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数学频率和概率有什么区别和联系?

146 2024-05-20 21:58 admin   手机版

一、数学频率和概率有什么区别和联系?

1,都是事件发生的可能性的大小。

2,频率是近似值,概率准确。

3,统计中常用频率代替概率。

二、数学上“频率”与“概率”的关系?

我是中考数学当百荟,从事初中数学教学三十多年。说到“频率”与“概率”的关系,首先要了解初中数学中基本的统计思想:用样本估计总体,用频率估计概率;其次,要知道数学试验的统计量:频率=频数/总次数。频率是通过试验得到的统计量,而概率是通过建立数学模型,计算得到的理论值。在一定的情况下,可以用频率去估计(代替)事件发生的概率。

一。用样本估计总体

统计中,通常通过调查的方式获取相关的统计量。调查通常有两种方式:普查和抽样调查。比如:第六次全国人口普查(2010年11月1日),就是在国家统一规定的时间内,按照统一的方法、统一的项目、统一的调查表和统一的标准时点,对全国人口普遍地、逐户逐人地进行的一次性调查登记。这次人口普查登记的全国总人口为1,339,724,852人这个数据采用的就是普查方式得到的。而国家统计局每季度发布的居民人均可支配收入、居民消费价格指数、调查失业率等统计指标,是采用抽样调查方式获取的。

当统计的总体容量很大,调查耗时费力,调查成本巨大或者试验具有破坏性时,不宜采用普查方式,就要用抽样的方式来进行统计,然后用样本的统计量,去估计总体统计量。这种统计思想就叫做用样本估计总体。

比如:某照明企业生产一批LED灯泡,为统计这批LED灯泡的使用寿命,采用哪种调查方式比较适合呢?因为要了解LED的使用寿命,按试验要求,就必须将LED灯泡变成“长明灯”,一直点亮直至自然熄灭(寿终正寝)。这样试验是具有破坏性的,显然不能用普查方式,只能采用抽样的方式来进行。从这批LED灯泡中,随机抽取50只灯泡作为一个样本,通过试验得到这个样本的平均使用寿命为3000小时,然后我们就说该企业的这批LED灯泡(总体)的使用寿命为3000小时。

二。用频率估计概率

俗话说,天有不测风云,人有旦夕祸福。这句话从数学的角度来理解就是,在自然界和人类社会中,严格确定的事件是十分有限的,而随机事件却是十分普遍的,概率就是对随机事件的一种数学的定量描述。它有助于我们更全面地认识随机事件,并对生活中的一些不确定情况作出决策。天气预报中,有一个指标叫降水概率。比如,某天降水的概率为2%,是指这天下雨的可能性很小,我们依据这个概率决策:出门可以不带伞。

但是,不是所有随机事件发生的概率都可以进行理论计算的,因而,随机事件发生的概率获取通常有两种方式:理论计算和试验估计。

在初中阶段,我们可以掌握的概率模型通常有三种类型:1.问题本身没有理论概率,只能通过试验模拟估计(比如,前面举例中,任取一个LED灯泡是次品的概率);2.虽然问题存在理论概率,但计算方法超出初中阶段学生的认知水平,只能通过试验模拟估计(比如,以任意三条线段为边,围成三角形的概率);3.问题是简单的古典概率模型,理论上容易求出概率(比如,掷骰子掷到1点的概率),但也可以通过试验来验证。

通过以上的分析知道,无论哪种概率模型的概率都可以通过试验模拟估计。以古典概型掷硬币试验为例,详细说明什么是用频率估计概率。随机掷硬币一次,只有两种可能:正面朝上或反面朝上,因而正面朝上的理论概率=0.5。其实,历史上有很多数学家都做过掷硬币试验,通过试验来验证这个理论概率。下面的图表是部分数学家试验得到的数据:

从以上图表可以知道,正面朝上的频率=正面朝上的次数/总次数。比如由上述图表可知,蒲丰共掷硬币4040次(总次数),其中正面朝上的次数2048,这个次数也称为频数,因而,正面朝上的频率=2048/4040≈0.506931。当试验的次数很大时,这个频率稳定在概率的理论值0.5附近。因而,我们可以用试验得到的正面朝上的频率去估计正面朝上的概率。需要说明的是,我们说这个频率稳定在理论值0.5附近,并不意味着试验次数越大,就越接近0.5。有可能随着试验次数的增大,试验得到的频率与理论概率的差距反而扩大了,出现这种情况本身也是一个随机事件,但稳定在理论值附近的趋势是改变不了的,因而我们完全可以用试验得到的频率去估计(代替)事件发生的概率,这种统计思想就叫做用频率估计概率。

下图是本人制作的计算机模拟投币试验:

三。用频率估计概率 蒙特卡罗方法 蒲丰投针试验

蒙特卡罗方法是美国研制原子弹的“曼哈顿计划”计划的成员S.M.乌拉姆和计算机的发明者J.冯·诺伊曼首先提出。这种方法借用世界著名的赌城—摩纳哥的Monte Carlo(蒙特卡罗)命名,更增添了它的神秘色彩。蒙特卡罗方法,在现代金融工程、宏观经济、计算物理、核物理等领域都有广泛应用。其实,这种思想可以追溯到一个更早更著名的试验---《蒲丰投针试验》。1777年,法国数学家蒲丰提出用投针试验的方法求圆周率π,他的这种试验方法被认为是蒙特卡罗方法的起源。

蒲丰投针试验中,针与平行线相交的理论概率p是可以计算的,p=2l/πa,其中l是针长,a是平行线的间距,它们都是已知量,因而p可以求出。并且针与平行线相交的频率p1是可以通过试验得到的,因此借用频率估计概率的思想有p=p1,即p1=2l/πa,在这个试验中,我们感兴趣的不是概率和频率(这些都是已知量),而是圆周率!我们对圆周率的值到底是多少很感兴趣,为此,只要将p1=2l/πa变形,即可得到求圆周率π的计算公式:π=2l/p1a。

下图是历史上部分数学家通过投针试验,用频率估计概率思想,测得的圆周率的数据:

蒲丰投针试验求圆周率的方法,完全颠覆了我们对刘徽割圆术求圆周率的认知。只不过后来在此基础上发展起来的蒙特卡罗方法,是用计算机进行模拟试验,来测量我们感兴趣的事先未知的任何常数的值。

下图是本人制作的计算机模拟投针试验:

结语:

用样本估计总体,用频率估计概率是初中阶段必须具备的两个基本统计思想。诸如我们常常遇到有关概率统计类数学题目:掷骰子,翻牌游戏,转盘游戏,摸球游戏以及有关游戏公平性的问题,还有设计试验去估计生日相同的概率,池塘里有多少条鱼等等,都是借助这两个基本的统计思想建立数学模型,从而获得问题解决的。

三、初中数学,频率与概率,中频率是啥意思?

概率是设随机地实验A,在他的总试验中的占有率频率是在相同参考下像时间等,总共发生的次数而中频率是个相对概念

四、数学上频数、频率、概率、概率计算方法,频率与概率的关系都指什么?

频数是某件事发生的次数。频率是某次计算中事情发生的次数站计算总次数的比率(比如掷硬币,一共投掷了1000次,499次正,假设为事情发生,还有501次未发生),频率的普遍情况叫概率,上个例子中频率为499/1000,但通过大量实验知道正面朝上几率为50%,这个是通过数学严密的逻辑推理出来的,叫概率。

关于具体的计算方法就是理论情况事件发生的次数除以总次数,具体问题具体对待。关于概率论又是一门很深的学问了

五、初三数学:频率和概率有什么区别?

1) 频率:在n次重复试验中,事件A发生了m(A)次,则称:m(A)/n 为事件A发生的频率;

2) 概率:随机事件A发生可能性大小的度量(非负实数,<=1),称为事件A发生的概率,记做P(A),P是英文Probability(概率)的字头。

在大量重复进行同一试验时,事件A发生的频率m(A)/n总是接近于某个数,在它附近摆动,这个常数就是事件A的概率。因此只要n相当大,概率是可以通过频率来测量的,或者说频率是概率的一个近似。因此:

3) 事件A的概率P(A)是对事件A发生可能性大小的一个度量,它是一个确定的数值,其值大于0小于1。与试验次数n无关。

事件A的频率m(A)/n是一个与试验次数n有关的数,它总是在概率P(A)附近摆动。当试验次数n相当大的时候,频率可以作为概率的一个近似,或者说概率是可以通过频率来测量。

六、频率和概率的区别?

频率是在一次试验中某一事件出现的次数与试验总数的比值。概率是某一事件所固有的性质。频率是变化的每次试验可能不同,概率是稳定值不变。在一定条件下频率可以近似代替概率。

七、什么是频数,频率和概率?

实际生产中,产品随机变量的波动是存在的,是不可避免的,因此对获得的数据进行整理统计时,采用以下几种参数来评述。‘频数——数据或数值重复出现的次数;频率一频数占数据总数的百分数;

概率——在大量重复统计和检验“总体”中,可能出现某种数据相对稳定的频率值。

八、频率估算概率原理?

概率是一个客观存在的,不随人的意志改变的而完全确定的值。由于客观条件的限制,大部分事件概率只有用频率的稳定性来估计。

频率具有波动性和稳定性,频率的稳定性即概率是频率的稳定值。

绝大多数事件的概率是通过大量重复试验,用频率的近似值作为概率,即用频率近似等于概率。

因为当大量重复做试验时,所产生误差就会尽可能小。注意这里是可能小,不是一定小,所以要重复做,大量做的原因。

九、频率和概率的区别与联系?

是:频率和概率是概率论中重要的概念,它们在描述随机事件出现的规律性方面有着不同的角度。频率指的是随机事件发生的实际次数与总次数之比,是通过大量实验或观测得到的一种经验概率。而概率则是指在某种条件下随机事件发生的可能性,通常用数学方法表达。概率可以从数学公式或统计数据中推算得出,精确度更高。频率和概率之间存在密切联系。一方面,频率越大,说明事件发生的概率越高。另一方面,当试验次数足够多时,频率趋近于概率。因此,通过频率可以近似地推算出概率,并用概率来预测随机事件的出现。在统计学、金融学和自然科学等领域中,频率和概率的应用非常广泛。

十、频率和概率一样吗?

频率是实验中事件发生的具体比率。而概率是抽象的数学概念。 简而言之,概率是一般,频率是特殊。比如说,你可以说某一事件(比如随机丢硬币,出现正面)发生的概率是多少(1/2)。

而为了验证它,你通过实验进行多次观测(丢硬币1000次,505次正),这一事件发生的具体比率(505/1000)则被称为频率。当试验次数趋于无穷,频率也会无限逼近概率。

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