计数原理、概率、随机变量及其分布-数学理科-人教A.ppt
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2、,第十单元 知识框架,第十单元 考纲要求,1计数原理(1)分类加法计数原理、分步乘法计数原理理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理会用分类加法计数原理或分步乘法计数原理分析和解决一些简单的实际问题(2)排列与组合理解排列、组合的概念能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式能解决简单的实际问题(3)二项式定理能用计数原理证明二项式定理会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题,第十单元 考纲要求,2概率(1)事件与概率了解随机事件发生的不确定性和频率的稳定性,了解概率的意义,了解频率与概率的区别了解两个互斥事件的概率加法公式(2)古典概型理解古典概型及其概率计算公式会计算一些随机事件所含的基本
3、事件数及事件发生的概率(3)随机数与几何概型了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率了解几何概型的意义,第十单元 考纲要求,3随机变量及其分布(1)理解取有限个值的离散型随机变量及其分布列的概念;了解分布列对于刻画随机现象的重要性(2)理解超几何分布及其导出过程,并能进行简单的应用(3)了解条件概率和两个事件相互独立的概念,理解n次独立重复试验的模型及二项分布,并能解决一些简单的实际问题(4)理解取有限个值的离散型随机变量的均值、方差的概念,能计算简单离散型随机变量的均值、方差,并能解决一些实际问题(5)利用实际问题的直方图,了解正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义,本单元是考查学生应用意识的
4、重要载体,已成为近几年新课标高考的一大亮点和热点,高考对本单元的考查有如下特点:1以计数原理为基础,考查概率计算,往往和实际问题相结合,考查学生的应用意识2概率与其他知识融合、渗透,情境新颖,常常在知识的交汇处设计试题3高考试卷中一般是以选择或填空题的形式考查古典概型或几何概型的计算,在解答题中考查互斥事件、相互独立事件的概率计算,考查离散型随机变量的分布列及数学期望和方差的计算与应用概率与统计结合是近年来概率解答题的一大趋势预计2012年高考在延续对概率传统考查的基础上,会重点考查利用排列组合知识求概率,综合统计知识考查离散型随机变量的分布列及数学期望,第十单元 命题趋势,1编写意图 新课标
5、中的计数原理与离散型随机变量的分布列及数学期望和方差等内容与大纲版中的相关内容没有多大的区别,但古典概型与几何概型是新课标增加的内容,是高考经常考查的一个知识点,也是对学生的应用意识进行考查的重要载体,根据上述特点,在编写中强化了如下几个问题:(1)把握基本题型对各种基本题型进行了详细阐述,目的是帮助学生构建知识体系,能针对不同的计数类型及概率类型灵活选择相应的方法和公式(2)突出应用意识所选试题大多以实际问题为背景,培养学生用排列组合等计数方法和概率的知识解决实际问题的能力(3)为了体现概率与统计结合是近年来概率解答题的一大趋势,多个方设计了概率与统计综合题,培养学生解答综合题的能力,第十单
6、元 使用建议,第十单元 使用建议,2教学指导 尽管本单元内容突出了对学生应用能力的考查,但教学中仍然要以掌握基础知识,基本方法为出发点,切不可盲目加大难度教学时要做好以下几点:(1)强化双基训练本单元概念多,计算多,基本方法多,教学中要强化概念教学,特别是在例题讲解中要结合具体问题,辨析各个概念如两个计数原理、排列与组合、互斥事件、对立事件、概率、分布列、期望与方差等核心概念,它贯穿概率问题的始终,在教学中一定要通过各种措施使学生掌握好这些概念(2)把握基本题型对于常见的排列组合基本题型、求概率问题的基本题型要牢固掌握,排列组合公式、求概率公式要求记忆准确,针对不同类型灵活选择相应的方法和公式
7、,第十单元 使用建议,(3)强化方法选择对基本题型能达到举一反三的程度,如什么时候用排列数公式,什么情况下用组合数公式;什么时候用古典概型计算公式,什么情况下用几何概型公式等注意解题后的反思,形成良好的认知结构,使所学知识条理化、有序化,形成一个有机的整体(4)在复习中要重点关注概率与统计相结合的解答题 3课时安排 本单元包含9讲和1个滚动基础训练卷(六),1个单元能力训练卷(十),建议每讲1课时,滚动基础训练卷、单元能力训练卷各1课时,本单元共需11课时,第56讲 基本计数原理,第56讲基本计数原理,第56讲 知识梳理,1分类计数原理完成一件事,如果有n类办法,在第一类办法中有m1种不同方法
8、,在第二类办法中有m2种不同方法,在第n类办法中有mn种不同方法那么完成这件事共有N_种不同方法2分步计数原理完成一件事需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同方法,做第二步有m2种不同方法,做第n步有mn种不同方法那么完成这件事共有N_种不同方法,m1m2m3mn,m1 m2 mn,第56讲 知识梳理,3分类和分步的区别(1)分类:完成一件事同时存在n类方法,每一类方法都能独立完成这件事,各类互不相关分步:完成一件事需按先后顺序分n步进行,每一步缺一不可只有当所有步骤完成,这件事才完成(2)分类时要做到“不重不漏”分类后再对每一类进行计数,最后用分类加法计数原理,把每一类的方法数相加,得到总数
9、分步要做到步骤完整,完成了所有步骤,恰好完成任务,步与步之间要相互独立分步后再计算每一步的方法数,最后根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总数,探究点1分数计数理,第56讲 要点探究,例1在所有的两位数中,个位数字小于十位数字的两位数共有多少个?,第56讲 要点探究,例1思路 采用列举分类,先确定个位数字,再考虑十位数字的所有可能然后用分类计数原理解答 方法一:一个两位数由十位数字和个位数字构成,考虑一个满足条件的两位数,可先确定个位数字后再考虑十位数字有几种可能一个两位数的个位数字可以是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.把这样的两位数分成10类(1)当个位数字为0时,十
10、位数字可以是1,2,3,4,5,6,7,8,9,有9个满足条件的两位数;(2)当个位数字为1时,十位数字可以是2,3,4,5,6,7,8,9,有8个满足条件的两位数;,第56讲 要点探究,(3)当个位数字为2时,十位数字可以是3,4,5,6,7,8,9,有7个满足条件的两位数;以此类推,当个位数字分别是3,4,5,6,7,8,9时,满足条件的两位数分别有6,5,4,3,2,1,0个由分类加法计数原理,满足条件的两位数的个数为987654321045个方法二:考虑两位数“ab”与“ba”中,个位数字与十位数字的大小关系,利用对应思想计算,第56讲 要点探究,所有90个两位数中,个位数字等于十位数
11、字的两位数为11,22,33,99共9个;另有10,20,30,90共9个两位数的个位数字与十位数字不能调换位置;其余901872个两位数,按“ab”与“ba”进行一一对应,则每一个“个位数字小于十位数字的两位数”就与另一个“十位数字小于个位数字的两位数”对应,故其中“个位数字小于十位数字的两位数”有72236个.故满足条件的两位数的个数为93645个,第56讲 要点探究,点评 合理分类是解决计数问题的基本思想,方法一从两位数的个位数字着手,确立分类标准,使计数过程一目了然;方法二巧妙地应用了“一一对应”的思想,简化了计数过程,这种思想方法在排列、组合计数问题中也经常使用,第56讲 要点探究,
12、变式题,某同学衣服上左、右各有一个口袋,左边口袋装有30张英语单词卡片,右边口袋装有20张英语单词卡片,这些英语单词卡片都互不相同,问从两个口袋里任取一张英语单词卡片,有_种不同的取法,第56讲 要点探究,思路 每一张英语单词卡片独立抽取,分类计数50解析 从口袋中任取一张英语单词卡片的方法分两类,第一类:从左边口袋取一张英语单词卡片有30种不同的取法;第二类:从右边口袋取一张英语单词卡片有20种不同的取法上述的其中任何一种取法都能独立完成取一张英语单词卡片这件事,应用分类加法计数原理来解题,所以从中任取一张英语单词卡片的方法种数为302050种,探究点2分步计数原理的应用,第56讲 要点探究
13、,例2 2009浙江卷 甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是_(用数字作答),第56讲 要点探究,例2思路 甲、乙、丙各有7种站法,根据分步乘法计数原理计数,除去一个台阶上占三人的情况336解析 甲有7种站法,乙也有7种站法,丙也有7种站法,故不考虑限制共有777343种站法,其中三个人站在同一台阶上有7种站法,故符合本题要求的不同站法有3437336种,第56讲 要点探究,变式题,已知集合M3,2,1,0,1,2,P(a,b)表示平面上的点(a,bM),问:(1)P可表示平面上多少个不同的点?(2)P可表示平面上多少个第
14、二象限的点?(3)P可表示多少个不在直线yx上的点?,第56讲 要点探究,思路 完成“确定点P”这件事需依次确定横、纵坐标,应用分步计数原理解答(1)确定平面上的点P(a,b)可分两步完成:第一步确定a的值,共有6种确定方法;第二步确定b的值,也有6种确定方法根据分步计数原理,得到平面上的点数是6636个(2)确定第二象限的点,可分两步完成:第一步确定a,由于a0,所以有2种确定方法由分步计数原理,得到第二象限的点的个数是326个(3)点P(a,b)在直线yx上的充要条件是ab.因此a和b必须在集合M中取同一元素,共有6种取法,即在直线yx上的点有6个由(1)得不在直线yx上的点共有36630
15、个,探究点3两个原理的综合应用,第56讲 要点探究,例两个原理的综合应用3 用0,1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字且比2000大的四位偶数,例思路 先根据条件把“比2000大的四位偶数”分成3类,在每一类中又分三步:选取千位上的数字、选取百位上的数字、选取十位上的数字,第56讲 要点探究,解答 完成这件事有3类方法:第一类:用0做结尾的比2000大的四位偶数,它可以分三步去完成:第一步,选取千位上的数字,只有2,3,4,5可以选择,有4种选法;第二步,选取百位上的数字,除0和千位上已选定的数字以外,还有4个数字可供选择,有4种选法;第三步,选取十位上的数字,还有3种选法依据分步乘法计
16、数原理,这类数的个数有44348个;第二类:用2做结尾的比2000大的四位偶数,它可以分三步去完成:第一步,选取千位上的数字,除去2,1,0,只有3个数字可以选择,有3种选法;第二步,选取百位上的数字,在去掉已经确定的首尾两数字之后,还有4个数字可供选择,有4种选法;第三步,选取十位上的数字,还有3种选法依据分步计数原理,这类数的个数有34336个;,第56讲 要点探究,第三类:用4做结尾的比2000大的四位偶数,其步骤同第二类对以上三类结论用分类计数原理,可得所求无重复数字的比2000大的四位偶数有443343343120个,变式题,三条直线两两异面,则称为一组“型线”,任选正方体12条面对
17、角线中的三条,“型线”的组数为_,第56讲 要点探究,思路 在正方体12条面对角线中,一组“型线”必有2条在相对的两个面上,由此进行正确分类与计数,第56讲 要点探究,24解析 如图,任选正方体12条面对角线中的三条,组成一组“型线”,则必有2条分别在相对的2个面上以选出面对角线AC,BD为例,可得出“AC,BD,AD”、“AC,BD,BC”、“AC,BD,AB”、“AC,BD,DC”这4组“型线”,即出现面对角线AC,BD的“型线”的组数为4;同理,出现面对角线AC,BD的“型线”的组数也为4;出现面对角线AD,BC的“型线”的组数也为4;出现面对角线AD,BC的“型线”的组数也为4;出现面
18、对角线AB,DC的“型线”的组数也为4;出现面对角线AB,DC的“型线”的组数也为4.故任选正方体12条面对角线中的三条,“型线”的组数为6424.,第56讲 要点探究,例4如图561所示,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有_种(以数字作答),第56讲 要点探究,思路 按照颜色的种数或是按照区域进行操作,根据分步乘法和分类加法计数原理解答72解析 方法一:按选用颜色种数进行分类依题意至少要选用3种颜色当选用3种颜色时,区域B与D必须同色,区域C与E也必须同色,此时着色方法有A种;当选用4种颜色时,区域B与D和区域C与
19、E中有且仅有一个同色,此时着色方法有2A种由分类计数原理可知,满足题意的着色方法共有A2A2422472种方法二:按区域分步着色第一步:给区域A着色有C种方法;第二步:给区域B着色有C种方法;第三步:给区域C着色有C种方法;第四步:给区域D与E着色,因区域D和区域B可着同色,也可着异色,当着同色时区域E有2种着色方法,当着异色时区域E有1种着色方法,所以给区域D与E着色共有213种方法由分步计数原理,满足题意的着色方法共有CCC(21)72种,第56讲 规律总结,1分类和分步计数原理的联系与区别分类和分步计数原理回答的都是完成一件事有多少种不同的方法或种数的问题,其区别在于:分类计数原理针对“
20、分类”问题,其中类与类之间各种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以独立做完这件事;分步计数原理针对“分步”问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事2使用计数原理的注意事项(1)混合问题一般是先分类再分步,看这个事件是如何完成的,先看可以分几个大类,再看在每类中完成事件要分几个步骤,这些问题都弄清了,就可以根据两个基本原理解决问题;,第56讲 规律总结,(2)分类时标准要明确,做到不重复不遗漏;(3)要恰当画出示意图或树状图,使问题的分析更直观、清楚,便于探索规律(4)解题时要特别关注事件有无特殊条件的限制,分类时要检验是否有重漏3解答日常生活中的计数方法问题的总体思路根据完
21、成事件所需的过程,对事件进行整体分类,确定可分为几大类,整体分类以后,再确定在每类中完成事件要分几个步骤,这些问题都弄清了,就可以根据两个基本原理解决问题;此外,还要掌握一些非常规计数方法,如:(1)枚举法:将各种情况一一列举出来,它适用于计数种数较少的情况;(2)转换法:转换问题的角度或转换成其他已知问题;(3)间接法:若用直接法比较复杂,难以计数,则利用正难则反的策略,采用间接法使问题化难为易,化繁为简,第57讲 排列、组合,第57讲排列、组合,第57讲 知识梳理,按照一定的顺序排成一列,所有不同排列的个数,并成一组,所有不同组合的个数,第57讲 知识梳理,n(n1)(n2)(nm1),n
22、(n1)(n2)321,探究点1排列数、组合数公式的应用,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,变式题,探究点2排列问题,第57讲 要点探究,例2有3名男生、4名女生(1)选其中5人排成一排,有_种排列方法;(2)排成前后两排,前排3人,后排4人,有_种排列方法;(3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾,有_种排列方法;(4)全体排成一排,女生必须站在一起,有_种排列方法;(5)全体排成一排,男生互不相邻,有_种排列方法;(6)全体排成一排,甲、乙两人中间恰好有3人,有_种排列方法,第57讲 要点探究,例2(1)2520(2)5040(3)3600(4)576(5)144
23、0(6)720解析(1)从7个人中选5个人来排列,有A765432520种(2)分两步完成,先选3人排在前排,有A种方法,余下4人排在后排,有A种方法,故共有AA5040种事实上,本小题即为7人排成一排的全排列,无任何限制条件(3)(优先法)甲为特殊元素先排甲,有5种方法;其余6人有A种方法,故共有5A3600种,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,变式题,由1、2、3、4、5、6组成没有重复数字且1、3都不与5相邻的六位偶数的个数是()A72 B96 C108 D144,第57讲 要点探究,例男运动员6名,女运动员4名,其中男女队长各1人选派5人外出比赛(1)选派男运动员3名,女运动员2
24、名,有_种选派方法;(2)至少有1名女运动员,有_种选派方法;(3)队长中至少有1人参加,有_种选派方法;(4)既有队长,又有女运动员,有_种选派方法,探究点3组合问题,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,变式题,某单位拟安排6位员工在今年6月14日至16日(端午节假期)值班,每天安排2人,每人值班1天若6位员工中的甲不值14日,乙不值16日,则不同的安排方法共有()A30种 B36种 C42种 D48种,第57讲 要点探究,例4 4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒内(1)恰有1个盒不放球,共有几种放法?(2)恰有1个盒内有2个球,共有几种放法?(3)恰有2个
25、盒不放球,共有几种放法?,第57讲 要点探究,第57讲 要点探究,变式题,现安排甲、乙、丙、丁、戊5名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙、丁、戊都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是()A152 B126 C90 D54,第57讲 要点探究,第57讲 规律总结,1解排列、组合混合题一般是先选元素、后排元素或充分利用元素的性质进行分类、分步,再利用两个基本原理作最后处理2对于较难直接解决的问题则可用间接法,但应做到不重不漏;对于选择题常采用排除法分析答案的形式,错误的答案都是犯有重复或遗漏的
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