一、內(nèi)容和內(nèi)容解析
內(nèi)容:古典概型的概念及概率計算公式。
內(nèi)容解析:本節(jié)課是高中數(shù)學(xué)(必修3)第三章概率的第二節(jié)古典概型的第一課時,是在學(xué)習(xí)隨機事件的概率之后,幾何概型之前,尚未學(xué)習(xí)排列組合的情況下進行教學(xué)的。古典概型是一種特殊的數(shù)學(xué)模型,也是一種最基本的概率模型,它曾是概率論發(fā)展初期的主要研究對象,在概率論中占有相當(dāng)重要的地位,它的引入,使我們可以解決一類隨機事件(等可能事件)的概率,而且可以得到概率精確值,同時避免了大量的重復(fù)試驗。學(xué)好古典概型可以為其它概率的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),有利于理解概率的概念,并能夠解釋生活中的一些問題。
古典概型概念中的核心是它的兩個特征,(1)試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(有限性);(2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等(等可能性),尤其是特征(2),所以教學(xué)的重點不是“如何計算概率”,而是要引導(dǎo)學(xué)生動手操作,開展小組合作學(xué)習(xí),通過舉出大量的古典概型的實例與數(shù)學(xué)模型使學(xué)生概括、理解、深化古典概型的兩個特征及概率計算公式。同時使學(xué)生初步能夠把一些實際問題轉(zhuǎn)化為古典概型,并能夠合理利用統(tǒng)計、化歸等數(shù)學(xué)思想方法有效解決有關(guān)的概率問題。
教學(xué)重點:理解古典概型及其概率計算公式。
二、目標(biāo)和目標(biāo)解析
目標(biāo):理解古典概型及其概率計算公式,并能計算有關(guān)隨機事件的概率。
目標(biāo)解析:
1、通過學(xué)生對擲硬幣、骰子及例1的比較、分析,引導(dǎo)學(xué)生概括出古典概型的兩個特征。
2、從擲硬幣、骰子試驗的有關(guān)概率計算中歸納出古典概型的概率計算公式。
3、借助問題背景及動手操作,讓學(xué)生不斷體驗古典概型的特征(2),充分認識到它在運用古典概型概率計算公式中的重要性。
4、體驗將問題轉(zhuǎn)化為古典概型中的思想,嘗試用概率知識解析實際問題,并積極探究有關(guān)概率中較復(fù)雜的問題,形成實事求是的科學(xué)態(tài)度,增強鍥而不舍的求學(xué)精神。
三、教學(xué)問題診斷分析
學(xué)生已學(xué)了隨機事件的概率,并親自動手操作了擲硬幣、骰子(包括同時擲兩個)的試驗,由此歸納出古典概型的兩個特征不是難點,關(guān)鍵是以下問題:
1、學(xué)生在解決古典概型中有關(guān)概率計算時,往往會忽視古典概型的兩個特征,錯用古典概型概率計算公式,因此在教學(xué)中結(jié)合例2與問題4進行深入討論,讓學(xué)生真正體會到判斷古典概型的重要性,其中可以利用試驗、統(tǒng)計、列舉等手段來幫助學(xué)生解決問題。
2、在歸納概率計算公式時,很多學(xué)生可能會不重視,想當(dāng)然地得出結(jié)論,教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生揭示公式得出的過程,并學(xué)會從特殊到一般研究問題的方法。
3、學(xué)生初步學(xué)習(xí)概率,較難將實際問題模型(古典概型)化,因此在教學(xué)應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生建模的意識的能力。
教學(xué)難點:如何判斷一個試驗是否為古典概型, 如何將實際問題轉(zhuǎn)化為古典概型問題。
四、教學(xué)支持條件分析
為了有效實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),條件許可準備投影儀、多媒體課件,學(xué)生準備硬幣、骰子數(shù)枚。
五、教學(xué)過程設(shè)計
1、形成概念
(1)基本事件
由拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣與骰子的試驗結(jié)果中點出基本事件的概念。
例1 (1)從字母A、B、C、D中任意取出一個字母的試驗中,有哪些基本事件?(2)任意取出兩個不同字母呢?
設(shè)計意圖:使學(xué)生了解基本事件及列舉法(畫樹狀圖是列舉法的基本方法),列出所有基本事件,并為歸納古典概型提供更多背景。
(2)古典概型
問題1 在擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣或骰子及例1的試驗中,基本事件分別有幾個,它們之間有什么共同特征?
設(shè)計意圖:借助具體試驗中的基本事件,發(fā)現(xiàn)它們的共同特征,概括出古典概型的定義。
師生活動:通過引導(dǎo),使學(xué)生逐步歸納出它們間的共性:
(1)試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;(有限性)
(2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等。(等可能性)
定義:我們將具有這兩個特點的概率模型稱為古典概率概型(classical models of probability),簡稱古典概型。
思考 在擲一枚質(zhì)地均勻骰子(其中四個面分別標(biāo)有1、2、3、4,另兩個面標(biāo)有5)的試驗中,基本事件分別是什么?它是古典概型嗎?
設(shè)計意圖:使學(xué)生進一步理解古典概型概念中的兩個特征的含義。
師生活動:由學(xué)生來說明理由,并讓學(xué)生舉例。
2、歸納公式
問題2 我們用模擬試驗的方法已經(jīng)得到:拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣出現(xiàn)正面朝上的概率為,你能否用已學(xué)的概率知識加以說明(求某一隨機事件的概率都用模擬試驗的方法好不好,為什么?)?對于擲一枚質(zhì)地均勻骰子的試驗?zāi)兀坑纱四芊竦贸龉诺涓判椭腥魏问录母怕视嬎愎剑?
設(shè)計意圖:使學(xué)生從特殊問題入手,歸納出古典概型概率計算公式。
師生活動:引導(dǎo)學(xué)生從特殊試驗中發(fā)現(xiàn)任意兩個基本事件都是互斥且等可能,任何事件(包括必然事件)都可以表示為基本事件的和,利用概率的加法公式得出結(jié)果,并體會從特殊到一般歸納問題的思想。
古典概型計算任何事件A的概率計算公式為:
3、應(yīng)用舉例
例2 單選題是標(biāo)準化考試中常用的題型,一般是從A,B,C,D四個選項中選擇一個正確答案,請大家完成下列問題:
(1)拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,得到的點數(shù)是奇數(shù)的概率為( )
(A) (B) (C) (D)
(2)Throws two quality of material even coins, all appears frontage to face on the probability is( )
(A) (B) (C) (D)
設(shè)計意圖:先統(tǒng)計全班學(xué)生選擇A、B、C、D的人數(shù)(統(tǒng)計思想),再由學(xué)生判斷該概率模型(只針對選擇A、B、C、D)是不是古典概型,并發(fā)現(xiàn):如果掌握了考察的內(nèi)容,他可以選擇唯一正確的答案;如果掌握了考察的部分內(nèi)容,他可以提高選擇的正確率;假設(shè)考生不會做,他只能隨機選擇一個答案,答對的概率最低(此時為古典概型),通過親身感受使學(xué)生進一步體驗統(tǒng)計與古典概型的意義,同時讓學(xué)生充分認識到掌握知識的重要性。
引申 現(xiàn)行的高考數(shù)學(xué)試卷中有10道單選題,如果有一個考生答對了8道題,他是隨機選擇的可能性大,還是他掌握了一定知識的可能性大?在物理考試中既有單選題又有多選題,多選題是從A,B,C,D四個選項中選出所有正確的答案,同學(xué)們可能有一種感覺,如果不知道正確答案,多選題更難猜對,這是為什么?
設(shè)計意圖:使學(xué)生通過相似問題背景的比較,進一步理解古典概型在解決概率問題中有關(guān)的思想方法。
師生活動:對于前者,引導(dǎo)學(xué)生采用極大似然法進行分析,而后者主要解決基本事件的個數(shù),這里可以結(jié)合例1的結(jié)果。
問題3 拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子,由骰子的點數(shù)為奇數(shù)還是偶數(shù)來決定乒乓球比賽中的發(fā)球權(quán),公平嗎?同時拋擲兩枚質(zhì)地均勻的骰子,由兩枚骰子的點數(shù)之和為奇數(shù)還是偶數(shù)來決定乒乓球比賽中的發(fā)球權(quán),公平嗎?
設(shè)計意圖:通過動手操作并利用統(tǒng)計手段(統(tǒng)計思想),使學(xué)生深入理解在使用古典概型的概率公式時,首先要判斷該概率模型是不是古典概型,然后要找出隨機事件A包含的基本事件的個數(shù)和試驗中基本事件的總數(shù)。
師生活動:向每位學(xué)生分發(fā)一枚質(zhì)地均勻的骰子,同桌合作做試驗,結(jié)合試驗中的統(tǒng)計數(shù)據(jù),通過交流與討論,嘗試解決此問題,并重點揭示以下錯誤的根源(由于沒有從根本上認識基本事件而造成):
錯誤一:將兩點數(shù)之和2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12這11個數(shù)看成基本事件,并誤認為是等可能,從而得到點數(shù)之和為奇數(shù)或偶數(shù)的概率分別為與。
錯誤二:對類似于(1,2)和(2,1)的結(jié)果沒有區(qū)別,則所有可能的結(jié)果是:(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(1,5)(1,6)(2,2)(2,3)(2,4)(2,5)(2,6)(3,3)(3,4)(3,5)(3,6)(4,4)(4,5)(4,6)(5,5)(5,6)(6,6)共有21種, 從而得到點數(shù)之和為奇數(shù)或偶數(shù)的概率分別為與。
例3 假設(shè)某人的儲蓄卡的密碼是由6個數(shù)字組成(每個數(shù)字可以是0,1,2,…,9中的任意一個),如果他完全忘記了密碼,問他到自動取款機上隨機試一次密碼就能取到錢的概率是多少?若他知道最后兩個數(shù)字是自己的生日,結(jié)果又會怎樣呢?
設(shè)計意圖:使學(xué)生能將實際問題轉(zhuǎn)化(化歸思想)為古典概型,了解概率在實際中的應(yīng)用及其中的化歸思想。
練習(xí) 某種飲料每箱裝6聽,如果其中有2聽不合格,問質(zhì)檢人員從中隨機抽出2聽,檢測到不合格產(chǎn)品的概率有多大?
設(shè)計意圖:繼續(xù)培養(yǎng)與提高學(xué)生能將實際問題轉(zhuǎn)化為古典概型的能力,不斷了解概率在實際中的廣泛應(yīng)用。
探究 隨著檢測聽數(shù)的增加,查出不合格產(chǎn)品的概率怎樣變化?為什么質(zhì)檢人員一般都采用抽查的方式而不采用逐個檢查的方法?
4、總結(jié)提高
(1)本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是什么?
(2)在應(yīng)用古典概型解決概率問題時,應(yīng)注意什么?
(3)學(xué)習(xí)了古典概型后,你覺得有哪些收獲?
六、目標(biāo)檢測設(shè)計
1、一枚硬幣連擲3次,只有一次出現(xiàn)正面的概率為_________.
2、 在20瓶飲料中,有2瓶已過了保質(zhì)期,從中任取1瓶,取到已過保質(zhì)期的飲料的概率為_________.
3、 從1,2,3,…,9這9個數(shù)字中任取2個數(shù)字,
(1)2個數(shù)字都是奇數(shù)的概率為_________;
(2)2個數(shù)字之和為偶數(shù)的概率為_________.
4、某人有4把鑰匙,其中2把能打開門,F(xiàn)隨機地取1把鑰匙試著開門,不能開門的就扔掉,問第二次才能打開門的概率是多少?,若試過的鑰匙不扔掉,這個概率又是多少?
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