概率论与数理统计教案48课时.docx

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概率论与数理统计教案48课时

《概率论与数理统计》课程教案

第一章随机事件及其概率

•本章的教学目标及基本要求

(1)理解随机试验、样本空间、随机事件的概念;

(2)掌握随机事件之间的关系与运算,;

(3)掌握概率的基本性质以及简单的古典概率计算;学会几何概率的计算;

(4)理解事件频率的概念,了解随机现象的统计规律性以及概率的统计定义。

了解概率的公理化定义。

(5)理解条件概率、全概率公式、Bayes公式及其意义。

理解事件的独立性。

•本章的教学内容及学时分配

第节

随机事件及事件之间的关系

第二节

频率与概率

2学时

第三节

等可能概型(古典概型)

2学时

第四节

条件概率

第五节

事件的独立性

2学时

三•本章教学内容的重点和难点

1)随机事件及随机事件之间的关系;

2)古典概型及概率计算;

3)概率的性质;

4)条件概率,全概率公式和Bayes公式

5)独立性、n重伯努利试验和伯努利定理

四•教学过程中应注意的问题

1)使学生能正确地描述随机试验的样本空间和各种随机事件;

2)注意让学生理解事件AB,A_•B,A-B,A-B,AB…的具体含义,理解

事件的互斥关系;

3)让学生掌握事件之间的运算法则和德莫根定律;

4)古典概率计算中,为了计算样本点总数和事件的有利场合数,经常要用到排列和组

合,复习排列、组合原理;

5)讲清楚抽样的两种方式一一有放回和无放回;

五.思考题和习题

思考题:

1.集合的并运算-和差运算-是否存在消去律?

2.怎样理解互斥事件和逆事件?

3.古典概率的计算与几何概率的计算有哪些不同点?

哪些相同点?

习题:

第二章随机变量及其分布

一•本章的教学目标及基本要求

(1)理解随机变量的概念,理解随机变量分布函数的概念及性质,理解离散型和连续

型随机变量的概率分布及其性质,会运用概率分布计算各种随机事件的概率;

(2)熟记两点分布、二项分布、泊松分布、正态分布、均匀分布和指数分布的分布律或密度函数及性质;

2.本章的教学内容及学时分配

第一节随机变量

第二节第二节离散型随机变量及其分布

离散随机变量及分布律、分布律的特征

第三节常用的离散型随机变量

常见分布(0-1分布、二项分布、泊松分布)2学时

第四节随机变量的分布函数

分布函数的定义和基本性质,公式

第五节连续型随机变量及其分布

连续随机变量及密度函数、密度函数的性质2学时

第六节常用的连续型随机变量

常见分布(均匀分布、指数分布、正态分布)及概率计算2学时

3.本章教学内容的重点和难点

a)随机变量的定义、分布函数及性质;

b)离散型、连续型随机变量及其分布律或密度函数,如何用分布律或密度函数求任何

事件的概率;

c)六个常见分布(二项分布、泊松分布、几何分布、均匀分布、指数分布、正态分布);

4.教学过程中应注意的问题

a)注意分布函数F(x)二P{X:

:

:

x}的特殊值及左连续性概念的理解;

b)构成离散随机变量X的分布律的条件,它与分布函数F(x)之间的关系;

c)构成连续随机变量X的密度函数的条件,它与分布函数F(x)之间的关系;

d)连续型随机变量的分布函数F(x)关于x处处连续,且P(X=x)=0,其中x为任意实数,同时说明了P(A)=O不能推导A仝』。

e)注意正态分布的标准化以及计算查表问题;

5.思考题和习题

F(x)=F」x"

思考题:

1.函数1-e,X—0是否是某个随机变量的分布函数?

2•分布函数F(x)有两种定义一一P{X:

x}orP{X

什么?

3.均匀分布与几何概率有何联系?

4.讨论指数分布与泊松分布之间的关系。

5.列举正态分布的应用。

习题:

第三章多维随机变量及其分布

.教学目标及基本要求

(1)了解二维随机变量概念及其联合分布函数概念和性质,了解二维离散型和连续

型随机变量定义及其概率分布和性质,了解二维均匀分布和正态分布。

(2)会用联合概率分布计算有关事件的概率,会求边缘分布。

(3)掌握随机变量独立性的概念,掌握运用随机变量的独立性进行概率计算。

(4)会求两个独立随机变量的简单函数(如函数X+Y,max(X,Y),min(X,Y))的分布。

.教学内容及学时分配

第一节二维随机变量

二维随机变量及其分布,离散型随机变量及其分布律、连续型随机变量及其

密度函数、它们的性质、n维随机变量2学时

第二节边缘分布

边缘分布律、边缘密度函数2学时

第三节条件分布1学时

第四节相互独立的随机变量

两个变量的独立性,n个变量的独立性1学时

第四节二维随机变量的函数的分布

已知(X,Y)的分布率pij或密度函数(x,y),求Z=f(X,Y)的分布律或密度

函数Z(z)。

特别如函数形式:

Z=X-Y,Z二max(X,Y),Z二min(X,Y)。

2学时

•本章教学内容的重点和难点

a)二维随机变量的分布函数及性质,与一维情形比较有哪些不同之处;

-bo

®x(x)=严(x,y)dy

b)边缘密度函数的计算公式:

-:

的运用,特别是积分限的确定和

变量x的取值范围的讨论;

C)随机变量独立性的判定条件以及应用独立性简化计算,如由边缘分布律或密度函数

可以确定联合分布律或联合密度函数;

-be

x)dx

d)推导Z=XY的密度函数的卷积公式:

;,正确使用卷

积公式;

e)在X,Y独立性的条件下,推导Z=max(X,Y),Z=min(X,Y)的密度函数,注意它们在可靠性方面的应用。

四•教学过程中应注意的问题

a)注意联合分布函数能决定任意随机变量X或Y的分布(边缘分布),反之则不能确

定(X,Y)的联合分布,由正态分布可以说明;

b)在判断两个随机变量是否独立过程中,如果存在某点(x0,yo),使得:

P(X=x°,Y=y°)HP(X=Xo)P(Y=y°)或④(x。

,y。

)式®x他)阶仏),则称变量X与Y不独立;

c)一般计算概率使用如下公式:

P((X,Y)G厂(x,y)dxdy

(x,y爭G,注意二重积分运算知识点的复习。

d)二维均匀分布的密度函数的具体表达形式。

五.思考题和习题

思考题:

1•由随机变量X,Y的边缘分布能否决定它们的联合分布?

2.条件分布是否可以由条件概率公式推导?

3.事件的独立性与随机变量的独立性是否一致?

4•如何利用随机变量之间的独立性去简化概率计算,试举例说明。

习题:

第四章随机变量的数字特征

.教学目标及基本要求

(1)理解数学期望和方差的定义并且掌握它们的计算公式;

⑵掌握数学期望和方差的性质与计算,会求随机变量函数的数学期望,特别是利用

期望或方差的性质计算某些随机变量函数的期望和方差。

(3)熟记0-1分布、二项分布、泊松分布、正态分布、均匀分布和指数分布的数学期望

和方差;

⑷了解矩、协方差和相关系数的概念和性质,并会计算。

二•教学内容及学时分配

第一节数学期望

离散型、连续型随机变量的数学期望、随机变量函数的数学期望、数学期望的应用、数学期望的性质3学时

第二节方差

方差的概念及计算、方差的性质、常见分布的数学期望及方差简单归纳

2学时第三节协方差与相关系数2学时

第四节矩和协方差矩阵1学时

三•本章教学内容的重点和难点

a)数学期望、方差的具体含义;

b)数学期望、方差的性质,使用性质简化计算的技巧;特别是级数的求和运算。

c)期望、方差的应用;

四•本章教学内容的深化和拓宽

将数学期望拓展到数学期望向量和数学期望矩阵;协方差及相关系数概念和公式拓

宽到n维随机变量的协方差矩阵和相关系数矩阵。

五•教学过程中应注意的问题

a)一个随机变量并不一定存在数学期望和方差,也有可能数学期望存在,而方差不存

在,如柯西分布是最著名的例子;

b)数学期望的一个具体的数字,不是函数;

c)由方差的定义知,方差是非负的;

d)独立性和不相关性之间的关系,一般地,X与Y独立,则X与Y不相关,反之则

不然,但对于正态分布,两者却是等价的;

六.思考题和习题

思考题:

1•假定一个系统由5个电子元件组装而成,假定它们独立同服从于指数分布,

将它们串接起来,求系统的平均寿命,若将它们并行连接,其系统的平均寿命是多少?

并比较其优劣。

2.方差的定义为什么不是E|X-EX|?

3.工程上经常遇到计算误差,它是否与方差是同一个概念?

4.协方差与相关系数有什么本质上的区别?

5.随机变量X与Y独立可以推导cov(X,Y)=0,反之呢?

对正态分布又如何呢?

习题:

第五章大数定律和中心极限定理

1.教学目标及基本要求

了解切比雪夫不等式、大数定律和中心极限定理。

2.教学内容及学时分配

第一节大数定律

2学时

第二节中心极限定理

3.本章教学内容的重点和难点

大数定律和中心极限定理的含义;

4.本章教学内容的深化和拓宽

中心极限定理的条件拓宽。

5.教学过程中应注意的问题

1)大数定律的变形,大数定律的证明关键是使用了切比契夫不等式;

2)注意中心极限定理的条件和结论,如何使用这一结论解决应用题;习题:

第六章样本及抽样分布

.教学目标及基本要求

(1)理解总体、样本和统计量的概念;了解经验分布函数

(2)掌握样本均值、样本方差及样本矩的计算。

(3)了解卡方分布、t-分布和F分布的定义及性质,了解分位数的概念并会查表计算概率。

(4)掌握在正态总体下样本均值、样本方差、t统计量的分布及性质。

.教学内容及学时分配

第一节总体与样本

2学时

第二节统计量(包括经验分布函数)

第三节几个常用的分布

正态分布,-分布,t-分布,F-分布)、抽样分布定理、分位数2学时

三•本章教学内容的重点和难点

a)数理统计与概率论在研究问题和方法上的根本区别;

b)总体、样本的概念;

c)统计量的定义和常用的统计量;

d)正态分布以及由正态分布导出的三大统计分布,抽样分布定理,分位数的概念。

e)【分布、t-分布和F-分布的定义

四•教学过程中应注意的问题

b)“独立正态变量之和仍为正态变量”和中心极限定理的应用;

c)对三大统计分布定义深入分析,补充例子加以说明,如

Xi,|山X4取自正态总体N(0,22),的一个样本,令

222

丫=a(Xi-2X2)•b(3X3-4X4),求系数a,b,使丫服从-分布,并求自由度;

d)查常用分布数值表是实际计算中不可缺少的一步,务必掌握;

e)掌握统计学的思想应该从正态总体出发,因为数理统计学的许多基本理论是在正态

总体的假定下建立起来的;

6.思考题和习题

思考题:

1.样本平均值、中位数、众数的定义和区别。

2.样本Xi,|H,Xn是相互独立且具有相同分布的,那么顺序统计量

X

(1),川,X(n)是否也是独立同分布的?

3.经验分布函数是统计量吗?

4•什么叫上侧分位数?

习题:

第七章参数估计

.本章的教学目标及基本要求

(1)理解总体参数的点估计和区间估计的概念;

(2)掌握求点估计的方法一一矩估计法和极大似然法

⑶了解估计量的评选标准(无偏性、有效性、一致性)

(4)会求单个,两个正态总体的均值和方差的置信区间

•本章的教学内容及学时分配

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