(整数值)随机数的产生教案
必修3第三章概率整数值)随机数的产生教案
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课题:(整数值)随机数(random numbers)的产生教材:《普通高中课程标准实验教科书·数学》必修3(人教A版)1.教材分析(1)教学内容:随机数和伪随机数的概念,蒙特卡罗方法.(2)内容分析:《(整数值)随机数的产生》(以下简称《随机数》)这节课的主要知识内容是随机数和伪随机数;涉及的数学方法是蒙特卡罗方法,数学思想是算法思想;而要解决的关键问题是教材P138例6,即“天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,这三天中恰有两天下雨的概率是多少?”.在内容处理方面,首先要让学生弄清什么是随机数,什么是伪随机数,但仅仅这样是不够的,更重要的是要让学生弄清为什么要学习随机数,为什么要用计算机产生伪随机数来代替随机数.然而,有了产生随机数(或伪随机数)的方法,并没有解决用模拟试验来估计随机事件的概率问题.因此,了解蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,并用蒙特卡罗方法计算一些随机事件的概率的估计值就成为必要的学习内容.在利用蒙特卡罗方法计算概率的估计值时,对于一次次试验结果的统计是一件非常麻烦的事情,这正好是利用算法解决问题的绝好机会,也是对学生进行算法思想熏陶的好时机. 因此,对于《随机数》这节课的设计,我是从具体案例出发,让学生体会学习随机数的必要性. 同时,在利用蒙特卡罗方法计算随机事件的概率的估计值时,引导学生写出算法步骤或画出程序框图,借助于适当的信息技术编出程序让计算机(器)计算概率的估计值.2.目标分析根据上述教材分析,本节课的教学目标应确定为:(1)明确(整数值)随机数及伪随机数的概念;(2)会用信息技术工具产生(整数值)随机数(实际上是伪随机数);(3)通过具体案例理解蒙特卡罗方法(随机模拟方法),能针对具体的随机事件设计概率模型,并通过蒙特卡罗方法得出随机事件的概率的估计值.(4)在信息技术环境下,通过算法解决大量重复模拟试验中的数据统计问题,实现计算随机事件的概率的估计值,并由此进一步体会随机模拟方法与算法思想.3.教学重点与难点(1)重点:通过具体案例理解蒙特卡罗方法,并用算法的思想实现计算随机事件的概率的估计值是本节课的教学重点.(2)难点:建立什么样的概率模型来进行模拟,通过怎样的步骤来进行随机模拟试验,是本节课的教学难点之一;如何通过算法处理好利用蒙特卡罗方法进行大量的随机模拟试验时产生的数据,则成为本节课的又一教学难点.4.教学方法与手段方法:教师启发下的学生主动探究是本节课的主要教学方法.手段:恰当的信息技术是本节课达到教学目标的重要支持条件,无论是随机数的产生,还是根据蒙特卡罗方法设计算法求随机事件的概率的估计值,都离不开有随机函数和编程功能,且操作简单的计算器(或计算机).基于此,考虑到我校的实际条件,本节课选用富有图形计算功能的诺亚舟搜学王NP1200型学习机作为技术支持.5.教学流程6.教学过程:7.评价分析在教学评价方面,本节课为学生提供两道实际问题,(力图体现数学源于生活,生活孕育数学的思想,从而让学生体会数学的应用价值),要求学生采用小组合作的方式(每小组8名同学共同来分析、讨论、研究和解决问题),从两道题中任选一题,进行解答.1.天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,那么在这三天中,有几天下雨的可能性大一些呢?2.假设每个人在任何一个月出生是等可能的,利用随机模拟的方法,估计在一个有10个人的集体中至少有两个人的生日在同一个月的概率.3.某城市的电话号码是8位数,如果从电话号码本中任指一个电话号码,求:(1)头两位数码都是8的概率;(2)头两位数码都不超过8的概率; (3)头两位数码不相同的概率.对第1个问题,若用列举法计算概率很困难;而对第2个问题,因学生还没学过排列、组合这些计数方法,故难以用古典概型计算计算出概率.但对以上两个问题,若用随机模拟的方法求出概率的近似值却是可行的.这两个问题的目的就是用以巩固学生对蒙特卡罗方法和算法思想的理解,让学生体会随机模拟的优点,使学生头脑中的思想之“河”流经更多的知识之“桥”,并使这条河的水更清澈,更流畅,更致远,……8.附注附注1图1图2(程序框图)图3(程序及运行结果)附注2程序及运行结果) (程序框图)附注3程序及运行结果程序框图 附注5。
3.2.2(整数值)随机数(random numbers)的产生 教案
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高一数学集体备课教案课题:3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生教学目标:1.通过对现实生活中具体的概率问题的探究,感知应用数学解决问题的方法,了解随机数的概念;体会数学知识与现实世界的联系,培养逻辑推理能力.2.通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯.利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率.通过数学与探究活动,体会理论来源于实践并应用于实践的辩证唯物主义观点.教学重点:学会利用随机数实验来求简单事件的概率.教学难点:学会利用计算器、计算机求随机数的方法.教学方法:讲授法课时安排:1课时教学过程:一、导入新课:复习上一节课的内容:(1)古典概型.我们将具有①试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(有限性)每个基本事件出现的可能性相等.(等可能性)这样两个特点的概率模型称为古典概率概型,简称古典概型.(2)古典概型计算任何事件的概率计算公式:P(A)=基本事件的总数数所包含的基本事件的个A.本节课我们学习(整数值)随机数的产生,教师板书课题.二、新课讲解:提出问题(1)在掷一枚均匀的硬币的试验中,如果没有硬币,你会怎么办?(2)在掷一枚均匀的骰子的试验中,如果没有骰子,你会怎么办?(3)随机数的产生有几种方法,请予以说明.(4)用计算机或计算器(特别是TI图形计算器)如何产生随机数?活动:学生思考或讨论,并与同学交流活动感受,讨论可能出现的情况,师生共同最后汇总方法、结果和感受.讨论结果:(1)我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,用计算器做模拟掷硬币试验.(2)我们可以分别用数字1、2、3、4、5、6表示出现“1点”“2点”“3点”“4点”“5点”和“6点”,用计算器做模拟掷骰子试验.(3)可以由试验产生随机数,也可用计算机或计算器来产生随机数.①由试验产生的随机数:例如我们要产生1—10之间的随机数,可以把大小形状均相同的十张纸片的背后分别标上:1,2,3,…,8,9,10,然后任意地抽出其中一张,这张纸上的数就是随机数.这种产生随机数的方法比较直观,不过当随机数的量比较大时,就不方便,因为速度太慢.②用计算机或计算器(特别是图形计算器)产生随机数:利用计算机程序算法产生,具有周期性(周期很长),具有类似随机数性质,称为伪随机数.在随机模拟时利用计算机产生随机数比较方便.(4)介绍各种随机数的产生.①计算器产生随机数下面我们介绍一种如何用计算器产生你指定的两个整数之间的取整数值的随机数.例如,要产生1—25之间的取整数值的随机数,按键过程如下:以后反复按键,就可以不断产生你需要的随机数.同样地,我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,利用计算器不断地产生0,1两个随机数,以代替掷硬币的试验.按键过程如下:②利用TI图形计算器产生随机数的方法只要输入RAND(N)(其中N为任意整数,如图:RAND(20)表示1到20的随机数.)利用TI 图形计算器产生随机数的速度很快而且很方便.③介绍利用计算机产生随机数(主要利用Excel软件)先让学生熟悉Excel软件特别是产生随机数的函数,画统计图的功能,以及了解Excel 软件对统计数据进行处理的功能.我们也可以用计算机产生随机数,而且可以直接统计出频数和频率.下面以掷硬币为例给出计算机产生随机数的方法.每个具有统计功能的软件都有随机函数.以Excel软件为例,打开Excel软件,执行下面的步骤:(见教材131页)同时可以画频率折线图,它更直观地告诉我们:频率在概率附近波动.上面我们用计算机或计算器模拟了掷硬币的试验,我们称用计算机或计算器模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗(Monte Carlo)方法.三、例题讲解:(注:例1,变式训练选讲)例1 利用计算器产生10个1—100之间的取整数值的随机数.解:具体操作如下:键入反复操作10次即可得之.点评:利用计算器产生随机数,可以做随机模拟试验,在日常生活中有着广泛的应用.变式训练利用计算器生产10个1到20之间的取整数值的随机数.解:具体操作如下:键入反复按键10次即可得到.例2:天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,这三天中恰有两天下雨的概率是多少?活动:这里试验出现的可能结果是有限个,但是每个结果的出现不是等可能的,所以不能用古典概型求概率的公式.用计算器或计算机做模拟试验可以模拟下雨出现的概率是40%.解:(略)本例题的目的是要让学生体会如何利用模拟的方法估算概率.解决步骤:(1)建立概率模型:模拟每一天下雨的概率为40%,有很多方法,例如用计算机产生0—9的随机数,可用0,1,2,3表示下雨,其余表示不下雨(当然,也可以用5,6,7,9表示下雨,其余表示不下雨),这样可以体现下雨的概率为40%.(2)进行模拟实验,可以用Excel软件模拟的结果(模拟20个):可用函数“RANDBETWEEN (1,20)”.(3)验证统计结果(略).注意:用随机数模拟的方法得到的仅仅是20次的模拟结果,是概率的近似值,而不是概率.随着模拟的数量不断地增加(相当于增加样本的容量),模拟的结果就越接近概率.关于例2的实际操作,有条件的可以让学生自己上机动手或利用计数器来演算.点评:掌握产生随机数的方法,特别是用计算机模拟的方法,还要建立适当的模型.四、课堂练习:教材133页练习:1、2、3、4五、课堂小结随机数具有广泛的应用,可以帮助我们安排和模拟一些试验,这样可以代替我们自己做大量重复试验,比如现在很多城市的中考中都采用产生随机数的方法把考生分配到各个考场中.六、课后作业习题3.2A组5、6,B组1、2、3.板书设计3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生1、由试验产生的随机数2、用计算机或计算器(特别是图形计算器)产生随机数课后反思:备课资料1.蒙特卡罗方法(Monte Carlo method)蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,或称计算机随机模拟方法,是一种基于“随机数”的计算方法.这一方法源于美国在第一次世界大战研制原子弹的“曼哈顿计划”.该计划的主持人之一、数学家冯·诺伊曼用驰名世界的赌城——摩纳哥的Monte Carlo——来命名这种方法,为它蒙上了一层神秘色彩.Monte Carlo方法的基本思想很早以前就被人们所发现和利用.早在17世纪,人们就知道用事件发生的“频率”来决定事件的“概率”.19世纪人们用投针试验的方法来决定圆周率π.本世纪40年代电子计算机的出现,特别是近年来高速电子计算机的出现,使得用数学方法在计算机上大量、快速地模拟这样的试验成为可能.考虑平面上的一个边长为1的正方形及其内部的一个形状不规则的“图形”,如何求出这个“图形”的面积呢?Monte Carlo方法是这样一种“随机化”的方法:向该正方形“随机地”投掷N个点落于“图形”内,则该“图形”的面积近似为M/N.可用民意测验来作一个不严格的比喻.民意测验的人不是征询每一个登记选民的意见,而是通过对选民进行小规模的抽样调查来确定可能的优胜者.其基本思想是一样的.科技计算中的问题比这要复杂得多.比如金融衍生产品(期权、期货、掉期等)的定价及交易风险估算,问题的维数(即变量的个数)可能高达数百甚至数千.对这类问题,难度随维数的增加呈指数增长,这就是所谓的“维数的灾难”(Course Dimensionality),传统的数值方法难以对付(即使使用速度最快的计算机).Monte Carlo方法能很好地用来对付维数的灾难,因为该方法的计算复杂性不再依赖于维数.以前那些本来是无法计算的问题现在也能够计算了.为提高方法的效率,科学家们提出了许多所谓的“方差缩减”技巧.另一类形式与Monte Carlo方法相似,但理论基础不同的方法——“拟蒙特卡罗方法”(Quasi-Monte Carlo方法)——近年来也获得迅速发展.我国数学家华罗庚、王元提出的“华—王”方法即是其中的一例.这种方法的基本思想是“用确定性的超均匀分布序列(数学上称为Low Discrepancy Sequences)代替Monte Carlo方法中的随机数序列.对某些问题该方法的实际速度一般可比方法提出高数百倍,并可计算精确度.蒙特卡罗方法在金融工程学、宏观经济学、计算物理学(如粒子输运计算、量子热力学计算、空气动力学计算)等领域应用广泛.2.蒙特卡罗方法的基本原理由概率定义知,某事件的概率可以用大量试验中该事件发生的频率来估算,当样本容量足够大时,可以认为该事件的发生频率即为其概率.因此,可以先对影响其可靠度的随机变量进行大量的随机抽样,然后把这些抽样值一组一组地代入功能函数式,确定结构是否失效,最后从中求得结构的失效概率.蒙特卡罗法正是基于此思路进行分析的.设有统计独立的随机变量Xi(i=1,2,3,…,k),其对应的概率密度函数分别为fx1,fx2,…,fxk,功能函数式为Z=g(x1,x2,…,xk).各随机变量的相应分布,产生N组随机数x1,x2,…,xk值,计算功能函数值Zi=g(x1,x2,…,xk)(i=1,2,…,N),若其中有L组随机数对应的功能函数值Zi≤0,则当N→∞时,根据伯努利大数定理及正态随机变量的特性有:结构失效概率,可靠指标.从蒙特卡罗方法的思路可看出,该方法回避了结构可靠度分析中的数学困难,不管状态函数是否非线性、随机变量是否非正态,只要模拟的次数足够多,就可得到一个比较精确的失效概率和可靠度指标.特别在岩土体分析中,变异系数往往较大,与JC法计算的可靠指标相比,结果更为精确,并且由于思路简单易于编制程序.3.蒙特卡罗方法的工作过程在解决实际问题的时候应用蒙特·卡罗方法主要有两部分工作:·用蒙特卡罗方法模拟某一过程时,需要产生各种概率分布的随机变量.·用统计方法把模型的数字特征估计出来,从而得到实际问题的数值解.4.蒙特卡罗方法分子模拟计算的步骤使用蒙特卡罗方法进行分子模拟计算是按照以下步骤进行的:★使用随机数发生器产生一个随机的分子构型.对此分子构型的其中粒子坐标作无规则的改变,产生一个新的分子构型.计算新的分子构型的能量.★比较新的分子构型与改变前的分子构型的能量,判断是否接受该构型.★若新的分子构型能量低于原分子构型的能量,则接受新的构型,使用这个构型重复再做下一次迭代.★若新的分子构型能量高于原分子构型的能量,则计算玻尔兹曼常数,同时产生一个随机数. ★若这个随机数大于所计算出的玻尔兹曼因子,则放弃这个构型,重新计算.★若这个随机数小于所计算出的玻尔兹曼因子,则接受这个构型,使用这个构型重复再做下一次迭代.★如此进行迭代计算,直至最后搜索出低于所给能量条件的分子构型结束.5.蒙特卡罗方法在数学中的应用通常蒙特卡罗方法通过构造符合一定规则的随机数来解决数学上的各种问题.对于那些由于计算过于复杂而难以得到解析解或者根本没有解析解的问题,蒙特卡罗方法是一种有效地求出数值解的方法.一般蒙特卡罗方法在数学中最常见的应用就是蒙特·卡罗积分.。
“(整数值)随机数的产生”的教学设计
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“(整数值)随机数的产生”的教学设计杭州市余杭高级中学童元意一、内容和内容解析本节课的内容是介绍利用计算器或计算机产生取整数值的随机数的方法,让学生初步学会利用计算器或计算机统计软件Excel产生随机(整数值)数进行模拟试验.它是在学生学习了随机事件、频率、概率的意义和性质以及用概率解决实际问题和古典概型的概念后,为了让学生进一步体会用频率估计概率思想,同时也是为了更广泛、有效地解决一些实际问题、体现信息技术的优越性而新增的内容.计算随机事件发生的概率,除了用古典概率的公式来计算外,还可以通过做试验或者用计算器、计算机模拟试验等方法产生随机数,从而得到事件发生的频率,以此来近似估计概率.产生(整数值)随机数的方法有两种:(1)是由试验产生的随机数,例如我们要产生1~25之间的随机整数,我们把25个大小形状等均相同的小球分别标上1,2,3,…,24,25,放入一个袋中,把它们充分搅拌,然后从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数.它的优点在于真正体现了随机性,缺点在于如果随机数的量很大,统计起来速度就会太慢;(2)是用计算器或计算机产生的随机数,它的优点在于统计方便、速度快,缺点在于,计算器或计算机产生的随机数是根据确定的算法产生的,具有周期性(周期很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,是伪随机数.教学中将结合具体实例,让学生了解随机数在一些随机模拟方法中的作用,加深对随机现象的理解,然后通过计算器(机)模拟估计古典概型随机事件发生的概率和建立非古典概型题求解.用模拟方法来估计某些随机事件发生概率的必要性:通过大量重复试验,用随机事件发生的频率来估计其概率,但人工进行试验费时、费力,并且有时很难实现.这部分内容是新增加的内容,是随机模拟中较简单、易操作的部分,所以要求每个学生会操作.利用古典概型产生的随机数是取整数值的随机数.本节课的教学重点是了解随机数的概念,运用随机模拟的方法得到事件发生的频率,以此来近似估计概率.二、目标和目标解析本节课让学生理解产生(整数值)随机数的意义,并初步学会利用计算器或计算机模拟试验方法产生随机数,理解随机模拟方法的基本思想:初步学会设计和运用模拟方法近似计算概率.1.在回顾利用大量重复试验来统计频数耗时,让学生理解随机模拟的必要性,初步体验随机模拟思想.2.在介绍如何利用计算器产生之间取整数值的随机数和抛掷硬币转化为产生随机数0,1的过程中,让学生初步熟悉利用计算器产生(整数值)随机数的方法,进一步理解频数的随机性和相对稳定性.3.介绍利用计算机统计软件Excel产生(整数值)随机数的方法,让学生理解随机模拟的基本思想是用频率近似估计概率.理解概率的意义,与前面第一节学习内容相呼应.4.通过练习和例题的具体实例让学生设计一种随机模拟方法,使学生初步掌握建立概率模型,应用计算器或计算机统计软件Excel来模拟试验的方法近似计算概率,即初步掌握随机模拟方法(蒙特卡罗(Monte Carlo)方法),并初步学会设计一些模拟试验解决一些较简单的现实问题.三、教学问题诊断分析从学生的认知基础和认知结构看,第一,在初中学生虽然对利用计算器进行常规操作已非常熟练,但是对于利用随机函数产生随机数掌握参差不齐,有些先实行初中课改的地区(如余杭等)已在课堂上了解过随机知识,但有些地区可能对这一知识的了解属于空白;第二,学生对计算器或计算机所产生的随机数的“不确定性”可能有怀疑,对试验及试验结果的科学性也可能会有所质疑;第三由于没有随机模拟的体验和认识,对于随机模拟方法的理解有一定的难度;第四如何把具体问题转化为随机模拟问题来解决,如何建立概率模型,即设计随机模拟方法中的随机数与具体问题中的具体情形相对应,这是一个关键,由于学生积累的经验还不够,这也是一个教学难点.从教师这方面看,首先这部分内容操作性强,鉴于教学条件及学生的差异,高效的组织教学将是一个突出的问题;其次学生虽然已对于随机事件、频率、概率的意义、古典概型等方面都有所认识,但不可能从根本上理解随机模拟方法,在完成操作任务的同时,还要结合一些典型案例的处理,使学生经历较完整的数据处理的全过程,在过程中让学生体会随机模拟的基本思想,学习数据处理的方法,把理性的认识和实际的操作结合起来,对教师驾驭课堂、灵活应变能力提出了较高的要求.四、教学支持条件分析由于教学中要求学生能够利用计算器产生整数值随机数,因此学生的计算器课前要准备,或者让学生自己事先看说明书.同时教师可让学生了解计算机产生随机数方法.为了有效实现教学目标,条件许可,有条件的学校可让学生上机操作,可安装好有统计功能的软件,如Excel等具有随机函数的统计软件,让学生上机操作模拟试验.五、教学过程设计(一)课题引入为什么要学习本节的内容(学习本节的必要性)(1)在前面第一节中,同学们做了大量重复的试验,用频率去估计概率,这种方法比较通用,但有的同学可能觉得这样做试验花费的时间太多.那怎么办?(2)在概率求解中我们也发现一些随机事件的试验具有一些共同特征,所以我们在上一节把一类特殊的随机事件的概率求解转化为古典概型求解,使运算简单化,但我们只能解决一些简单的古典概型问题,对于一些基本事件数比较大时,我们很难把它列举得不重复不遗漏,同时对于随机事件中所包含的基本事件数又容易算错,而且对于基本事件的等可能性又比较难于验证.同时还有一些概率模型题不属于古典概型,我们又如何求解这类题.(二)问题情境,引出概念针对以上原因,我们提出这样一个课题.情境1:关于2009年一季度杭州市饮用水省级监督抽查中,共抽查我市41批次饮用水,合格37批次,抽查合格率90.2%,其中,抽查纯净水21批次,合格19批次,抽查合格率90.5%;抽查矿泉水3批次,全部合格,抽查合格率继续保持100.0%;抽查天然水17批次,合格15批次,抽查合格率88.2%。
(整数值)随机数(random numbers)的产生 说课稿 教案 教学设计
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(整数值)随机数(random numbers)的产生本节课是新增加的内容,是随机模拟中最简单、易操作的部分,是对古典概型问题的一种模拟,也是对古典概型知识的深化,是我们后面学习几何概型的基础,因而必须学会操作方法.一、【学习目标】1、了解随机数产生的背景和方法;2、会运用计算器或计算机产生随机数,并会利用产生的随机数模拟实验.【教学效果】:教学目标的给出有利于学生从整体上把握课堂.二、【自学内容和要求及自学过程】1、请同学们预习这部分教材内容,回答问题(随机数产生的背景和方法)<1>随机数产生的背景是什么?结论:随机试验花费大量的人力、物力,需要一种新的便捷的方法,这样就产生了用计算器产生指定的两个整数之间的取整数的随机数.<2>随机数产生的方法有哪些?有哪些优点和缺点?结论:我们可以由实验产生随机数,比如产生1—25之间的随机数,可以将25个完全相同的小球分别标上1,2,…,25.放入袋中,充分搅匀后从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数.事实上这个方法就是简单随机抽样中的抽签法,每个号码被抽取的概率是相等的.这种做法的优点是产生的随机数是真正的随机数,一般当需要的随机数不是很多时采用.缺点是当需要的随机数的量很大时,速度太慢.<3>伪随机数产生的方法有哪些?有哪些优点和缺点?结论:计算机或计算器产生的随机数是依照确定的算法产生的,具有周期性(周期性很强),它们具有类似随机数的性质.但是计算机或计算器产生的并不是真正的随机数.我们称它为伪随机数.随机数表就是由计算机产生的随机数表格.随机数表中每个位置出现哪一个数字是等可能的.它的优点是速度较快,适用于产生大量的随机数.缺点是不是真正的随机数,称为伪随机数.【教学效果】:理解随机数和伪随机数.2、阅读130—132页内容,回答问题(计算器或计算机产生随机数的方法)<1>怎样用计算器产生随机数?结论:例如要产生1—25之间的取整数值的随机数,按键过程如上.以后反复按ENTER键就可以你要得到的数值.同样地,我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,利用计算器不断地产生0,1两个随机数,以代替掷硬币的实验,按键过程如上. 以后反复按ENTER键就可以你要得到的数值.<2>怎样用计算机产生随机数?结论:我们也可以用计算机产生随机数,而且可以直接统计出频数和频率.下面以掷硬币为例给出计算机产生随机数的方法.每个具有统计功能的软件都有随机函数,以Excel为例,打开Excel软件,执行下面的步骤:①选定A1格,键入“=RANDBETWEEN(0,1)”,按ENTER键,在此格中的数是随机产生的0或1.②选定A1格,按Ctrl+C快捷键,然后选定要随机产生的0,1的格,比如A2到A100,按Ctrl+V快捷键,则在A2到A100的数均为随机产生的0或1,这样我们很快就得到了100个随机产生的0,1,相当于做了100次随机试验.③选定C1格,键入频数函数“=FREQUENCY(A1:A100,0.5)”,按ENTER键,则此格中的数是统计A1到A100中,比0.5小的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数.④选定D1格,键入频数函数“=1-C1/100”,按ENTER键,则此格中的数是100次试验中出现1的概率,即正面朝上的概率.同时也可以画出频率折线图,它直观的告诉我们,频率在概率附近.上述我们用计算机模拟了掷硬币的实验,我们称用计算机或计算器模拟实验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗方法.蒙特卡罗方法的奠基人是伟大的数学家冯.诺依曼.【教学效果】:会用计算器或计算机产生随机数,并会模拟实验.三、【综合练习与思考探索】练习一:教材例6.练习二:133页练习1、2、3、4.练习三:利用计算器产生10个1~100之间的取整数值的随机数.具体操作如下:反复操作10次即可得之利用计算器产生随机数,可以做随机模拟试验,在日常生活中,有着广泛的应用.四、【作业】1、必做题:习题3.2A组5,6,B组1,2,3.2、选做题:把本节内容形成文字到笔记本上.五、【小结】本节课主要学习了用计算器或计算机产生随机数,并会模拟实验.。
(整数值)随机数的产生教案
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(整数值)随机数的产生教案第一篇:(整数值)随机数的产生教案3.2.2(整数值)随机数的产生【教学目标】知识与技能:了解随机数的意义,学会用模拟方法(使用随机数表)估计概率。
过程与方法:通过教师演示,理清用随机数表模拟法求概率的步骤;通过小组合作,操作确认,学会用模拟方法估计概率。
情感态度与价值观:进一步体会概率与统计之间密不可分的联系;充满激情的投入学习活动中,体会合作学习的快乐。
【教学重难点】重点:利用随机数估计事件的概率难点:设计恰当的试验产生随机数并加以利用【教材分析】随机模拟法主要适用于非古典概型类求概率的题目,教材中介绍了两种产生随机数的方法:用计算器产生随机数、用计算机产生随机数。
这样安排是为了把现代信息技术运用到教学中,但在实际教学中有两个困难:一是不同型号的计算器产生随机数的方法不同,在课堂教学中难以统一;二是学生的计算机基础较差,对Excel软件的使用较为陌生。
结合本节课内容的特点,在教学安排上,淡化随机数产生过程的教学,而重点放在随机模拟法估计概率的教学上,至于随机数的使用,可以借助课本103页的随机数表来完成。
【教学过程】 [前提测评]1、古典概型的特征:(1)有限性:试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(2)等可能性:每个基本事件出现的可能性相等。
2、古典概型的概率计算公式:A包含的基本事件的个数 P(A) 基本事件的总数3、盒中装有形状、大小完全相同的5个小球,其中红色球3个,黄色球2个,若从中随机取出2个球,求所取出的2个球的颜色不同的概率。
解:分别记红色球为1,2,3号,黄色球为4,5号,所有的基本事件有10个:(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5)记“所取出的2个球的颜色不同”为事件A,则事件A包含的基本事件有6个:(1,4),(1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5)因此概率为0.6 [目标展示](略)[导学达标]一、随机数1、随机数:要产生1~n之间的随机数,把n个大小、形状相同的小球分别标上1,2,…,n,放入一个袋子中,充分搅拌,然后从中摸出一个,这个球上的数就称为随机数。
(整数)随机数的产生教学设计.docx
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3.2.1(整数)随机数的产生教学设计本节课是《普通高中课程标准实验教科书数学3》人教版第三章第二节第二课(整数)随机数的产生,概率是高中数学一个重要内容,在现实生活中应用广泛,体现数学来源于生活服务于生活。
而这一节有提供了一种新的样本的抽取方法,为古典概型学习的延伸。
也体现了学科间的相关性,计算机技术在数学中广泛应用。
培养学生动手能力,提高数学核心素养。
一、教学目标1、知识与能力目标(1)了解随机数的概念;(2)掌握利用计算器(计算机)产生随机数的方法;(3)会利用随机数解决具体的有关概率的问题.灵活运用是关键.2、过程与方法通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯.3、情感态度与价值观目标通过教师指导下学生自主学习,相互交流和探索活动,培养学生主动探索,勇于发现的求知精神,激发学生的求知欲,让学生感受成功的喜悦,本节课的主要特点是随机试验多,学习时养成勤学严谨的学习习惯.二、教学重点利用计算器或计算机产生随机数.并体会计算机在实际生活中应用。
学情分析:我所处学校是位于城关镇,大多数学生家在农村,很少有学生有电脑,电脑知识欠缺,学习欲望不强,学习习惯不好,教师必须对他们倾注更多的心血,想更多的办法,激发他们的求知欲。
教学方法:1 启发引导,这种方法有利于学生对知识主动构建,有利于突出重点,突破难点。
2分组学习法:有利于学生进行交流,及时发现问题,解决问题,调动学生积极性。
3讲练结合法:及时巩固,加深影响。
三、教学难点利用计算机产生随机数,将随机数运用到概率的实际应用中.四、教学工具计算器,Excel,scilab.五、教学过程(一)、教师引导复习旧知1.基本事件、古典概型分别有哪些特点?基本事件:(1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.古典概型:(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个(有限性);(2)每个基本事件出现的可能性相等(等可能性).2 .在古典概型中,事件A 发生的概率如何计算?让学生回答(设计意图:回顾旧知,加深巩固,引入新知)(二)、创设情境,引入新课前面我们在抛硬币的实验中做过大量重复试验,反复计算事件发生的频率,再由频率的稳定值估计概率,但这十分费时,有时还会有破坏性.我们能否找到方法模拟实验解决呢?教师提出新问题:在第一章中学过随机数,那么怎样产生的呢?(设计意图:引入本节重点,为后续学习铺垫,激发学生学习兴趣)1、随机数.要产生1-n(n∈N*)之间的随机整数,把n 个大小形状完全相同的小球分别标上1,2,3,…,n, 放入一个袋中,把它们充分搅拌,然后从袋中摸出一个,这个球上的数就称为随机数.如何产生10 个1~100 之间的取整数值的随机数?让学生回答,学生小组讨论汇集结果整理,教师和学生一起总结归纳.方法一:抽签法.(1)把100 个大小、形状相同的小球分别上号码1,2,3,…,100(2)把这些已经标上号码的小球放到一个袋子中搅拌均匀;(3)从袋子中任意摸出一个小球,这个球上的数就是第一个随机数;(4)不断重复步骤(3)中的操作,即可不断得到个1~100 之间的整数值随机数.教师实时抛出思考:抽签法,动手反复做试验;但抽签法花费时间较多,较麻烦.有没有简单省时方法?继续引导追问2、伪随机数计算机或计算器产生的随机数是依照确定算法产生的数,具有周期性(周期很长),它们具有类似随机数的性质.因此,计算机或计算器产生的并不是真正的随机数,称它们为伪随机数。
人教A版数学必修三教案:§3.2.2(整数值)随机数的产生
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3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生一、教材分析产生随机数的方法有两种:(1)由试验产生的随机数:例如我们要产生1—25之间的随机整数,我们把25个大小形状等均相同的小球分别标上1,2,3,…,24,25,放入一个袋中,把它们充分搅拌.然后从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数.一般当需要的随机数个数不是太多时,可以用这种方法产生随机数.如果需要随机数的量很大,这种方法就不是很方便,因为速度太慢.(2)用计算器或计算机产生随机数:由于计算机或计算器产生的随机数是根据确定的算法产生的,具有周期性(周期很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,称为伪随机数.在随机模拟中,往往需要大量的随机数,这时会选择用计算机产生随机数.这部分内容是新增加的内容,是随机模拟中最简单、易操作的部分,所以要求每个学生会操作.具体教学时,教师可以在课堂上带着学生用计算器操作一遍,然后让学生模拟掷硬币的试验或掷骰子的试验,并统计试验的结果.根据试验结果,教师可以设计一些与上一章统计部分相联系的问题,通过知识的相互联系,可以帮助学生更好地理解概率的意义和一些统计思想.例如:①每个学生模拟掷一个硬币的试验20次,统计出现正面的频数与频率,并可用频率估计概率,在此基础上进一步提出问题:这个估计的精度如何?误差大吗?②如果全班有50人,每人得到一个频率,那么有50个观测数据,计算这50个数据的平均数和标准差,并根据统计中的平均数和标准差的含义和计算的具体数值,解释这个模拟结果,通过这个过程,可以使学生进一步理解频率是概率的估计值,以及平均数和标准差的含义等.不同的计算器产生随机数的操作步骤可能不同,教科书中仅是以一种计算器为例给出产生随机数的步骤.教学中,可以让学生自己看计算器的说明书,按说明书的提示进行操作.很多软件都能产生随机数,教科书中以Excel软件为例,主要考虑到这个软件比较普遍,多数教师对它比较熟悉.教师在讲授这部分内容之前应该熟悉一下Excel软件,特别是产生随机数的函数、画统计图的功能及对统计数据结果的处理功能.用随机模拟的方法模拟随机现象称为统计试验.这里必须明确随机模拟方法得到的结果只能是概率的近似值或估计值,每次试验得到的结果可能是不同的.二、教学目标1、知识与技能:(1)了解随机数的概念;(2)利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率。
(整数值)随机数的产生 说课稿 教案 教学设计
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(整数值)随机数的产生一、教学目标:1、知识与技能:(1)了解随机数的概念,掌握用计算器或计算机产生随机数求随机数的方法;(2)能用模拟的方法估计概率。
2、过程与方法:(1)通过对现实生活中具体的概率问题的探究,感知应用数学解决问题的方法,体会数学知识与现实世界的联系,培养逻辑推理能力;(2)通过模拟试验,感知应用数学解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯。
3、情感态度与价值观:通过模拟方法的设计体验数学的重要性和信息技术在数学中的应用;通过动手模拟,动脑思考,体会做数学的乐趣;通过合作试验,培养合作与交流的团队精神。
二、重点与难点:重点:随机数的产生;难点:利用随机试验求概率.三、教学过程(一)引入情境:历史上求掷一次硬币出现正面的概率时,需要重复掷硬币,这样不断地重复试验花费的时间太多,有没有其他方法可以代替试验呢?我们可以用随机模拟试验,代替大量的重复试验,节省时间.本节主要介绍随机数的产生,目的是利用随机模拟试验代替复杂的动手试验,以便求得随机事件的频率、概率.(二)产生随机数的方法:1.由试验(如摸球或抽签)产生随机数例:产生1—25之间的随机整数.(1)将25个大小形状相同的小球分别标1,2, …,24, 25,放入一个袋中,充分搅拌(2)从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数2.由计算器或计算机产生随机数由于计算器或计算机产生的随机数是根据确定的算法产生的,具有周期性(周期很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,而叫伪随机数由计算器或计算机模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗方法。
(三)利用计算器怎样产生随机数呢?例1: 产生1到25之间的取整数值的随机数.解:具体操作如下:第一步:MODE—→MODE—→MODE—→1—→0—→第二步:25—→SHIFT—→RAN#—→+—→0.5—→=第三步:以后每次按“=”都会产生一个1到25的取整数值的随机数.工作原理:第一步中连续按MODE键三次,再按1是使计算器进入确定小数位数模式,“0”表示小数位数为0,即显示的计算结果是进行四舍五入后的整数;第二步是把计算器中产生的0.000~0.999之间的一个随机数扩大25倍,使之产生0.000—24.975之间的随机数,加上“+0.5”后就得到0.5~25.475之间的随机数;再由第一步所进行的四舍五入取整,就可随机得到1到25之间的随机整数。
最新人教版高中数学必修三(整数值)随机数的产生优质教案
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(2)通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯。
3、情感态度与价值观:
通过数学与探究活动,体会理论来源于实践并应用于实践的辩证唯物主义观点
.
三、重点难点
教学重点: 学会利用随机数实验来求简单事件的概率 .
教学难点: 学会利用计算器、计算机求随机数的方法 .
四、课时安排
1 课时
P( A )=
.本节课我们学习(整数值)随机数的产生
基本事件的总数
,教师板书课题 .
思路 2
在第一节中 ,同学们做了大量重复试验 ,有的同学可能觉得这样做试验花费的时间太多了
,那么 ,有没
有其他方法可以代替试验呢?答案是肯定的 ,这就是我们将要学习的内容(整数值)随机数的产生
.
(二)推进新课、新知探究、提出问题
图形计算器) 产生随机数: 利用计算机程序算法产生 ,具有周期性 (周
期很长) ,具有类似随机数性质 ,称为伪随机数 .在随机模拟时利用计算机产生随机数比较方便
.
( 4)介绍各种随机数的产生 .
①计算器产生随机数
下面我们介绍一种如何用计算器产生你指定的两个整数之间的取整数值的随机数
.例如 ,要产生 1— 25 之
五、教学设计
(一)导入新课
思路 1
复习上一节课的内容: ( 1)古典概型 .我们将具有①试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;
(有限性) ②每 个基本事
件出现的可能性相等 .(等可能性)这样两个特点的概率模型称为古典概率概型
,简称古典概型 .
( 2)古典概型计算任何事件的概率计算公式 :
A所包含的基本事件的个 数
§3.2.2 (整数值)随机数(random numbers) 的产生
(整数值)随机数的产生教学设计
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(整数值)随机数的产生教学设计一、教学目标1、了解随机数产生的背景和方法;2、学会使用计算机Excel软件产生随机数;3、学会使用模拟的方法估计概率;4、通过模拟方法的设计体验数学的重要性和信息技术在数学中的应用;通过动手模拟,动脑思考,体会做数学的乐趣;通过合作试验,培养合作与交流的团队精神。
二、学情分析学生已经学习了《随机事件的概率》和《统计》的内容,对随机数已有一定的了解,并且已初步理解用频率估计概率的统计思想。
但存在的问题是:1、如何将随机事件的概率问题转化为随机数的模拟试验?2、如何利用计算机Excel软件产生某个区间内的随机整数?三、重点难点重点:掌握在随机模拟实验中利用计算机产生随机数来估计概率的方法,掌握用计算机Excel软件产生整数值随机数的方法。
难点:概率模型的建立以及随机模拟实验的理解和运用。
四、教学过程1、回顾引疑在本章第一节《随机事件的概率》中我们通过做大量重复的实验来抛掷一枚硬币,从而估计出"正面朝上"概率,这样不断地重复试验花费的时间太多,有没有其他更简便的方法可以代替试验呢?我们可以用计算机随机模拟试验,代替大量的重复试验,节省时间。
如何利用随机模拟试验代替复杂的动手试验呢?例如一枚硬币只能出现两个随机事件:"正面朝上"和"反面朝上",不妨考虑用两个随机数来代替这两个随机事件(比如0、1)。
如何产生这样的随机数呢?2、随机数的产生方法产生随机数的方法:1.由试验(如摸球或抽签)产生随机数例:产生1-25之间的随机整数.(1)将25个大小形状相同的小球分别标1,2,…,24,25,放入一个袋中,充分搅拌(2)从中摸出一个球,这个球上的数就是随机数2.由计算器或计算机产生随机数由于计算器或计算机产生的随机数是根据确定的算法产生的,具有周期性(周期很长),具有类似随机数的性质,但并不是真正的随机数,而叫伪随机数由计算器或计算机模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗方法。
322整数值随机数的产生教学设计
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322整数值随机数的产生教学设计一、教学目标:1.了解随机数的概念和作用;2.了解随机数的产生方法;3. 掌握使用Python编程语言产生随机数的方法;4.了解随机数的应用场景。
二、教学内容:1.随机数的概念和作用;2.随机数的产生方法;3. 使用Python编程语言产生随机数的方法;4.随机数的应用场景。
三、教学过程:1.导入随机数模块首先,介绍Python中的random模块,该模块是Python标准库中的一个模块,专门用于生成随机数。
通过导入该模块,我们可以使用其中的函数来产生随机数。
```pythonimport random```2.产生整数值随机数的方法介绍产生整数值随机数的两种常用方法:randint和randrange。
```python# 使用randint方法产生一个指定范围内的整数随机数random.randint(start, end)# 使用randrange方法产生一个指定范围内的整数随机数,不包括endrandom.randrange(start, end)```3.示例演示以产生一个1到10之间的整数随机数为例,进行代码演示。
```pythonimport random#产生一个1到10之间的整数随机数random_num = random.randint(1, 10)print(random_num)```4.随机数的应用场景介绍随机数的几个应用场景,如抽奖、生成验证码等。
四、教学总结通过本节课的学习,我们了解了随机数的概念和作用,掌握了产生整数值随机数的方法,并且了解了随机数的应用场景。
希望大家能够灵活运用随机数,在实际工作和学习中充分发挥其作用。
五、拓展练习1.编写一个程序,随机生成10个1到100之间的整数,并求其中的最大值和最小值。
```pythonimport random#生成10个1到100之间的整数random_nums = [random.randint(1, 100) for _ in range(10)]max_num = max(random_nums)min_num = min(random_nums)print("最大值:", max_num)print("最小值:", min_num)```2.编写一个程序,模拟一个摇色子的游戏,通过随机数模拟摇色子的过程,并输出摇出的点数。
随机数的产生 说课稿 教案 教学设计
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(整数值)随机数(random numbers)的产生项目内容课题3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生整体设计(共 1 课时)修改与创新教学目标1.通过对现实生活中具体的概率问题的探究,感知应用数学解决问题的方法,了解随机数的概念;体会数学知识与现实世界的联系,培养逻辑推理能力.2.通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯.利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率.通过数学与探究活动,体会理论来源于实践并应用于实践的辩证唯物主义观点.教学重、难点教学重点:学会利用随机数实验来求简单事件的概率. 教学难点:学会利用计算器、计算机求随机数的方法.教学准备多媒体课件教学过程导入新课在第一节中,同学们做了大量重复试验,有的同学可能觉得这样做试验花费的时间太多了,那么,有没有其他方法可以代替试验呢?答案是肯定的,这就是我们将要学习的内容(整数值)随机数的产生.推进新课新知探究提出问题(1)在掷一枚均匀的硬币的试验中,如果没有硬币,你会怎么办?(2)在掷一枚均匀的骰子的试验中,如果没有骰子,你会怎么办?(3)随机数的产生有几种方法,请予以说明.(4)用计算机或计算器(特别是TI图形计算器)如何产生随机数?活动:学生思考或讨论,并与同学交流活动感受,讨论可能出现的情况,师生共同最后汇总方法、结果和感受.讨论结果:(1)我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,用计算器做模拟掷硬币试验.(2)我们可以分别用数字1、2、3、4、5、6表示出现“1点”“2点”“3点”“4点”“5点”和“6点”,用计算器做模拟掷骰子试验.(3)可以由试验产生随机数,也可用计算机或计算器来产生随机数.①由试验产生的随机数:例如我们要产生1—10之间的随机数,可以把大小形状均相同的十张纸片的背后分别标上:1,2,3,…,8,9,10,然后任意地抽出其中一张,这张纸上的数就是随机数.这种产生随机数的方法比较直观,不过当随机数的量比较大时,就不方便,因为速度太慢.②用计算机或计算器(特别是TI图形计算器)产生随机数:利用计算机程序算法产生,具有周期性(周期很长),具有类似随机数性质,称为伪随机数.在随机模拟时利用计算机产生随机数比较方便.(4)介绍各种随机数的产生.①计算器产生随机数下面我们介绍一种如何用计算器产生你指定的两个整数之间的取整数值的随机数.例如,要产生1—25之间的取整数值的随机数,按键过程如下:以后反复按键,就可以不断产生你需要的随机数.同样地,我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,利用计算器不断地产生0,1两个随机数,以代替掷硬币的试验.按键过程如下:②利用TI图形计算器产生随机数的方法只要输入RAND(N)(其中N为任意整数,如图:RAND(20)表示1到20的随机数.)利用TI图形计算器产生随机数的速度很快而且很方便.③介绍利用计算机产生随机数(主要利用Excel软件)先让学生熟悉Excel软件特别是产生随机数的函数,画统计图的功能,以及了解Excel软件对统计数据进行处理的功能.我们也可以用计算机产生随机数,而且可以直接统计出频数和频率.下面以掷硬币为例给出计算机产生随机数的方法.每个具有统计功能的软件都有随机函数.以Excel软件为例,打开Excel 软件,执行下面的步骤:(1)选定A1格,键入“=RANDBETWEEN(0,1)”,按Enter键,则在此格中的数是随机产生的0或1.(2)选定A1格,按Ctrl+C快捷键,然后选定要随机产生0,1的格,比如A2至A100,按Ctrl+V快捷键,则在A2至A100的数均为随机产生的0或1,这样我们很快就得到了100个随机产生的0,1,相当于做了100次随机试验.(3)选定C1格,键入频数函数“=FREQUENCY(A1∶A100,0.5)”,按Enter键,则此格中的数是统计A1至A100中,比0.5小的数的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数.(4)选定D1格,键入“=1-C1/100”,按Enter键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率,即正面朝上的频率.同时可以画频率折线图,它更直观地告诉我们:频率在概率附近波动.上面我们用计算机或计算器模拟了掷硬币的试验,我们称用计算机或计算器模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗(Monte Carlo)方法.应用示例例1 利用计算器产生10个1—100之间的取整数值的随机数.解:具体操作如下:键入反复操作10次即可得之.点评:利用计算器产生随机数,可以做随机模拟试验,在日常生活中有着广泛的应用.变式训练利用计算器生产10个1到20之间的取整数值的随机数.解:具体操作如下:键入反复按键10次即可得到.例2 天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,这三天中恰有两天下雨的概率是多少?活动:这里试验出现的可能结果是有限个,但是每个结果的出现不是等可能的,所以不能用古典概型求概率的公式.用计算器或计算机做模拟试验可以模拟下雨出现的概率是40%.解:我们通过设计模拟试验的方法来解决问题.利用计算器或计算机可以产生0到9之间取整数值的随机数,我们用1,2,3,4表示下雨,用5,6,7,8,9,0表示不下雨,这样可以体现下雨的概率是40%.因为是3天,所以每三个随机数作为一组.例如,产生20组随机数907 966 191 925 271 932 812 458 569 683 431 257 393 027 556 488 730 113 537 989就相当于做了20次实验.在这组数中,如果恰有两个数在1,2,3,4中,则表示恰有两天下雨,它们分别是191,271,932,812,393,即共有5个数.我们得到三天中恰有两天下雨的概率近似为205=25%. 本例题的目的是要让学生体会如何利用模拟的方法估算概率.解决步骤:(1)建立概率模型:模拟每一天下雨的概率为40%,有很多方法,例如用计算机产生0—9的随机数,可用0,1,2,3表示下雨,其余表示不下雨(当然,也可以用5,6,7,9表示下雨,其余表示不下雨),这样可以体现下雨的概率为40%.(2)进行模拟实验,可以用Excel 软件模拟的结果(模拟20个):可用函数“RANDBETWEEN (1,20)”. (3)验证统计结果(略).注意:用随机数模拟的方法得到的仅仅是20次的模拟结果,是概率的近似值,而不是概率.随着模拟的数量不断地增加(相当于增加样本的容量),模拟的结果就越接近概率.关于例2的实际操作,有条件的可以让学生自己上机动手或利用计数器来演算.点评:掌握产生随机数的方法,特别是用计算机模拟的方法,还要建立适当的模型. 知能训练 1.本节练习4. 答案:(1)61. (2)略.(3)应该相差不大,但会有差异.存在差异的主要原因是随机事件在每次试验中是否发生是随机的,但在200次试验中,该事件发生的次数又是有规律的,所以一般情况下所得的频率与概率相差不大.2.0表示反面朝上,1表示正面朝上,请用计算器做模拟掷硬币试验. 解:具体操作如下: 键入拓展提升某班有45个人,现要选出1人去检查其他班的卫生,若每个人被选到的机会均等,则恰好选中学生甲的机会有多大?解:本题应用计算器产生随机数进行模拟试验,请按照下面的步骤独立完成.(1)用1—45的45个数来替代45个人; (2)用计算器产生1—45之间的随机数,并记录; (3)整理数据并填入下表:。
高中数学人教A版必修3《3.2.2(整数值)随机数的产生》教案3
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必修三3.2.2 (整数值)随机数(random numbers )的产生 新课指南1.知识与技能:(1)了解随机数的概念;(2)利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率。
2.过程与方法:通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯。
3.情感态度与价值观:通过亲身实践,培养理论来源于实践并应用于实践的辨证思想,同时培养学习数学的兴趣。
4.重点与难点:正确理解随机数的概念,并能应用计算机产生随机数。
典例剖析基础知识应用题本节基础知识的应用主要是用计算器或计算机做随机模拟试验例1 利用计算器产生10个1~100之间的取整数值的随机数。
解:具体操作如下:键入反复操作10次即可得之小结 利用计算器产生随机数,可以做随机模拟试验,在日常生活中,有着广泛的应用。
综合应用题例2 某篮球爱好者,做投篮练习,假设其每次投篮命中的概率是40%,那么在连续三次投篮中,恰有两次投中的概率是多少?[分析] 其投篮的可能结果有有限个,但是每个结果的出现不是等可能的,所以不能用古典概型的概率公式计算,我们用计算机或计算器做模拟试验可以模拟投篮命中的概率为40%。
解:我们通过设计模拟试验的方法来解决问题,利用计算机或计算器可以生产0到9之间的取整数值的随机数。
我们用1,2,3,4表示投中,用5,6,7,8,9,0表示未投中,这样可以体现投中的概率是40%。
因为是投篮三次,所以每三个随机数作为一组。
例如:产生20组随机数:812,932,569,683,271,989,730,537,925,907,113,966,191,431,257,393,027,556.这就相当于做了20次试验,在这组数中,如果恰有两个数在1,2,3,4中,则表示恰有两次投中,它们分别是812,932,271,191,393,即共有5个数,我们得到了三次投篮中恰有两次投中的概率近似为205=25%。
小结(1)利用计算机或计算器做随机模拟试验,可以解决非古典概型的概率的求解问PRBRAND RANDI STAT DECENTER RANDI (1,100) STAT DEG ENTERRAND (1,100) STAT DEC题。
(整数值)随机数(random numbers)的产生 精品课教案
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随机数的产生【教学目标】1.知识与技能:(1)正确理解古典概型的两大特点:1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;2)每个基本事件出现的可能性相等;(2)掌握古典概型的概率计算公式:P (A )=总的基本事件个数包含的基本事件个数A (3)了解随机数的概念;(4)利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率。
【教学重难点】1.正确理解掌握古典概型及其概率公式;2.正确理解随机数的概念,并能应用计算机产生随机数。
【教学准备】1.与学生共同探讨,应用数学解决现实问题;2.通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯。
【教学过程】一、创设情境:(1)掷一枚质地均匀的硬币,结果只有2个,即“正面朝上”或“反面朝上”,它们都是随机事件。
(2)一个盒子中有10个完全相同的球,分别标以号码1,2,3,...,10,从中任取一球,只有10种不同的结果,即标号为1,2,3 (10)师生共同探讨:根据上述情况,你能发现它们有什么共同特点?二、基本概念:(1)基本事件、古典概率模型、随机数、伪随机数的概念(2)古典概型的概率计算公式:P (A )=。
总的基本事件个数包含的基本事件个数A 三、例题分析:例1 掷一颗骰子,观察掷出的点数,求掷得奇数点的概率。
分析:掷骰子有6个基本事件,具有有限性和等可能性,因此是古典概型。
解:这个试验的基本事件共有6个,即(出现1点)、(出现2点)……、(出现6点)所以基本事件数n=6,事件A=(掷得奇数点)=(出现1点,出现3点,出现5点),其包含的基本事件数m=3所以,P (A )====0.5n m 6321例2 从含有两件正品a1,a2和一件次品b1的三件产品中,每次任取一件,每次取出后不放回,连续取两次,求取出的两件产品中恰有一件次品的概率。
解:每次取出一个,取后不放回地连续取两次,其一切可能的结果组成的基本事件有6个,即(a1,a2)和,(a1,b2),(a2,a1),(a2,b1),(b1,a1),(b2,a2)。
人教版高中数学全套教案导学案6. (整数值)随机数(random numbers)的产生
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教师课时教案备课人授课时间课题 3.2.2 (整数值)随机数(random numbers)的产生课标要求了解随机数的概念;利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率.教学目标知识目标了解随机数的概念技能目标能直接统计出频数与频率.情感态度价值观体会数学知识与现实世界的联系,培养逻辑推理能力.体会理论来源于实践并应用于实践的辩证唯物主义观点.重点学会利用随机数实验来求简单事件的概难点学会利用计算器、计算机求随机数的方法.教学过程及方法问题与情境及教师活动学生活动一、导入新课:复习上一节课的内容:(1)古典概型.我们将具有①试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(有限性)每个基本事件出现的可能性相等.(等可能性)这样两个特点的概率模型称为古典概率概型,简称古典概型.(2)古典概型计算任何事件的概率计算公式:P(A)=基本事件的总数数所包含的基本事件的个A.本节课我们学习(整数值)随机数的产生二、新课讲解:1提出问题(1)在掷一枚均匀的硬币的试验中,如果没有硬币,你会怎么办?(2)在掷一枚均匀的骰子的试验中,如果没有骰子,你会怎么办?(3)随机数的产生有几种方法,请予以说明.(4)用计算机或计算器(特别是TI图形计算器)如何产生随机数?讨论结果:(1)我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,用计算器做模拟掷硬币试验.(2)我们可以分别用数字1、2、3、4、5、6表示出现“1点”“2点”“3点”“4点”“5点”和“6点”,用计算器做模拟掷骰子试验.(3)可以由试验产生随机数,也可用计算机或计算器来产生随机数.学生回答教学过程及方法问题与情境及教师活动学生活动①由试验产生的随机数:例如我们要产生1—10之间的随机数,可以把大小形状均相同的十张纸片的背后分别标上:1,2,3,…,8,9,10,然后任意地抽出其中一张,这张纸上的数就是随机数.这种产生随机数的方法比较直观,不过当随机数的量比较大时,就不方便,因为速度太慢.②用计算机或计算器(特别是图形计算器)产生随机数:利用计算机程序算法产生,具有周期性(周期很长),具有类似随机数性质,称为伪随机数.在随机模拟时利用计算机产生随机数比较方便.2.介绍各种随机数的产生.(1)计算器产生随机数下面我们介绍一种如何用计算器产生你指定的两个整数之间的取整数值的随机数.例如,要产生1—25之间的取整数值的随机数,按键过程如下:以后反复按键,就可以不断产生你需要的随机数.同样地,我们可以用0表示反面朝上,1表示正面朝上,利用计算器不断地产生0,1两个随机数,以代替掷硬币的试验.按键过程如下:(2)介绍利用计算机产生随机数(主要利用Excel软件)先让学生熟悉Excel软件特别是产生随机数的函数,画统计图的功能,以及了解Excel软件对统计数据进行处理的功能.我们也可以用计算机产生随机数,而且可以直接统计出频数和频率.下面以掷硬币为例给出计算机产生随机数的方法.每个具有统计功能的软件都有随机函数.以Excel软件为例,打开Excel软件,执行下面的步骤:(见教材131页)同时可以画频率折线图,它更直观地告诉我们:频率在概率附近波动.教学过程及方法问题与情境及教师活动学生活动上面我们用计算机或计算器模拟了掷硬币的试验,我们称用计算机或计算器模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗(Monte Carlo)方法.三,例题讲解例6:天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,这三天中恰有两天下雨的概率是多少?活动:这里试验出现的可能结果是有限个,但是每个结果的出现不是等可能的,所以不能用古典概型求概率的公式.用计算器或计算机做模拟试验可以模拟下雨出现的概率是40%.解:课本132页本例题的目的是要让学生体会如何利用模拟的方法估算概率.解决步骤:(1)建立概率模型:模拟每一天下雨的概率为40%,有很多方法,例如用计算机产生0—9的随机数,可用0,1,2,3表示下雨,其余表示不下雨(当然,也可以用5,6,7,9表示下雨,其余表示不下雨),这样可以体现下雨的概率为40%.(2)进行模拟实验,可以用Excel软件模拟的结果(模拟20个):可用函数“RANDBETWEEN(1,20)”.(3)验证统计结果(略).注意:用随机数模拟的方法得到的仅仅是20次的模拟结果,是概率的近似值,而不是概率.随着模拟的数量不断地增加(相当于增加样本的容量),模拟的结果就越接近概率.四、课堂练习:教材133页练习:1、2、3、4学生活动教学小结(1)了解随机数的概念;(2)利用计算机产生随机数,并能直接统计出频数与频率.课后反思。
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3.2.2 (整数值)随机数的产生
【教学目标】
知识与技能:了解随机数的意义,学会用模拟方法(使用随机数表)估计概率。
过程与方法:通过教师演示,理清用随机数表模拟法求概率的步骤;通过小组合
作,操作确认,学会用模拟方法估计概率。
情感态度与价值观:进一步体会概率与统计之间密不可分的联系;充满激情的投入学习活动中,体会合作学习的快乐。
【教学重难点】
重点:利用随机数估计事件的概率
难点:设计恰当的试验产生随机数并加以利用
【教材分析】
随机模拟法主要适用于非古典概型类求概率的题目,教材中介绍了两种产生随机数的方法:用计算器产生随机数、用计算机产生随机数。
这样安排是为了把现代信息技术运用到教学中,但在实际教学中有两个困难:一是不同型号的计算器产生随机数的方法不同,在课堂教学中难以统一;二是学生的计算机基础较差,对Excel 软件的使用较为陌生。
结合本节课内容的特点,在教学安排上,淡化随机数产生过程的教学,而重点放在随机模拟法估计概率的教学上,至于随机数的使用,可以借助课本103页的随机数表来完成。
【教学过程】
[前提测评]
1、古典概型的特征:(1)有限性:试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;
(2)等可能性:每个基本事件出现的可能性相等。
2、古典概型的概率计算公式:
3、盒中装有形状、大小完全相同的5个小球,其中红色球3个,黄色球2个,若从中随机取出2个球,求所取出的2个球的颜色不同的概率。
解:分别记红色球为1,2,3号,黄色球为4,5号,所有的基本事件有10个:
(1,2),(1,3), (1,4), (1,5), (2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5),(4,5)
记“所取出的2个球的颜色不同”为事件A ,则事件A 包含的基本事件有6个: (1,4), (1,5),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5)
因此概率为0.6
[目标展示](略)
[导学达标]
一、随机数
1、随机数:要产生1~n 之间的随机数,把n 个大小、形状相同的小球分别标上1,2,…,n ,放入一个袋子中,充分搅拌,然后从中摸出一个,这个球上的数就称为随机数。
2、随机数的产生:(1)抽签法;(2)计算器或计算机产生:伪随机数。
注:随机数表中的随机数是用计算机产生的伪随机数。
基本事件的总数包含的基本事件的个数A A P )(
二、随机数模拟法求概率近似值
例6 天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%.这三天中恰有两天下雨的概率大概是多少?
思考:1、本题是古典概型吗?为什么?
答:不是,因为“下雨”和“不下雨”的可能性不同。
解:第一步:设计概率模型——用随机数模拟每一天下雨的概率为40%.
用1,2,3,4表示下雨,用5,6,7,8,9,0表示不下雨,这样可以体现下雨的概率是40%.
因为是3天,所以每三个随机数为一组,作为三天的模拟结果。
第二步:进行统计试验——用计算器或计算机进行模拟试验。
也可以直接利用随机数表进行模拟。
用计算机产生20组随机数(每组由3个数字组成),例如:
907966 191 925 271 932 812 458 569 683
431 257 393 027 556 488 730 113 537 989
第三步:统计试验结果。
在每组数中,如果恰有两个数在1,2,3,4中,则表示恰有两天下雨,它们分别191,271,932,812,393,共5个数。
因此,三天中恰有两天下雨的概率近似为25%
2、根据本题的解题过程,总结随机数模拟法求概率近似值的步骤。
答:分三个步骤:(1)设计概率模型,(2)进行统计试验;(3)统计试验结果。
3、再模拟一次,所得结果一样吗?为什么?
答:不一样。
因为用统计的方法得到的只是频率,而频率只是概率的近似值。
三、小组合作学习:
将一枚质地均匀的硬币连掷三次,出现“2个正面朝上、1个反面朝上”和“1个正面朝上、2个反面朝上”的概率各是多少?用随机模拟的方法做100次试验,计算各自的概率的近似值。
(提示:你可能会用到下面的0-1随机数表)
参考解答:用数字0表示反面向上,数字1表示正面向上。
因为是连掷三次,所以每3
个随机数为一组,作为1次试验的结果,因此需要产生100组随机数。
从上述随机数表中,按照一定顺序取出100组随机数,例如:
001,000,000,111, 111,100,110,1 10,101,000,011,0 00,100,111 ,000, 011,001,101,000,111,000,100,010,011,101,011,001,101,101,010, 010,101,101,000,000,000,010,111,100,001,011,111,100,011,110, 011,110,101,010,111,000,111,011,011,100,100,100,000,000,110, 101,001,11 1,110, 101,010,000,111,011,011,000,001,111,011,100, 111,001,110,011,010,000,011,111,100,111,011,111,111, 011,001, 100,111 ,11 1,011, 010,101,010,111, 110,111
(1) 如果恰有两个1在一组中,则表示出现“2个正面朝上、1个反面朝上”,这样的数
共有35个,因此P (“2个正面朝上、1个反面朝上”)≈35÷100=0.35.
(2) 如果只有一个1在一组中,则表示出现“1个正面朝上、2个反面朝上”,这样
的数共有28个,因此P (“1个正面朝上、2个反面朝上”)≈28÷100=0.28.
[达标测评]
1、假定某运动员每次投掷飞镖正中靶心的概率为40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员两次投掷飞镖恰有一次命中靶心的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中靶心,5,6,7,8,9,0表示未命中靶心;再以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数: 93 28 12 45 85 69 68 34 31 25
73 93 02 75 56 48 87 30 11 35
据此估计,该运动员两次掷镖恰有一次正中靶心的概率为( )
A. 0.50
B. 0.45
C. 0.40
D. 0.35
2、一个小组有6位同学,选1为小组长,用随机模拟法估计甲被选中的概率,下面步骤错误的是 ( )
①把6名同学编号为1~6;②利用计算器或计算机产生1到6之间的整数随机数;③统计总试验次数N 及甲的编号出现的个数n;④计算频率N n A f n
)(,即为甲被选中的概率的近似值;⑤
N n 一定等于61 A. ① B. ② ③ C. ④ D. ⑤。