Как найти относительную частоту попаданий стрелка

Каталог заданий

Назад в каталог
Вернуться к списку прототипов этой категории
Версия для печати и копирования в MS Word

1

Тип 10 № 341125

В таблице представлены результаты четырёх стрелков, показанные ими на тренировке.

Номер стрелка Число выстрелов Число попаданий
1 44 26
2 70 45
3 40 14
4 67 48

Тренер решил послать на соревнования того стрелка, у которого относительная частота попаданий выше. Кого из стрелков выберет тренер? Укажите в ответе его номер.

Аналоги к заданию № 325560: 341125 325561 325562 … Все

Решение

·

Прототип задания

·

Помощь

Теория вероятностей – это раздел математики, который
изучает закономерности случайных событий.

События
можно считать случайными – это те, которые могут произойти, а могут и не
произойти.

Примерами
таких событий являются: выпадение орла или решки при подбрасывании монеты;
поражение мишени или промах при стрельбе; выпадение того или иного количества
очков при бросании игрального кубика.

Пример.

Провели
испытания. 100 раз бросали игральный кубик и подсчитали, что 6 очков выпало 17
раз – частота рассматриваемого события, то есть выпадения очков.

Отношение
частоты к общему числу испытаний называют относительной частотой этого
события.

Пусть
некоторое испытание проводилось многократно в одних и тех же условиях. При этом
фиксировалось, произошло или нет некоторое интересующее нас событие А.

Если
общее число испытаний – n,
а число испытаний, при которых произошло событие А, – m. То m называют
частотой события А, частное m и n
относительной
частотой.

Определение:

Относительной
частотой
случайного события в серии испытаний называется
отношение числа испытаний, в которых это событие наступило, к числу всех
испытаний.

В
ходе исследований выяснилось, что относительная частота появления ожидаемого
события при повторении опытов в одних и тех же условиях, может оставаться
примерно одинаковой, незначительно отличаясь от некоторого числа р.

Пример.

При
подбрасывании монеты отмечают те случаи, когда выпадает орёл.

Если
монета однородна и имеет правильную геометрическую форму, то шансы выпадения
орла или решки будут примерно одинаковы. Но при
небольшом количестве бросков такой результат может не получиться.

А
вот если испытание проводиться большое количество раз, то относительная частота
выпадения орла близка к относительной частоте выпадения решки.

Многие
учёные проводили такой эксперимент.

Так,
например, английский математик Карл Пирсон бросал монету 24 тысячи раз, и
относительная частота выпадения орла оказалось равной 0,5005.

А
наш соотечественник, Всеволод Иванович Романовский, подбрасывая монету 80 тысяч
640 раз, нашёл, что относительная частота выпадения орла в его испытании была
равна 0,4923.

Заметим,
что в обоих случаях относительная частота выпадения орла очень близка к  .

Говорят,
что вероятность выпадения орла при подбрасывании монеты правильной
геометрической формы равна .

Пример.

В
непрозрачном мешке лежит 7 зелёных и 12 синих кубиков. За раз можно доставать
только 1 из них. Какова вероятность того, что из мешка достанут синий кубик?

Всего
в мешке 19 кубиков. Значит, n=19.

Синий
кубик мы можем достать 12 раз. Получаем, что m=12.

Относительная
частота равна:

Вероятность
того, что из мешка достанут синий кубик, равна .

Пример.

Определить
относительную частоту появления буквы «о» в слове «достопримечательность».

Общее
число букв, то есть n=21.
А количество букв «о», то есть m=3.

Значит
относительная частота:

Пример.

Отмечая
число попаданий в корзину в каждой серии из 40 бросков, которые совершал
баскетболист, получили такие данные:

Какова
относительная вероятность попадания мяча в корзину для данного баскетболиста?

Определим
общее число бросков. Было 5 серий по 40 бросков, то есть n=200.

Сосчитаем
число попаданий в корзину:

Получили,
что m=184.

Относительная
вероятность попадания в корзину будет:

Пример.

Стрелок
совершил 50 выстрелов. Относительная частота попадания в цель оказалась равной
0,88. Сколько раз он промахнулся?

Зная
общее число выстрелов n=50
и относительную вероятность попадания p=0,88.
Найдем число попаданий в цель:

Стрелок
попал в цель 44 раза.

Найдём
число промахов

Стрелок
промахнулся 6 раз.

Действительность стрельбы

Понятие о действительности стрельбы

При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов в зависимости от характера цели, расстояния до нее, способа ведения огня, вида боеприпасов и других факторов могут быть достигнуты различные результаты. Для выбора наиболее эффективного в данных условиях способа выполнения огневой задачи необходимо произвести оценку стрельбы, т. е. определить ее действительность.

Действительностью стрельбы называется степень соответствия результатов стрельбы поставленной огневой задаче. Действительность стрельбы может быть определена путем производства математических решений или по результатам опытных стрельб.

Знание закономерностей и характеристик рассеивания, возможных ошибок в подготовке исходных данных и некоторых других условий стрельбы позволяет стрелку заранее определить расчетным путем ожидаемые результаты стрельбы.

Для оценки возможных результатов стрельбы из стрелкового оружия и гранатометов обычно берут следующие показатели: вероятность поражения одиночной цели (состоящей из одной фигуры); математическое ожидание числа (процента) пораженных фигур в групповой цели (состоящей из нескольких фигур); математическое ожидание числа попаданий; средний ожидаемый расход патронов для достижения необходимой надежности стрельбы; средний ожидаемый расход времени на выполнение огневой задачи.

Кроме того, при оценке действительности стрельбы учитывается степень убойного и пробивного действия пули.

Убойность пули характеризуется ее энергией в момент встречи с целью. Для нанесения поражения человеку достаточна энергия, равная 10 кгс/м. Пуля стрелкового оружия сохраняет убойность практически на всей дальности стрельбы.

Пробивное действие пули характеризуется ее способностью пробить преграду (укрытие) определенной плотности и толщины. Пробивное действие пули указывается в наставлениях по стрелковому делу для каждого вида стрелкового оружия. Кумулятивная граната к гранатометам пробивает броню любого современного танка, самоходной артиллерийской установки, бронетранспортера или боевой машины пехоты.

При определении действительности стрельбы опытным путем, как правило, учитывается количество (процент) попаданий в одиночную цель, количество (процент) пораженных фигур в групповой цели, степень пробивного или убойного действия пули, расход боеприпасов и времени на стрельбу или на поражение одной цели (фигуры).

Для расчета показателей действительности стрельбы необходимо знать характеристики рассеивания пуль, ошибки в подготовке стрельбы, а также способы определения вероятности попадания в цель и вероятности поражения целей.

К ошибкам в подготовке стрельбы относятся как ошибки в технической подготовке оружия (в приведении его к нормальному бою, выверке прицельных приспособлений, допуски в изготовлении механизмов и т. д.), так и ошибки в подготовке исходных установок для стрельбы (в определении расстояния до цели, в учете поправок на отклонение условий стрельбы от нормальных, в округлениях при назначении установок и т. д.).

Если значение измеряемой величины неизвестно, то за неизвестное истинное значение измеряемой величины принимают средний результат отдельных измерений.

Средним результатом называется частное от деления суммы результатов измерений, взятых с их знаками, на число измерений.

Ошибки могут быть положительными, если измеренная величина больше истинной, и отрицательными, когда измеренная величина меньше истинной. Ошибки могут быть систематическими и случайными.

Систематические (постоянные) ошибки вызываются постоянно действующими причинами, оказывают одинаковое влияние на все измерения и могут быть учтены. Например, вследствие смещения на автомате Калашникова мушки влево на 0,5 мм пули при дальности стрельбы на 100 м отклоняются от точки прицеливания вправо на 13 см. Достаточно передвинуть мушку вправо на 0,5 мм, и ошибка будет устранена.

Случайными называются такие ошибки, которые являются результатом действия большого числа источников ошибок и при каждом новом измерении (испытании) получают новые, случайные значения. Случайные ошибки невозможно учесть и нельзя ввести заблаговременно поправки на их устранение. Примером действия случайных ошибок является рассеивание пуль.

В распределении или частоте появления случайных ошибок при большом числе измерений (испытаний) проявляется определенная закономерность, которую принято называть нормальным законом случайных ошибок.

В стрелковой практике для суждения о точности измерения принята срединная ошибка, так как она наглядно (численно) характеризует нормальный закон случайных ошибок.

Срединной ошибкой называется такая ошибка, которая по своей абсолютной величине (независимо от знака) больше каждой из ошибок одной половины их и меньше каждой из ошибок другой половины ошибок, выписанных в возрастающем или убывающем порядке.

Для определения величины срединной ошибки необходимо выписать все ошибки в ряд в возрастающем или убывающем порядке по абсолютной величине и отсчитать половину ошибок справа или слева. Ошибка, стоящая посредине этого ряда и будет срединной ошибкой.

Ошибки при подготовке стрельбы приводят к отклонению средней траектории от середины цели (намеченной точки). Эти отклонения случайные как по направлению, так и по величине, однако они подчиняются тем же закономерностям, что и отклонение пуль из-за рассеивания. Общая (суммарная) площадь разброса пуль будет определяться рассеиванием и возможными отклонениями средних траекторий из-за ошибок в подготовке стрельбы. Поэтому при определении действительности стрельбы с учетом ошибок в стрельбе необходимо брать размеры суммарных (приведенных) срединных отклонений, совмещая центр суммарного рассеивания с серединой цели.

Вероятность попадания и ее зависимость от различных причин

Вследствие рассеивания пуль и ошибок в подготовке стрельбы при выстреле можно попасть в цель или сделать промах. Возможность попасть в цель характеризуется вероятностью попадания.

Вероятностью попадания называется число, характеризующее степень возможности попадания в цель при данных конкретных условиях стрельбы.

Вероятность попадания изменяется от нуля до единицы, так как попадания могут появиться при всех выстрелах, или только при части их, или совсем не появиться. Вероятность попадания выражается обычно десятичной дробью или в процентах.

Для определения вероятности попадания необходимо в каждом отдельном случае найти ту часть площади рассеивания, которой будет накрыта цель, и на основании закона рассеивания подсчитать процент попаданий, приходящийся на площадь цели.

Вероятность попадания может быть определена на основании результатов опытных стрельб.

Отношение числа попаданий к числу всех произведенных выстрелов называется частотой попадания.

При достаточно большом числе стрельб, произведенных в возможно одинаковых условиях, частота попадания изменяется в очень узких пределах, колеблясь около среднего значения. Среднее значение частоты попадания, найденное в результате этих стрельб, и будет вероятностью попадания для данных условий. Вероятность попадания будет тем больше, чем больше размеры цели.

Величина вероятности попадания зависит от положения средней точки попадания относительно центра цели (чем ближе средняя точка попадания к центру цели, тем более кучной частью площади рассеивания будет накрываться цель, тем больше будет вероятность попадания); от размеров цели (при совпадении средней точки попадания с центром цели и при одних и тех же размерах площади рассеивания вероятность попадания будет тем больше, чем больше размеры цели); от размеров площади рассеивания (при одних и тех же размерах цели вероятность попадания будет тем больше, чем меньше будет площадь рассеивания; если рассеивание не выходит из пределов цели, то вероятность попадания будет равна 100%); от направления стрельбы (если цель имеет большое протяжение по фронту и малое в глубину, то наибольшая вероятность попадания будет при стрельбе во фланг цели; если цель глубокая, то наибольшая вероятность попадания будет при фронтальном обстреле цели).

Для увеличения вероятности попадания необходимо тщательно производить выверку прицельных приспособлений и приводить оружие к нормальному бою; умело выбирать прицел и точку прицеливания, обеспечивающие совмещение средней точки попадания с серединой цели; использовать для стрельбы моменты, когда цель наиболее уязвима (поднялась во весь рост, подставила свой фланг или борт и т. д.); принимать меры к уменьшению действия причин, приводящих к рассеиванию пуль, и возможно точнее наводить оружие в цель.

Вероятность поражения цели

Вероятность поражения цели

При стрельбе из стрелкового оружия по одиночным живым целям и из гранатометов по одиночным бронированным целям одно попадание обычно дает поражение цели. Поэтому под вероятностью поражения одиночной цели понимается вероятность получения хотя бы одного попадания при заданном числе выстрелов.

Вероятность поражения цели при одном выстреле (P1) численно равняется вероятности попадания в цель (р). Расчет вероятности поражения цели при этом условии сводится к определению вероятности попадания в цель.

Вероятность поражения цели (Р1) несколькими одиночными выстрелами, одной очередью или несколькими очередями, когда вероятность попадания для всех выстрелов одинакова, равна единице минус вероятность промаха в степени, равной количеству выстрелов (n), т. е. P1 = 1- (1 p)xn, где (1 р) – вероятность промаха.

Найденная таким образом вероятность поражения цели характеризует надежность стрельбы, т. е. показывает, в скольких случаях из ста в среднем цель в данных условиях будет поражена не менее чем при одном попадании.

Стрельба считается достаточно надежной, если вероятность поражения цели не менее 80%.

Вероятность поражения цели несколькими выстрелами одной очередью или несколькими очередями, когда вероятность попадания первых и последующих пуль (очередей) изменяется от выстрела (очереди) к выстрелу (очереди), равна единице минус вероятность промахов первых и последующих пуль очереди (очередей).

Если вероятность попадания от выстрела к выстрелу не изменяется, вероятность поражения цели может быть определена по таблице вероятностей поражения цели, рассчитанной для различной величины вероятности попадания и числа выстрелов.

При определении вероятности поражения целей автоматическим огнем по формуле, указанной выше, получаются завышенные результаты (на 3–7%). Поэтому при более точных подсчетах вероятностей поражения цели необходимо использовать специальные формулы, которые учитывают коэффициент зависимости выстрелов.

Математическое ожидание числа пораженных фигур групповой цели

Математическим ожиданием числа (процента) пораженных фигур в групповой цели называется среднее число (процент) пораженных фигур, которое можно получить, если повторить стрельбу большое число раз в одинаковых условиях.

Среднее число пораженных фигур в групповой цели численно равно сумме вероятностей поражения всех одиночных фигур. Если групповая цель состоит из одинаковых по размерам фигур, то среднее число пораженных фигур в групповой цели (An) численно равно вероятности поражения одной фигуры (Р1), умноженной на число фигур в ней (N), т. е. An = P1 x N.

Если неизвестно количество фигур, составляющих групповую цель, то математическое ожидание числа пораженных фигур характеризуется средним ожидаемым процентом пораженных фигур в ней.

Средний ожидаемый процент пораженных фигур в групповой цели, состоящей из одинаковых по размерам фигур, при стрельбе с искусственным рассеиванием или последовательным переносом огня численно равен вероятности поражения любой одиночной фигуры групповой цели при том же числе выстрелов, т. е. An = Р1 (в процентах).

Средний ожидаемый расход боеприпасов и времени

Математическим ожиданием числа попаданий называется среднее число попаданий, которое можно получить, если повторить стрельбу большое число раз в возможно одинаковых условиях.

Математическое ожидание числа попаданий при одном выстреле численно равно вероятности попадания. Математическое ожидание числа попаданий при нескольких выстрелах (An), если вероятность попадания (р) для всех выстрелов одинакова, равно произведению количества выстрелов (n) на вероятность попадания при одном выстреле, т. е. An = n x р.

Для случая, когда вероятность попадания от выстрела к выстрелу меняется, An = p1 + p2 + p3 + … + Pn, где p1, р2, …Pn – вероятность попадания при соответствующем выстреле.

Средний ожидаемый расход боеприпасов, необходимых для поражения цели, равен частному от деления требуемого числа попаданий на вероятность попадания при одном выстреле, т. е. n = An/p.

Для стрельбы по живым целям требуемое число попаданий принимается равным: при стрельбе одиночными выстрелами, когда возможно наблюдение за результатами каждого выстрела и стрельба прекращается сразу же после поражения цели, – одному попаданию; при стрельбе автоматическим огнем – математическому ожиданию числа попаданий, рассчитанному исходя из заданной вероятности поражения цели (надежности стрельбы).

Средний ожидаемый расход патронов (гранат) для поражения цели характеризует экономичность стрельбы, т. е. показывает, каким количеством боеприпасов можно в среднем решить данную огневую задачу.

Средний ожидаемый расход патронов (n) для поражения цели при стрельбе очередями равен числу выстрелов в очереди (s), поделенному на вероятность поражения цели при данной длине очередями (Р1), т. е. n = s/P1.

Среднее ожидаемое время на выполнение огневой задачи складывается из времени на подготовку стрельбы и времени на стрельбу. Время на саму стрельбу определяется делением среднего ожидаемого расхода боеприпасов на боевую скорострельность оружия с учетом режима огня.

Среднее ожидаемое время, так же как и средний ожидаемый расход боеприпасов, характеризует экономичность стрельбы.

Зависимость действительности стрельбы от различных причин

Зависимость действительности стрельбы от различных причин

Действительность стрельбы зависит от способа ведения огня, дальности стрельбы, характера цели, условий наблюдения, степени обученности стрелков и целого ряда других причин.

Огонь из стрелкового оружия наиболее действителен с места из устойчивых положений (лежа с упора, стоя из окопа и др.), но это не значит, что эти положения должны быть для стрелка основными. При выборе способа стрельбы каждому стрелку необходимо руководствоваться сложившейся обстановкой.

С увеличением дальности стрельбы уменьшается действительность огня. Объясняется это тем, что с увеличением дальности увеличивается рассеивание, возрастают ошибки в подготовке стрельбы, уменьшается вероятность попадания.

Чем больше размеры цели и лучше условия наблюдения, тем действительнее стрельба. Если противник ведет ответный огонь, то сокращается время на стрельбу, увеличиваются ошибки в наведении оружия на цель и в подготовке стрельбы и снижается действительность стрельбы.

При стрельбе подразделением по рубежам, по маскам, в условиях ограниченной видимости действительность огня повышается с увеличением плотности огня.

Плотностью огня называется количество пуль, приходящихся на один метр фронта, выпускаемых подразделением в единицу времени (в минуту) из всех видов оружия. Плотность огня зависит от количества оружия, его видов и боевой скорострельности и от ширины участка, по которому ведется огонь.

Боевой скорострельностью оружия называется число выстрелов, которое можно произвести в единицу времени (в минуту) при точном выполнении приемов и правил стрельбы, с учетом времени, необходимого для перезаряжания оружия, корректирования и переноса огня с одной цели на другую.

Технической скорострельностью (темпом стрельбы) автоматического оружия называется количество выстрелов непрерывного огня, которое данный образец оружия может дать в единицу времени.

Признаками действительности огня являются: видимое поражение цели и изменение в поведении противника (прекращение передвижения, перемещение цели в укрытое место, замешательство в боевом порядке противника, ослабление или прекращение огня противника).

По степени наносимого противнику поражения из стрелкового оружия могут применяться огонь на уничтожение и огонь на подавление цели.

Огонь на уничтожение цели заключается в нанесении ей такого поражения, при котором она полностью теряет свою боеспособность. Уничтожение цели достигается при вероятности поражения цели (математическом ожидании числа пораженных фигур), равной не менее 80%.

Огонь на подавление цели противника заключается в нанесении ей такого поражения, которое временно лишает ее боеспособности, ограничивает или воспрещает маневр и нарушает управление. Подавление цели достигается при вероятности поражения цели (математическом ожидании числа пораженных фигур), равной не менее 50%.

В зависимости от направления стрельбы различаются следующие виды огня из стрелкового оружия: фронтальный – направлен к фронту цели; он более действителен при стрельбе по глубоким целям и менее действителен по широким целям; фланговый – направлен во фланг цели; этот вид огня наиболее действителен; перекрестный – ведется по одной цели не менее чем с двух направлений; перекрестный огонь наиболее действителен, если открывается внезапно.

По тактическому назначению огонь бывает:

– кинжальный – из пулеметов, открываемый внезапно с близких расстояний в одном определенном направлении; он подготавливается на расстояниях, не превышающих дальность прямого выстрела для грудных фигур, и ведется с тщательно замаскированной позиции с предельным напряжением огня до полного уничтожения противника или до воспрещения его попыток продвижения в данном направлении;

– сосредоточенный – из нескольких пулеметов, гранатометов, автоматов и другого оружия, а также огонь одного или нескольких подразделений, направленный по одной цели или по части боевого порядка противника; сосредоточенным огнем достигается наиболее быстрое уничтожение или подавление противника.

По напряженности стрельбы из стрелкового оружия различаются следующие виды огня: из винтовок и карабинов – одиночными выстрелами; из автоматов – короткими и длинными очередями и одиночными выстрелами; из пулеметов – короткими и длинными очередями и непрерывный.

На основании исследования явлений, сопровождающих стрельбу, и оценки ее действительности вырабатываются правила стрельбы, обеспечивающие при систематическом их применении получение наилучших результатов поражения цели с наименьшим расходом боеприпасов и времени, и требования к образцам вооружения. Заблаговременно разработанные на основании теории стрельбы правила и требования уточняются опытными стрельбами.

Сергей Монетчиков
Иллюстрации Владимира Макарова
и из архива автора
Братишка 02-2010

При
необходимости получить данные о
закономерности появления того или иного
события в результате произведенных
испытаний, мы оп­ределяем, как часто
появлялось интересующее нас событие
по отноше­нию ко всему числу
производившихся испытаний в одних и
тех же усло­виях.

Отношение
числа появлений интересующего нас
события к числу всех произведенных
испытаний называется частотой появления
данного события.

Если
обозначить число всех испытаний N,
число появлений данного события через
М,
а частоту появления события А

через W(A),
то получим выражение для частоты:


.

Пример. Произведено
10 выстрелов в цель в определенных
одинаковых условиях и получено 6
попаданий.

Если обозначим
событие – получение попадания – через
А,
частоту его через W(A),
число всех испытаний N=
10 и число появления событий М=
6, то

.

Установим основные
свойства частоты:

I.
Частота события может выражаться в
пределах от нуля до еди­ницы.

Максимальная
величина частоты W
(А)
= 1 может быть тогда, когда при каждом
испытании имело место событие А,
т. е. М=
N.

Минимальная величина
частоты W
(А)
=0 может
быть тогда, когда событие А
не имело места ни при одном испытании,
т. е. М=0.

II.
Частота появления события изменяется
с изменением числа испы­таний. Если
в условиях предыдущего примера мы
произвели еще один выстрел и получили
попадание, то

,
если получили промах, то

W(A)
=
.

От этого примера
перейдем теперь к объяснению третьего
свойства – устойчивости частоты.

III.
На первый взгляд приведенное изменение
частоты может пока­заться произвольным,
не связанным ни с какой закономерностью.
В действительности же оказывается, что
при достаточно большом числе испы­таний
частота колеблется около какого-то
определенного числа и тем более узки
границы колебания, чем больше число
испытаний.

Французский
естествоиспытатель Бюффон подбрасывал
монету 4040 раз, при этом герб выпадал
2048 раз, т. е. частота появлений гер­ба
составила 0,5069; английский биолог Пирсон
из 12000 бросаний моне­ты получил частоту
появлений герба 0,5016, а затем из 24000
бросаний – 0,5005.

Таким образом, мы
видим, что в данных испытаниях частота
колеб­лется около числа 0,5. Опыты
показывают, что случайные события
мас­сового характера обладают такой
устойчивой частотой. Причем, эта
ус­тойчивость не исходит из определения
частоты, а является объективным свойством
данных определенных событий.

Итак, третье свойство
частоты: при достаточно большом числе
испы­таний (опытов) частота становится
устойчивой, т.е. колеблется с уве­личением
опытов около какого-то числа и пределы
колебаний тем более узки, чем больше
будет производиться испытаний.

Свойство частоты
оставаться устойчивой при большом
количестве испытаний имеет исключительно
важное значение для построения всех
выводов теории вероятностей. Это свойство
является важнейшей харак­теристикой
частоты и поэтому будет нами очень часто
использоваться в последующих рассуждениях
и доказательствах.

Приведем несколько
задач, решением которых закрепим понятие
о частоте появления событий.

Пример 1.
Стрелку выдано пять патронов. Он сделал
три выстрела и получил два попадания.
Найти частоту попадания.

Решение.
Обозначим число выстрелов, произведенных
стрелком, че­рез N,
число попаданий – М,
частоту попадания через W
(A).

Тогда

,

или около 66%.

Э

той
задачей легко подтвердить числами
первое свойство частоты: частота
попадания может выражаться числом в
пределах от нуля до единицы. Частота
попадания была бы равна 1 или 100%, если
бы стрелок из трех выстрелов дал три
попадания; если бы попаданий не было ни
одного, то частота события (попадания)
равнялась бы нулю.

В
нашем решении частота попадания
выражается числом 2/3 или примерно 66%.
Это значит, что из всех произведенных
опытов интересующий нас результат
(попадание) получен в 2/3 всех испытаний.

Пример
2
.
Найти частоту попадания в десятку,
девятку, восьмерку и т. д., если все пули
попали в мишень и получено: десяток – 3;
девяток – 4; восьмерок – 2. Как изменится
каждая частота, если, сделав еще один
выстрел, получим шестерку?

Решение:
Обозначим событие – попадание – буквой
А,
попадание в круг «10» – А10,
в
круг «9» – А9
и т. д.

Тогда

;


;


.

Если
после произведенного десятого выстрела
получено попадание в шестерку, то,
очевидно, все частоты изменятся следующим
образом:


;


;


,
а частота попадания в шестерку будет
равна при десяти выстрелах

.

Эта
задача поясняет второе свойство частоты
– частота события (по­падания) изменяется
с изменением числа испытаний. Однако
очень важ­но, чтобы это свойство
частоты рассматривалось неразрывно с
третьим: при большом числе опытов частота
от опыта к опыту изменяется на­столько
незначительно, что ее можно практически
считать неизменной, устойчивой.

Подтвердим это
следующей задачей, составленной по
результатам тренировочных стрельб из
пистолета Макарова.

Пример
3
.
После 12-ти тренировочных стрельб по
спортивной мише­ни № 4 стрелок имел
средний результат на десять выстрелов
89 очков. (Общая сумма очков по 12-ти
стрельбам равнялась 1068). На следующей
тренировке стрелок дает низкий для себя
результат – 85 очков. Как изменилась
частота попаданий – средний результат
после 13-ти стрельб?

Решение:
По 12-ти стрельбам частота попаданий,
выраженная в оч­ках, равнялась 89 из
100 возможных, т. е. 89%. После 13-ти стрельб
об­щее количество выбитых очков стало
1068+85=1153 из 1300 возможных. Следовательно,
частота попаданий стала:

или
88,7%, т.е. 88,7 очка из 100 возможных.

Как
видим, частота попадания изменилась
очень незначительно и можно считать,
что для данного стрелка частота попаданий
89 очков является устойчивой.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #


Относительная частота случайного события

План урока

  • Теория вероятностей;
  • Относительная частота случайного события;
  • Вероятность.

Цели урока

  • Знать, что такое относительная частота случайного события;
  • Уметь находить относительную частоту случайного события;
  • Знать, что такое вероятность.

Разминка

  • Сколько различных пятизначных чисел можно составить из цифр 1, 2, 3, 4, 5 при условии, что ни одна цифра в числе не повторяется?
  • Сколькими способами можно выбрать трех дежурных, если в классе 20 человек?

Теория вероятностей

Нам нередко приходится проводить наблюдения, опыты, участвовать в экспериментах или испытаниях. Часто подобные исследования заканчиваются некоторым результатом, который заранее предсказать нельзя. Если открыть книгу наугад, то невозможно знать заранее, какой номер страницы вы увидите.

В повседневной жизни в разговоре часто используется слово «вероятность», например, «это невероятный случай», «вероятнее всего он опоздает» и т. д. Здесь интуитивно оценивается возможность того или иного события, исходя из здравого смысла, интуиции.

В задачах, которые мы решаем на уроках математики у всех получается один и тот же ответ. И этот ответ не зависит от способа решения задачи, а зависит только от правильности выполнения вычислений. 

В реальной же жизни не все так просто. Многие события нельзя предсказать заранее. Мы не можем знать, какая погода будет в первый день весны, когда будет первая гроза. Нельзя наверняка сказать, сколько человек решат позвонить по телефону в ближайший час. Кто может гарантировать, что если я сейчас пойду в магазин, то обязательно встречу там свою одноклассницу. Все эти события могут произойти, а могут и не произойти. Поэтому эти события называются
случайными
.

Оказывается, что случайные события тоже имеют свои закономерности, которые изучает раздел математики —
теория вероятностей
.

Теория вероятностей неразрывно связана с нашей повседневной жизнью. Она помогает оценить свои шансы на успех, принимать оптимальные решения.

Относительная частота случайного события

Теория вероятностей имеет дело с экспериментами, исходы которых непредсказуемы: они зависят от случая. Чтобы выяснить, насколько вероятно то или иное случайное событие, нужно вычислить, как часто оно происходит.

Рассмотрим пример. В коробке лежат 8 разноцветных шаров, включая красный. Провели следующий эксперимент. Из коробки, не глядя, доставали один шарик, записывали его цвет и убирали обратно в коробку. Так сделали 100 раз. Вытащить из коробки красный шарик (впрочем, как и любой другой) является случайным событием. В данном эксперименте красный шарик достали 13 раз. Число 13, которое показывает, сколько раз в этом испытании произошло рассматриваемое событие, называют
частотой
этого события, а отношение частоты к общему числу испытаний (100), равное 13100, называют
относительной частотой
этого события.


Случайное событие обычно обозначают латинской заглавной буквой, например, A, B, C и т. д.


Частота случайного события
— это число, показывающее сколько раз в испытании произошло это событие; обозначается m.


Относительной частотой случайного события
в серии испытаний называется отношение числа испытаний, в которых событие наступило, к числу всех испытаний, т. е. mn, где m — частота события, 
n — число всех испытаний.


Почему важна относительная частота события? Рассмотрим пример. 

Вова попал в мишень три раза, Миша — четыре. Кто из них лучше стреляет? Можно ответить, что Миша — лучше, так как больше число попаданий. Но мы не знаем, сколько у каждого было попыток. Например, Вова сделал всего три выстрела и попал все три раза, относительная частота попадания 33=1. А Миша сделал серию из 10 выстрелов и попал всего четыре раза: 410=0,4.

Во втором случае сделать вывод о том, кто лучше стреляет, гораздо легче.


Ваня 20 раз выстрелил по мишеням и попал 9 раз. Найти относительную частоту попадания по мишени.

Решение

Число испытаний n=20, а частота попадания m=9.

По определению относительная частота попадания равна:

mn=920=0,45.

Ответ: 0,45.


1. Игральный кубик подбросили 150 раз, при этом тройка выпала 24 раза. Найдите относительную частоту появления тройки.

2. Относительная частота солнечных дней летом примерно равна 0,74. Найдите число солнечных дней летом. 

3. В магазин привезли 500 коробок с соком, 30 из них были бракованными. Определите относительную частоту не бракованных коробок с соком.


Вероятность

Наблюдения показывают, что если условия экспериментов примерно одинаковы, а их число велико, то частота одного и того же события будет примерно одинаковой. Чем больше число испытаний, тем обычно ближе частота события к некоторому постоянному числу p. Это число и называют
вероятностью
случайного события A и обозначают P(A).

Грубо говоря, частота и вероятность событий — это примерно одно и то же. Частоту определяют на практике, в ходе эксперимента, а вероятность можно рассчитать аналитически. 

Главная задача теории вероятностей — найти вероятность наступления конкретного события. При проведении большого количества испытаний с длинной серией экспериментов получают, что относительные частоты появления одного и того же события близки к некоторому числу. Это число будут считать вероятностью наступления данного случайного события.

В этом случае, говорят, что вероятность события была найдена с помощью
статистического подхода
.


Контрольные вопросы

1. Какие события называют случайными?

2. Что изучает теория вероятностей?

3. Чем относительная частота случайного события отличается от вероятности?

4. Почему относительная частота случайного события может принимать разные значения в разных экспериментах, а вероятность нет?


Упражнение 1

1. 0,16.                2. 68.                  3. 0,94


Добавить комментарий