高中 数学 动手操作活动 进阶难度 概率与统计

基于构造法的硬币数学期望研究

硬币 · 数学期望 · 构造法

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借助 骰子、统计表模板 完成探究,比较不同条件下 数学期望 的差异。

配套虚拟仿真:基于构造法的硬币数学期望研究(虚拟探究)

借助 骰子、统计表模板 完成探究,比较不同条件下 数学期望 的差异。

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探究目的

  • 学会使用骰子、统计表模板测算并记录 硬币 的 数学期望。
  • 会用构造法研究 硬币 的 数学期望,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:条件概率等于两个事件同时发生的概率除以条件事件的概率。

数学原理

条件概率等于两个事件同时发生的概率除以条件事件的概率。

相互独立的事件同时发生的概率等于各自概率的乘积。

本实验以构造法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 数学期望 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 E(X) = Σ xᵢ pᵢ

学具准备

骰子
统计表模板
计算器
圆锥截面模型
坐标纸
量角器

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:骰子、统计表模板、计算器、圆锥截面模型,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 硬币 的 数学期望 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 数据的组数),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 硬币 的 数学期望 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 数学期望 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

探究过程中 硬币 的 数学期望 的变化可以稳定地测算出来,多次操作结果接近。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:条件概率等于两个事件同时发生的概率除以条件事件的概率。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用计算器或几何画板前先确认精度设置,避免因四舍五入得出错误结论。

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

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