Klasa 3 LO · 30 lekcji Modelowanie matematyczne

Lekcja 23 · Dane

Losowość: średnia z wielu prób

Jedna kostka kłamie. Sto rzutów uspokaja. Średnia teoretyczna kostki: 3,5.

Po tej lekcji

Sytuacja

Gra na przerwie: wygrywasz, gdy na kostce wypadnie 6. Ktoś rzucił raz, wypadło 6, i ogłasza, że kostka „lubi szóstki”. Pytanie: czy średnia z n rzutów siada koło 3,5, gdy n rośnie? Adresat: osoba, która ma nie podejmować decyzji na jednym rzucie.

Karta modelu: dane, założenia, parametry

WielkośćSymbolWartośćJednostkaSkąd się wzięłaRodzaj
Kostka—ściany 1…6—założenie: uczciwazałożenie
Liczba rzutówn20 / 200 / 2000sztukimy wybieramyparametr
Wynik i-tego rzutuXᵢ1…6oczkarandom / LOSUJ.MIĘDZYdana z generatora
Średnia z n rzutówx̄suma/noczkawzórwynik
Średnia teoretyczna—3,5oczka(1+2+3+4+5+6)/6wartość, do której średnia siada

Rodzaj: dana z dokumentu lub pomiaru; założenie — świadome uproszczenie; parametr — gałka, którą kręcimy w wariantach; wynik — to, co model ma policzyć.

Rzut kostką

Ustaw liczbę i kliknij.

import random

def srednia_kostki(n):
    wyniki = [random.randint(1, 6) for _ in range(n)]
    return sum(wyniki) / n

print("20 rzutów:", srednia_kostki(20))
print("2000 rzutów:", srednia_kostki(2000))

Sprawdź się. Średnia 10 rzutów = 5,1. Kostka zepsuta?

Ćwiczenia samodzielne

Zrób przynajmniej dwa. Wynik Excel i Python ma się zgadzać z kartką.

  1. Python: średnia z 20, 200 i 2000 rzutów. Zapisz trzy liczby.
  2. Excel: 100 komórek LOSUJ.MIĘDZY(1;6), ŚREDNIA. Przelicz kilka razy (F9).
  3. Ile szóstek na 120 rzutów? Porównaj z 120/6=20.
  4. Wniosek: czy gra „wygrywa, gdy wypadnie 6” jest uczciwa przy jednej próbie? Przy 200?
Odpowiedzi (dopiero po samodzielnej pracy)
  1. 20 skacze mocno; 2000 bliżej 3,5.
  2. Wynik się rusza — to OK.
  3. Bliżej 20 przy większym n.
  4. Jedna próba: loteria. 200: częstość bliżej 1/6.