500540=0,36 доля в выборке
0,36⋅60000 та же доля в городе
около 21600 человек
Теория · среднее многих опытов ≈ математическое ожидание
| X, руб. | 0 | 100 | 1000 |
|---|---|---|---|
| P | 0,9 | 0,08 | 0,02 |
E(X)=8+20=28 руб.
среднее X в n опытах ≈E(X) при большом n
Образец → сам · страхование и лотереи
E(выплаты)=0,01⋅200000=2000
2500−2000=500 с клиента в среднем
500⋅5000 = 2,5 млн руб.
Теория · метод Монте-Карло
точка — случайная в квадрате 1×1; P(в четверти круга)=4π
частота: 200158=0,79≈4π
π≈4⋅0,79=3,16
Sфигуры≈Sквадрата⋅nm
Образец → сам · Монте-Карло в электронной таблице
| A | B | C | |
|---|---|---|---|
| 1 | x | y | в круге |
| 2 | 0,41 | 0,73 | 1 |
| 3 | 0,92 | 0,58 | 0 |
| … | … | … | … |
| 1002 | СУММ | 787 | |
1000787=0,787
π≈4⋅0,787
π≈ 3,148
Задача из жизни · опоздания автобуса
По статистике автопарка из 500 рейсов 35 опоздали больше чем на 5 минут. Вы ездите на этом автобусе 2 раза в день, 20 учебных дней в месяц.
Осторожно · типичные ошибки
| Ситуация | Неверно | Верно |
|---|---|---|
| решка выпала 5 раз подряд | «теперь должен выпасть орёл» | P(орёл)=21: монета не помнит |
| 10 бросков, 7 орлов | P(орёл)=0,7 | опытов мало, оценке нельзя верить |
| 10000 бросков, 5070 орлов | «должно быть ровно 5000» | к p близка частота: 0,507 |
| пометили 200, в улове 150, меток 12 | N≈20012⋅150=9 | 15012=N200, N≈2500 |
Найди ошибку
2004=0,02
это вероятность дефекта
200196=0,98
30+60−5=85
нужна пропорция долей
605=N30, N≈360
«в среднем выигрываю 50 руб. — выгодно»
забыта цена билета
50−100=−50 руб. с билета
Задания с самопроверкой · база
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Формат ОГЭ · линия 10
1. Фабрика выпускает сумки. В среднем 8 сумок из 160 имеют скрытые дефекты. Найдите вероятность того, что купленная сумка окажется без дефектов.
0,95
2. В среднем из 1500 садовых насосов, поступивших в продажу, 6 подтекают. Найдите вероятность того, что случайно выбранный насос не подтекает.
0,996
3. Вероятность того, что новая шариковая ручка пишет плохо или не пишет, равна 0,1. Покупатель выбирает одну ручку. Найдите вероятность того, что она пишет хорошо.
0,9
Самостоятельная работа · 5 минут
Теория · итоговая сводка
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 4/6 · тип Н |
| Единицы → слайды | R05.6 «Применение закона больших чисел» → 2–22 (оценка вероятности 4–6, прогноз 5, 7, 14; выборка 8–9; среднее и математическое ожидание 10–11; метод Монте-Карло 12–13) |
| Результаты | ПР-7 / REQ-5.7 (закон больших чисел, роль в природе и обществе) → 4–21 · ПР-4 / REQ-5.4 (частоты событий) → 3, 6, 9, 17, 19, 20 · ПР-5 / REQ-5.5 (вероятности событий) → 6, 19 · ПР-6 / REQ-5.6 (случайная величина) → 10–11 |
| Вне урока | практикум «Случайная величина и распределение вероятностей» — VIS9-023; оценка точности частоты (дисперсия частоты) — не входит в базовый уровень |
| Время | теория 13 мин · практика 32 мин (71 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |