一、教学目标
1、知识与技能目标:掌握均值的概念,计算方法,能处理实际问题中的均值问题;
2、过程与方法目标:处理实际问题时掌握分类讨论的思想,形成数学建模的意识;
3、情感态度价值观目标:在民主和谐的课堂氛围中体验学习的乐趣。
二、教学重难点
实际问题中均值的运算问题
三、教学过程
1、情境引入:
设有12个西瓜,其中重5 kg的有4个,重6 kg的有3个,重7 kg的有5个.
[问题] (1)任取一个西瓜,用X表示这个西瓜的重量,试想X可以取哪些值?
(2)X取上述值时对应的概率分别是多少?
(3)试想每个西瓜的平均重量该如何求?
2、数学建构
离散型随机变量的均值
一般地,随机变量X的概率分布如表所示,
X | x1 | x2 | … | xn |
概率p | p1 | p2 | … | pn |
其中pi≥0,i=1,2,…,n,p1+p2+…+pn=1.我们将E(X)=μ=p1x1+p2x2+…+pnxn称为随机变量X的均值或数学期望.
3、例题讲解
[例1] 猜歌名游戏是根据歌曲的主旋律制成的铃声来猜歌名.某嘉宾参加猜歌名节目,猜对每首歌曲的歌名相互独立,猜对三首歌曲A,B,C歌名的概率及猜对时获得相应的公益基金如表所示.
歌曲 | A | B | C |
猜对的概率 | 0.8 | 0.6 | 0.4 |
获得的公益基金额/元 | 1 000 | 2 000 | 3 000 |
规则如下:按照A,B,C的顺序猜,只有猜对当前歌曲的歌名才有资格猜下一首.求嘉宾获得的公益基金总额X的分布列及均值.
求离散型随机变量均值的一般步骤
第一步是“判断取值”,即判断随机变量的所有可能取值;
第二步是“探求概率”,即求出随机变量取每个值时的概率;
第三步是“写分布列”,即按规范形式写出分布列,并注意用分布列的性质检验所求的分布列或某事件的概率是否正确;
第四步是“求均值”,利用均值的定义求均值.
[跟踪训练]
某地举办知识竞赛,组委会为每位选手都备有10道不同的题目,其中有6道艺术类题目,2道文学类题目,2道体育类题目,每位选手从给定的10道题中不放回地随机抽取3次,每次抽取一道题,回答完一道题后,再抽取下一道题进行回答.
(1)求某选手在3次抽取中,只有第一次抽到的是艺术类题目的概率;
(2)求某选手抽到体育类题目的次数X的均值.
[例2] (1)若X的分布列为
X | x1 | x2 | … | xn |
P | p1 | p2 | … | pn |
证明:E(aX+b)=aE(X)+b;
(2)根据(1)的结论,若X的概率分布列为
X | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 |
P | m |
且Y=-2X,求E(Y).
与离散型随机变量性质有关问题的解题思路
若给出的随机变量ξ与X的关系为ξ=aX+b,a,b为常数.一般思路是先求出E(X),再利用公式E(aX+b)=aE(X)+b求E(ξ).也可以利用X的分布列得到ξ的分布列,关键是由X的取值计算ξ的取值,对应的概率相等,再由定义法求得E(ξ).
[跟踪训练]
1.已知随机变量X的分布列为
X | -1 | 0 | 1 |
P | m |
若η=aX+3,E(η)=,则a=( )
2.已知某一随机变量X的概率分布列如下,且E(X)=6.3.
X | 4 | a | 9 |
P | 0.5 | 0.1 | b |
(1)求b;(2)求a;(3)若η=2X-3,求E(η).
4、课堂小结
反思:离散型随机变量的均值是本章节的重要内容,为后续方差、标准差的学习奠定基础。在这一节的学习过程中,学生的难点还是在于面对一些具体问题时,概率分布列的求解有困难,导致均值的求解错误,所以还是要帮助学生具体问题具体分析,把概率分布列搞明白,这样期望的求解也就水到渠成。另外,例2中期望的性质也至关重要,老师们要把性质的证明讲透,防止学生把数学的学习变成机械的记忆,知其然还要知其所以然。