Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
тесты / ТВиМС / Лекции по ТВиМС / Тема 1 Случайные события. Частота и вероятность.doc
Скачиваний:
131
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
269.31 Кб
Скачать

28

Автономная некоммерческая организация

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЦЕНТРОСОЮЗА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИИ»

КАЗАНСКИЙ КООПЕРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Козар А.Н.

ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ

ЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Казань, 2011

Лекционный материал по дисциплине «Теория вероятностей и математическая статистика» разработан к.т.н., доцентом Козаром А.Н., доцентом кафедры инженерно-технических дисциплин и сервиса Казанского кооперативного института, в соответствии с учебным планом от 14 апреля 2010 г. и учебной программой, утверждённой « » __________ 2011 г.

Рецензент: к.э.н., доцент Гатина Э.А.

©Казанский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации, 2011

©А.Н. Козар, 2011

Учебно - методическая разработка

по учебной дисциплине теория вероятностей и математическая статистика

Тема № 1 Случайные события. Частота и вероятность

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомить студентов с предметом и задачами теории вероятностей.

2. Ознакомить студентов с основными понятиями теории вероятностей.

3. Дать студентам представление о частоте и вероятности события и способах определения вероятности.

Вид занятия: лекция.

Продолжительность занятия: 90 минут.

Учебно-материальное обеспечение занятия:

  1. Медиа-проектор, ноутбук, слайды PowerPoint(Оверхэд-проектор, слайды).

Литература:

а) основная:

  1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Учебник. Издание восьмое, стереотипное. – М.: Высшая школа, 2002 г. - 575 с.

  2. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А.. Теория вероятностей и её инженерные приложения. Учебное пособие. Издание третье, переработанное и дополненное. – М.: «Академия», 2003 г. – 464 с.

  3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. Издание десятое, стереотипное.-М.:Высшая школа», 2004 г. – 480 с.

Структура занятия и расчёт времени

Структура занятия

Время, мин

I. Вводная часть занятия

5

II. Основная часть занятия

80

Введение в лекцию

5-10

1. Введение. Предмет и задачи теории вероятностей

10-15

2. Основные понятия теории вероятностей. События и соотношения между ними. Классификация событий

30-35

3. Частота и вероятность события. Способы определения вероятности

20-25

Заключение по лекции

5

III. Заключительная часть занятия

5

Общие организационно-методические рекомендации преподавателю

Вводная часть занятия:

Во вводной части занятия преподавателю необходимо:

  • проверить наличие студентов, уточнить причины отсутствия студентов на занятии, отметить отсутствующих в журнале;

  • объявить тему и порядок её изучения:

На изучение темы «Случайные события. Частота и вероятность» отводится 8 часов. Из них на занятия под руководством преподавателя – 4 часов, на самостоятельную работу –4 часа.

В результате изучения темы «Случайные события. Частота и вероятность» студенты должны:

иметь представление:

  1. о случайных событиях,

знать:

1. определение испытания,

2. определение события,

3. определение совместимого события,

  1. определение несовместимого события.

Основными видами занятий при изучении данной темы являются лекция (1) и практическое (1) занятия.

  • объявить цели занятия, при этом подчеркнуть его актуальность и практическую значимость в изучении дисциплины теория вероятностей и математическая статистика;

  • довести под запись учебные вопросы занятия и литературу для самостоятельного изучения материала данной темы,

Основная часть занятия:

Введение в лекцию. Преподавателем излагается актуальность (значение) темы и предмет лекции, основная идея лекции (центральный вопрос), устанавливается связь данной лекции с предыдущими и последующими занятиями, а также указываются тема, цели и план (основные вопросы) лекции.

Введение в лекцию должно быть кратким (не более 3…5 минут) и подготовить студентов к восприятию существа излагаемых учебных вопросов лекции. Излагать его целесообразно методом лекции - введения с темпом выше темпа изложения основного содержания учебного материала, что заставляет обучаемых студентов психологически собраться и сосредоточиться.

Лекция «Случайные события. Частота и вероятность»проводится в составе лекционного потока. На ней рассматриваются принципиальные вопросы теории вероятностей применительно к случайным событиям, даётся их основной понятийный аппарат, необходимый для дальнейшего изучения раздела дисциплины «Теория вероятностей».

Учебные вопросы лекции. Учебные вопросы лекции следует излагать в их диалектическом развитии с анализом и обобщением условий и факторов, влияющих на их содержание и изменение. Вопросы лекции целесообразно выписывать на доску, поскольку если план лекции будет перед глазами студентов в течение всего занятия, это будет помогать им ориентироваться в изучаемом материале.

Переходу к изложению первого вопроса, как правило, должна предшествовать пауза. Это психологическая пауза для того, чтобы обучаемые студенты осознали и прочувствовали важность и значимость изучаемой темы и приготовились к восприятию материала.

Вопросы лекции целесообразно излагать лекционным методом, способом изложения материала с опорой на подготовленный текст с темпом, обеспечивающим студентам запись основных положений в тетради. Для обеспечения необходимой полноты и скорости конспектирования лектору целесообразно использовать сокращения.

Изложение учебного материала должно осуществляться дословно, со всеми имеющимися примерами и выводами. Все определения и другие места, требующие выделения, необходимо подчеркнуть.

На лекции в разумных пределах целесообразно применять прямой открытый диалог лектора с обучаемыми студентами. Вопросы лектора и ответы обучаемых студентов позволяют активизировать аудиторию, привлечь внимание к рассматриваемым вопросам, а также в определенной мере выявить степень восприятия аудиторией излагаемого учебного материала.

В ходе чтения лекции речь лектора должна быть внятной, в противном случае обучаемые будут вдумываться в смысл отдельных слов или в построение фраз, и отвлекаться от существа лекции, теряя её смысл. Фразы должны быть по возможности короткими и правильно построенными.

Излагать материал лекции следует дифференцировано, т. е. все то, что нужно для введения в раскрываемое положение, его пояснения или иллюстрации, читать в более быстром темпе, не предполагающим записывания. Зато то, что действительно является важным, основным, существенным, должно даваться более медленно, что подчеркивается и темпом, и голосом, и интонацией, и повторением этих выделяемых положений. Одним из самых распространенных способов подчеркивания определений и выводов является повторение.

В ходе чтения лекции необходимо осуществлять управление познавательной деятельностью обучаемых, начиная с первых минут лекции. С этой целью целесообразно:

1. Перед началом изложения сосредоточиться, собраться с мыслями. Свою сосредоточенность, деловитость, собранность необходимо проявить во взгляде, в позе, в речи.

2. Проверить, все ли обучаемые готовы к восприятию материала (обратить внимание на позу, выражение лиц). Если готовы - начинать изложение. Если не готовы, следует выяснить причину и устранить её. Заметив обучаемых студентов, не готовых к восприятию, необходимо произнести краткую мобилизующую фразу, остановить взгляд на них, реже - назвать фамилию. Не следует тратить время на длинные замечания.

3. Излагая материал, обращать внимание на содержание и форму изложения (следить за его логикой и доступностью), а также на состояние внимания и активность восприятия студентов.

4. Излагая материал, стараться самому не отвлекаться. Прерывать изложение следует только в том случае, если требуют того важные обстоятельства, необходимость, сделать по этому поводу оговорку.

5. Излагая материал, постоянно соотносить его с отведенным для него лимитом времени. Заканчивая лекцию, не следует задерживать обучаемых студентов ни на минуту. Правильное распределение материала по времени и своевременное окончание - свидетельство мастерства лектора.

В ходе чтения лекции необходимо использовать классную доску. С этой целью:

запись на доске производить последовательно: сверху вниз, сначала на одной части доски, затем на других (в данном случае целесообразно разделить доску на три части);

писать разборчиво, знаками среднего размера и не слишком быстро;

не загораживать собой написанное на доске;

занимать последовательно область доски записями, не перескакивая с одного края доски на другой;

стирать с доски написанное только после того, как все поле использовано, и можно перейти на первую часть доски, оставляя нестертой вторую и третью часть.

В ходе демонстрации презентации (комплекта слайдов) лекции, проводимой с целью повышения наглядности изложения учебного материала первого и последующих вопросов занятия, что позволяет преподносить материал крупным планом и в динамике, преподаватель всякий раз должен:

1) Определять:

помогает ли данное диапособие достичь цели обучения;

даёт ли оно правильное представление об изучаемом предмете;

добавляет ли оно что-либо к знаниям обучаемых студентов;

имеет ли оно нужный уровень детализации;

фокусирует ли оно внимание на основной идее.

2) Придерживаться общих правил демонстрации диапозитивов:

перед показом каждого кадра (слайда) ставить цель наблюдения;

время показа каждого кадра (слайда) должно быть оптимальным, а пояснения не должны быть слишком длинными;

демонстрацию кадров (слайдов) проводить по возможности равномерно в ходе чтения всей лекции и по мере изложения материала. Во всех случаях при демонстрациях лектор ни на минуту не должен уступать своей ведущей роли диафильму (слайдам).

В ходе демонстрации наглядных пособий и применения технических средств обучения преподавателю необходимо выполнять следующие методические приёмы:

применение в соответствии с заранее разработанным сценарием;

наличие постоянного зрительного контакта с аудиторией (не поворачиваться к студентам спиной);

обеспечение лучшей видимости;

детальное продумывание пояснений;

привлечение самих обучаемых к нахождению желаемой информации;

постановка проблемных заданий наглядного характера.

В целях активизации процесса запоминания учебного материала, воспроизводимого посредством ТСО, преподавателю целесообразно периодически давать установку на запоминание фразой "Это надо запомнить".

Наглядные пособия и демонстрационные материалы необходимо убирать сразу, как только в них отпадает надобность. Иначе они будут отвлекать внимание студентов от восприятия нового вида учебной информации.

В ходе изложения учебных вопросов лекции для определения оптимального темпа изложения материала преподавателю необходимо:

найти "средний" темп занятия, удовлетворяющий преподавателя и студентов;

учесть в интересах этого возможности студентов;

отыскать разумное сочетание индивидуальной и коллективной деятельности студентов в ходе занятия;

сменять и разнообразить виды деятельности студентов;

максимально сократить "непроизводительные" затраты учебного времени.

Соблюдение данных методических приёмов должно обеспечить преподавателю изложение учебного материала в темпе, обеспечивающем запись основных положений в рабочие тетради.

В ходе изложения учебного материала лекции целесообразно использовать такие методические приёмы как устное изложение учебного материала, поддержание внимания обучаемых, активизация их мышления, обеспечение логического запоминания, убеждение, аргументация, доказательство, классификация, систематизация, обобщение.

Заключение по лекции. Лекцию необходимо завершить кратким заключением (не более 3…5 минут), в котором:

подвести итог изложенному учебному материалу;

закрепить и усилить впечатление, произведенное лекцией;

указать на связь с последующим материалом, вызвать интерес к нему, подготовить почву для следующей лекции.

Заключительная часть занятия:

В заключительной части занятия преподавателю необходимо:

- напомнить тему и учебные вопросы занятия;

- отметить степень достижения учебных целей;

- ответить на вопросы обучаемых;

- подвести итог занятия, оценить знания и действия студентов;

- выдать задание на самостоятельную работу;

- дать рекомендации по самостоятельной работе для углубления и практического применения знаний по данной теме.

Изучить:

  1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Учебник. Издание восьмое, стереотипное. – М.: Высшая школа, 2002 г. - 575 с. стр. 11-17, 23-32, 37-40.

  2. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А.. Теория вероятностей и её инженерные приложения. Учебное пособие. Издание третье, переработанное и дополненное. – М.: «Академия», 2003 г. – 464 с. – стр. 3-35

  3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. Издание десятое, стереотипное. - М.: Высшая школа», 2004 г. – 480 с. – стр.11-17.

Текст лекции

Введение в лекцию:

Сочетание слов «теория вероятностей» для неискушенного человека производит несколько странное впечатление. В самом деле слово «теория» связывается с наукой, а наука изучает закономерные явления; а слово «вероятность» в обычном языке связывается с чем-то неопределенным, случайным, незакономерным и, казалось бы, не поддающемуся никакому научному предсказанию.

Зарождение теории вероятностей, как науки, связано с определенными потребностями человеческого общества.

Пожалуй, первый толчок к развитию теории вероятностей как науки, возможно объяснить потребностями зарождающегося буржуазного общества в XVI–XVIIвеках и связан он с возникновением потребностей страхования.

К этому времени относятся первые попытки создания общей теории страхования, основанной на анализе закономерностей в таких массовых случайных явлениях, как заболеваемость, смертность, статистика несчастных случаев и т.д.

Однако определение закономерностей теории вероятностей на обработке такого рода статистической информации было затруднено: законы управления массой случайных явлений прослеживались недостаточно отчетливо.

Наиболее простым материалом для изучения законов зарождавшейся науки явились азартные игры.

Игры давали весьма простой и наглядный материал для выработки и установления таких основных понятий, как вероятность и среднеожидаемый результат из опыта. Примеры из области игр широко применяются при изучении теории вероятностей как исключительно по простоте и прозрачности модели случайных явлений.

Работы Паскаля, Ферма, Гюйгенса в области теории азартных игр явились основой и началом теории вероятностей, как науки.

Паскаль и Ферма понимали, что на основе решения ряда частных задач из области игр вырисовывается некоторая новая область математики со своеобразным содержанием и методом исследования.

Дальнейшее развитие теории вероятностей связано со становлением, развитием и обобщением так называемого закона больших чисел. Так, Яков Бернулли во второй половине XVII в. впервые показал, что с увеличением числа испытаний частота (частность) какого-либо случайного события приобретает свойство устойчивости и определенным образом приближается к некоторому безразмерному числу, объективно отражающего возможность появления случайного события.

В начале XVIIIв математик Муавр впервые рассмотрел простейший случай нормального закона, который в настоящее время нашел широкое применение для решения многих научных и практических задач.

Большое значение в развитии теории вероятностей в первой половине XIX в имели работы Лапласа, Гаусса, Пуассона, которые продолжили исследования нормального закона, закона больших чисел и разработку вопросов приложения теории вероятностей к исследованию результатов наблюдений (в частности, астрономических).

Следует отметить, что с именем Пуассона связано первое приложение теории вероятностей к задачам стрельбы.

Бурное развитие в России теория вероятностей получила в XIX в с созданием Петербургской математической школы, представителями которой стали П.Л. Чебышев и его ученики А.А. Марков и А.М. Ляпунов. П.Л. Чебышев и его ученики последовательно работали над расширением и обобщением закона больших чисел. П.Л. Чебышев ввел в теорию вероятностей понятие случайной величины и метод моментов, что привело к созданию аппарата теории вероятностей. А.А. Марков положил основу новой области теории вероятностей – теории случайных процессов. А.М. Ляпунов известен своим доказательством так называемой центральной предельной теоремы и разработкой метода характеристических функций.

В настоящее время теория вероятностей широко применяется при решении многих вопросов научной и практической деятельности. Среди ученых – виднейших математиков нашей страны, занимавшихся разработкой вопросов теории вероятностей, стоит отметить С.Н. Бернштейна, А.Я. Хинчина, А.Н. Колмогорова, В.И. Романовского, Б.В. Гнеденко.

Широкое применение теория вероятностей нашла и в обосновании многих вопросов стрельбы артиллерии.

Еще в середине XIX века известный русский артиллерист Н.В. Маиевский положил начало применению теории вероятностей в обработке результатов наблюдений и измерений в полигонной практике.

Позднее такие русские артиллеристы, как В.Н. Шкларевич, Н.А. Забудский, а еще позже и П.А. Гельвих последовательно все в большей и большей степени развивали приложение теории вероятностей к решению ряда вопросов теории стрельбы для выработки научно-обоснованных практических рекомендаций.

Особо существенный скачок сделала теория стрельбы за последнее время, когда в ней были восприняты последние достижения теории вероятностей. Системный подход позволил формализовать решение командира на огневое поражение, расширить область развития теоретических основ управления огнем.

Учебные вопросы лекции: