Предпросмотр материала:
Теория вероятностей и элементы комбинаторики
Первые научные работы по теории вероятностей появились в XVII веке когда такие ученые, как Б. Паскаль и П. Ферма открыли некоторые закономерности, возникающие при бросании костей.
Советские и русские ученые также принимали участие в развитии этого раздела математики: П.Л. Чебышев, А.А. Марков, А.М. Ляпунов, А.Н. Колмогоров.
Комбинаторика
Комбинаторика – раздел математики, в котором изучаются вопросы о том, сколько различных комбинаций, подчиненных тем или иным условиям, можно составить из заданных объектов.
Термин "комбинаторика" был введён знаменитым Готфридом Вильгельмом Лейбницем, - всемирно известным немецким учёным.
Комбинаторные методы лежат в основе решения многих задач теории вероятностей.
1.Перестановки
Перестановкой из n элементов называется каждое расположение этих элементов в определенном порядке.
Пример : сколько трехзначных чисел можно составить из цифр 1, 5, 7 (каждая цифра используется один раз) ?
Решение : P3=3!=6
Задача 1. Сколькими способами можно расставить на полке 12 книг, из которых 5 книг – сборники стихов, так, чтобы сборники стихов стояли рядом и в произвольном порядке ?
Решение:
Примем сборники стихов за одну книгу, тогда n=12-5+1=8, следовательно, комбинаций – P8 , но в каждой из полученных комбинаций можно выполнить P5 перестановок сборников стихов :
P8 * P5 = 8!*5!=4838400 способов.
2.Размещения
Размещением из n элементов по k (k≤n) называется любое множество, состоящее из k элементов, взятых в определенном порядке из данных n элементов.
Пример: сколько существует семизначных телефонных номеров, в которых все цифры различны и первая цифра отлична от нуля ?
Решение: всего существует 10 цифр
, но т. к. первая
цифра отлична от нуля, то
3.Сочетания
Сочетанием из n элементов по k называется любое множество, составленное из k элементов, выбранных из данных n элементов.
Пример: сколькими способами можно составить букет из трех гвоздик при наличии пяти различных цветов?
Решение:
Задача1. В классе 20 учеников, каждый из которых дружит ровно с шестью одноклассниками. Найдите число таких различных компаний из трех учеников, что в них либо все школьники дружат друг с другом, либо каждый не дружит ни с одним из двух оставшихся.
Решение:
Общее число различных троек .Найдем число троек, не удовлетворяющих условию задачи.
Рассмотрим упорядоченные тройки учеников (a, b, c), такие что: a дружит с b, а b не дружит с c. Всего такие тройки можно описать двумя способами, поэтому число таких троек равно 2X.
Найдем число упорядоченных троек. Для каждого из учеников высчитаем число таких троек, в которых он занимает центральное положение: (20-6-1)*6=78.
Таким образом, общее число упорядоченных троек:
2X=78*20;
X=780.
Искомое число равно 1140-780=360.
Теория вероятностей
1. Классический подход.
Вероятностью события А называется отношение числа m элементарных исходов, благоприятствующих этому событию, к общему числу элементарных исходов испытания n.
2. Статистический подход.
Для вычисления вероятности путем статистического исследования необходимо провести большое число опытов.
При многократном повторении опыта частота события принимает значения, близкие к некоторому постоянному числу. Так, проводились опыты бросания однородной монеты, в которых подсчитывали число появления «герба», и каждый раз, когда число опытов достаточно велико, частота события «выпадения герба» незначительно отличалась от
1. В урне 3 белых и 9 черных шаров. Из урны наугад вынимается 1 шар. Какова вероятность того, что вынутый шар окажется черным?
Решение:
Количество всех возможных результатов n=3+9=12.
Опытов, в результате которых может быть вынут черный шар m=9.
Парадокс закономерности
Большинство людей, увидев явную закономерность в результатах серии испытаний, будут склонны считать, что испытания не являются случайными.
00111100000100110100000111010111101000111101011010
00000000000000000000000000000000000000000000000000
Задача о двух конвертах
Известный парадокс, демонстрирующий как особенности субъективного восприятия теории вероятностей, так и границы её применимости.
Презентация по математике на тему "Основы теории вероятностей и элементы комбинаторики" содержит исторические сведения о первых научных работах по теории вероятностей.
В презентации представлены определения и формулы перестановок, размещений, сочетаний и вероятности событий, а также задачи на использование этих формул.
Приведен эксперимент по подбрасованию однородной монеты и представлена таблица с результатами эксперимента.
Эксперимент закономерностей, задача о двух конвертах.
Презентация может быть использована на уроках изучения и закрепления данной темы.
Профессия: Учитель математики в начальной школе
Профессия: Учитель математики и информатики
В каталоге 7 152 курса по разным направлениям
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Виленкин Н.Я., Жохов В.И., Чесноков А.С., Шварцбурд С.И.
Тема: 9. Сокращение дробей
Учебник: «Математика», Никольский С.М., Потапов М.К., Решетников Н.Н. и др.
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В.
Тема: Числа от 1 до 10
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В.
Тема: Сложение и вычитание
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В.
Тема: Сантиметр