隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)模擬的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-07-01 來源: 日記大全 點(diǎn)擊:
摘 要:本文通過實(shí)例論述了如何應(yīng)用隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)解決簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、估算等可能事件的概率、估算幾何概型的概率和估算不規(guī)則圖形的面積。
關(guān)鍵詞:隨機(jī)數(shù);隨機(jī)模擬;概率
隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)模擬是中學(xué)階段學(xué)習(xí)的難點(diǎn),學(xué)習(xí)關(guān)鍵在于如何應(yīng)用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)去產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),并掌握其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。下面就談一談隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)模擬在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用問題。
一、 用隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣
例1 要從11件產(chǎn)品中抽取5件進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),其中甲產(chǎn)品必須被抽中,寫出利用隨機(jī)數(shù)表法抽樣的過程。分析:由于甲產(chǎn)品必須被抽中,實(shí)際上就是從10件產(chǎn)品中抽取4件。
解:(1)將10件產(chǎn)品進(jìn)行編號(hào),號(hào)碼為1,2,…,10;
。2)用計(jì)算器的隨機(jī)函數(shù)RANDI(1,10)或利用計(jì)算機(jī)的隨機(jī)函數(shù)RANDBETWEEN(1,10)產(chǎn)生4個(gè)1到10之間的隨機(jī)數(shù)(如果有一個(gè)重復(fù),只需重新產(chǎn)生一個(gè)即可)。
(3)以上號(hào)碼就是對(duì)應(yīng)的4件產(chǎn)品就是要抽取的對(duì)象。
二、 用隨數(shù)進(jìn)行排序
例2 某集裝箱內(nèi)有50件產(chǎn)品,現(xiàn)需要將這50件產(chǎn)品排成一行隨機(jī)編號(hào)進(jìn)行檢查,試用隨機(jī)數(shù)法完成這一任務(wù)。
分析:要把這50件產(chǎn)品排成一行編號(hào)進(jìn)行檢查,就是要確定這50件產(chǎn)品所在的位置,可以賦給每件產(chǎn)品一個(gè)編號(hào),把它們按照編號(hào)排成一行就可以了。
解:將50件產(chǎn)品進(jìn)行編號(hào)(也可用產(chǎn)品位的順序號(hào)),用計(jì)算器的隨機(jī)函數(shù)RANDI(1,50)或利用計(jì)算機(jī)的隨機(jī)函數(shù)RANDBETWEEN(1,50)產(chǎn)生50個(gè)不重復(fù)的取整數(shù)的1到50之間的隨機(jī)數(shù),按照隨機(jī)數(shù)將這50件產(chǎn)品的編號(hào)排成一列,即為這50件產(chǎn)品的排列順序。(如:產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)若是46,32,5,19,…,則表示第46號(hào)產(chǎn)品排在第一位,第32號(hào)產(chǎn)品排第二位,第5號(hào)產(chǎn)品排在第三位,第19號(hào)產(chǎn)品排在第四位,…)
三、 用隨機(jī)模擬法估算等可能事件的概率
例3 盒子中有大小形狀相同的10只鋼筆,其中有7支是一等品,3只是二等品,現(xiàn)從中任取3支,問下列事件的概率是多大?
。1)恰好有1支一等品;
(2)恰好有兩支一等品;
。3)如果分三次抽取,前兩次恰好有1支一等品,第三次也為一等品;
分析:一次抽3支與分3次抽取是相同的,因而都可以看作是分三次無(wú)放回抽取。抽一次只能出現(xiàn)一等品和二等品兩個(gè)基本事件,但可能性不同,因此不能 用1到2間的隨機(jī)整數(shù)模擬,因?yàn)楣灿?0支,所以可用1到10之間的隨機(jī)數(shù)字模擬取得哪支筆。
解:利用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生1到10之間的取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù),用1,2,3,4,5,6,7代表一等品,用8,9,10代表二等品。每三個(gè)一組(每組數(shù)字不同)。隨機(jī)數(shù)組為N,統(tǒng)計(jì)只有一個(gè)隨機(jī)數(shù)小于8的組數(shù)為N1,恰好有兩個(gè)隨機(jī)數(shù)小于8的數(shù)組為N2,前兩個(gè)隨機(jī)數(shù)中有一個(gè)小于8且第三個(gè)也小于8的數(shù)組為N3,則:
。1)恰好有1支一等品的概率為N1N;
。2)恰好有2支一等品的概率為N2N;
。3)前兩次恰好有1支一等品,第三次也為一等品的概率是N3N。
四、 用隨機(jī)模擬法估算幾何概型的概率
例4 甲、乙兩輛集裝箱汽車都要停在同一車位,它們可能在一晝夜的任意時(shí)刻到達(dá)。如果這兩輛集裝箱汽車停在車位的時(shí)間都是一個(gè)小時(shí),求有一輛集裝箱汽車到達(dá)停車位時(shí)必須等待一段時(shí)間的概率。
分析:甲、乙兩輛集裝箱汽車停在同一車位都是一天24小時(shí)中的任何時(shí)刻,可以分別用兩組[0,24]間的均勻隨機(jī)數(shù)x,y表示,兩車在同一個(gè)小時(shí)內(nèi)到達(dá)停車位的充要條件|x-y|≤1,因而可以用隨機(jī)模擬。
作者簡(jiǎn)介:
張榮欣,山東省青島市,山東省青島第一中學(xué)。
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