Повторение и систематизация · урок 3 из 4 · обобщение
Случайные величины и их характеристики: собираем систему
Вероятность и статистика · 9 класс · углублённый уровень ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R08 · VIS9U-033
1
2
3
4
5
6
E ( X ) , D ( X ) , σ
X — наибольшее из двух очков
1 мин · теория (орг. момент, тема урока)
Паспорт: R08 «Повторение, обобщение, систематизация знаний» (4 ч), урок 3/4, тип О. Единицы строки: R08.1–R08.6; фокус этого урока (3-я часть списка) — R08.4 «Случайные величины и распределения» и R08.5 «Числовые характеристики случайных величин» плюс смешанные задачи. Предыдущие: VIS9U-031 — события и комбинаторика (R08.1, R08.2), VIS9U-032 — серии испытаний Бернулли (R08.3). Следующий: VIS9U-034 — закон больших чисел, E и D изученных распределений (R08.6).
Хронометраж: Теория 12,5 мин · практика 32,5 мин (72 %) , итого 45 мин.
Теория (12,5 мин): сл. 1–2 (тема, цели) 2 · 4 (случайная величина и распределение, учитель строит распределение сам по таблице исходов) 3 · 7 (ожидание, дисперсия, σ, физический смысл — пример учителя) 3 · 9 (свойства E и D, вывод D ( a X + b ) ) 3 · 13 (итоговая сводка) 1,5.
Практика (32,5 мин): разминка (сл. 3) 2 · образцы → сам (сл. 5, 6, 8, 10, 11, 12) по 2,5 = 15 · типичные ошибки (сл. 14) 1,5 · найди ошибку (сл. 15) 2 · самопроверка, база (сл. 16) 2,5 · повышенный (сл. 17) 2,5 · ОГЭ (сл. 18) 2 · самостоятельная (сл. 19) 4 · итог и ДЗ (сл. 20) 1.
Если не успеваете: задание 3 на сл. 11 и задание 3 на сл. 17 — в ДЗ; сводки не сокращать.
Титул: распределение X — наибольшего из очков на двух кубиках: P ( X = k ) = 36 2 k − 1 (сл. 4); выделен столбик X = 4 .
R08.4 · R08.5
Цели урока
Сегодня вы повторите и научитесь
Строить распределение по таблице исходов, через сочетания и по дереву (ПР-4)
Считать E , D , σ по таблице распределения и понимать их смысл (ПР-5)
Применять свойства a X + b , сумма величин — без новой таблицы (ПР-5)
Решать задачи из жизни лотерея, справедливая цена, сравнение риска (ПР-4, ПР-5)
1 мин · теория
ПР-4: «Иметь представление о случайных величинах и распознавать случайные величины в явлениях окружающего мира, оперировать понятием „распределение вероятностей“. Уметь строить распределения вероятностей значений случайных величин в изученных опытах». ПР-5: «Находить математическое ожидание и дисперсию случайной величины по распределению, применять числовые характеристики изученных распределений при решении задач». ПР-1 (сочетания) — сл. 5, 15; ПР-3 (испытания до первого успеха) — сл. 6, 16, ДЗ.
Единицы ФРП: R08.4 «Случайные величины и распределения», R08.5 «Числовые характеристики случайных величин».
повторение: VIS9U-019…027
Разминка · устно
Восемь быстрых вопросов
X : 1 ; 2 ; 3 , P : 0 , 2 ; 0 , 5 ; ? 0 , 3
E ( X ) для этой величины 2 , 1
E ( X ) = 3 . E ( 2 X + 1 ) ? 7
D ( X ) = 4 . D ( 3 X ) ? 36
D ( X ) = 9 . σ ( X ) ? 3
D ( X ) = 2 . D ( X + 5 ) ? 2
Число орлов при одном броске монеты: E ? 0 , 5
E ( X ) = 2 , E ( Y ) = 5 . E ( X − Y ) ? − 3
2 мин · практика
Ответы (по клику): 1) 1 − 0,2 − 0,5 = 0,3 (сумма вероятностей = 1). 2) 0,2 + 1 + 0,9 = 2,1. 3) 2 · 3 + 1 = 7. 4) 3² · 4 = 36 — множитель выходит в квадрате. 5) √9 = 3. 6) Сдвиг не меняет разброс: 2. 7) 0 · 0,5 + 1 · 0,5 = 0,5. 8) 2 − 5 = −3 (ожидание суммы и разности — всегда, без условия независимости).
Вопрос к № 6: почему D ( X + 5 ) = D ( X ) ? (Все значения и среднее сдвинулись на 5 — отклонения те же.)
R08.4
Теория · сводка · случайная величина и распределение
Два кубика: X — наибольшее из выпавших очков
первый кубик
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
второй кубик
1
2
3
4
5
6
2
2
3
4
5
6
3
3
3
4
5
6
4
4
4
4
5
6
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
в клетке — значение X
www.reknow.ru
Случайная величина — число, зависящее от исхода опыта. Распределение — её значения и их вероятности, ∑ p i = 1 .
X 1 2 3 4 5 6
P 36 1 36 3 36 5 36 7 36 9 36 11
P ( X = k ) = 36 2 k − 1 «уголок» из 2 k − 1 клеток
Дискретные: очки, число попаданий. Непрерывные: рост, время ожидания автобуса.
3 мин · теория (учитель строит распределение сам)
36 равновозможных исходов (a; b). В каждой клетке записано max(a, b); чем больше значение, тем темнее. Клетки с X = 4 (подсвечены по клику) образуют «уголок»: (4;1), (4;2), (4;3), (4;4), (1;4), (2;4), (3;4) — 7 клеток, P = 7/36. Вообще клеток со значением k: k² − (k − 1)² = 2k − 1.
Проверка: 1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 = 36 — сумма вероятностей 1 ✓ (сумма первых нечётных чисел — квадрат).
Вопрос: какое значение наиболее вероятно? (6 — 11/36 ≈ 0,31.) Чем отличается от суммы очков? (Распределение суммы симметрично относительно 7.)
R05.2: дискретная величина принимает отдельные значения, которые можно перечислить; непрерывная — любые значения из промежутка, для неё говорят о вероятности попасть в промежуток (геометрическая вероятность — пример).
R08.4 · R08.2
Образец → сам · распределение через сочетания
Значения → вероятность каждого → проверка суммы
Образец: в урне 4 белых и 2 чёрных шара. Вынимают 3 шара, X — число белых. Постройте распределение X .
значения: 1 ; 2 ; 3 чёрных только 2 — X = 0
все тройки: C 6 3 = 20
P ( 1 ) = 20 4 ⋅ 1 , P ( 2 ) = 20 6 ⋅ 2 , P ( 3 ) = 20 4
0 , 2 + 0 , 6 + 0 , 2 = 1 проверка
Сам
Из 5 деталей 2 бракованные, берут 2 ; X — число бракованных 0 , 3 ; 0 , 6 ; 0 , 1
Монету бросают 3 раза, X — число орлов 0 , 125 ; 0 , 375 ; 0 , 375 ; 0 , 125
Два кубика, X — модуль разности очков. P ( X = 1 ) ? 18 5
2,5 мин · практика
Образец: P(X = 1) = C 4 1 C 2 2 / C 6 3 = 4/20 = 0,2; P(X = 2) = C 4 2 C 2 1 /20 = 12/20 = 0,6; P(X = 3) = C 4 3 /20 = 4/20 = 0,2. Ловушка — значение 0 невозможно.
1) X = 0: C 3 2 / C 5 2 = 3/10; X = 1: 2 · 3/10 = 6/10; X = 2: 1/10. Сумма 1 ✓. Эта таблица понадобится на сл. 7. 2) 1, 3, 3, 1 из 8 — строка треугольника Паскаля. 3) Пары с |a − b| = 1: (1;2), (2;3), …, (5;6) и обратные — 10 из 36 = 5/18.
R08.4 · R08.3
Образец → сам · распределение «до первого успеха»
Вероятности умножаем вдоль цепочки попыток
Образец: стрелок стреляет до первого попадания, но патронов только 3 . Попадает с вероятностью 0 , 7 . X — число выстрелов.
P ( X = 1 ) = 0 , 7 сразу попал
P ( X = 2 ) = 0 , 3 ⋅ 0 , 7 = 0 , 21 промах, попадание
P ( X = 3 ) = 0 , 3 2 = 0 , 09 два промаха — 3-й при любом исходе
0 , 7 + 0 , 21 + 0 , 09 = 1
Сам
То же при p = 0 , 5 и 4 патронах 0 , 5 ; 0 , 25 ; 0 , 125 ; 0 , 125
В образце Y — число промахов. Распределение Y 0 , 7 ; 0 , 21 ; 0 , 063 ; 0 , 027
Кубик бросают до первой шестёрки. P ( X = 3 ) ? 216 25
2,5 мин · практика
Образец: главное — последнее значение. На третий выстрел стрелок выходит, если первые два — промахи (0,09), и стреляет при любом исходе. Частая ошибка — писать P(X = 3) = 0,3² · 0,7 = 0,063, тогда сумма 0,973 ≠ 1.
1) 0,5; 0,5² = 0,25; 0,5³ = 0,125; P(X = 4) = 0,5³ = 0,125 (три промаха). Сумма 1 ✓. 2) Y = 0 — сразу попал (0,7); Y = 1 — 0,3 · 0,7 = 0,21; Y = 2 — 0,3² · 0,7 = 0,063; Y = 3 — все три мимо, 0,3³ = 0,027. Сумма 1 ✓. Значений у Y на одно больше, чем у X: Y ≠ X − 1, когда все промахи. 3) Без ограничения — геометрическое распределение: (5/6)² · 1/6 = 25/216 ≈ 0,116.
R08.5
Теория · сводка · ожидание, дисперсия, отклонение
X : 0 ; 1 ; 2 с вероятностями 0 , 3 ; 0 , 6 ; 0 , 1
E ± σ
0,3
0,6
0,1
0
1
2
E ( X ) = 0 , 8
www.reknow.ru
E ( X ) = ∑ x i p i = 0 + 0 , 6 + 0 , 2 = 0 , 8
E ( X 2 ) = 0 + 0 , 6 + 4 ⋅ 0 , 1 = 1
D ( X ) = E ( X 2 ) − E 2 = 1 − 0 , 64 = 0 , 36
σ ( X ) = D ( X ) = 0 , 6
E — точка равновесия столбиков; σ — типичное отклонение от E .
3 мин · теория (учитель считает сам)
Распределение взято из задания 1 сл. 5 (число бракованных из 2 деталей). Физический смысл: если столбики — грузы на невесомой балке, балка уравновешена в точке E(X) = 0,8 (треугольник-опора на рисунке). Ожидание — не обязательно одно из значений.
Дисперсия по определению: (0 − 0,8)² · 0,3 + (1 − 0,8)² · 0,6 + (2 − 0,8)² · 0,1 = 0,192 + 0,024 + 0,144 = 0,36 ✓ — тот же ответ, что по вычислительной формуле. σ = 0,6 — в тех же единицах, что X; полоса E ± σ = [0,2; 1,4] показана по клику.
Вопрос: можно ли D(X) получить отрицательной? (Нет: это ожидание квадратов; отрицательный ответ — ошибка в вычислениях.)
R08.5
Образец → сам · ожидание и дисперсия по таблице
E ( X ) , затем E ( X 2 ) , затем D и σ
Образец: в игре выигрыш X (руб.): − 1 с вероятностью 0 , 5 ; 0 — 0 , 3 ; 4 — 0 , 2 . Найдите E , D , σ .
E = − 0 , 5 + 0 + 0 , 8 = 0 , 3 ∑ x i p i
E ( X 2 ) = 0 , 5 + 0 + 16 ⋅ 0 , 2 = 3 , 7
D = 3 , 7 − 0 , 09 = 3 , 61 E ( X 2 ) − E 2
σ = 1 , 9 руб. 3 , 61
Сам
E ( X ) для числа выстрелов (сл. 6): 1 ; 2 ; 3 — 0 , 7 ; 0 , 21 ; 0 , 09 1 , 39
X — число орлов при 2 бросках. E и D 1 ; 0 , 5
X : 0 ; 2 ; 5 , P : 0 , 5 ; 0 , 3 ; 0 , 2 . D ( X ) ? 3 , 64
2,5 мин · практика
Образец: сумма вероятностей 0,5 + 0,3 + 0,2 = 1 ✓. E = 0,3 руб. — игроку в среднем выгодно 30 копеек за игру. E(X²) = (−1)² · 0,5 + 0 + 16 · 0,2 = 3,7; D = 3,7 − 0,3² = 3,61; σ = 1,9 руб. — разброс намного больше среднего выигрыша.
1) 0,7 + 0,42 + 0,27 = 1,39. 2) 0, 1, 2 с вероятностями 1/4, 1/2, 1/4: E = 1; E(X²) = 0,5 + 1 = 1,5; D = 0,5. 3) E = 0,6 + 1 = 1,6; E(X²) = 1,2 + 5 = 6,2; D = 6,2 − 2,56 = 3,64 (σ ≈ 1,91).
R08.5
Теория · сводка · свойства ожидания и дисперсии
Новая величина — без новой таблицы
Свойства
E ( a X + b ) = a E ( X ) + b
D ( a X + b ) = a 2 D ( X )
σ ( a X + b ) = ∣ a ∣ σ ( X )
E ( X + Y ) = E ( X ) + E ( Y ) всегда
D ( X + Y ) = D ( X ) + D ( Y ) если X , Y независимы
Вывод для D ( a X + b )
Y = a X + b , E ( Y ) = a E ( X ) + b
Y − E ( Y ) = a ( X − E ( X ) ) b сократилось
D ( Y ) = E ( a 2 ( X − EX ) 2 ) = a 2 D ( X ) ∎
Сл. 7: Y = 10 X − 3 : E = 5 , D = 36 , σ = 6
3 мин · теория
Ожидание линейно: умножение и сдвиг переносятся на среднее. Дисперсия не замечает сдвига, а множитель выходит в квадрате (дисперсия измеряется в «квадратных» единицах); σ — с модулем: σ(−2X) = 2σ(X).
Сумма: ожидание суммы равно сумме ожиданий для любых величин (даже зависимых — сл. 12, задание 3); дисперсия суммы — только для независимых. Следствие: D(X − Y) = D(X) + D(−Y) = D(X) + D(Y) — дисперсии складываются и для разности.
Пример по распределению сл. 7 (E = 0,8; D = 0,36): E(10X − 3) = 8 − 3 = 5; D = 100 · 0,36 = 36; σ = 10 · 0,6 = 6.
R08.5
Образец → сам · линейное преобразование
Множитель — в квадрате для D , сдвиг исчезает
Образец: время поездки X (мин): E ( X ) = 30 , σ ( X ) = 4 . Цена такси Y = 15 X + 100 (руб.). Найдите E ( Y ) и σ ( Y ) .
E ( Y ) = 15 ⋅ 30 + 100 = 550 руб.
D ( X ) = 16 , D ( Y ) = 1 5 2 ⋅ 16 = 3600 a 2 D
σ ( Y ) = 15 ⋅ 4 = 60 руб. ∣ a ∣ σ
Сам
E ( X ) = 5 , D ( X ) = 2 . Для Z = 3 − 2 X : E и D − 7 ; 8
Баллы X : E = 60 , σ = 10 . Y = 0 , 5 X + 20 : E и σ 50 ; 5
E ( X ) = 4 , σ ( X ) = 2 . Найдите a > 0 и b : Y = a X + b имеет E = 0 , σ = 1 a = 2 1 , b = − 2
2,5 мин · практика
Образец: 100 руб. — посадка — разброс не меняет; σ пересчитываем умножением на 15 (без квадрата), D — с квадратом: 225 · 16 = 3600 = 60².
1) E = 3 − 10 = −7; D = (−2)² · 2 = 8 (знак минус не делает дисперсию отрицательной). 2) E = 30 + 20 = 50; σ = 0,5 · 10 = 5. 3) σ(Y) = a · 2 = 1 ⇒ a = 1/2; E(Y) = 2 + b = 0 ⇒ b = −2. Это «стандартизация»: Y = (X − E)/σ — так сравнивают результаты разных тестов.
R08.4 · R08.5
Образец → сам · сумма случайных величин
Распределение суммы — по таблице; E — сразу
Образец: X : 0 ; 1 ; 2 — 0 , 2 ; 0 , 5 ; 0 , 3 ; Y : 0 ; 1 — 0 , 4 ; 0 , 6 ; независимы. Найдите распределение S = X + Y и E ( S ) .
S 0 1 2 3
P 0 , 08 0 , 12 + 0 , 2 0 , 3 + 0 , 12 0 , 18
E ( S ) = 0 , 32 + 0 , 84 + 0 , 54 = 1 , 7
E ( X ) + E ( Y ) = 1 , 1 + 0 , 6 = 1 , 7 совпало
Сам
Два кубика: E суммы очков 7
X , Y независимы, D ( X ) = 3 , D ( Y ) = 5 . D ( X − Y ) ? 8
3 билета выигрывают независимо с вероятностями 0 , 1 ; 0 , 2 ; 0 , 3 . X — число выигравших: E и D 0 , 6 ; 0 , 46
2,5 мин · практика
Образец: S = 0 — (0;0): 0,2 · 0,4 = 0,08; S = 1 — (0;1) 0,2 · 0,6 = 0,12 и (1;0) 0,5 · 0,4 = 0,2, итого 0,32; S = 2 — (1;1) 0,3 и (2;0) 0,12, итого 0,42; S = 3 — (2;1) 0,18. Сумма 1 ✓. Дисперсии: D(X) = 1,7 − 1,21 = 0,49, D(Y) = 0,24, D(S) = 3,62 − 2,89 = 0,73 = 0,49 + 0,24 ✓ (по таблице, кодом).
1) 3,5 + 3,5 = 7 — без таблицы на 36 клеток. 2) D(X − Y) = D(X) + D(Y) = 8, не 3 − 5 = −2. 3) Метод индикаторов: X = I₁ + I₂ + I₃, E(Iᵢ) = pᵢ, D(Iᵢ) = pᵢqᵢ: E = 0,6; D = 0,09 + 0,16 + 0,21 = 0,46.
Если не успеваете — задание 3 в ДЗ.
R08.4 · R08.5
Образец → сам · задача из жизни: лотерея
1000 билетов по 20 руб. Выгодно ли покупать?
Образец: призы — 1 по 5000 руб., 10 по 500 руб., 100 по 50 руб. X — выигрыш на один билет. Найдите E ( X ) и средний доход покупателя.
X : 5000 ; 500 ; 50 ; 0 — 0 , 001 ; 0 , 01 ; 0 , 1 ; 0 , 889
E ( X ) = 5 + 5 + 5 = 15 руб.
E ( X − 20 ) = 15 − 20 = − 5 руб. в среднем проигрыш
Сам
При какой цене билета игра справедливая? 15 руб.
Добавили ещё один приз 5000 руб. Найдите E ( X ) 20 руб.
Купили 10 билетов. Ожидаемый суммарный выигрыш? 150 руб.
2,5 мин · практика
Образец: 1 + 10 + 100 = 111 выигрышных билетов, пустых 889 — сумма вероятностей 1 ✓. E(X) = 5000 · 0,001 + 500 · 0,01 + 50 · 0,1 = 15. Организатор с каждого билета в среднем получает 5 руб.: со всей лотереи 20 000 − 15 000 = 5000 руб. Разброс огромный: E(X²) = 25 000 + 2500 + 250 = 27 750, D = 27 750 − 225 = 27 525, σ ≈ 166 руб. (проверено кодом).
1) Справедливая — средний доход 0: цена = E(X) = 15 руб. 2) 2 · 5000 · 0,001 + 5 + 5 = 20 руб. — тогда игра справедлива при цене 20. 3) Билеты зависимы (два одинаковых приза не выпадут на один розыгрыш), но ожидание суммы — сумма ожиданий: 10 · 15 = 150 руб.
R08.4 · R08.5
Теория · итоговая сводка
По вопросу задачи — инструмент
Нужно Инструмент Проверка
распределение таблица исходов, C n k , дерево все значения; ∑ p i = 1
среднее значение E ( X ) = ∑ x i p i между наименьшим и наибольшим x i
разброс D = E ( X 2 ) − E 2 , σ = D D ≥ 0 ; σ — в единицах X
a X + b a E + b ; a 2 D ; ∣ a ∣ σ сдвиг b не меняет D
сумма, разность E складываются; D складываютсядля D — независимость
выгодно ли, справедливо ли E доходасправедливо: E = 0
1,5 мин · теория
Строки открываются по одной; ученики называют пример со слайдов: распределение — сл. 4–6; E, D, σ — сл. 7, 8; aX + b — сл. 9, 10; сумма — сл. 11; справедливая игра — сл. 12.
Важно: для разности D тоже складываются: D(X − Y) = D(X) + D(Y).
R08.4 · R08.5
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
Задача Неверно Верно
X : 0 и 10 с вероятностями 0 , 9 и 0 , 1 . E ( X ) ?2 0 + 10 = 5 с весами: 10 ⋅ 0 , 1 = 1
Число орлов при 2 бросках: распределение 0 ; 1 ; 2 — по 3 1 4 1 ; 2 1 ; 4 1
D ( X ) = 2 . D ( 3 X ) ?3 ⋅ 2 = 6 3 2 ⋅ 2 = 18
Независимы, D ( X ) = 5 , D ( Y ) = 2 . D ( X − Y ) ? 5 − 2 = 3 5 + 2 = 7
1,5 мин · практика
1) Ожидание — среднее значение с весами-вероятностями, а не среднее арифметическое значений. 2) Значения не равновозможны: «один орёл» получается двумя исходами (ОР и РО) из четырёх. Проверка «по 1/3» не ловит — сумма 1, поэтому строим исходы. 3) Множитель выходит из дисперсии в квадрате. 4) D(−Y) = (−1)² D(Y) = D(Y): разброс разности больше, чем каждого слагаемого.
Ученики называют, где на сл. 5–12 могли бы ошибиться так же.
R08.4 · R08.5
Найди ошибку
Урна: 3 белых и 2 чёрных, вынимают 2 шара. X — число белых
1) P ( X = 0 ) = C 5 2 C 2 2 = 0 , 1 , P ( X = 2 ) = C 5 2 C 3 2 = 0 , 3
2) P ( X = 1 ) = C 5 2 C 3 1 = 0 , 3
3) E ( X ) = 0 , 3 + 2 ⋅ 0 , 3 = 0 , 9
4) D ( X ) = E ( X 2 ) − E ( X ) = 1 , 5 − 0 , 9 = 0 , 6
Исправление
2) 10 3 ⋅ 2 = 0 , 6 (сумма была 0 , 7 )
3) 0 , 6 + 0 , 6 = 1 , 2
4) 1 , 8 − 1 , 2 2 = 0 , 36
2 мин · практика
Шаг 1 верен: 1/10 и 3/10. Шаг 2: забыли выбрать чёрный шар: C 3 1 ⋅ C 2 1 = 6, P = 0,6. Сигнал ошибки — сумма 0,1 + 0,3 + 0,3 = 0,7 ≠ 1. Шаг 3 — следствие: 1 · 0,6 + 2 · 0,3 = 1,2. Шаг 4: в формуле нужен квадрат ожидания; E(X²) = 0,6 + 4 · 0,3 = 1,8; D = 1,8 − 1,44 = 0,36 (σ = 0,6). Проверено кодом.
Минута поиска в парах, затем исправления по клику. Вопрос: каким шагом можно было поймать ошибку сразу? (Проверка суммы вероятностей.)
R08.4 · R08.5
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
Распределение и E
X : − 1 ; 0 ; 1 ; 2 — 0 , 1 ; 0 , 3 ; a ; 0 , 2 . a ? 0 , 4
E ( X ) для этой величины 0 , 7
X — очки на кубике. E ( X ) ? 3 , 5
Из карточек 1 , 2 , 3 , 4 берут две, X — сумма. P ( X = 5 ) ? 3 1
D и свойства
X : 0 ; 1 — 0 , 25 ; 0 , 75 . D ( X ) ? 0 , 1875
E ( X ) = 4 , D ( X ) = 9 . E и σ для 2 X − 3 5 ; 6
Независимы, D ( X ) = 1 , D ( Y ) = 4 . D ( 2 X + Y ) ? 8
Монету бросают до орла, но не более 2 раз. E числа бросков 1 , 5
2,5 мин · практика
1) 1 − 0,1 − 0,3 − 0,2 = 0,4. 2) −0,1 + 0 + 0,4 + 0,4 = 0,7. 3) (1 + … + 6)/6 = 3,5. 4) Пар 6; сумма 5 — (1;4), (2;3): 2/6 = 1/3.
5) E = 0,75; E(X²) = 0,75; D = 0,75 − 0,5625 = 0,1875 = 3/16 (= pq). 6) E = 8 − 3 = 5; σ = 2 · 3 = 6. 7) 2² · 1 + 4 = 8. 8) X = 1 или 2 с вероятностями 0,5 и 0,5: E = 1,5.
R08.4 · R08.5
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
X принимает значения 1 и 3 , E ( X ) = 2 , 2 . Найдите P ( X = 3 ) и D ( X ) 0 , 6 ; 0 , 96
Два кубика, X — наибольшее из очков (сл. 4). Найдите E ( X ) 36 161 ≈ 4 , 47
В лифт на 1 -м этаже 9 -этажного дома вошли 3 человека; каждый независимо выходит на одном из этажей 2 –9 равновероятно. X — число остановок лифта. E ( X ) ? 64 169 ≈ 2 , 64
Докажите, что E ( X 2 ) ≥ ( E ( X ) ) 2 для любой случайной величины D ( X ) ≥ 0
2,5 мин · практика
1) P(X = 3) = p, P(X = 1) = 1 − p: 1 + 2p = 2,2 ⇒ p = 0,6. E(X²) = 0,4 + 9 · 0,6 = 5,8; D = 5,8 − 4,84 = 0,96.
2) (1 · 1 + 2 · 3 + 3 · 5 + 4 · 7 + 5 · 9 + 6 · 11)/36 = 161/36 ≈ 4,47 (проверено перебором).
3) Индикатор Iₖ — «лифт остановился на этаже k» (8 этажей). P(никто не вышел на k) = (7/8)³ = 343/512; E(Iₖ) = 169/512; E(X) = 8 · 169/512 = 169/64 ≈ 2,64. Индикаторы зависимы, но ожидание суммы — сумма ожиданий.
4) D(X) = E((X − E X)²) — ожидание неотрицательной величины, значит, ≥ 0; по вычислительной формуле D = E(X²) − (E X)² ≥ 0. Равенство — только если X принимает одно значение (с вероятностью 1).
R08.4 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 10
Ответ — десятичная дробь
1. В фирме такси 40 легковых автомобилей: 14 из них чёрные, 6 жёлтые, остальные — зелёные. На вызов выехала случайная машина. Найдите вероятность того, что приедет зелёное такси. 0 , 5
2. В среднем из 150 карманных фонариков, поступивших в продажу, 3 неисправных. Найдите вероятность того, что выбранный наудачу в магазине фонарик окажется исправен. 0 , 98
3. Игральную кость бросают дважды. Найдите вероятность того, что наибольшее из двух выпавших чисел равно 5 . 0 , 25
Классическая вероятность: благоприятные : все; «не» — через 1 − P .
2 мин · практика
1) Зелёных 40 − 14 − 6 = 20: 20/40 = 0,5. 2) Исправных 147: 147/150 = 0,98. 3) Это P(X = 5) из распределения сл. 4: 9/36 = 0,25 («уголок» из 2 · 5 − 1 = 9 клеток).
R08.4 · R08.5
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
X : 0 ; 1 ; 2 — 0 , 3 ; a ; 0 , 2 . Найдите a и E ( X ) 0 , 5 ; 0 , 9
D ( X ) для этой величины 0 , 49
E ( X ) = 3 , D ( X ) = 2 . E и D для 4 X + 1 13 ; 32
В урне 2 белых и 3 чёрных, берут 2 шара. P ( ровно один белый ) 0 , 6
Вариант 2
X : 0 ; 1 ; 2 — 0 , 1 ; a ; 0 , 3 . Найдите a и E ( X ) 0 , 6 ; 1 , 2
D ( X ) для этой величины 0 , 36
E ( X ) = 2 , D ( X ) = 3 . E и D для 5 X − 4 6 ; 75
В урне 3 белых и 2 чёрных, берут 2 шара. P ( оба белые ) 0 , 3
4 мин · практика
Вариант 1: 1) a = 1 − 0,3 − 0,2 = 0,5; E = 0,5 + 0,4 = 0,9. 2) E(X²) = 0,5 + 0,8 = 1,3; D = 1,3 − 0,81 = 0,49. 3) E = 13; D = 16 · 2 = 32. 4) C 2 1 C 3 1 / C 5 2 = 6/10 = 0,6.
Вариант 2: 1) a = 1 − 0,1 − 0,3 = 0,6; E = 0,6 + 0,6 = 1,2. 2) E(X²) = 0,6 + 1,2 = 1,8; D = 1,8 − 1,44 = 0,36. 3) E = 10 − 4 = 6; D = 25 · 3 = 75. 4) C 3 2 / C 5 2 = 3/10 = 0,3.
Критерии: «5» — 4 задания, «4» — 3, «3» — 2. Взаимопроверка в парах по ответам на слайде.
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
Как проверить, что распределение построено верно? Почему D ( X + 5 ) = D ( X ) , а D ( 2 X ) = 4 D ( X ) ? Когда игра справедливая?
Домашнее задание
Кубик бросают до шестёрки, но не более 3 раз; X — число бросков. Распределение и E ( X ) X , Y независимы; E ( X ) = 1 , D ( X ) = 4 , E ( Y ) = 2 , D ( Y ) = 1 . E и D для 2 X − 3 Y + 1 Тренажёр: reknow.ru/9/veroyatnost/9_veroyatnost_sluchaynaya-velichina.htm
1 мин · практика
ДЗ, ответы: 1) P(X = 1) = 1/6, P(X = 2) = 5/36, P(X = 3) = (5/6)² = 25/36; сумма (6 + 5 + 25)/36 = 1 ✓; E = (6 + 10 + 75)/36 = 91/36 ≈ 2,53. 2) E = 2 · 1 − 3 · 2 + 1 = −3; D = 4 · 4 + 9 · 1 = 25 (σ = 5).
Тренажёр по теме урока — «Случайная величина»; по ожиданию и дисперсии — /9/veroyatnost/9_veroyatnost_dispersiya-i-zakon.htm; тренажёр строки R08 — /9/veroyatnost/9_veroyatnost_veroyatnost-oge.htm. Следующий урок (VIS9U-034) — закон больших чисел, ожидание и дисперсия изученных распределений (R08.6).
Паспорт соответствия · скрытый слайд
VIS9U-033 · Обобщение: случайные величины и их числовые характеристики
Поле Значение
ФРП «Математика» (углублённый уровень), 5–9 кл., Москва – 2025 · курс «Вероятность и статистика», 9 класс
Строка, урок R08 «Повторение, обобщение, систематизация знаний», 4 ч · урок 3/4 · тип О
Единицы → слайды R08.4 «Случайные величины и распределения» → 3–6, 11–18, 20 · R08.5 «Числовые характеристики случайных величин» → 3, 7–17, 19, 20 · R08.1–R08.3 — VIS9U-031, 032 · R08.6 — VIS9U-034
Результаты ПР-4 (случайные величины, распределения) → 4–6, 11, 12, 15–18 · ПР-5 (ожидание и дисперсия по распределению) → 3, 7–17, 19 · ПР-1 (сочетания) → 5, 15, 19 · ПР-3 (до первого успеха) → 6, 16
Вне урока случайная величина и распределения — VIS9U-019…021; ожидание и дисперсия — VIS9U-022…027; E и D биномиального и геометрического распределений, закон больших чисел — VIS9U-034
Время теория 12,5 мин · практика 32,5 мин (72 %)
Проверки автопроверка: pending · методист: pending