Игральную кость подбрасывают 5 раз. Теория вероятностей (Вишневецкий А. Л.)

26.02.2019

Формула

Сложение, вычитание, умножение, деление - арифметические действия (или арифметические операции ). Этим арифметическим действиям соответствуют знаки арифметических действий:

+ (читаем "плюс ") - знак операции сложения,

- (читаем "минус ") - знак операции вычитания,

∙ (читаем "умножить ") - знак операции умножения,

: (читаем "разделить ") - знак операции деления.

Запись, состоящая из чисел, связанных между собой знаками арифметических действий, называется числовым выражением. В числовом выражении могут присутствовать также скобки Например, запись 1290 : 2 - (3 + 20 ∙ 15) является числовым выражением.

Результат выполнения действий над числами в числовом выражении называется значением числового выражения . Выполнение этих действий называется вычислением значения числового выражения. Перед записью значения числового выражения ставят знак равенства «=». В таблице 1 приведены примеры числовых выражений и их значений.

Запись, состоящая из чисел и малых букв латинского алфавита, связанных между собой знаками арифметических действий называется буквенным выражением . В этой записи могут присутствовать скобки. Например, запись a + b - 3 ∙ c является буквенным выражением. Вместо букв в буквенное выражение можно подставлять различные числа. При этом значение букв может изменяться, поэтому буквы в буквенном выражении называют еще переменными .

Подставив в буквенное выражение числа вместо букв и вычислив значение получившегося числового выражения, находят значение буквенного выражения при данных значениях букв (при данных значениях переменных). В таблице 2 приведены примеры буквенных выражений.

Буквенное выражение может не иметь значения, если при подстановке значений букв получается числовое выражение, значение которого для натуральных чисел не может быть найдено. Такое числовое выражение называется некорректным для натуральных чисел. Говорят также, что значение такого выражения «не определено» для натуральных чисел, а само выражение «не имеет смысла» . Например, буквенное выражение a - b не имеет значения при a = 10 и b = 17. Действительно, для натуральных чисел, уменьшаемое не может быть меньше вычитаемого. Например, имея всего 10 яблок (a = 10), нельзя отдать из них 17 (b = 17)!

В таблице 2 (колонка 2) приведён пример буквенного выражения. По аналогии заполните таблицу полностью.

Для натуральных чисел выражение 10 -17 некорректно (не имеет смысла) , т.е. разность 10 -17 не может быть выражена натуральным числом. Другой пример: на ноль делить нельзя, поэтому для любого натурального числа b, частное b: 0 не определено.

Математические законы, свойства, некоторые правила и соотношения часто записывают в буквенном виде (т.е. в виде буквенного выражения). В этих случаях буквенное выражение называют формулой . Например, если стороны семиугольника равны a, b, c, d, e, f, g , то формула (буквенное выражение) для вычисления его периметра p имеет вид:

p = a + b + c + d + e + f + g

При a = 1, b = 2, c = 4, d = 5, e = 5, f = 7, g = 9, периметр семиугольника p = a + b + c + d + e + f + g = 1 + 2 + 4 + 5 +5 + 7 + 9 = 33.

При a = 12, b = 5, c = 20, d = 35, e = 4, f = 40, g = 18, периметр другого семиугольника p = a + b + c + d + e + f + g = 12 + 5 + 20 + 35 + 4 + 40 + 18 = 134.

Блок 1. Словарь

Составьте словарь новых терминов и определений из параграфа. Для этого в пустые клетки впишите слова из списка терминов, приведенного ниже. В таблице (в конце блока) укажите номера терминов в соответствии с номерами рамок. Рекомендуется перед заполнением клеток словаря еще раз внимательно просмотреть параграф.

Операции: сложение, вычитание, умножение, деление.

2.Знаки «+» (плюс), «-» (минус), «∙» (умножить, «: » (разделить).

3.Запись, состоящая из чисел, которые связанны между собой знаками арифметических действий и в которой могут присутствовать также скобки.

4.Результат выполнения действий над числами в числовом выражении.

5. Знак, стоящий перед значением числового выражения.

6. Запись, состоящая из чисел и малых букв латинского алфавита, связанных между собой знаками арифметических действий (могут присутствовать также скобки).

7. Общее название букв в буквенном выражении.

8. Значение числового выражения, которое получается при подстановке переменных.в буквенное выражение.

9.Числовое выражение, значение которого для натуральных чисел не может быть найдено.

10. Числовое выражение, значение которого для натуральных чисел может быть найдено.

11. Математические законы, свойства, некоторые правила и соотношения, записанные в буквенном виде.

12. Алфавит, малые буквы которого используются для записи буквенных выражений.

Блок 2. Установите соответствие

Установите соответствие между заданием в левой колонке и решением в правой. Ответ запишите в виде: 1а, 2г, 3б…

Блок 3. Фасетный тест. Числовые и буквенные выражения

Фасетные тесты заменяют сборники задач по математике, но выгодно отличаются от них тем, что их можно решать на компьютере, проверять решения и сразу узнавать результат работы. В этом тесте содержится 70 задач. Но решать задачи можно по выбору, для этого есть оценочная таблица, где указаны простые задачи и посложнее. Ниже приведён тест.

Дан треугольник со сторонами c, d, m, выраженными в см
Дан четырехугольник со сторонами b, c, d, m , выраженными в м
Скорость автомобиля в км/ч равна b, время движения в часах равно d
Расстояние, которое преодолел турист за m часов, составляет с км
Расстояние, которое преодолел турист, двигаясь со скоростью m км/ч, составляет b км
Сумма двух чисел больше второго числа на 15
Разность меньше уменьшаемого на 7
Пассажирский лайнер имеет две палубы с одинаковым количеством пассажирских мест. В каждом из рядов палубы m мест, рядов на палубе на n больше, чем мест в ряду
Пете m лет Маше n лет, а Кате на k лет меньше, чем Пете и Маше вместе
m = 8, n = 10, k = 5
m = 6, n = 8, k = 15
t = 121, x = 1458

Значение данного выражения
Буквенное выражение для периметра имеет вид
Периметр, выраженный в сантиметрах
Формула пути s, пройденного автомобилем
Формула скорости v, движения туриста
Формула времени t, движения туриста
Путь, пройденный автомобилем в километрах
Скорость туриста в километрах в час
Время движения туриста в часах
Первое число равно…
Вычитаемое равно….
Выражение для наибольшего количества пассажиров, которое может перевезти лайнер за k рейсов
Наибольшее количество пассажиров, которое может перевезти лайнер за k рейсов
Буквенное выражение для возраста Кати
Возраст Кати
Координата точки В, если координата точки С равна t
Координата точки D, если координата точки С равна t
Координата точки А, если координата точки С равна t
Длина отрезка BD на числовом луче
Длина отрезка CА на числовом луче
Длина отрезка DА на числовом луче

Числовым выражением является запись чисел в совокупности с арифметическими операциями и скобками. Когда в выражении совместно с числами используются переменные и все выражение составлено со смыслом, то его называют алгебраическим (буквенным) выражением. Если в выражении присутствуют прямые, производные, обратные и другие тригонометрические функции, тогда выражение называют тригонометрическим. Большое количество примеров и задач с применением различных выражений детально изложено в школьном курсе математики.

Основное что нужно помнить:

1. Значением числового выражения будет являться число, полученное при выполнении арифметических действий в этом выражении. Главное последовательно выполнять арифметические действия. Для простоты всей операции, действия можно пронумеровать. Если выражение содержит скобки, то первым делом выполняем действие соответствующее знаку в скобках. Возведение в степень будет следующим этапом. Дальше по приоритету выполняем умножение либо деление и только в самом конце сложение и вычитание.

А теперь найдем значение числового выражения 5+20*(60-45). Для начала «избавляемся» от скобок. Выполняя действие, получим 60-45=15. Теперь мы имеем 5+20*15. Следующее действие умножение 20*15=300. И последним действием будет сложение, выполняем его и получаем конечный результат 5+300=305.

2. При известном угле? Работая с тригонометрическими выражениями, потребуются знания основных тригонометрических формул, которые помогут упростить выражение. Найдем значение выражения cos 12? cos 18?- sin 12? sin 18?. Чтобы упростить данное выражение воспользуемся формулой cos (? +?) = cos? cos? - sin? sin?, тогда получим cos 12? cos 18?- sin 12? sin 18?= cos(12? +18?)= cos30? =v3?2.

3. Выражения с переменными. Нужно помнить, что значение алгебраического выражения напрямую зависит от переменной. Переменные можно обозначать буквами греческого либо латинского алфавита. Когда мы имеем заданные параметры алгебраического выражения, для начала его нужно упростить. После этого необходимо подставить заданные переменные и произвести арифметические операции. В итоге при заданных переменных мы получим число, которое и будет являться значением алгебраического выражения. Рассмотрим такой пример, где нужно найти значение выражения 3(a+y)+2(3a+2y) при a=4 и y=5. Упростим это выражение и получим 3a+3y+6a+4y=9a+7y. Теперь необходимо подставить значение переменных и вычислить, полученный результат и будет являться значением выражения. Итак, мы имеем 9a+7y при a=4 и y=5 получим 36+35=71. Обратите внимание на то, что алгебраические выражения не всегда имеют смысл. Например, такое выражение 15:(b-4) имеет смысл при любом b кроме b =4.

Числовое выражение – это любая запись из чисел, знаков арифметических действий и скобок. Числовое выражение может состоять и просто из одного числа. Напомним, что основными арифметическими действиями являются «сложение», «вычитание», «умножение» и «деление». Этим действиям соответствуют знаки «+», «-», «∙», «:».

Конечно же, чтобы у нас получилось числовое выражение, запись из чисел и арифметических знаков должна быть осмысленной. Так, например, такую запись 5: + ∙ нельзя назвать числовым выражением, так как это случайный набор символов, не имеющий смысла. Напротив, 5 + 8 ∙ 9 - уже настоящее числовое выражение.

Значение числового выражения.

Сразу скажем, что если мы выполним действия указанные в числовом выражении, то в результате мы получим число. Это число называется значением числового выражения .

Попробуем вычислить, что у нас получится в результате выполнения действий нашего примера. Согласно порядку выполнения арифметических действий , сначала выполним операцию умножения. Умножим 8 на 9. Получим 72. Теперь сложим 72 и 5. Получим 77.
Итак, 77 – значение числового выражения 5 + 8 ∙ 9.

Числовое равенство.

Можно это записать таким образом: 5 + 8 ∙ 9 = 77. Здесь мы впервые использовали знак «=» («Равно»). Такая запись, при которой два числовых выражения разделены знаком «=», называется числовым равенством . При этом, если значения левой и правой части равенства совпадают, то равенство называют верным . 5 + 8 ∙ 9 = 77 – верное равенство.
Если же мы напишем 5 + 8 ∙ 9 = 100, то это уже будет неверное равенство , так как значения левой и правой части данного равенства уже не совпадают.

Следует отметить, что в числовом выражении мы также можем использовать скобки. Скобки влияют на порядок выполнения действий. Так, например, видоизменим наш пример, добавив скобки: (5 + 8) ∙ 9. Теперь сначала нужно сложить 5 и 8. Получим 13. А затем умножить 13 на 9. Получим 117. Таким образом, (5 + 8) ∙ 9 = 117.
117 – значение числового выражения (5 + 8) ∙ 9.

Чтобы правильно прочитать выражение, нужно определить какое именно действие выполняется последним для вычисления значения данного числового выражения. Так, если последнее действие вычитание, то выражение называют «разностью». Соответственно, если последнее действие сумма - «суммой», деление – «частным», умножение – «произведением», возведение в степень – «степенью».

Например, числовое выражение (1+5)(10-3) читается так: «произведение суммы чисел 1 и 5 на разность чисел 10 и 3».

Примеры числовых выражений.

Приведем пример более сложного числового выражения:

\[\left(\frac{1}{4}+3,75 \right):\frac{1,25+3,47+4,75-1,47}{4\centerdot 0,5}\]

В данном числовом выражении используются простые числа, обыкновенные и десятичные дроби. Также используются знаки сложения, вычитания, умножения и деления. Черта дроби также заменяет знак деления. При кажущейся сложности, найти значение данного числового выражения довольно просто. Главное уметь выполнять операции с дробями, а также внимательно и аккуратно делать вычисления, соблюдая порядок выполнения действий.

В скобках у нас выражение $\frac{1}{4}+3,75$ . Преобразуем десятичную дробь 3,75 в обыкновенную.

$3,75=3\frac{75}{100}=3\frac{3}{4}$

Итак, $\frac{1}{4}+3,75=\frac{1}{4}+3\frac{3}{4}=4$

Далее, в числителе дроби \[\frac{1,25+3,47+4,75-1,47}{4\centerdot 0,5}\] у нас выражение 1,25+3,47+4,75-1,47. Для упрощения данного выражения применим переместительный закон сложения, который гласит: «От перемены мест слагаемых сумма не изменяется». То есть, 1,25+3,47+4,75-1,47=1,25+4,75+3,47-1,47=6+2=8.

В знаменателе дроби выражение $4\centerdot 0,5=4\centerdot \frac{1}{2}=4:2=2$

Получаем $\left(\frac{1}{4}+3,75 \right):\frac{1,25+3,47+4,75-1,47}{4\centerdot 0,5}=4:\frac{8}{2}=4:4=1$

Когда числовые выражения не имеют смысла?

Рассмотрим еще один пример. В знаменателе дроби $\frac{5+5}{3\centerdot 3-9}$ значением выражения $3\centerdot 3-9$ является 0. А, как мы знаем, деление на нуль невозможно. Следовательно, у дроби $\frac{5+5}{3\centerdot 3-9}$ нет значения. Про числовые выражения, у которых нет значения, говорят, что они «не имеют смысла».

Если мы в числовом выражении помимо чисел будем использовать буквы, то у нас получится уже

В партии из 18 деталей 5 бракованных. Из партии выбирают наугад 9 деталей. Определить вероятность того, что среди них не будет бракованных.

Устройство состоит из двух независимых элементов, работающих в течение некоторого времени безотказно с вероятностями соответственно 0,85 и 0,75. Найти вероятность того, что за данное время выйдет из строя хотя бы один элемент.

На некотором предприятии 60 % изделий признаются пригодными. Из каждых 90 годных изделий в среднем 67 оказываются первого сорта. Найти вероятность того, что изделие, изготовленное на этом предприятии, окажется первого сорта.

Прибор может собираться из высококачественных изделий и изделий обычного качества. 40 % приборов собирается из высококачественных изделий, при этом его надежность 0,95, если прибор собран из обыкновенных деталей, то его надежность 0,7. Найти вероятность того, что прибор сломался.

Два стрелка независимо один от другого стреляют по одной мишени, дела по одному выстрелу. Вероятность попадания в мишень для первого стрелка 0,8, для второго 0,4. После стрельбы цель поражена. Найти вероятность того, что эта пробоина принадлежит первому стрелку.

Игральную кость бросают 5 раз. Найдите вероятность того, что два раза появится число очков, кратное трем. Вариант 25

Числа 1, 2,…, 20 расставлены случайным образом. Предполагая, что различные расположения чисел равновероятны, найти вероятность того, что числа 1, 2, 3, 4, 5, 6 расположены рядом.

Устройство состоит из двух независимых элементов, работающих в течение некоторого времени безотказно с вероятностями соответственно 0,85 и 0,75. Найти вероятность того, что за данное время не выйдет из строя только ни один элемент.

Прибор, работающий безотказно в течение некоторого времени, состоит из трех узлов, каждый из которых независимо от других, может в течение этого времени выйти из строя. Отказ хотя бы одного из них приводит в отказы прибора в целом. Надежность первого узла 0,4, второго – 0,6, третьего – 0,7. С какой вероятностью прибор выйдет из строя в течение указанного времени?

ЗАНЯТИЕ 3

Пример 1. Игральную кость подбрасывают 10 раз. Найти вероятность того, что шестерка выпадет 2 раза.

Решение. Применим формулу Бернулли.

Здесь p = 1/6; q = 1-1/6 = 5/6; n = 10; m = 2;

Пример 2 . Правильную монету подбрасывают 10 раз. Найти вероятности следующих событий:

A = {герб выпадет ровно 5 раз};
B = {герб выпадет не более 5 раз};
C = {герб выпадет хотя бы 1 раз}.

Решение. Переформулируем задачу в терминах испытаний Бернулли:

N = 10 число испытаний;
успех – герб;
p = 0,5 – вероятность успеха;
q = 1-p = 0,5 – вероятность неудачи.

Для расчёта вероятности события A используем формулу Бернулли:

Пример 3 . Пусть вероятность того, что студент опоздает на лекцию, равна 0,08. Найти наиболее вероятное число опоздавших из 96 студентов.

Решение. Имеем n = 96; р = 0,08; q = 0,92;

Пример 4 . Из урны, содержащей 2 белых и 6 черных шаров, наудачу выбирается с возвращением 5 раз подряд один шар. Подсчитать вероятность того, что 4 раза появится белый шар.

Имеем: n = 8; p = 1/4; q = 3/4; m = 5. Искомую вероятность вычисляем по формуле Бернулли:

Пример 5 . Каждый день акции корпорации поднимаются в цене или падают в цене на один пункт с вероятностями соответственно 0,75 и 0,25. Найти вероятность того, что акции после шести дней вернутся к своей первоначальной цене. Принять условие, что изменения цены акции вверх и вниз – независимые события.

Решение . Для того, чтобы акции вернулись за 6 дней к своей первоначальной цене, нужно, чтобы за это время они 3 раза поднялись в цене и три раза опустились в цене. Искомая вероятность рассчитывается по формуле Бернулли:

Пример 6 . Из таблицы случайных чисел наудачу выписаны 200 двузначных случайных чисел (от 0 до 99). Определить вероятность того, что среди них число 33 встретится: а) три раза; б) четыре раза.

Решение . Вероятность того, что наудачу выбранное двузначное число равно 33, равна p = 0,01, поскольку выбирается одно из 100 возможных. Число испытаний n = 200. Так как число n велико, а вероятность P мала, воспользуемся формулой Пуассона:

Где a = np = 200·0,01 = 2.

Пример 7 . Вероятность искажения одного символа при передаче сообщения по линии связи равна 0.001. Сообщение считают принятым, если в нём отсутствуют искажения. Найти вероятность того, что будет принято сообщение, состоящее из 20 слов по 100 символов каждое.

Решение . Обозначим через А событие, вероятность которого требуется найти в задаче.

N = 2000 - количество символов в сообщении;
успех - символ не искажается;
p = 0,001 - вероятность успеха;
m = 0;
P 2000 (0) - ? - вопрос задачи в терминах схемы Бернулли.

Вычислим λ = np = 2. Для расчёта нужно применить формулу Пуассона:

Вероятности для формулы Пуассона по λ и m можно найти в специальной таблице.

Пример 8. Телефонная станция обслуживает 1000 абонентов. Вероятность того, что в течение минуты какому-либо абоненту понадобится соединение, равна 0,0007. Вычислить вероятность того, что за минуту на телефонную станцию поступит не менее 3 вызовов.

Решение. Переформулируем задачу в терминах схемы Бернулли:

N = 1000;
успех - поступление вызова;
p = 0,0007 - вероятность успеха;
–диапазон, в котором должно лежать число успехов.

Для расчёта нужно применить формулу Пуассона для диапазона .

А = {поступит не менее трёх вызовов} - событие, вероятность которого надо найти в задаче.

= {поступит менее трёх вызовов}. Переходим к противоположному событию, т.к. его вероятность подсчитать проще.

Таким образом,

Пример 9 (локальная формула Муавра-Лапласа).

Вероятность попадания в цель при одном выстреле равна 0,8. Определить вероятность того, что при 400 выстрелах произойдёт ровно 300 попаданий.

Решение. Переформулируем задачу в терминах схемы Бернулли:

N = 400 – число испытаний;
m = 300 – число успехов;
успех – попадание;
p = 0.8;
P 400 (300) - ? - вопрос задачи в терминах схемы Бернулли;
λ = np = 320.

Нужно применить локальную формулу Муавра-Лапласа.

Предварительный расчёт: