• 沒有找到結果。

數學乙 I 包括機率統計 II 以及三角函數,這些課題是銜接大學的微積分與機 率統計的題材。在學習新的題材時,同時可統整複習數學 II 的機率統計以及數 學 III 的三角學,以強化學生的基礎。

一、機率統計 II

生活中所接觸的變量(variables)常常具有隨機現象,比如甲乙兩人猜拳 n 次,甲贏乙的次數;投擲銅板 n 次,出現正面的次數;由電話簿隨機抽 n 個樣本,

調查支持某一候選人的人數;股票的市場價值;台北市的房價;學測的成績;班 上同學的身高體重;麥當勞一個月所賣出的漢堡個數等等。這些具有隨機性(不 確定性)的變量就稱作隨機變量(也叫隨機變數)。它可能是離散型的(取值為 離散的),也可能是連續型的。老師可在教學活動中請同學舉出隨機變數的例子,

但隨機變數不需用機率空間上的函數來嚴格定義。隨機現象對自然組與社會組的 學生同等重要。

對於機率與統計而言,重點在讓學生了解隨機的本質,並能學到估計的概 念,而不只是學到數學的計算。各種概念產生的背後原因,如:機率的性質,期 望值、變異數及信賴區間等,更應闡釋清楚。

首先需對隨機變數進行數據資料的整理,也就是製作次數圖(X 軸為隨機變

量的值,Y 軸為次數)。將次數除以總次數,所得的函數就稱為機率質量函數(離 散型),或機率密度函數(連續型)。高中課程只處理離散型的隨機變數。

人們常想粗略知道某一隨機變數的值有多大,而期望值的角色,就是用單一 數值來代表隨機現象中變量的大小。期望值就像是隨機變數的核心,隨機變數所 有可能的值,都散佈在期望值的左右。變異數是用來度量隨機變數的隨機性,變 異數愈小,愈多隨機變數的值會落在期望值附近。當變異數為 0 時,所有隨機變 數的值都是確定的值(也就是期望值)。反之,變異數愈大,反應了隨機變數的 隨機性(不確定性)愈大。某項測驗的成績的變異數大,表示該測驗比較能夠區 隔學生能力的差異。變異數的正平方根稱為標準差,用來表示隨機變數的可能值 偏離期望值的大小。

1.隨機的意義 1.1 隨機的意義

以生活上的實例說明,如:

․班上同學的學測級分相對次數圖(X 軸為學測級分,Y 軸為該成績的相對次 數)。

․投銅板三次,正面出現的機率質量函數圖(X 軸為正面出現的次數

(X=0,1,2,3),Y 軸為該次數出現的機率)。

2.期望值、變異數、標準差

人們常想粗略知道某一隨機變數的值有多大,而期望值的角色,就是用單一 數值來代表隨機現象中變量的大小。期望值就像是隨機變數的核心,隨機變數所 有可能的值,都散佈在期望值的左右。變異數的正平方根稱為標準差,用來表示 隨機變數的可能值偏離期望值的大小。

3.獨立事件 4.二項分布

4.1 重複試驗、二項分布、二項分布的性質

說明此分布的由來,並且強調處處可見。給出其機率質量函數,並以二項式 定理驗證確為機率質量函數。

․擲銅板出現正面、反面的機率各為 1/2,投 n 次出現 k 次正面的機率為 1

2

n n

Ck⎛ ⎞

⎜ ⎟⎝ ⎠ 。

․繪出二項分布的圖形,求期望值np;變異數np

(

1 p

)

及標準差的計算可置

於教科書的附錄。

5.抽樣與統計推論

5.1 抽樣方法:簡單隨機抽樣

說明經常需要收集資料,以便對隨機現象做推論或預測。說明何時要普查,

何時要抽樣調查,並介紹隨機抽樣法。

5.2 亂數表

介紹亂數表的使用,並說明何時可使用。

5.3 常態分布、信賴區間與信心水準的解讀

高中程度的統計推論只做隨機變數期望值的估計,它的背後理論是中央極限 定理。要介紹中央極限定理,就需要引入常態分布。此部分僅做通識性的介紹,

以活動方式建立學生對於中央極限定理的直觀。

並以此解讀,何以大多數的學生所得的信賴區間都會涵蓋p? ․二項分布Ckn

( ) (

p k 1p

)

n k ,p=0.4,n=100

․常態分布

( )

( )

2

2 2

1 , , 1 , 2.718 2

x

e np np p e

μ

σ μ σ

σ

= = − = L,常態分布可介紹它 的表示法。

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

二項分布 常態分布

二、三角函數

在三角函數裡首先介紹弧度的觀念,並以圓心在原點的圓介紹廣義角的三角 函數及其週期性質。討論它們的倒數關係、商數關係、平方關係,但三角恆等式 不宜過度操作。

1.弧度、弧長

1.1 弧度、弧長及扇形面積公式

複習弧度、弧長及扇形面積公式。

2.一般三角函數的性質與圖形 2.1 倒數關係、商數關係、平方關係

2.2 三角函數的定義域、值域、週期性質與圖形 包括六種三角函數。

․由cos2θ +sin2θ =1,以及倒數關係及商數關係推導出1 tan+ 2θ =sec2θ。

數學乙 II(選修)

數學乙 II 的目標是對函數作一統整學習。

一、極限與函數

本章的用意是要對函數作一統整的學習並延伸到函數的操作,特別是合成函 數的操作,合成函數應與平移與伸縮作連結。夾擠定理應透過幾何圖形建立直 觀,並利用不等式做上下界的估計,不等式型式的數學歸納法亦在此學習。

1.數列及其極限 1.1 兩數列的比較

․不等式型式的數學歸納法 1.2 數列的極限及極限的性質

以圖形、電腦展示的範例讓學生認識極限的概念。

2.無窮等比級數 2.1 無窮等比級數

․無窮等比級數的應用範例:如下圖,ABCD 為邊長等於 1 的正方形,連接 ABCD 各邊中點可得一個內接正方形,如此繼續作下去,會得到無限多個正方形,

求這些正方形的面積總和。

A B

D C 2.2 循環小數

․證明循環小數是有理數。

2.3 夾擠定理

可用圖形或面積來建立夾擠定理的直觀,例如:

․圓面積可用內接與外切正 n 邊形的面積夾擠而得。

3.函數的概念

3.1 函數的定義、四則運算、合成函數

․合成函數學習的重點在將重要函數寫成簡單函數的合成,或是將函數標準 化。例如:利用平移將y=

(

xh

)

3化成y= 的標準式,透過學習x3 y= 的函x3 數性質,了解y=

(

xh

)

3的函數性質。

函數的例子及繪圖:這裡的繪圖是指圖形的描點,是要建立學生對於圖形 的直觀。

․絕對值函數 y= 、簡單有理函數x y cn

= x ,n=1,2,以及這些函數的平移。

․根式函數與隱函數,如:y= x y, = ax2 +bx+ 、c x2+y2 = 。 1 4.函數的極限

4.1 函數的極限

4.2 連續函數、介值定理

相關文件