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  • 1 # 園丁1958

    題主你好,我從以下幾點回答:

    一,機率,頻率的意義:機率是一個穩定的數值,也就是某件事發生或不發生的機率是多少。

    頻率是在一定數量的某件事情上面,發生的數與總數的比值。

    假設事件A的機率是0.3,在100次中發生28次,那麼它的頻率是28/100=0.28

    頻率是有限次數的試驗所得的結果,機率是頻數無限大時對應的頻率。

    二,機率頻率之間的關係

    1、他們都是統計系統各元件發生的可能性大小;

    2、頻率一般是大概統計資料經驗值,機率是系統固有的準確值;

    3、頻率是近似值,機率是準確值;

    4、頻率值一般容易得到,所以一般用來代替機率

    三,給您找的資料:

    進行定量分析,首先要知道系統各元件發生故障的頻率或機率。

    事件的頻率與機率是度量事件出現可能性大小的兩個統計特徵數。

    頻率是個試驗值,或使用時的統計值,具有隨機性,可能取多個數值。因此,只能近似地反映事件出現可能性的大小。

    機率是個理論值,是由事件的本質所決定的,只能取唯一值,它能精確地反映事件出現可能性的大小。

    雖然機率能精確反映事件出現可能性的大小,但它透過大量試驗才能得到,這在實際工作中往往是難以做到的。所以,從應用角度來看,頻率比機率更有用,它可以從所積累的比較多的統計資料中得到。

    需要指出的是用頻率代替機率,並不否認機率能更精確、更全面地反映事件出現可能性的大小,只是由於在目前的條件下,取得機率比取得頻率更為困難。

    所以,我們才用頻率代替機率,以機率的計算方法來計算頻率。

    中學數學和中考,高考中機率頻率也是必考內容之一,因此必須學好並能區分,計算有關機率頻率的數學題。

  • 2 # 中考數學當百薈
    一。用樣本估計總體

    統計中,通常透過調查的方式獲取相關的統計量。調查通常有兩種方式:普查和抽樣調查。比如:第六次全華人口普查(2010年11月1日),就是在國家統一規定的時間內,按照統一的方法、統一的專案、統一的調查表和統一的標準時點,對全華人口普遍地、逐戶逐人地進行的一次性調查登記這次人口普查登記的全國總人口為1,339,724,852人這個資料採用的就是普查方式得到的。而國家統計局每季度釋出的居民人均可支配收入、居民消費價格指數、調查失業率等統計指標,是採用抽樣調查方式獲取的。

    當統計的總體容量很大,調查耗時費力,調查成本巨大或者試驗具有破壞性時,不宜採用普查方式,就要用抽樣的方式來進行統計,然後用樣本的統計量,去估計總體統計量。這種統計思想就叫做用樣本估計總體。

    比如:某照明企業生產一批LED燈泡,為統計這批LED燈泡的使用壽命,採用哪種調查方式比較適合呢?因為要了解LED的使用壽命,按試驗要求,就必須將LED燈泡變成“長明燈”,一直點亮直至自然熄滅(壽終正寢)。這樣試驗是具有破壞性的,顯然不能用普查方式,只能採用抽樣的方式來進行。從這批LED燈泡中,隨機抽取50只燈泡作為一個樣本,透過試驗得到這個樣本的平均使用壽命為3000小時,然後我們就說該企業的這批LED燈泡(總體)的使用壽命為3000小時。

    二。用頻率估計機率

    俗話說,天有不測風雲,人有旦夕禍福。這句話從數學的角度來理解就是,在自然界和人類社會中,嚴格確定的事件是十分有限的,而隨機事件卻是十分普遍的,機率就是對隨機事件的一種數學的定量描述。它有助於我們更全面地認識隨機事件,並對生活中的一些不確定情況作出決策。天氣預報中,有一個指標叫降水機率。比如,某天降水的機率為2%,是指這天下雨的可能性很小,我們依據這個機率決策:出門可以不帶傘。

    但是,不是所有隨機事件發生的機率都可以進行理論計算的,因而,隨機事件發生的機率獲取通常有兩種方式:理論計算和試驗估計

    在初中階段,我們可以掌握的機率模型通常有三種類型1.問題本身沒有理論機率,只能透過試驗模擬估計(比如,前面舉例中,任取一個LED燈泡是次品的機率);2.雖然問題存在理論機率,但計算方法超出初中階段學生的認知水平,只能透過試驗模擬估計(比如,以任意三條線段為邊,圍成三角形的機率);3.問題是簡單的古典機率模型,理論上容易求出機率(比如,擲骰子擲到1點的機率),但也可以透過試驗來驗證

    透過以上的分析知道,無論哪種機率模型的機率都可以透過試驗模擬估計。以古典概型擲硬幣試驗為例,詳細說明什麼是用頻率估計機率。隨機擲硬幣一次,只有兩種可能:正面朝上或反面朝上,因而正面朝上的理論機率=0.5。其實,歷史上有很多數學家都做過擲硬幣試驗,透過試驗來驗證這個理論機率。下面的圖表是部分數學家試驗得到的資料:

    從以上圖表可以知道,正面朝上的頻率=正面朝上的次數/總次數。比如由上述圖表可知,蒲豐共擲硬幣4040次(總次數),其中正面朝上的次數2048,這個次數也稱為頻數,因而,正面朝上的頻率=2048/4040≈0.506931。當試驗的次數很大時,這個頻率穩定在機率的理論值0.5附近。因而,我們可以用試驗得到的正面朝上的頻率去估計正面朝上的機率。需要說明的是,我們說這個頻率穩定在理論值0.5附近,並不意味著試驗次數越大,就越接近0.5。有可能隨著試驗次數的增大,試驗得到的頻率與理論機率的差距反而擴大了,出現這種情況本身也是一個隨機事件,但穩定在理論值附近的趨勢是改變不了的,因而我們完全可以用試驗得到的頻率去估計(代替)事件發生的機率,這種統計思想就叫做用頻率估計機率。

    下圖是本人制作的計算機模擬投幣試驗:

    三。用頻率估計機率 蒙特卡羅方法 蒲豐投針試驗

    蒙特卡羅方法是美國研製原子彈的“曼哈頓計劃”計劃的成員S.M.烏拉姆和計算機的發明者J.馮·諾伊曼首先提出。這種方法借用世界著名的賭城—摩納哥的Monte Carlo(蒙特卡羅)命名,更增添了它的神秘色彩。蒙特卡羅方法,在現代金融工程、宏觀經濟、計算物理、核物理等領域都有廣泛應用。其實,這種思想可以追溯到一個更早更著名的試驗---《蒲豐投針試驗》。1777年,法國數學家蒲豐提出用投針試驗的方法求圓周率π,他的這種試驗方法被認為是蒙特卡羅方法的起源。

    蒲豐投針試驗中,針與平行線相交的理論機率p是可以計算的,p=2l/πa,其中l是針長,a是平行線的間距,它們都是已知量,因而p可以求出。並且針與平行線相交的頻率p1是可以透過試驗得到的,因此借用頻率估計機率的思想有p=p1,即p1=2l/πa,在這個試驗中,我們感興趣的不是機率和頻率(這些都是已知量),而是圓周率!我們對圓周率的值到底是多少很感興趣,為此,只要將p1=2l/πa變形,即可得到求圓周率π的計算公式:π=2l/p1a

    下圖是歷史上部分數學家透過投針試驗,用頻率估計機率思想,測得的圓周率的資料:

    蒲豐投針試驗求圓周率的方法,完全顛覆了我們對劉徽割圓術求圓周率的認知。只不過後來在此基礎上發展起來的蒙特卡羅方法,是用計算機進行模擬試驗,來測量我們感興趣的事先未知的任何常數的值。

    下圖是本人制作的計算機模擬投針試驗:

    結語:

    用樣本估計總體,用頻率估計機率是初中階段必須具備的兩個基本統計思想。諸如我們常常遇到有關機率統計類數學題目:擲骰子,翻牌遊戲,轉盤遊戲,摸球遊戲以及有關遊戲公平性的問題,還有設計試驗去估計生日相同的機率,池塘裡有多少條魚等等,都是藉助這兩個基本的統計思想建立數學模型,從而獲得問題解決的。

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