高中数学选修2-3主要学习以下内容:
计数原理
1、分类加法计数原理与分步乘法计数原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法,分类要做到“不重不漏”,完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法,分步要做到“步骤完整”。
2、排列与组合:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号Amn表示,排列数公式为n! Am==n(n−1)(n−2)⋯(n−m+1) n()n−m! ,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号Cn或(m)表示,组合数公式为mm∵ Amn=Cn∙Am ,规定:𝐂𝐧=𝟏 ,组合数的性质包括mCn=Cnm (“构建组合意义”——“殊途同归”) ,mn−mmCn+1=Cn+Cn (杨辉三角) ,k−1kCn=nCn−1 ,m−kkCn=nCn−1 ,Cn×Cn−k=Cn×Cm 等。
3、二项式定理:(a+b)n=Cna+Cnab+⋯+Cnab+⋯+Cnb (n∈N*),其中各项的系数Cn (k∈{0,1,2,⋯,n})叫做二项式系数;二项展开式的通项为Tk+1=Cnab ,二项式定理具有对称性、增减性、最大值等性质,以及二项式系数和的性质等。
随机变量及其分布
1、离散型随机变量及其分布列:随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量,所有取值可以一一列出的随机变量,称为离散型随机变量,概率分布列简称为分布列,X x1 x2 xi xn ⋯ ⋯ P p1 p2 pi pn ⋯ ⋯ ,也可用等式表示P(X=xi)=pi ,i=1,2,⋯,n,离散型随机变量的分布列具有pi≥0,i=1,2,⋯,n;∑ni=1pi=1的性质。
2、二项分布及其应用:在相同条件下重复做的n次试验称为n次独立重复试验,若事件A与事件B相互独立,则P(AB)=P(A)P(B),在n次独立重复试验中,用X表示事件A发生的次数,设每次试验中事件A发生的概率为p,则P(X=k)=Cnkp^k(1-p)^{n-k},当X服从两点分布时,E(X)=p ,D(X)=p(1−p)。
3、离散型随机变量的均值与方差:随机变量X的均值或数学期望E(X)=x1p1+x2p2+⋯+xipi+⋯xnpn,方差D(X)=∑(xi−E(X))2pi ,其算术平方根√D(X)为随机变量X的标准差。
4、正态分布:若随机变量X的分布具有密度函数f(x)=1/(σ√(2π))e^(-((x-μ)^2)/(2σ^2)),x∈R,其中实数μ与正数σ为常数,则称X服从参数为μ与σ的正态分布,记作X~N(μ,σ^2),并把f(x)的图象叫做正态曲线,当μ=0,σ=1时,相应的正态分布叫做标准正态分布,记作X~N(0,1)。
统计案例
1、回归分析的基本思想及其初步应用:通过收集数据、建立模型、拟合模型、评估模型等步骤,研究变量之间的线性关系,并进行预测和决策。
2、独立性检验的基本思想及其初步应用:利用零假设和备择假设,通过计算卡方统计量、自由度和显著性水平,判断两个分类变量之间是否存在关联。
高中数学选修2-3涵盖了计数原理、随机变量及其分布以及统计案例三个主要领域,这些内容不仅丰富了学生的数学知识体系,还培养了他们的逻辑思维和实际应用能力。
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