張軼凡
[摘 要]高中數(shù)學(xué)在難度上有了一個相對比較大的提升,很多同學(xué)在學(xué)習(xí)上產(chǎn)生了一定的畏難情緒,覺得這些比較難的問題在生活中沒有太大的用處。但是在“人人學(xué)有價值的數(shù)學(xué)”的前提基礎(chǔ)下,我們高中數(shù)學(xué)除了為大學(xué)進階學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備外。本文著重討論了高中數(shù)學(xué)的概率統(tǒng)計在日常經(jīng)濟生活中的運用。其實,只要用心觀察,就可以在生活中發(fā)現(xiàn)各種各樣的數(shù)學(xué)問題。
[關(guān)鍵詞]概率統(tǒng)計;隨機變量;期望與方差
數(shù)學(xué)首先是一門很有意義,同時也很重要的科學(xué)。就其本身來說,數(shù)學(xué)具有很強的實踐性和運用性。數(shù)學(xué)來源于生產(chǎn)、生活的實踐,但又抽象于生活,同時無處不在的服務(wù)于生活。從實用上來講,數(shù)學(xué)的方法和應(yīng)用遍及到物理、化學(xué)、生物、工業(yè)工程等各個領(lǐng)域,甚至在經(jīng)濟等社會科學(xué)領(lǐng)域也有數(shù)學(xué)的影子?,F(xiàn)代經(jīng)濟金融領(lǐng)域更是數(shù)量統(tǒng)計和數(shù)學(xué)精算的主戰(zhàn)場。
那么,高中數(shù)學(xué)中初步涉及的概率與統(tǒng)計在,平時的經(jīng)濟生活中又有什么用處呢?
一、概率與統(tǒng)計
概率與數(shù)學(xué)統(tǒng)計已經(jīng)獨立作為數(shù)學(xué)的一個分支而存在,不斷的被一代代的學(xué)者研究和發(fā)展。它是用于研究和解釋隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性的一門學(xué)科。數(shù)學(xué)統(tǒng)計是研究這一類規(guī)律性的現(xiàn)象的,這與另外一些必然科學(xué)截然不同。因為,概率統(tǒng)計的條件與結(jié)果之間并不存在必然的聯(lián)系,即在同一情況下,可能會發(fā)生某一結(jié)果,也可能發(fā)生另一結(jié)果。這就要求研究者不僅要有精確的數(shù)學(xué)分析的同時還要具備一定的經(jīng)濟上的分析能力。
關(guān)于概率論的討論,是由數(shù)學(xué)家帕斯卡和費馬通過通信形式最先展開的。那時概率概率的明確概念還沒有被提出,但他們的討論中已涉及到早期古典概率的概念,最初概率與數(shù)學(xué)期望等基本概念的雛形、性質(zhì)和相應(yīng)的計算方法都在這樣的討論中逐步確定了下來??梢?,概率與統(tǒng)計在當(dāng)時以展現(xiàn)了它作為具有特定研究對象的獨立學(xué)科的潛質(zhì)。
二、離散型隨機變量
我們平時最初常接觸的一類概率問題就是等可能性事件問題,即某件事包含基本事件m個,基本事件總數(shù)為n,那么這一事件A的概率計算為:
例1.從一個總體含有100人的班級,以簡單隨機抽樣方式從該中抽取一個容量為5的樣本做調(diào)查,則指定的某人被抽到的概率為多少?
上題就是一個最簡單的等可能事件即古典概率事件。
1.隨機變量及相關(guān)概念
當(dāng)一個隨機試驗的結(jié)果可以用一個變量來表示時,這個變量就叫做隨機變量,通常用希臘字母ξ、η等來表示。隨機變量根據(jù)可能取值分為兩類:
①當(dāng)隨機變量的可能取值,可以按一定次序逐一列出,這類的隨機變量稱為離散型隨機變量。
②當(dāng)隨機變量可以取某個區(qū)間內(nèi)的一切值時,這類的隨機變量稱為連續(xù)型隨機變量。
2.離散型隨機變量的分布列
一般地,設(shè)離散型隨機變量ξ的可能取值為,,??,, ??,其中ξ取每一個值(i=1,2,??)的概率P(ξ=)=,此時下表
稱為隨機變量ξ的概率分布,即ξ的分布列。
3.離散型隨機變量的數(shù)學(xué)期望
已知離散型隨機變量ξ的分布P(ξ=)=(i=1,2,??)。如果有無窮級數(shù)絕對收斂,那么將無窮級數(shù)的和稱為隨機變量ξ的數(shù)學(xué)期望。通常記做E(ξ)或Eξ,有E(ξ)= .
數(shù)學(xué)期望簡稱為期望,它描述了隨機變量ξ取值的平均大小,完全由隨機變量ξ的概率分布所確定。
離散型隨機變量的方差為:
Dξ=(-Eξ+(-Eξ+,,,+(-Eξ+,,,
方差則反映的是隨機變量取值的穩(wěn)定與波動,集中與離散的程度,從另一方面分析這一事件的穩(wěn)定程度。
4.期望與方差在投資分析時的應(yīng)用
通過期望與方差,我們就可以著手分析一些我們生活中的問題。
三、決策樹模型的應(yīng)用
決策樹模型是建立在概率統(tǒng)計計算分析基礎(chǔ)上的進行風(fēng)險問題決策的一種直觀的圖示法。如下圖,因其圖形類似樹枝而得名。其中整合了事件的各狀態(tài),出現(xiàn)的概率和各種影響的因素。在現(xiàn)實實踐中,常常遇到的情景是:若干個可行性的方案制訂出來,分析了企業(yè)內(nèi)、外部環(huán)境,當(dāng)大部分條件是己知的,同時還存在一定的不確定因素時。每個方案的執(zhí)行都可能出現(xiàn)若干種結(jié)果,各種結(jié)果的出現(xiàn)都有一定的概率,在做決策時存在著一定的勝算,同時也存在著一定的風(fēng)險。這時,決策的標(biāo)準(zhǔn)只能通過考察期望值,即,各種情況下的加權(quán)平均值。
在決策樹模型中,數(shù)學(xué)期望是其最基本的基礎(chǔ)。在一些簡單的估算問題中,可以通過直接利用分布函數(shù)求其期望值的方法。通過決策樹的對數(shù)學(xué)期望的結(jié)算,可以為經(jīng)濟決策提供良好的科學(xué)依據(jù),同時能夠一定程度上規(guī)避風(fēng)險,提高經(jīng)濟利潤。
通過利用數(shù)學(xué)期望的計算,結(jié)合決策樹模型的應(yīng)用,可以簡單而直接的顯示出各個方面最終可以獲得的實際效益,極大的方便了決策者在做決定時進行判斷。這也體現(xiàn)出了數(shù)學(xué)在實際經(jīng)濟生活中極大的應(yīng)用范圍。
四、結(jié)語
通過本文的論述,可以看到,數(shù)學(xué)的應(yīng)用是靈活而有效的,它滲透在我們?nèi)粘I畹暮芏喾矫?。我們可以發(fā)現(xiàn),通過概率與數(shù)學(xué)期望的應(yīng)用,本來非常復(fù)雜的問題就產(chǎn)生了一定的量化標(biāo)準(zhǔn),并在數(shù)學(xué)上給出了合理的評判標(biāo)準(zhǔn),是的做出一個判斷的時候有理有據(jù),這就是數(shù)學(xué)在工作和生活中能幫助到我們地方。
參考文獻:
[1]數(shù)學(xué)期望與方差在經(jīng)濟分析中的應(yīng)用 丁迎秀 數(shù)學(xué)教學(xué)研究.
[2]概率論與數(shù)理統(tǒng)計 袁蔭棠 中國人民大學(xué)出版社 .