《高中数学 3.3.2均匀随机数的产生课件 新人教a版必修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中数学 3.3.2均匀随机数的产生课件 新人教a版必修3（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.3.2 均匀随机数的产生,1.了解均匀随机数的概念；(重点) 2.掌握利用计算器（计算机）产生均匀随机数的方法； 3.会用模拟方法求简单的几何概型的概率；(重点) 4.会利用均匀随机数解决具体的有关概率的问题(难点),2.古典概型与几何概型的区别与联系：,相同：两者基本事件的发生都是等可能的； 不同：古典概型要求基本事件有有限个; 几何概型要求基本事件有无限多个.,3.几何概型的概率公式：,如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型.,1.几何概型的定义及其特点?,用几何概型解简单试验问题的方法：,1.适当选择观察角
2、度，把问题转化为几何概型求解； 2.把基本事件转化为与之对应的区域D； 3.把随机事件A转化为与之对应的区域d； 4.利用几何概型概率公式计算. 注意：要注意基本事件是等可能的.,我们可以利用计算器或计算机产生整数值随机数，还可以通过随机模拟方法求古典概型的概率近似值，对于几何概型，我们也可以进行上述工作.,某人午觉醒来，发现表停了，他打开收音机，想听电台报时，他打开收音机的时刻x是随机的，可以是060之间的任何一刻，并且是等可能的. 我们称x服从0,60上的均匀分布，x为0,60上的均匀随机数.,在前面我们已经会用计算器或计算机产生整数值的随机数，那么能否利用计算器或计算机产生在区间0,1上
3、的均匀随机数呢？,我们常用的是 上的均匀随机数.用计算器产生01之间的均匀随机数，方法如下：,均匀随机数的产生,注意：每次结果会有不同.,如何利用计算机产生01之间的均匀随机数？ 用Excel演示. （1）选定A1格，键入“RAND（）”，按Enter键，则在此格中的数是随机产生的0，1上的均匀随机数； （2）选定A1格，点击复制，然后选定要产生随机数的格，比如A2A100，点击粘贴，则在A1A100的数都是0，1上的均匀随机数，这样我们很快就得到了100个01之间的均匀随机数，相当于做了100次随机试验.,如果试验的结果是区间a，b上等可能出现的任何一个值，则需要产生a，b上的均匀随机数，对
4、此，你有什么办法解决？ 首先利用计算器或计算机产生0，1上的均匀随机数X=RAND, 然后利用伸缩和平移变换： Y=X*(ba)a计算Y的值，则Y为a，b上的均匀随机数.,变换,随机模拟方法 例1 假设你家订了一份报纸，送报人可能在早上 6:307：30之间把报纸送到你家，你父亲离开家去工作的时间在早上7：008：00 之间，问你父亲在离开家前能得到报纸（称为事件A）的概率是多少？,法一（几何法） 解：设送报人到达的时间为x，父亲离开家的时间为y. (x,y)可以看成平面中的点.试验的全部结果所构成的区域面积为S=11=1.,事件A构成的区域为 A=(x,y)|yx,6.5x7.5,7y8 即
5、图中的阴影部分，面积为,思考 你能设计一种随机模拟的方法，近似计算上面事件A发生的概率吗？（包括手工的方法或用计算器、计算机的方法.）,法二（随机模拟法） 我们可以做两个带有指针（分针）的圆盘，标上时间，分别旋转两个圆盘，记下父亲在离开家前能得到报纸的次数，则,1.设X、Y为0，1上的均匀随机数，6.5X表示送报人到达你家的时间，7Y表示父亲离开家的时间，若事件A发生，则X、Y应满足什么关系？ 7Y 6.5X，即YX0.5.,2.如何利用计算机做100次模拟试验，计算事件A发生的频率，从而估计事件A发生的概率？ （1）在A1A100，B1B100产生两组0，1上的均匀随机数； （2）选定D1格
6、，键入“=A1-B1”，按Enter键，再选定D1格，拖动至D100，则在D1D100的数为X-Y的值； （3）选定E1格，键入“=FREQUENCY（D1：D100，0.5）”，统计D列中小于0.5的数的频数.,对于复杂的实际问题,解题的关键是要建立模型,找出随机事件与所有基本事件相对应的几何区域,把问题转化为几何概率问题,利用几何概率公式求解. 利用随机模拟方法可求概率问题，其实质是先求频率，用频率近似代替概率.其关键是设计好“程序”或者说“步骤”，并找到各数据需满足的条件.,例2 在正方形中随机撒一把豆子，用随机模拟的方法估计圆周率的值,圆的面积,正方形的面积,解：豆子落在圆内的概率=,
7、落在圆中的豆子数,落在正方形中的豆子数,假设正方形的边长为2,则 由于落在每个区域的豆子数是可以数出来的，所以,.,用计算器或计算机模拟上述过程，步骤如下： （1)产生两组01之间的均匀随机数， a1=RAND,b1=RAND; （2）经平移和伸缩变换， a=(a1-0.5)2,b=(b1-0.5)2; （3）数出落在圆内x2+y21的点(a,b)的个数N1，计算 （N代表落在正方形中的点(a,b)的个数）.,用随机模拟的方法计算不规则图形的面积 例3 利用随机模拟方法计算图中阴影部分（y=1和 所围成的部分）的面积. 解：以直线x=1，x=-1，y=0， y=1为边界作矩形，用随机模 拟方法
8、计算落在抛物线区域内的 均匀随机点的频率，则所求区 域的面积=频率2.,用计算器或计算机模拟上述过程，步骤如下： （1)产生两组01之间的均匀随机数， a1=RAND,b=RAND; （2）经平移和伸缩变换， a=(a1-0.5)2; （3）数出落在阴影内的样本点数N1,用几何概型公式计算阴影部分的面积. 例如做1 000次试验，即N=1 000,模拟得到N1=698, 所以,根据几何概型计算概率的公式，概率等于面积之比，如果概率用频率近似表示，在不规则的图形外套上一个规则图形，则不规则图形的面积近似等于规则图形的面积乘频率.,下列说法与均匀随机数特点不符的是( ) A.我们常用的是0,1内的
9、均匀随机数 B.它是一个随机数 C.出现每一个实数是等可能的 D.是随机数的平均数,D,2.将100粒大小一样的豆子随机撒入图中长3 cm，宽2 cm的 长方形内，恰有30粒豆子落在阴影区域内，则阴影区域的 面积约为_.,1.8 cm2,3.甲、乙二人约定在0点到5点之间在某地会面，先到者等一个小时后即离去,设二人在这段时间内的各时刻到达是等可能的，且二人互不影响，求二人能会面的概率. 解：以 x , y 分别表示甲、乙二人到达的时刻，于是0x5,0y5. 试验的全部结果构成的区域为正方形，面积为25. 二人会面的条件是|x-y|1,0 1 2 3 4 5,y,x,5 4 3 2 1,y=x+
10、1,记“二人会面”为事件A.,y=x-1,1.在区间a，b上的均匀随机数与整数值随机数的共同点都是等可能取值，不同点是均匀随机数可以取区间内的任意一个实数，整数值随机数只取区间内的整数.,2.利用几何概型的概率公式，结合随机模拟试验，可以解决求概率、面积、参数值等一系列问题，体现了数学知识的应用价值.,3.用随机模拟试验求不规则图形的面积的基本思想是，构造一个包含这个图形的规则图形作为参照，通过计算机产生某区间内的均匀随机数，再利用两个图形的面积之比近似等于分别落在这两个图形区域内的均匀随机点的个数之比来解决.,4.利用计算机和线性变换Y=X*(b-a)a，可以产生任意区间a，b上的均匀随机数，其操作方法要通过上机实验才能掌握.,“不耻最后”，即使慢，驰而不息，纵令落后，纵令失败，但一定可以达到他所向往的目标。,
