Случайная величина · урок 5 из 6
Практикум: случайная величина и распределение
Вероятность и статистика · 9 класс · базовый уровень
ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R05 · VIS9-023
R05.1 · R05.2
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Распределение
составлять таблицу распределения перебором исходов и проверять сумму 1 (ПР-6, ПР-2)
E(X)
находить математическое ожидание как теоретическое среднее (ПР-6, ПР-3)
D(X) и σ
вычислять дисперсию и стандартное отклонение по таблице (ПР-3)
Из жизни
оценивать лотерею, страховку и серию Бернулли через E(X) (ПР-5, ПР-6)
повторение: VIS9-019 … VIS9-022
Разминка · устно
Суммы, произведения, квадраты
Вычислите
- 0,2+0,5+0,1 0,8
- 1−0,8 0,2
- 2⋅0,3+5⋅0,2 1,6
- (3−5)2⋅0,25 1
Найдите
- 41+21+41 1
- 10⋅0,3 3
- 10⋅0,3⋅0,7 2,1
- 0,49 0,7
R05.1
Теория · сводка: случайная величина и распределение
Значения и их вероятности
Случайная величина X — число, которое зависит от исхода опыта. Пример: число орлов при двух бросках монеты.
Распределение — все значения и их вероятности; сумма вероятностей =1.
Дискретные: очки, число брака. Непрерывные: рост, вес, время.
R05.1
Образец → сам · распределение перебором исходов
Составьте таблицу распределения
Образец: монету бросают 3 раза; X — число орлов
исходов 23=8, все равновозможны
РРР 0ОРР 1РОР 1РРО 1ООР 2ОРО 2РОО 2ООО 3
проверка: 81+3+3+1 = 1
Сам: составьте распределение
- Кубик бросают один раз; X — число шестёрок 0: 65; 1: 61
- Монету бросают 2 раза; X — число решек 41; 21; 41
- В коробке 3 красных и 2 синих шара, берут 2; X — число красных 0,1; 0,6; 0,3
R05.1
Образец → сам · пропущенная вероятность и события
Сумма вероятностей равна 1
Образец: найдите a и P(X≥3)
0,1+0,3+a+0,2=1 свойство распределения
a=1−0,6=0,4
X≥3: значения 3 и 4 несовместны
P(X≥3)=0,4+0,2 = 0,6
Сам
- X=0,1,2 с вероятностями 0,25; a; 0,35. Найдите a 0,4
- Там же: P(X≥1) 0,75
- Там же: P(X=1) 0,6
- обратнаяX=−1,0,1 с вероятностями 2a; a; a. Найдите a 0,25
R05.2
Теория · сводка: математическое ожидание и дисперсия
Центр и разброс распределения
E(X)=x1p1+x2p2+…+xnpn
D(X)=∑(xi−E)2pi
E(X) — теоретическое среднее, «точка равновесия»: здесь E=2,7.
D(X) — мера разброса,
σ=D: здесь
D=0,81,
σ=0,9.
R05.2
Образец → сам · математическое ожидание
Сумма «значение × вероятность»
Образец: X — число очков при броске кубика. Найдите E(X)
| X | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|
| P | 61 | 61 | 61 | 61 | 61 | 61 |
E=1⋅61+2⋅61+…+6⋅61 по определению
E=61+2+…+6=621 общий множитель
E(X) = 3,5 такого значения нет — это среднее
Сам: найдите E(X)
- X=0,1,2; P=0,25; 0,5; 0,25 1
- X=−2,0,3; P=0,3; 0,5; 0,2 0
- X=10,20,50; P=0,5; 0,3; 0,2 21
- обратнаяX=1 или x; P=0,6; 0,4; E(X)=3. Найдите x 6
R05.2
Образец → сам · дисперсия и стандартное отклонение
Отклонение → квадрат → умножить на p
Образец: X=0,2,4; P=0,25; 0,5; 0,25. Найдите D(X) и σ
E=0+1+1=2 сначала центр
| x | 0 | 2 | 4 |
|---|
| x−E | −2 | 0 | 2 |
| (x−E)2 | 4 | 0 | 4 |
| ⋅p | 1 | 0 | 1 |
D=1+0+1 = 2 сумма нижней строки
σ=2≈1,41
Сам: найдите D(X)
- X=0,1; P=0,5; 0,5 0,25
- X=−1,1; P=0,5; 0,5 1
- X=0,1,2; P=0,25; 0,5; 0,25 0,5
- X=1,2,3; P=0,2; 0,6; 0,2 0,4
R05.2 · R04.5 (повторение)
Теория · сводка: число успехов в серии Бернулли
n испытаний, вероятность успеха p
X — число успехов: P(X=k)=Cnkpkqn−k
E(X)=np
D(X)=npq
Монета, n=4, p=0,5: E=2, D=1
R05.2
Образец → сам · число успехов: E = np, D = npq
Стрелок, монета, контроль качества
Образец: стрелок (p=0,8) делает 3 выстрела; X — число попаданий
| X | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|
| P | 0,008 | 0,096 | 0,384 | 0,512 |
по таблице: 0,096+0,768+1,536=2,4
по формуле: E=np=3⋅0,8 = 2,4 совпало
D=npq=3⋅0,8⋅0,2 = 0,48
Сам: найдите E и D
- Монету бросают 10 раз; X — число орлов 5; 2,5
- Кубик бросают 12 раз; X — число шестёрок 2; 35
- Брак 5%; проверили 200 деталей; X — число бракованных 10; 9,5
- обратнаяn=20, E(X)=6. Найдите p и D 0,3; 4,2
R05.2 · из жизни
Образец → сам · задача из жизни: лотерея и страховка
Выгодно ли покупать билет?
Образец: из 1000 билетов один выигрывает 5000 ₽, десять — по 500 ₽. Билет стоит 20 ₽
| X, ₽ | 5000 | 500 | 0 |
|---|
| P | 0,001 | 0,01 | 0,989 |
E=5000⋅0,001+500⋅0,01=10 ₽
10−20=−10 ₽ средний итог на билет
в среднем теряем 10 ₽ с билета
Сам
- Страховой случай — с вероятностью 0,01, выплата 100000 ₽. Найдите E выплаты 1000 ₽
- Там же полис стоит 1500 ₽. Средний доход компании с полиса 500 ₽
- Выпала «шестёрка» — получаешь 50 ₽, иначе платишь 10 ₽. E выигрыша 0 ₽
R05.1 · R05.2
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
| Где ошибаются | Неверно | Верно |
| E как среднее значений без весов: X=0,1,10; P=0,5; 0,4; 0,1 | 30+1+10≈3,67 | 0+0,4+1=1,4 |
| значения считают равновероятными: число орлов из 2 бросков | 31; 31; 31 | 41; 21; 41 |
| дисперсия без квадратов: X=0,2; P=0,5; 0,5 | (−1)⋅0,5+1⋅0,5=0 | 1⋅0,5+1⋅0,5=1 |
| в серии Бернулли D=np: n=10, p=0,3 | D=3 | D=npq=2,1 |
R05.1 · R05.2
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) X=1,2,3; P=0,2; 0,5; 0,3. Найдите E(X)
E=31+2+3=2
вероятности не равны — нужны веса
E=0,2+1+0,9=2,1
б) Монету бросают 2 раза; X — число решек. Распределение?
P(X=0)=P(X=1)=P(X=2)=31
исходов 4: ОО, ОР, РО, РР
41; 21; 41
в) X=0,4; P=0,5; 0,5. Найдите D(X)
E=2;
D=(0−2)⋅0,5 +
+ (4−2)⋅0,5=0
отклонения надо возвести в квадрат
D=4⋅0,5+4⋅0,5=4, σ=2
R05.1 · R05.2
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
X=1,2,3; P=0,3; a; 0,5
- Найдите a 0,2
- Найдите E(X) 2,2
- Найдите P(X<3) 0,5
X=0,5; P=0,6; 0,4
- Найдите E(X) и D(X) 2; 6
Серии и опыты
- Кубик; X=1, если выпала «шестёрка», иначе 0. E(X) 61
- Монету бросают 20 раз. E числа орлов 10
- n=50, p=0,2. D числа успехов 8
R05.1 · R05.2
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
- повыш.Бросают два кубика; X — сумма очков. Найдите E(X) 7
- повыш.X принимает значения 0,1,2; P(X=1)=0,5, E(X)=1,2. Найдите P(X=0) 0,15
- повыш.Из 3 красных и 2 синих шаров берут 2; X — число красных. Найдите E(X) 1,2
- из жизниИгра: платишь 30 ₽, бросаешь кубик, получаешь 10 ₽ за каждое очко. Выгодна ли игра игроку? да: в среднем +5 ₽
R05.1 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 10
Запишите ответ — число
1. Игральный кубик бросают дважды. Найдите вероятность того, что сумма выпавших очков равна 4 или 7.
Ответ: 0,25
2. В лотерее 500 билетов, из них 15 выигрышных. Найдите вероятность того, что купленный билет не выиграет.
Ответ: 0,97
3. Монету бросают три раза. Найдите вероятность того, что орёл выпадет ровно два раза.
Ответ: 0,375
Это значения распределений урока: сумма двух кубиков, выигрыш, число орлов.
R05.1 · R05.2
Самостоятельная работа · 5 минут
Два варианта — решите свой
Вариант 1
- X=0,1,2; P=0,1; a; 0,3. Найдите a 0,6
- Для той же X найдите E(X) 1,2
- X=0,2; P=0,5; 0,5. Найдите D(X) 1
- Монету бросают 8 раз; X — число орлов. E и D 4; 2
Вариант 2
- X=1,2,3; P=0,4; 0,4; a. Найдите a 0,2
- Для той же X найдите E(X) 1,8
- X=1,5; P=0,5; 0,5. Найдите D(X) 4
- Кубик бросают 30 раз; X — число шестёрок. E и D 5; 625
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
- Что такое распределение и чему равна сумма вероятностей?
- Чем E(X) отличается от среднего значений?
- Зачем в дисперсии квадраты?
Домашнее задание
- Монету бросают 3 раза; X — число орлов: найдите E и D по таблице
- 200 билетов: два по 1000 ₽, десять по 100 ₽. E выигрыша; n=25, p=0,4: E и D
- Тренажёр: reknow.ru/9/veroyatnost/9_veroyatnost_sluchaynaya-velichina.htm
Паспорт соответствия · скрытый слайд
VIS9-023 · Практикум: случайная величина
| 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 5/6 · тип П (практикум) |
| Единицы → слайды | R05.1 «Случайная величина и распределение вероятностей» → 2, 4–6, 13–18 · R05.2 «Математическое ожидание и дисперсия случайной величины» → 2, 7–16, 18 · повторение R04.5 (формула Бернулли) → 10, 11 |
| Результаты | ПР-6 / REQ-5.6 (случайная величина и распределение) → 4–18 · ПР-3 / REQ-5.3 (средние и меры рассеивания) → 7–9, 13–15 · ПР-2 / REQ-5.2 (перебор) → 5, 16 · ПР-5 / REQ-5.5 (серия Бернулли) → 10, 11 · EL-5.8, EL-5.9, EL-5.10 |
| Вне урока | обобщение по R05 и контроль — VIS9-024; непрерывные распределения — только упоминание |
| Время | теория 12,5 мин · практика 32,5 мин (72 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |