Методика преподавания теории вероятностей и математической статистики в средней школе

Например, выполнение штрафного броска в баскетболе есть испытание, а попадание в кольцо – исход. Другой пример исхода – это выпадение определенного числа очков при бросании игральной кости. В отличии от других событий исходы еще называют элементарными событиями, желая подчеркнуть, что эти события состоят только из одного исхода и не делимы на более мелкие.

Далее следует сказать, что в теории вероятностей события обозначаются прописными (заглавными) латинскими буквами: A, B, C, D…

После введения трех важных понятий: случайный эксперимент, случайное событие, исход, модно переходить к определению вероятности.

Первым должно быть рассмотрено статистическое понятие вероятности.

Рассмотрим некоторое количество испытаний, в результате которых появилось событие А. Пусть было произведено N испытаний, в результате которых событие А появилось ровно n раз. Тогда отношение называют относительной частотой (частость).

При большом количестве повторений испытания частость событий мало изменяется и стабилизируется около определенного значения, а при небольшом количестве повторений она может принимать различные значения. Поэтому интуитивно ясно, что при большом количестве повторений испытания частость события будет стремиться к определенному числовому значению. Такое значение принято называть вероятностью события А и обозначают Р(А).

Таким образом, вероятностью случайного события А называется число Р(А), к которому приближается относительная частота этого события при большом повторении числа экспериментов.

В математике неограниченное число повторений принято записывать в виде предела при N стремящегося к бесконечности: .

Данное определение называют статистическим определением вероятности. Далее следует объяснить, что найти вероятность с помощью этого определения нельзя, так как нет гарантий, что относительная частота будет к чему-то приближаться; также нельзя сказать, насколько много повторений эксперимента нужно сделать, чтобы полученная частота достаточно хорошо приближала вероятность.

Исходя из этого определения, учащиеся могут установить, что вероятность заключена в интервале: . Так как n всегда больше либо равно N.

Следует предложить задания на проведение серии экспериментов с целью оценить вероятности возможных исходов эксперимента. При этом можно использовать групповую форму работы и в конце объединить результаты всех групп для получения выводов об относительной частоте событий. Примером такого задания может служить подбрасывание монеты. Это является простым и наглядным испытанием. Практика человека говорит о том, что при большом числе бросаний примерно в 50% испытаний выпадет «орёл», а в 50% – «решка».

После этого следует перейти к изучению классической вероятности. Введение другого определения можно обосновать тем, что не в каждом случае можно провести длинную серию экспериментов. В некоторых случаях вероятности событий могут быть легко определены исходя из условий испытаний. Здесь необходимо вспомнить понятия элементарного исхода.

Пусть испытание имеет n возможных исходов, то есть событий, которые могут появиться в результате данного испытания. При каждом повторении возможно появление только одного из данных исходов (то есть все n исходов несовместны). Кроме того, по условиям испытания нельзя сказать какие исходы появляются чаще других, то есть все исходы являются равновозможными. Допустим теперь что при n равновозможных исходах интерес представляет событие А, которое появляется только при m исходах и не появляется при остальных исходах. Принято говорить, что в данном испытании имеется n случаев, из которых m благоприятствуют появлению события А.

Информация по теме:

Причины и следствия отклоняющегося поведения младших школьников
Отклоняющимся обычно называют поведение школьников, вызванное неспецифическими (т. е. не врожденными) факторами. Сюда относятся обычные детские шалости, нарушения дисциплины, иногда хулиганские поступки, свойственные детскому возрасту. Они чаще всего обусловлены ситуацией и детской готовностью их с ...

Организация самостоятельной работы учащихся в процессе обучения как педагогическая проблема
Существует множество различных направлений в исследовании природы активности и самостоятельности учащихся в обучении. Первое направление берет начало еще в древности. Его представителями можно считать еще древнегреческих ученых (Аристосен, Сократ, Платон, Аристотель), которые глубоко и всесторонне ...

Цели и функции обучения
Одним из определяющих компонентов процесса обучения является его цель. Цель обучения - это идеальное мыслительное предсказание конечного результата процесса обучения, это то, к чему стремятся педагог и ученики. Общую цель образования определяет общество. Она отражается в государственных документах, ...