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    高中数学人教A版 (2019)必修 第二册10.1 随机事件与概率教学设计

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    这是一份高中数学人教A版 (2019)必修 第二册10.1 随机事件与概率教学设计,共12页。教案主要包含了达标检测,小结,课时练等内容,欢迎下载使用。

    10.1.2 事件的关系和运算

    本节《普通高中课程标准数学教科书-必修二(人教A版)第九章《10.1.2 事件的关系和运算》,事件的关系与运算是继随机事件的后续部分,本节课提出了事件的关系、事件的运算等两部分.学生将通过新旧知识的对比学习来进行自主学习,同时通过共同探讨来理解和掌握新知识的实际含义. 由于事件的抽象性,所以教学时将大量采用“韦恩图”帮助学生理解事件的关系,同时强调区分事件关系、运算与集合的关系、运算的区别与联系.为概率的学习打好基础。并加深对概率思想方法的理解。从而发展学生的直观想象、逻辑推理、数学建模的核心素养。

    课程目标
    学科素养
    A.理解并掌握时间的关系和运算.
    B.能够将事件的运算关系知识灵活运用到实际事件中.
    1.数学建模:事件关系的运用
    2.逻辑推理:事件运算与集合运算的联系与区别
    3.数学运算:事件运算
    4.数据分析:在具体事例中分析事件关系与运算

    1.教学重点:件运算关系的实际含义.
    2.教学难点: 事件运算关系的应用.

    多媒体

    教学过程
    教学设计意图
    核心素养目标
    一、 情境与问题
    从前面的学习中可以看到,我们在一个随机试验中可以定义很多随机事件。这些事件有的简单,有的复杂,我们希望从简单事件的概率推算出复杂事件的概率,所以需要研究事件之间的关系和运算.
    例如:Ci=“点数为i”,i=1,2,3,4,5,6;
    D1=“点数不大于3”;D2=“点数大于3”;
    E1=“点数为1或2”;E2=“点数为2或3”;
    F=“点数为偶数”;G=“点数为奇数”;
    请用集合的形式表示这些事件,借助集合与集合的关系和运算,你能发现这些事件之间的联系吗?
    引例:在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,可以定义许多随机事件

    用集合的形式表示事件C1=“点数为1”和事件G=“点数为奇数”,它们分别是C1={1}和G={1,3,5}.显然,如果事件C1发生,那么事件G一定发生,事件之间的这种关系用集合的形式表示,就是{1}⊆{1,3,5},即C1⊆G. 这时我们说事件G包含事件C1.






    一般地,事件A与事件B至少有一个发生,这样的一个事件中的样本点或者在事件A中,或者在事件B中,我们称这个事件为事件A与事件B的并事件(或和事件),记作AUB(或A+B).

    可以用图中的绿色区域和黄色区域表示这个并事件.


    一般地,事件A与事件B同时发生,这样的一个事件中的样本点既在事件A中,也在事件B中,我们称这样的一个事件为事件A与事件B的交事件(或积事件),记作A∩B(或AB).


    蓝色区域表示交事件
    用集合的形式表示事件C3=“点数为3”和事件C4=“点数为4”. 它们分别C3={3},C4={4}.显然,事件C3与事件C4不可能同时发生,用集合的形式表示这种关系,就是{3}∩{4}=Φ,即C3∩ C4=Φ,这时我们称事件C3与事件C4互斥.
    一般地,如果事件A与事件B不能同时发生,也就是说A∩ B是一个不可能事件,
    即A∩B=Φ,则称事件A与事件B互斥(或互不相容).
    可以用图表示这两个事件互斥.

    其含义是,事件A与事件B在任何一次试验中不会同时发生.
    用集合的形式表示事件F=“点数为偶数”、事件G= “点数为奇数”,它们分别是F={2,4,6},G={1,3,5}.在任何一次试验中,事件F与事件G两者只能发生其中之一,而且也必然发生其中之一.事件之间的这种关系,用集合的形式可以表示为{2,4,6}∪{1,3,5}={1,2,3,4,5,6},即F∪G=Ω,且{2,4,6}∩(1,3,5}=Φ,即F∩G= Φ.此时我们称事件F与事件G互为对立事件.事件D1与D2也有这种关系.
    一般地,如果事件A和事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生,即 A∪B=Ω,且A∩B=Φ,那么称事件A与事件B互为对立.
    其含义是:事件A与 事件在任何一次试验中有且仅有一个发生.
    事件A的对立事件记为 ,可以用图表示为.

    1.抛挪一颗质地均匀的骰子,有如下随机事件:Ci=“点数为i”,其中i=1,2,3,4,5,6;D1=“点数不大于2”,D2=“点数大于2”,D3=“点数大于4”;E=“点数为奇数”,F=“点数为偶数”。
    判断下列结论是否正确.
    (1)C1与C2互斥; (2)C2,C3为对立事件;
    (3)C3⊆D2; (4)D3 ⊆D2;
    (5)D1∪D2=Ω,D1D2=Φ; (6)D3=C5∪C6;
    (7)E=C1∪C3∪C5; (8)E,F为对立事件;
    (9)D2∪D3=D2; (10)D2∩D3=D3.
    答案:(2)错,其余都对
    综上所述,事件的关系或运算的含义,以及相应的符号表示如下

    事件的关系或运算
    含义
    符号表示
    包含
    A发生导致B发生
    A⊆B
    并事件(和事件)
    A与B至少一个发生
    AUB或A+B
    交事件(积事件)
    A与B同时发生
    A∩B或AB
    互斥(互不相容)
    A与B不能同时发生
    A∩B=Φ
    互为对立
    A与B有且仅有一个发生
    A∩B=Φ,AUB=Ω

    类似地,我们可以定义多个事件的和事件以及积事件.
    例如,对于三个事件A,B,C,AUBUC(或A+B+C)发生当且仅当A,B,C中至少一个发生,A∩B∩C(或ABC)发生当且仅当A,B,C同时发生,等等.
    例5 如图,由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效.设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
    (1)写出表示两个元件工作状态的样本空间;
    (2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
    (3)用集合的形式表示事件A∪B和事件A∩B,并说明它们的含义及关系.

    分析:注意到试验由甲、乙两个元件的状态组成,所以可以用数组(x1,x2)表示样本点.这样,确定事件A,B所包含的样本点时,不仅要考虑甲元件的状态,还要考用乙元件的状态.
    解:(1)用x1,x2分别表示甲、乙两个元件的状态,则可以用(x1,x2)表示这个并
    联电路的状态,以1表示元件正常,0表示元件失效,则样本空间为Ω={(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}.

    (2) A={(1,0),(1,1)}, B={(0,1),(1,1)},
    ,
    (3)用x1,x2分别表示甲、乙两个元件的状态,则可以用(x1,x2)表示这个并联电路的状态,以1表示元件正常,0表示元件失效.
    A∪B={(0,1),(1,0),(1,1)},A∩B={(0,0)};
    A∪B表示电路工作正常,
    表示电路工作不正常;
    A∪B和互为对立事件.
    例6一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=
    “第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”
    (2)事件R与R1,R与G,M与N之间各有什么关系?
    (3)事件R与事件G的并事件与事件M有什么关系?事件R1与事件R2的交事件与事件R有什么关系?
    用数组(x1,x2)表示可能的结果,x1是第一次摸到的球的标号,x2是第二次摸到的球的标号
    Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3)}
    R1={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4)}
    R2={(2,1),(3,1),(4,1),(1,2),(3,2),(4,2)}
    R={(1,2),(2,1)}
    G={(3,4),(4,3)},M={(1,2),(2,1),(3,4),(4,3)}
    N={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2)}
    (2)因为R⊆R1,所以事件R1包含事件R因为R∩G=Φ,所以事件R与事件G互斥;因为M∪N=Ω,M∩N=Φ,所以事件M与事件N互为对立事件.
    (3)因为R∪G=M,所以事件M是事件R与事件G的并事件;
    因为R1∩R2=R,所以事件R是事件R1与事件R2的交事件.





    由具体事例出发,提出问题,让学生了解事件关系和运算与集合运算的联系。发展学生数学抽象、直观想象和逻辑推理的核心素养。







































    通过联系集合运算和韦恩图帮助学生理解事件关系及其运算。发展学生数学抽象、逻辑推理的核心素养。


































    通过实例分析,让学生掌握分析事件关系的方法加深对概念的理解,提升推理论证能力,提高学生的数学抽象、数学建模及逻辑推理的核心素养。













    三、达标检测
    1.某人打靶时连续射击两次,下列事件中与事件“至少一次中靶”互为对立的是( ).
    (A)至多一次中靶 (B)两次都中靶
    (C)只有一次中靶 (D)两次都没有中靶
    解析:“至少一次中靶”的对立事件是“两次都没有中靶”,所以选D
    2.同时抛掷两枚硬币,向上面都是正面为事件M,向上面至少有一枚
    是正面为事件N,则有( )
    A.M ⊆ N B. M⊇N C.M=N D.M A
    3.抛掷一枚均匀的正方体骰子,事件P={向上的点数是1},事件Q={向上的点数是3或4},M={向上的点数是1或3},
    则P∪Q= ,
    M∩Q=_______________________.
    {向上的点数是1或3或4} {向上的点数是3}
    4.在30件产品中有28件一级品,2件二级品,从中任取3件,记“3件都是一级品”为事件A,则A的对立事件是________.
    至少有一件是二级品
    5.某小组有3名男生和2名女生,从中任选2名同学参加演讲比赛.判断下列每对事件是不是互斥事件,如果是,再判别它们是不是对立事件.
    (1)恰有一名男生与恰有2名男生;
    (2)至少有1名男生与全是男生;
    (3)至少有1名男生与全是女生;
    (4)至少有1名男生与至少有1名女生.
    [解析] 判别两个事件是否互斥,就是考查它们是否能同时发生;判别两个互斥事件是否对立,就要考查它们是否必有一个发生且只有一个发生.
    (1)因为“恰有1名男生”与“恰有2名男生”不可能同时发生,所以它们是互斥事件;当恰有两名女生时它们都不发生,所以它们互斥不对立事件.
    (2)因为“恰有两名男生”发生时,“至少有一名男生”与“全是男生”同时发生,所以它们不是互斥事件.
    (3)因为“至少有一名男生”与“全是女生”不可能同时发生,所以它们互斥;由于它们必有一个发生,所以它们互斥对立.
    (4)由于选出的是“一名男生一名女生”时,“至少有一名男生”与“至少有一名女生”同时发生,所以它们不是互斥事件.
    [点评] 判断两个互斥事件是否对立要依据试验的条件,考虑事件关系必须先考虑条件.本题条件若改成“某小组有3名男生1名女生,任取2人”,则“恰有1名男生”与“恰有2名男生”便是对立事件.

    通过练习巩固本节所学知识,通过学生解决问题,发展学生的数学抽象、逻辑推理、数学运算、数学建模的核心素养。




    四、小结
    事件的关系或运算的含义,以及相应的符号表示如下
    事件的关系或运算
    含义
    符号表示
    包含
    A发生导致B发生
    A⊆B
    并事件(和事件)
    A与B至少一个发生
    AUB或A+B
    交事件(积事件)
    A与B同时发生
    A∩B或AB
    互斥(互不相容)
    A与B不能同时发生
    A∩B=Φ
    互为对立
    A与B有且仅有一个发生
    A∩B=Φ,AUB=Ω
    (1)包含关系、相等关系的判定
    ①事件的包含关系与集合的包含关系相似;
    ②两事件相等的实质为相同事件,即同时发生或同时不发生.
    (2)判断事件是否互斥的两个步骤
    第一步,确定每个事件包含的结果;第二步,确定是否有一个结果发生会意味着两个事件都发生,若是,则两个事件不互斥,否则就是互斥的.
    (3)判断事件是否对立的两个步骤
    第一步,判断是互斥事件;第二步,确定两个事件必然有一个发生,否则只有互斥,但不对立.
    五、课时练

    通过总结,让学生进一步巩固本节所学内容,提高概括能力。


    本节课通过对具体事例,提出了事件的关系、事件的运算等两部分.学生将通过新旧知识的对比学习来进行自主学习,同时通过共同探讨来理解和掌握新知识的实际含义. 由于事件的抽象性,所以教学时将大量采用“韦恩图”帮助学生理解事件的关系,同时强调区分事件关系、运算与集合的关系、运算的区别与联系. 教学中要注重学生的主体地位,调动学生积极性,使数学教学成为数学活动的教学。从而发展学生的直观想象、逻辑推理、数学建模的核心素养。

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