高考数学复习 第十章 第四节 古典概型与几何概型 理
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古典概型和几何概型的意义和主要区别在初中阶段的教学过程中,作为教师,理解古典概型和几何概型的意义和主要区别,有利于从事相应的教学。
几何概型是在学习了古典概型之后,将等可能事件的概念从有限向无限的延伸,这两种概型,在初中阶段都呈现了出来,作为教师,理解古典概型和几何概型的意义和主要区别,有利于培养学生的建模能力、逻辑推理能力和空间观念,下面我就两种概型的意义、两种概型的主要区别以及怎样应用它们发展学生的诸多能力加以简单介绍.一、古典概型和几何概型的意义(一)。
几何概型的定义:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型。
1。
几何概型的特点:(1)试验中所有可能出现的基本事件有无限多个....。
(2)每个基本事件出现的可能性相等.....。
2。
几何概型求事件A的概率公式:P(A)=构成事件A的区域长度(面积或体积)/ 实验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积)(二) 古典概型的意义大家都很熟知,此处不在介绍1. 古典概型的特点:(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个...。
(2)每个基本事件出现的可能性相等......2。
古典概型求事件A的概率公式:P(A)=事件A可能发生的结果数/实验发生的所有等可能的结果数二. 古典概型与几何概型的主要区别几何概型是另一类等可能概型,它与古典概型的区别在于试验的结果不是有限个,利用几何概型可以很容易举出概率为0的事件不是不可能事件的例子,概率为1的事件不是必然事件的例子。
三。
利用不同概率模型,培养学生的建模能力及实际应用能力(一)结合实例进行建模题组一:情境1、抛掷两颗骰子,求出现两个“6点”的概率情景2、1号口袋中装有两只红球一只白球,2号口袋中装有一只红球一只白球,这些球处颜色不同外,其他都相同,小明从两个袋各摸一球,问摸出的两球异色的概率是多少?情景3、一口袋中装有3只红球2只白球,小明从口袋里摸出一球放回去,摇匀后,在摸出一球,问两次摸出的球为异色的概率是多少?情景4、一口袋中装有3只红球2只白球,小明从口袋里一次摸出2球,问两球异色的概率是多少?说明:第一组题是古典概型,(1)通过解题让学生从多角度理解古典概型的特征;(2)通过作树状图,让学生领略各题之间存在的不同;(3)体会应用古典概型解决实际问题时应注意的事项(如:元素是否重复利用、元素间有无顺序;实验出现的结果确保等可能性)。
第五节古典概型与几何概型扇霾歳議■基础——在批注中理解透 (单纯识记无意楚,深刻理解提能力)1. 古典概型(1) 古典概型的特征:①有限性:在一次试验中,可能出现的结果是有限的,即只有有限个不同的基本事件;②等可能性:每个基本事件出现的可能性是相等的一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的两个特征一一有限性和等可能性.(2) 古典概型的概率计算的基本步骤:①判断本次试验的结果是否是等可能的,设出所求的事件为 A ;②分别计算基本事件的总数n和所求的事件A所包含的基本事件个数m;③利用古典概型的概率公式P(A) = m,求出事件A的概率.(1)概念:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型(2) 几何概型的基本特点:①试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个;②每个基本事件出现的可能性相等.(3) 计算公式:构成事件A的区域长度(面积或体积)P(A)=试验的全部结果所构成的区域长度面积或体积*几何概型应用中的关注点1关键是要构造出随机事件对应的几何图形,利用图形的几何度量来求随机事件的概率.2确定基本事件时一定要选准度量,注意基本事件的等可能性[小题查验基础]、判断题(对的打“V” ,错的打“X” )(1)与面积有关的几何概型的概率与几何图形的形状有关.()(2)几何概型与古典概型中的基本事件发生的可能性都是相等的,其基本事件个数都有 限.()(3) 掷一枚硬币两次,出现“两个正面” “一正一反” “两个反面”,这三个事件是等可能事件.()A 中基本事件构成集合 A ,所有的基本事件构成集合I ,则事件A 的概率为詈f .(答案:(1)X (2)X 二、选填题C. i解析:选D 一枚硬币连掷2次可能出现(正,正卜(反,反)、(正,反)、(反,正)四种 2 1情况,只有一次出现正面的情况有两种,故P =4=-.2.某路公共汽车每5分钟发车一次,某乘客到乘车点的时刻是随机的, 超过2分钟的概率是()1.一枚硬币连掷2次, 只有 次出现正面的概率为()解析:选C 试验的全部结果构成的区域长度为 5,所求事件的区域长度为2,故所求2概率为P =-.53.已知四边形 ABCD 为长方形,AB = 2, BC = 1, O 为AB 的中点,在长方形 ABCD 内随机取一点,取到的点到 0的距离大于1的概率为( n A・n nB _ n n D /I —n解析:选B 如图,依题意可知所求概率为图中阴影部分与长方形的 2 — nS 阴影2n面积比,即所求概率P = S—= -=1—nS 长方形ABCD 2 4 4.从1,2,3,4,5中任意取出两个不同的数,其和为5的概率是 (4)在古典概型中,如果事件 Dl则他候车时间不解析:两数之和等于5有两种情况(1,4)和(2,3),总的基本事件有(1,2), (1,3), (1,4), (1,5), 2 1(2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (4,5),共 10 种,故所求概率P =命=5.5.袋中有形状、大小都相同的 4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球.从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为答案:5 在细解明规律(题目千变总有报,梳干理枝究其本)考点一古典概型[师生共研过关][典例精析](1)(2018全国卷n )我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果 哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如 30= 7+ 23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是( )(2)(2019武汉调研)将一枚质地均匀的骰子投掷两次, 得到的点数依次记为a 和b ,则方程ax 2 + bx + 1= 0有实数解的概率是()1 B.1[解析](1)不超过30的所有素数为 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,随机选取两个 不同的数,共有C% = 45种情况,而和为30的有7+ 23,11 + 19,13+ 17这3种情况,所以所 3 1求概率P =—=—.45 15K a < 6, a € N *,⑵投掷骰子两次,所得的点数 a 和b 满足的关系为* 所以a 和b 的b < 6, b € N ,组合有36种.若方程ax 2+ bx + 1 = 0有实数解, 贝U △= b 2-4a >0,所以 b 2>4a.解析:A.7_ 36C. 19 36P = 1-56.1 1取1,2,3,4 ;当b= 5 时,a 可取1,2,3,4,5,6 ;当b= 6 时,a 可取1,2,3,4,5,6.1911满足条件的组合有19种,则方程ax2+ bx +1=0有实数解的概率P =两[答案]⑴c(2)C[解题技法]1.古典概型的概率求解步骤3.将A , B , C , D 这4名同学从左至右随机地排成一排,则“ A 与B 相邻且A 与C 之间恰好有1名同学”的概率是()(1)求出所有基本事件的个数n.(2)求出事件A 包含的所有基本事件的个数m.⑶代入公式2.基本事件个数的确定方法(1)列举法:此法适合于基本事件个数较少的古典概型(2)列表法:此法适合于从多个元素中选定两个元素的试验,也可看成坐标法 (3)树状图法:树状图是进行列举的一种常用方法,适用于有顺序的问题及较复杂问题 中基本事件数的探求.(4)运用排列组合知识计算.1.(20佃益阳、 减函数的概率是( [过关训练]湘潭调研)已知 a € { — 2,0,1,2,3}, b € {3,5},则函数 f(x)= (a 2— 2)e x + b 为3A — A.103B.3 1 %若函数 f(x)= (a 2— 2)e x + b 为减函数,则 a 2— 2v 0, 又 a € { — 2,0,1,2,3},故只有a = 0, a = 1满足题意,又b € {3,5},所以函数f(x)= (a 2— 2)e x + b 为减函数的概率是解析:选C2.从分别标有1,2,…,9的9张卡片中不放回地随机抽取 2次,每次抽取1张,则抽到的2张卡片上的数奇偶性不同的概率是4 B.4C "57 D.7解析:选C 由题意得,所求概率 5 X 4X 2 5 P= 9X 8 = 9.f (x )的图象与 x 轴有公共点的概率等于(2 A — A.15C .3[解析]11 D •亦•/ f(x) =— x 2+ mx + m 的图象与 x 轴有公共点,二 △= m 2+ 4m > 0,「. m < — 4或m >0,二在[—6,9]内取一个实数 m ,函数f (x )的图象与 x 轴有公共点的概率 P = 琴貴严”故选D. [答案]D类型(二)与面积有关的几何概型[例2] (1)(2018潍坊模拟)如图,六边形ABCDEF 是一个正六边形,2 C.23 DQ(2)(2019洛阳联考)如图,圆O : x 2 + y 2= n 内的正弦曲线 y = sin x 与 x 轴围成的区域记为 M (图中阴影部分),随机往圆O 内投一个点 A ,则点 A 落在区域M 内的概率是(A. nn4 B.~3 nC . nnD . nn[解析](1)设正六边形的中心为点 O , BD 与AC 交于点G , BC = 1,2 2 2BGC = 120° 在厶 BCG 中,由余弦定理得 1= BG + BG — 2BG cos 120°则 BG = CG ,/得 BG = ~33, 所1 1 \[3 V 3 "T 3 \[3 1以 S A BCG = 2XBG X BG X sin 120° = 寸 X 寸X 寸=材,因为 S 六边形 ABCDEF = S A BOC X 6 = ?1 1 %%解析:选B A , B , C , D 4名同学排成一排有 A 4= 24种排法.当A , C 之间是B 时, 4 + 2 1 D 时,有2种排法,所以所求概率P =吒-=£24 4考点二几何概型[全析考法过关[考法全析]类型(一)与长度有关的几何概型(2019濮阳模拟)在[—6,9]内任取一个实数 m ,设f (x ) = — x 2+ mx + m ,则函数有2X 2 = 4种排法,当A , C 之间是 [例1]x 1X 1 x Sin 60。
古典概型与几何概型[考试要求]1.理解古典概型及其概率计算公式.2.会计算一些随机事件所包含的基本事件数及事件发生的概率.3.了解随机数的意义,能运用随机模拟的方法估计概率.4.了解几何概型的意义.1.基本事件的特点(1)任何两个基本事件是互斥的.(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.2.古典概型的特点有限性—试验中所有可能出现的基本事件只有有限个|等可能性—每个基本事件出现的可能性相等3.古典概型的概率计算公式P(A)=A包含的基本事件的个数基本事件的总数.4.几何概型的定义如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型.5.几何概型的两个基本特点无限性—试验中所有可能出现的基本事件有无限个|等可能性—每个基本事件出现的可能性相等6.几何概型的概率公式 P (A )=错误!.一、易错易误辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率.( ) (2)从区间[1,10]内任取一个数,取到1的概率是110.( ) (3)概率为0的事件一定是不可能事件.( )(4)从市场上出售的标准为500±5 g 的袋装食盐中任取一袋测其重量,属于古典概型.( )[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× 二、教材习题衍生1.一枚硬币连掷2次,只有一次出现正面的概率为( ) A .23B .14C .13D .12D [一枚硬币连掷2次可能出现(正,正)、(反,反)、(正,反)、(反,正)四种情况,只有一次出现正面的情况有两种,故P =24=12.]2.某路公共汽车每5分钟发车一次,某乘客到乘车点的时刻是随机的,则他候车时间不超过2分钟的概率是( )A .35B .45C .25D .15C [试验的全部结果构成的区域长度为5,所求事件的区域长度为2,故所求概率为P =25.]3.袋中装有6个白球,5个黄球,4个红球,从中任取一球,则取到白球的概率为( )A .25B .415 C .35D .23A [从袋中任取一球,有15种取法,其中取到白球的取法有6种,则所求概率为P =615=25.] 4.同时掷两个骰子,向上点数不相同的概率为________.56 [掷两个骰子一次,向上的点数共6×6=36(种)可能的结果,其中点数相同的结果共有6种,所以点数不相同的概率P =1-636=56.]考点一 简单的古典概型用公式法求古典概型的概率就是用所求事件A 所含的基本事件个数除以基本事件空间Ω所含的基本事件个数求解事件A 发生的概率P (A ).解题的关键如下:①定型,即根据古典概型的特点——有限性与等可能性,确定所求概率模型为古典概型.②求量,利用列举法、排列组合等方法求出基本事件空间Ω及事件A 所含的基本事件数.③求值,代入公式P (A )=A 包含的基本事件的个数基本事件的总数求值.[典例1] (1)甲在微信群中发布6元“拼手气”红包一个,被乙、丙、丁三人抢完.若三人均领到整数元,且每人至少领到1元,则乙获得“手气最佳”(即乙领取的钱数不少于其他任何人)的概率是( )A.34B.13 C.310 D.25(2)(2021·全国统一考试模拟演练)在3张卡片上分别写上3位同学的学号后,再把卡片随机分给这3位同学,每人1张,则恰有1位学生分到写有自己学号卡片的概率为( )A.16B.13 C.12D.23(3)(2019·全国卷Ⅰ)我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化.每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“”和阴爻“”,如图就是一重卦.在所有重卦中随机取一重卦,则该重卦恰有3个阳爻的概率是( )A.516 B.1132 C.2132 D.1116(1)D (2)C (3)A [(1)用(x ,y ,z )表示乙、丙、丁抢到的红包分别为x 元、y 元、z 元.乙、丙、丁三人抢完6元钱的所有不同的可能结果有10种,分别为(1,1,4),(1,4,1),(4,1,1),(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),(3,2,1),(2,2,2).乙获得“手气最佳”的所有不同的可能结果有4种,分别为(4,1,1),(3,1,2),(3,2,1),(2,2,2).根据古典概型的概率计算公式,得乙获得“手气最佳”的概率P =410=25. (2)设依次编号为(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),(3,2,1),则恰有1位学生分到写有自己学号卡片的概率为36=12.(3)由6个爻组成的重卦种数为26=64,在所有重卦中随机取一重卦,该重卦恰有3个阳爻的种数为C 36=6×5×46=20.根据古典概型的概率计算公式得,所求概率P =2064=516.故选A.] 点评:求基本事件的个数时,应注意其顺序性. [跟进训练]1.将7个相同的小球投入甲、乙、丙、丁4个不同的小盒中,每个小盒中至少有1个小球,那么甲盒中恰好有3个小球的概率为( )A .310 B .25C .320 D .14C [将7个相同的小球投入甲、乙、丙、丁4个不同的小盒中,每个小盒中至少有1个小球有C 36种放法,甲盒中恰好有3个小球有C 23种放法,结合古典概型的概率计算公式得所求概率为C23C36=320.故选C.]2.已知a∈{0,1,2},b∈{-1,1,3,5},则函数f(x)=ax2-2bx在区间(1,+∞)上为增函数的概率是()A.512B.13C.14D.16A[∵a∈{0,1,2},b∈{-1,1,3,5},∴基本事件总数n=3×4=12.函数f(x)=ax2-2bx在区间(1,+∞)上为增函数,①当a=0时,f(x)=-2bx,符合条件的只有(0,-1),即a=0,b=-1;②当a≠0时,需要满足ba≤1,符合条件的有(1,-1),(1,1),(2,-1),(2,1),共4种.∴函数f(x)=ax2-2bx在区间(1,+∞)上为增函数的概率是P=5 12.]考点二古典概型与统计的综合求解古典概型的交汇问题,关键是把相关的知识转化为事件,然后利用古典概型的有关知识解决,其解题流程为:[典例2]某中学组织了一次数学学业水平模拟测试,学校从测试合格的男、女生中各随机抽取100人的成绩进行统计分析,分别制成了如图所示的男生和女生数学成绩的频率分布直方图.(注:分组区间为[60,70),[70,80),[80,90),[90,100])(1)若得分大于或等于80认定为优秀,则男、女生的优秀人数各为多少?(2)在(1)中所述的优秀学生中用分层抽样的方法抽取5人,从这5人中任意选取2人,求至少有一名男生的概率.[解](1)由题可得,男生优秀人数为100×(0.01+0.02)×10=30,女生优秀人数为100×(0.015+0.03)×10=45.(2)因为样本容量与总体中的个体数的比是530+45=115,所以样本中包含的男生人数为30×115=2,女生人数为45×115=3.则从5人中任意选取2人共有C25=10种,抽取的2人中没有一名男生有C23=3种,则至少有一名男生有C25-C23=7种.故至少有一名男生的概率为P=710,即选取的2人中至少有一名男生的概率为7 10.点评:有关古典概型与统计结合的题型是高考考查概率的一个重要题型,已成为高考考查的热点,概率与统计的结合题,无论是直接描述还是利用概率分布表、频率分布直方图、茎叶图等给出信息,准确从题中提炼信息是解题的关键.[跟进训练](2019·天津高考)2019年,我国施行个人所得税专项附加扣除办法,涉及子女教育、继续教育、大病医疗、住房贷款利息或者住房租金、赡养老人等六项专项附加扣除.某单位老、中、青员工分别有72,108,120人,现采用分层抽样的方法,从该单位上述员工中抽取25人调查专项附加扣除的享受情况.(1)应从老、中、青员工中分别抽取多少人?(2)抽取的25人中,享受至少两项专项附加扣除的员工有6人,分别记为A,B,C,D,E,F.享受情况如下表,其中“○”表示享受,“×”表示不享受.现从这6人中随机抽取2人接受采访.(ⅰ)(ⅱ)设M为事件“抽取的2人享受的专项附加扣除至少有一项相同”,求事件M 发生的概率.[解](1)由已知得老、中、青员工人数之比为6∶9∶10,由于采用分层抽样的方法从中抽取25位员工,因此应从老、中、青员工中分别抽取6人,9人,10人.(2)(ⅰ)从已知的6人中随机抽取2人的所有可能结果为{A,B},{A,C},{A,D},{A,E},{A,F},{B,C},{B,D},{B,E},{B,F},{C,D},{C,E},{C,F},{D,E},{D,F},{E,F},共15种.(ⅱ)由表格知,符合题意的所有可能结果为{A,B},{A,D},{A,E},{A,F},{B,D},{B,E},{B,F},{C,E},{C,F},{D,F},{E,F},共11种.所以,事件M发生的概率P(M)=1115.考点三几何概型度量几何法就是利用所求事件A与基本事件空间Ω的几何度量之比求解事件A发生的概率P(A)的方法.解题的关键如下:①定型,即根据几何概型的特点——无限性与等可能性,确定所求概率模型为几何概型.②定类,根据事件中所选对象的个数或所在范围,确定所求事件的几何属性及其度量方式,确定类别——长度、面积或体积等.③求量,利用平面几何、立体几何等相关知识求出构成基本事件空间Ω及事件A 的区域长度(面积或体积).④求值,代入公式P(A)=错误!求值.与长度、角度有关的几何概型[典例3-1]在等腰Rt△ABC中,直角顶点为C.(1)在斜边AB上任取一点M,求|AM|<|AC|的概率;(2)在∠ACB的内部,以C为端点任作一条射线CM,与线段AB交于点M,求|AM|<|AC|的概率.[解](1)如图所示,在AB上取一点C′,使|AC′|=|AC|,连接CC′.由题意,知|AB|=2|AC|.由于点M是在斜边AB上任取的,所以点M等可能分布在线段AB上,因此基本事件的区域应是线段AB.所以P(|AM|<|AC|)=|AC′||AB|=|AC|2|AC|=22.(2)由于在∠ACB内以C为端点任作射线CM,所以CM等可能分布在∠ACB内的任一位置(如图所示),因此基本事件的区域应是∠ACB,所以P(|AM|<|AC|)=∠ACC′∠ACB=π-π42π2=34.点评:当涉及射线的转动、扇形中有关落点区域的问题时,应以角度作为区域的度量来计算概率,切不可用线段的长度代替.与面积有关的几何概型[典例3-2](1)从区间[0,1]随机抽取2n个数x1,x2,…,x n,y1,y2,…,y n,构成n个数对(x1,y1),(x2,y2),…,(x n,y n),其中两数的平方和小于1的数对共有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率π的近似值为()A.4nm B.2nmC.4mn D.2mn(2)甲、乙二人约定7:10在某处会面,甲在7:00~7:20内某一时刻随机到达,乙在7:05~7:20内某一时刻随机到达,则甲至少需等待乙5分钟的概率是()A.18B.14C.38D.58(1)C(2)C[(1)因为x1,x2,…,x n,y1,y2,…,y n都在区间[0,1]内随机抽取,所以构成的n个数对(x1,y1),(x2,y2),…,(x n,y n)都在正方形OABC内(包括边界),如图所示.若两数的平方和小于1,则对应的数对在扇形OAC内(不包括扇形圆弧上的点所对应的数对),故在扇形OAC内的数对有m个.用随机模拟的方法可得S扇形S正方形=mn,即π4=mn,所以π=4mn.(2)建立平面直角坐标系如图,x,y分别表示甲、乙二人到达的时刻,则坐标系中每个点(x,y)可对应甲、乙二人到达时刻的可能性,则甲至少等待乙5分钟应满足的条件是错误!其构成的区域为如图阴影部分,则所求的概率P=12×15×1520×15=38.]点评:(1)求解由两个量决定的概率问题时,通过建立坐标系,借助于纵、横坐标关系产生的区域面积,得到问题的结论,我们称此类问题为“约会型”概率问题.“约会型”概率问题的求解关键在于合理、恰当地引入变量,再将具体问题“数学化”,通过建立数学模型,得出结论.(2)几何概型与平面几何的交汇问题要利用平面几何的相关知识,先确定基本事件对应区域的形状,再选择恰当的方法和公式,计算出其面积,进而代入公式求概率.与体积有关的几何概型[典例3-3] 已知在四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,底面ABCD 是正方形,P A =AB =2,现在该四棱锥内部或表面任取一点O ,则四棱锥O -ABCD 的体积不小于23的概率为________.2764 [当四棱锥O -ABCD 的体积为23时,设O 到平面ABCD的距离为h ,则13×22×h =23,解得h =12.如图所示,在四棱锥P -ABCD 内作平面EFGH 平行于底面ABCD ,且平面EFGH 与底面ABCD 的距离为12.因为P A ⊥底面ABCD , 且P A =2,所以PH PA =34, 所以四棱锥O -ABCD 的体积不小于23的概率P =V 四棱锥PEFGHV 四棱锥PABCD =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫PH PA 3=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫343=2764.] 点评:求解本题的关键是找到四棱锥O -ABCD 的体积为23时的点O 对应的平面EFGH ,然后借助比例关系计算体积比例,进而得出概率值.[跟进训练]1.已知正三棱锥S -ABC 的底面边长为4,高为3,在正三棱锥内任取一点P ,使得V P -ABC <12V S -ABC 的概率是( ) A .78B .34C .12D .14A [由题意知,当点P 在三棱锥的中截面A ′B ′C ′以下时,满足V P -ABC <12V S -ABC ,又V 锥S -A ′B ′C ′=12×14V 锥S -ABC =18V 锥S -ABC .∴事件“V P -ABC <12V S -ABC ”的概率P =V 台体A′B′C′ABC V 锥SABC =V 锥SABC-V 锥SA′B′C′V 锥SABC =78.]2.已知实数m ∈[0,1],n ∈[0,2],则关于x 的一元二次方程4x 2+4mx -n 2+2n =0有实数根的概率是( )A .1-π4B .π4C .π-32D .π2-1A [方程有实数根,即Δ=16m 2-16(-n 2+2n )≥0,m 2+n 2-2n ≥0,m 2+(n -1)2≥1,画出图形如图所示,长方形面积为2,半圆的面积为π2,故概率为2-π22=1-π4.] 3.如图,四边形ABCD 为矩形,AB =3,BC =1,以A 为圆心,1为半径作四分之一个圆弧DE ︵,在∠DAB 内任作射线AP ,则射线AP 与线段BC 有公共点的概率为________.13[因为在∠DAB 内任作射线AP ,所以它的所有等可能事件所在的区域是∠DAB ,当射线AP 与线段BC 有公共点时,射线AP 落在∠CAB 内,则区域为∠CAB ,所以射线AP 与线段BC 有公共点的概率为∠CAB∠DAB =30°90°=13.]数学文化2 概率与数学文化数学文化是国家文化素质教育的重要组成部分,纵观近几年高考,概率统计部分以数学文化为背景的问题,层出不穷,让人耳目一新.同时它也使考生们受困于背景陌生,阅读受阻,使思路无法打开.下面通过对典型例题的剖析,让同学们增加对数学文化的认识,进而加深对数学文化的理解,提升数学核心素养.以古代文化经典为素材[典型案例1] (2017·全国卷Ⅰ)如图,正方形ABCD 内的图形来自中国古代的太极图.正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心成中心对称.在正方形内随机取一点,则此点取自黑色部分的概率是( )A.14B.π8C.12D.π4B[不妨设正方形ABCD的边长为2,则正方形内切圆的半径为1,可得S正方形=4.由圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心成中心对称,得S黑=S白=12S圆=π2,所以由几何概型知,所求概率P=S黑S正方形=π24=π8.故选B.][评析]以《易经》八卦中的太极图为载体,既丰富了数学文化的取材途径,又很好体现数学的美学特征,可将实际问题转化为数学中的几何概型问题,结合几何概型解答.[跟进训练]1.中华文化博大精深,我国古代算书《周髀算经》中介绍了用统计概率得到圆周率π的近似值的方法.古代数学家用体现“外圆内方”文化的钱币(如图①)做统计,现将其抽象成如图②所示的图形,其中圆的半径为2 cm,正方形的边长为1 cm,在圆内随机取点,若统计得到此点取自阴影部分的概率是p,则圆周率π的近似值为()图①图②A.错误!B.错误!C.11-4p D.41-pA [圆形钱币的半径为2 cm ,面积为S 圆=π·22=4π;正方形边长为1 cm ,面积为S 正方形=12=1(cm 2).在圆形内随机取一点,此点取自黑色部分的概率是p =S 圆-S 正方形S 圆=1-14π,则π=错误!.故选A.]2.五行学说是华夏民族创造的哲学思想,是华夏文明重要组成部分.古人认为,天下万物皆由金、木、水、火、土五类元素组成,如图,分别是金、木、水、火、土彼此之间存在的相生相克的关系.若从5类元素中任选2类元素,则2类元素相生的概率为( )A .12B .13C .14D .15A [金、木、水、火、土任取两类,共有:金木、金水、金火、金土、木水、木火、木土、水火、水土、火土10种结果,其中两类元素相生的有火木、火土、木水、水金、金土共5结果,所以2类元素相生的概率为510=12,故选A.]3.洛书,古称龟书,是阴阳五行术数之源,在古代传说中有神龟出于洛水,其甲壳上心有此图象,结构是戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,以五居中,五方白圈皆阳数,四角黑点为阴数.如图,若从四个阴数和五个阳数中随机选取3个不同的数,其和等于15的概率是( )A .221 B .114C .328D .17A [先计算从四个阴数和五个阳数共9个数字中随机选取3个不同的数,总共有C 39种选法,再计算符合条件和等于15的三个数的种类,即可算出概率.从四个阴数和五个阳数共9个数字中随机选取3个不同的数,总共有C 39=84种选法,其和等于15的三个数的种类共有8种,即:图形中各横,各列,对角线所在的三个数字之和均为15.故其和等于15的概率是:884=221,故选A.]以数学名人为素材[典型案例2] (2018·全国卷Ⅱ)我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是( )A .112B .114 C .115D .118C [不超过30的素数有2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,从中随机选取两个不同的数有C 210种不同的取法,这10个数中两个不同的数的和等于30的有3对,所以所求概率P =3C210=115,故选C.][评析] 以我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得的成果为载体,展现了我国数学家在数学领域中的地位,可将实际问题转化为数学中的古典概型问题,结合古典概型解答.[跟进训练]1.(2020·广东梅州一检)如图是古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形,此图由一个半圆和一个四分之一圆构成,两个阴影区域分别标记为A和M.在此图内任取一点,此点取自A区域的概率记为P(A),取自M区域的概率记为P(M),则()A.P(A)>P(M)B.P(A)<P(M)C.P(A)=P(M)D.P(A)与P(M)的大小与对应的半径长度有关C[设四分之一圆的半径为r,则图中半圆的半径为2 2r.P(A)=12r212r2+12π⎝⎛⎭⎪⎪⎫22r2=2π+2,P(M)=12r2+12π⎝⎛⎭⎪⎪⎫22r2-14πr212r2+12π⎝⎛⎭⎪⎪⎫22r2=2π+2,所以P(A)=P(M).故选C.]2.费马素数是法国大数学家费马命名的,形如22n+1()n∈N的素数(如:220+1=3)为费马素数,在不超过30的正偶数中随机选取一数,则它能表示为两个不同费马素数的和的概率是()A.215B.15C.415D.13B[在不超过30的正偶数中随机选取一数,基本事件总数n=15,能表示为两个不同费马素数的和的只有8=3+5,20=3+17,22=5+17,共有3个.则它能表示为两个不同费马素数的和的概率是P=315=15.]以新时代气息为背景[典型案例3]现有三张识字卡片,分别写有“中”“国”“梦”这三个字.将这三张卡片随机排序,则能组成“中国梦”的概率是()A.13B.14C.15D.16D[把这三张卡片排序有“中国梦”“中梦国”“国中梦”“国梦中”“梦中国”“梦国中”,共有6种,能组成“中国梦”的只有1种,故所求概率为1 6.][评析]以“中国梦”为载体,展现了中国特色社会主义新时代的气息,将数学落实在中华传统美德,贯彻“弘扬正能量”的精神风貌中,可结合古典概型解答.[跟进训练]1.2019年,河北等8省公布了高考改革综合方案将采取“3+1+2”模式,即语文、数学、英语必考,然后考生先在物理、历史中选择1门,再在思想政治、地理、化学、生物中选择2门.一名同学随机选择3门功课,则该同学选到物理、地理两门功课的概率为()A.16B.14C.13D.12B[由题意可知总共情况为C12C24=12,满足情况为C13=3,∴该同学选到物理、地理两门功课的概率为P=312=14.故选B.]2.为了弘扬我国优秀传统文化,某中学广播站在中国传统节日:春节,元宵节,清明节,端午节,中秋节五个节日中随机选取两个节日来讲解其文化内涵,那么春节和端午节至少有一个被选中的概率是()A.0.3 B.0.4C.0.6 D.0.7D[由题意得,从五个节日中随机选取两个节日的所有情况有C25=10种,设“春节和端午节至少有一个被选中”为事件A,则事件A包含的基本事件的个数为2C13+C2=7.由古典概型概率公式可得P(A)=2C13+C22C25=710=0.7.故选D.]3.电视台组织中学生知识竞赛,共设有5个版块的试题,主题分别是“中华诗词”“社会主义核心价值观”“依法治国理念”“中国戏剧”“创新能力”.某参赛队从中任选2个主题作答,则“中华诗词”主题被该队选中的概率是________.25[由于知识竞赛有五个版块,所以共有C25=10种结果,某参赛队从中任选2个主题作答,“中华诗词”主题被选中的结果为C14=4种,则“中华诗词”主题被选中的概率为P(A)=2 5.]。
高考总复习:古典概型与几何概型编稿:孙永钊 审稿:张林娟【考纲要求】1、理解古典概型及其概率计算公式;了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率;2、会计算一些随机事件所含的基本事件数及事件发生的概率;了解几何概型的意义。
【知识网络】【考点梳理】知识点一、古典概型1. 定义 具有如下两个特点的概率模型称为古典概型:(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(2)每个基本事件出现的可能性相等。
2. 古典概型的基本特征(1)有限性:即在一次试验中,可能出现的结果,只有有限个,也就是说,只有有限个不同的基本事件。
(2)等可能性:每个基本事件发生的可能性是均等的。
3.古典概型的概率计算公式由于古典概型中基本事件发生是等可能的,如果一次试验中共有n 种等可能的结果,那么每一个基本事件的概率都是1n。
如果某个事件A 包含m 个基本事件,由于基本事件是互斥的,则事件A 发生的概率为其所含m 个基本事件的概率之和,即n m A P )(。
所以古典概型计算事件A 的概率计算公式为: 随机事件的概率古典概型 几何概型 应用试验的基本事件总数包含的基本事件数事件A A P =)( 4.求古典概型的概率的一般步骤:(1)算出基本事件的总个数n ;(2)计算事件A 包含的基本事件的个数m ;(3)应用公式()m P A n=求值。
5.古典概型中求基本事件数的方法:(1)穷举法;(2)树形图;(3)排列组合法。
利用排列组合知识中的分类计数原理和分步计数原理,必须做到不重复不遗漏。
知识点二、几何概型1. 定义:事件A 理解为区域Ω的某一子区域A ,A 的概率只与子区域A 的几何度量(长度、面积或体积)成正比,而与A 的位置和形状无关。
满足以上条件的试验称为几何概型。
2.几何概型的两个特点:(1)无限性,即在一次试验中基本事件的个数是无限的;(2)等可能性,即每一个基本事件发生的可能性是均等的。
3.几何概型的概率计算公式:随机事件A 的概率可以用“事件A 包含的基本事件所占的图形面积(体积、长度)”与“试验的基本事件所占总面积(体积、长度)”之比来表示。
课题 古典概型与几何概型教学目标 1、理解古典概型及其概率计算公式。
2、会计算一些随机事件所含的基本事件数及事件发生的概率。
3、了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率。
4、了解几何概型的意义。
重 点 理解古典概型,几何概型的概念难 点掌握古典概型,几何概型的概率公式 【知识点梳理】一、古典概型1.基本事件:一次试验连同其中可能出现的每一个结果,称为一个基本事件。
基本事件是试验中不能再分的最简单的随机事件。
基本事件有以下两个特点:(1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和。
2.等可能性事件:如果一次试验中可能出现的结果有n 个,而且所有结果都是等可能的,这种事件叫等可能性事件3.古典概型:具有以下两个特征的随机试验的概率模型称为古典概型。
(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(2)每个基本事件出现的可能性相等。
4.古典概型的概率计算公式: 对于古典概型,若试验的所有基本事件数为n ,随机事件A 包含的基本事件数为m ,那么事件A 的概率定义为()m P A n=。
二、几何概型1. 几何概型的概念:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成正比,则称这样的概率模型为几何概型。
2. 几何概型试验的两个基本特征:(1)无限性:指在一次试验中,可能出现的结果有无限多个;(2)等可能性:每个结果的发生具有等可能性。
3. 几何概型事件的概率计算公式:积)的区域长度(面积或体实验的全部结果所构成积)的区域长度(面积或体构成事件A A P =)(作业【典型例题分析】题型一、古典概型的概率求法例1.单选题是标准化考试中常用的题型,一般是从A,B,C,D四个选项中选择一个正确答案。
如果考生掌握了考查的内容,他可以选择唯一正确的答案。
假设考生不会做,他随机地选择一个答案,问他答对的概率是_________.例2.在6瓶饮料中,有2瓶已过了保质期。
古典概型与几何概型考纲要求1.理解古典概型及其概率计算公式;2.会计算一些随机事件所包含的基本事件数及事件发生的概率;3.了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率;4.了解几何概型的意义.知识梳理1.古典概型 (1)基本事件的特点①任何两个基本事件是互斥的.②任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和. (2)古典概型的定义具有以下两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.(3)古典概型的概率公式 P (A )=A 包含的基本事件的个数基本事件的总数.2.几何概型 (1)几何概型的定义如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,那么称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型. (2)几何概型的两个基本特点(3)几何概型的概率公式P(A)=构成事件A的区域长度面积或体积试验的全部结果所构成的区域长度面积或体积.1.古典概型中的基本事件都是互斥的,确定基本事件的方法主要有列举法、列表法与树状图法.2.概率的一般加法公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)中,易忽视只有当A∩B=∅,即A,B互斥时,P(A∪B)=P(A)+P(B),此时P(A∩B)=0.3.几何概型的基本事件的个数是无限的,古典概型中基本事件的个数是有限的.诊断自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)“在适宜条件下,种下一粒种子观察它是否发芽”属于古典概型,其基本事件是“发芽与不发芽”.()(2)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个结果是等可能事件.()(3)随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率.()(4)概率为0的事件一定是不可能事件.()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析对于(1),发芽与不发芽不一定是等可能,所以(1)不正确;对于(2),三个事件不是等可能,其中“一正一反”应包括正反与反正两个基本事件,所以(2)不正确;对于(4),概率为0的事件有可能发生,所以(4)不正确.2.袋中装有6个白球,5个黄球,4个红球,从中任取一球抽到白球的概率为( ) A.25 B .415C .35D .非以上答案答案 A解析 从袋中任取一球,有15种取法,其中抽到白球的取法有6种,则所求概率为p =615=25. 3.如图,正方形的边长为2,向正方形ABCD 内随机投掷200个点,有30个点落入图形M 中,则图形M 的面积的估计值为____________.答案 0.6解析 由题意可得正方形面积为4,设不规则图形的面积为S ,由几何概型概率公式可得S4≈30200,∴S ≈0.6.4.(2020·全国Ⅰ卷)设O 为正方形ABCD 的中心,在O ,A ,B ,C ,D 中任取3点,则取到的3点共线的概率为( ) A.15 B .25C .12D .45答案 A解析 从O ,A ,B ,C ,D 这5个点中任取3点,取法有{O ,A ,B },{O ,A ,C },{O ,A ,D },{O ,B ,C },{O ,B ,D },{O ,C ,D },{A ,B ,C },{A ,B ,D },{A ,C ,D },{B ,C ,D },共10种,其中取到的3点共线的只有{O ,A ,C },{O ,B ,D }这2种取法,所以所求概率为210=15.故选A.5.(2019·全国Ⅲ卷)两位男同学和两位女同学随机排成一列,则两位女同学相邻的概率是( ) A.16 B .14C.13 D .12答案 D解析 设两位男同学分别为A ,B ,两位女同学分别为a ,b ,则用“树形图”表示四位同学排成一列所有可能的结果如图所示.由图知,共有24种等可能的结果,其中两位女同学相邻的结果(画“√”的情况)共有12种,故所求概率为1224=12.6. (2021·郑州模拟)公元前5世纪下半叶,希波克拉底解决了与化圆为方有关的化月牙形为方.如图,以O 为圆心的大圆直径为4,以AB 为直径的半圆面积等于AO 与BO 所夹四分之一大圆的面积,由此可知,月牙形区域的面积与△AOB 的面积相等.现在在两个圆所覆盖的区域内随机取一点,则该点来自阴影部分的概率是________.答案π+68π+4解析 上方阴影部分的面积等于△AOB 的面积,S △AOB =12×2×2=2,下方阴影部分面积等于14×π×22-⎣⎡⎦⎤14×π×22-12×2×2=π2+1,所以根据几何概型概率公式得所求概率P =2+π2+14π+2=π+68π+4.考点一 古典概型的简单计算1.生物实验室有5只兔子,其中只有3只测量过某项指标.若从这5只兔子中随机取出3只,则恰有2只测量过该指标的概率为( ) A.23 B .35C .25D .15答案 B解析 设5只兔子中测量过某项指标的3只为a 1,a 2,a 3,未测量过这项指标的2只为b 1,b 2,则从5只兔子中随机取出3只的所有可能情况为(a 1,a 2,a 3),(a 1,a 2,b 1),(a 1,a 2,b 2),(a 1,a 3,b 1),(a 1,a 3,b 2),(a 1,b 1,b 2),(a 2,a 3,b 1),(a 2,a 3,b 2),(a 2,b 1,b 2),(a 3,b 1,b 2),共10种可能.其中恰有2只测量过该指标的情况为(a 1,a 2,b 1),(a 1,a 2,b 2),(a 1,a 3,b 1),(a 1,a 3,b 2),(a 2,a 3,b 1),(a 2,a 3,b 2),共6种可能.故恰有2只测量过该指标的概率为610=35.2.(2021·安徽江南十校质量检测)“哥德巴赫猜想”是近代三大数学难题之一,其内容是:一个大于2的偶数都可以写成两个质数(素数)之和,也就是我们所谓的“1+1”问题.它是1742年由数学家哥德巴赫提出的,我国数学家潘承洞、王元、陈景润等在哥德巴赫猜想的证明中做出相当好的成绩.若将6拆成两个正整数的和,则拆成的和式中,加数全部为质数的概率为( ) A.15 B .13C .35D .23答案 A解析 6拆成两个正整数的和的所有基本事件有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),而加数全为质数的为(3,3),所以所求概率为15,故选A.3.(2020·江苏卷)将一颗质地均匀的正方体骰子先后抛掷2次,观察向上的点数,则点数和为5的概率是________. 答案 19解析 列表如下:1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10 11 6789101112点数的和共有点数和为5的概率P =436=19.感悟升华 古典概型中基本事件个数的探求方法:(1)枚举法:适合于给定的基本事件个数较少且易一一列举出的问题.(2)树状图法:适合于较为复杂的问题,注意在确定基本事件时(x ,y )可看成是有序的,如(1,2)与(2,1)不同,有时也可看成是无序的,如(1,2)与(2,1)相同. 考点二 古典概型与其他知识的简单交汇【例1】 (1)(2020·郑州一模)已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,-12,13,12,1,2,3,任取k ∈A ,则幂函数f (x )=x k 为偶函数的概率为________(结果用数值表示).(2)(2021·河北七校联考)若m 是集合{1,3,5,7,9,11}中任意选取的一个元素,则椭圆x 2m +y 22=1的焦距为整数的概率为________. 答案 (1)14 (2)12解析 (1)集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,-12,13,12,1,2,3,任意k ∈A 的基本事件总数为8,当k =±2时,幂函数f (x )=x k 为偶函数,从而幂函数f (x )=x k 为偶函数包含的基本事件个数为2,∴幂函数f (x )=x k 为偶函数的概率p =14.(2)∵m 是集合{1,3,5,7,9,11}中任意选取的一个元素,∴基本事件总数为6,又满足椭圆x 2m +y 22=1的焦距为整数的m 的取值有1,3,11,共有3个,∴椭圆x 2m +y 22=1的焦距为整数的概率p=36=12. 感悟升华 求解古典概型的交汇问题,关键是把相关的知识转化为事件,然后利用古典概型的有关知识解决,一般步骤为:(1)将题目条件中的相关知识转化为事件; (2)判断事件是否为古典概型; (3)选用合适的方法确定基本事件个数; (4)代入古典概型的概率公式求解.【训练1】 设平面向量a =(m,1),b =(2,n ),其中m ,n ∈{1,2,3,4},记“a ⊥(a -b )”为事件A ,则事件A 发生的概率为( ) A.18 B .14C .13D .12答案 A解析 有序数对(m ,n )的所有可能情况为4×4=16个,由a ⊥(a -b )得m 2-2m +1-n =0,即n =(m -1)2.由于m ,n ∈{1,2,3,4},故事件A 包含的基本事件为(2,1)和(3,4),共2个,所以P (A )=216=18.考点三 古典概型与统计的综合应用【例2】 某城市100户居民的月平均用电量(单位:千瓦时)以[160,180),[180,200),[200,220),[220,240),[240,260),[260,280),[280,300]分组的频率分布直方图如图.(1)求直方图中x 的值;(2)求月平均用电量的众数和中位数;(3)在月平均用电量为[240,260),[260,280),[280,300]的三组用户中,用分层抽样的方法抽取6户居民,并从抽取的6户中任选2户参加一个访谈节目,求参加节目的2户来自不同组的概率.解 (1)由(0.002 0+0.009 5+0.011 0+0.012 5+x +0.005 0+0.002 5)×20=1得x =0.007 5, 所以直方图中x 的值是0.007 5.(2)月平均用电量的众数是220+2402=230.因为(0.002 0+0.009 5+0.011 0)×20=0.45<0.5, 且(0.002 0+0.009 5+0.011 0+0.012 5)×20=0.7>0.5,所以月平均用电量的中位数在[220,240)内,设中位数为a ,由(0.002 0+0.009 5+0.011 0)×20+0.012 5×(a -220)=0.5,解得a =224, 所以月平均用电量的中位数是224.(3)月平均用电量为[240,260)的用户有0.007 5×20×100=15(户), 月平均用电量为[260,280)的用户有0.005×20×100=10(户), 月平均用电量在[280,300]的用户有0.002 5×20×100=5(户).抽样方法为分层抽样,在[240,260),[260,280),[280,300]中的用户比为3∶2∶1, 所以在[240,260),[260,280),[280,300]中分别抽取3户、2户和1户.设参加节目的2户来自不同组为事件A ,将来自[240,260)的用户记为a 1,a 2,a 3,来自[260,280)的用户记为b 1,b 2,来自[280,300]的用户记为c 1,在6户中随机抽取2户有(a 1,a 2),(a 1,a 3),(a 1,b 1),(a 1,b 2),(a 1,c 1),(a 2,a 3),(a 2,b 1),(a 2,b 2),(a 2,c 1),(a 3,b 1),(a 3,b 2),(a3,c1),(b1,b2),(b1,c1),(b2,c1),共15种取法,其中满足条件的有(a1,b1),(a1,b2),(a1,c1),(a2,b1),(a2,b2),(a2,c1),(a3,b1),(a3,b2),(a3,c1),(b1,c1),(b2,c1),共11种,故参加节目的2户来自不同组的概率P(A)=1115.感悟升华有关古典概型与统计结合的题型是高考考查概率的一个重要题型.概率与统计的结合题,无论是直接描述还是利用频率分布表、频率分布直方图、茎叶图等给出的信息,准确从题中提炼信息是解题的关键.【训练2】海关对同时从A,B,C三个不同地区进口的某种商品进行抽样检测,从各地区进口此种商品的数量(单位:件)如表所示.工作人员用分层抽样的方法从这些商品中共抽取6件样品进行检测.(1)求这6件样品中来自A,B(2)若在这6件样品中随机抽取2件送往甲机构进行进一步检测,求这2件商品来自相同地区的概率.解(1)A,B,C三个地区商品的总数量为50+150+100=300,抽样比为6300=1 50,所以样本中包含三个地区的个体数量分别是50×150=1,150×150=3,100×150=2.所以A,B,C三个地区的商品被选取的件数分别是1,3,2.(2)设6件来自A,B,C三个地区的样品分别为:A;B1,B2,B3;C1,C2.则从6件样品中抽取的这2件商品构成的所有基本事件为:{A,B1},{A,B2},{A,B3},{A,C1},{A,C2},{B1,B2},{B1,B3},{B1,C1},{B1,C2},{B2,B3},{B2,C1},{B2,C2},{B3,C1},{B3,C2},{C1,C2},共15个.每个样品被抽到的机会均等,因此这些基本事件的出现是等可能的.记事件D:“抽取的这2件商品来自相同地区”,则事件D包含的基本事件有:{B1,B2},{B1,B 3},{B 2,B 3},{C 1,C 2},共4个. 所以P (D )=415.即这2件商品来自相同地区的概率为415.考点四 几何概型角度1 与长度(角度)有关的几何概型【例3】 (1)在[-6,9]内任取一个实数m ,设f (x )=-x 2+mx +m ,则函数f (x )的图象与x 轴有公共点的概率等于( ) A.215B .715C .35D .1115(2)如图所示,在等腰直角三角形ABC 中,过直角顶点C 在∠ACB 内部任作一条射线CM ,与AB 交于点M ,则AM <AC 的概率为________.答案 (1)D (2)34解析 (1)因为f (x )=-x 2+mx +m 的图象与x 轴有公共点,所以Δ=m 2+4m ≥0,所以m ≤-4或m ≥0,所以在[-6,9]内取一个实数m ,函数f (x )的图象与x 轴有公共点的概率p =[-4--6]+9-09--6=1115. (2)过点C 作CN 交AB 于点N ,使AN =AC ,如图所示.显然当射线CM 处在∠ACN 内时,AM <AC ,又∠A =45°,所以∠ACN =67.5°,故所求概率为p =67.5°90°=34.感悟升华 1.解答几何概型问题的关键在于弄清题中的考查对象和对象的活动范围,当考查对象为点,且点的活动范围在线段上时,用“线段长度”为测度计算概率,求解的核心是确定点的边界位置.2.当涉及射线的转动,扇形中有关落点区域问题时,应以角对应的弧长的大小作为区域度量来计算概率.事实上,当半径一定时,曲线弧长之比等于其所对应的圆心角的弧度数之比. 角度2 与面积有关的几何概型【例4】 在区间(0,1)上任取两个数,则两个数之和小于65的概率是( )A.1225 B .1625C .1725D .1825答案 C解析 设这两个数是x ,y ,则试验所有的基本事件构成的区域即⎩⎪⎨⎪⎧0<x <1,0<y <1确定的平面区域,满足条件的事件包含的基本事件构成的区域即⎩⎪⎨⎪⎧0<x <1,0<y <1,x +y <65确定的平面区域,如图所示,阴影部分的面积是1-12×⎝⎛⎭⎫452=1725,所以这两个数之和小于65的概率是1725.感悟升华 几何概型与平面几何的交汇问题:要利用平面几何的相关知识,先确定基本事件对应区域的形状,再选择恰当的方法和公式,计算出其面积,进而代入公式求概率. 角度3 与体积有关的几何概型【例5】 有一个底面半径为1、高为2的圆柱,点O 为这个圆柱底面圆的圆心,在这个圆柱内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为________. 答案 23解析 由题意得该圆柱的体积V =π×12×2=2π.圆柱内满足点P 到点O 的距离小于等于1的几何体为以圆柱底面圆心为球心的半球,且此半球的体积V 1=12×43π×13=23π,所以所求概率p =V -V 1V =23.感悟升华 对于与体积有关的几何概型问题,关键是计算问题的总体积(总空间)以及事件的体积(事件空间),对于某些较复杂的也可利用其对立事件去求.【训练3】 (1)(2021·西安一模)在区间[-1,1]上随机取一个数k ,使直线y =k (x +3)与圆x 2+y 2=1相交的概率为( ) A.12B .13C .24D .23(2) (2020·新疆一模)剪纸艺术是最古老的中国民间艺术之一,作为一种镂空艺术,它能给人以视觉上透空的感觉和艺术享受.剪纸艺术通过一把剪刀、一张纸就可以表达生活中的各种喜怒哀乐.如图是一边长为1的正方形剪纸图案,中间黑色大圆与正方形的内切圆共圆心,圆与圆之间是相切的,且中间黑色大圆的半径是黑色小圆半径的2倍,若在正方形图案上随机取一点,则该点取自白色区域的概率为( )A.π64B .π32C .π16D .π8答案 (1)C (2)D解析 (1)圆x 2+y 2=1的圆心为(0,0), 圆心到直线y =k (x +3)的距离为|3k |k 2+1, 要使直线y =k (x +3)与圆x 2+y 2=1相交,则|3k |k 2+1<1,解得-24<k <24. ∴在区间[-1,1]上随机取一个数k ,使直线y =k (x +3)与圆x 2+y 2=1相交的概率为24-⎝⎛⎭⎫-242=24. (2)设黑色小圆的半径为r .由题意得2r +2r +2×2r =1,解得r =18,所以白色区域的面积为π·⎝⎛⎭⎫122-4×π·⎝⎛⎭⎫182-π·⎝⎛⎭⎫142=π8.所以在正方形图案上随机取一点,该点取自白色区域的概率为π81×1=π8.故选D. 基础巩固一、选择题1.一枚硬币连掷2次,恰好出现1次正面的概率是( ) A.12 B .14C .34D .0答案 A解析 列举出所有基本事件,找出“只有1次正面”包含的结果.一枚硬币连掷2次,基本事件有(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)共4个,而只有1次出现正面的包括(正,反),(反,正)2个,故其概率为24=12.故选A.2.袋子中有大小、形状完全相同的四个小球,分别写有“和”“谐”“校”“园”四个字,有放回地从中任意摸出一个小球,直到“和”“谐”两个字都摸到就停止摸球,用随机模拟的方法估计恰好在第三次停止摸球的概率.利用电脑随机产生1到4之间(含1和4)取整数值的随机数,分别用1,2,3,4代表“和”“谐”“校”“园”这四个字,以每三个随机数为一组,表示摸球三次的结果,经随机模拟产生了以下18组随机数: 343 432 341 342 234 142 243 331 112 342 241 244 431 233 214 344 142 134 由此可以估计,恰好第三次就停止摸球的概率为( ) A.19 B .16C .29D .518答案 C解析 由18组随机数得,恰好在第三次停止摸球的随机数是142,112,241,142,共4组,所以恰好第三次就停止摸球的概率约为418=29.故选C.3. (2021·河北六校联考)《周髀算经》中提出了“方属地,圆属天”,也就是人们常说的“天圆地方”.我国古代铜钱的铸造也蕴含了这种“外圆内方”“天地合一”的哲学思想.现将铜钱抽象成如图所示的图形,其中圆的半径为r ,正方形的边长为a (0<a <r ),若在圆内随机取点,得到点取自阴影部分的概率是p ,则圆周率π的值为( )A.a 21-p r 2B .a 21+p r 2C.a1-p rD .a1+p r答案 A解析 由几何概型的概率计算公式,得πr 2-a 2πr 2=p ,化简得π=a 21-p r 2.故选A.4.在集合A ={2,3}中随机取一个元素m ,在集合B ={1,2,3}中随机取一个元素n ,得到点P (m ,n ),则点P 在圆x 2+y 2=9内部的概率为( ) A.12 B .13C .34D .25答案 B解析 点P (m ,n )共有(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3),6种情况,只有(2,1),(2,2)这2个点在圆x 2+y 2=9的内部,所求概率为26=13.5.某单位试行上班刷卡制度,规定每天8:30上班,有15分钟的有效刷卡时间(即8:15—8:30),一名职工在7:50到8:30之间到达单位且到达单位的时刻是随机的,则他能有效刷卡上班的概率是( )A.23 B .58C .13D .38答案 D解析 该职工在7:50至8:30之间到达单位且到达单位的时刻是随机的,设其构成的区域为线段AB ,且AB =40,职工的有效刷卡时间是8:15到8:30之间,设其构成的区域为线段CB ,且CB =15,如图,所以该职工有效刷卡上班的概率p =1540=38.故选D.6.(2021·合肥质检)已知三棱锥S -ABC ,在该三棱锥内任取一点P ,则使V P -ABC ≤13V S -ABC的概率为( ) A.13 B .49C .827D .1927答案 D解析 作出S 在底面△ABC 的射影为O ,若V P -ABC =13V S -ABC ,则三棱锥P -ABC 的高等于13SO ,P 点落在平面EFD 上,且SE SA =SD SB =SF SC =23,所以S △EFD S △ABC =49,故V S -EFD =827V S -ABC, ∴V P -ABC ≤13V S -ABC 的概率p =1-827=1927.二、填空题7.(2020·太原模拟)下课以后,教室里还剩下2位男同学和1位女同学,若他们依次随机走出教室,则第2位走出的是女同学的概率是________.答案 13解析 2位男同学记为男1,男2,则三位同学依次走出教室包含的基本事件有:男1男2女,男1女男2,女男1男2,男2男1女,男2女男1,女男2男1,共6种,其中第2位走出的是女同学包含的基本事件有2种.故第2位走出的是女同学的概率是p =26=13.8.在等腰Rt △ABC 中,∠C =90°,在直角边BC 上任取一点M ,则∠CAM <30°的概率是________. 答案33解析 ∵点M 在直角边BC 上是等可能出现的, ∴“测度”是长度.设直角边长为a , 则所求概率为33a a =33.9.(2021·郑州质量预测改编)从2,3,8,9中任取两个不同的数字,分别记为a ,b ,则log a b 为整数的概率是________. 答案 16解析 从2,3,8,9中任取两个不同的数字,分别记为a ,b ,则有(2,3),(2,8),(2,9),(3,8),(3,9),(8,9),(3,2),(8,2),(9,2),(8,3),(9,3),(9,8),共12种取法,其中log a b 为整数的有(2,8),(3,9)两种,故p =212=16.三、解答题10.(2020·成都诊断)某校从高一年级学生中随机抽取40名学生,将他们的期中考试数学成绩(满分100分,成绩均为不低于40分的整数)分成六段:[40,50),[50,60),…,[90,100]后得到如图所示的频率分布直方图.(1)求图中实数a的值;(2)若从数学成绩在[40,50)与[90,100]两个分数段内的学生中随机选取2名学生,求这2名学生的数学成绩之差的绝对值不大于10的概率.解(1)由已知,得10×(0.005+0.010+0.020+a+0.025+0.010)=1,解得a=0.030.(2)易知成绩在[40,50)分数段内的人数为40×0.05=2,这2人分别记为A,B;成绩在[90,100]分数段内的人数为40×0.1=4,这4人分别记为C,D,E,F.若从数学成绩在[40,50)与[90,100]两个分数段内的学生中随机选取2名学生,则所有的基本事件有(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F),(B,C),(B,D),(B,E),(B,F),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D,F),(E,F),共15个.如果2名学生的数学成绩都在[40,50)分数段内或都在[90,100]分数段内,那么这2名学生的数学成绩之差的绝对值一定不大于10.如果一个成绩在[40,50)分数段内,另一个成绩在[90,100]分数段内,那么这2名学生的数学成绩之差的绝对值一定大于10.记“这2名学生的数学成绩之差的绝对值不大于10”为事件M,则事件M包含的基本事件有(A,B),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D,F),(E,F),共7个,故所求概率P(M)=715.11.(2019·天津卷)2019年,我国施行个人所得税专项附加扣除办法,涉及子女教育、继续教育、大病医疗、住房贷款利息或者住房租金、赡养老人等六项专项附加扣除.某单位老、中、青员工分别有72,108,120人,现采用分层抽样的方法,从该单位上述员工中抽取25人调查专项附加扣除的享受情况.(1)应从老、中、青员工中分别抽取多少人?(2)抽取的25人中,享受至少两项专项附加扣除的员工有6人,分别记为A,B,C,D,E,F.享受情况如下表,其中“○”表示享受,“×”表示不享受.现从这6人中随机抽取2人接受采访.②设M为事件“抽取的2人享受的专项附加扣除至少有一项相同”,求事件M发生的概率.解(1)由已知得老、中、青员工人数之比为6∶9∶10,由于采用分层抽样的方法从中抽取25位员工,因此应从老、中、青员工中分别抽取6人、9人、10人.(2)①从已知的6人中随机抽取2人的所有可能结果为{A,B},{A,C},{A,D},{A,E},{A,F},{B,C},{B,D},{B,E},{B,F},{C,D},{C,E},{C,F},{D,E},{D,F},{E,F},共15种.②由表格知,符合题意的所有结果为{A,B},{A,D},{A,E},{A,F},{B,D},{B,E},{B,F},{C,E},{C,F},{D,F},{E,F},共11种.所以事件M发生的概率P(M)=1115.能力提升12.(2021·长春质检)我国古人认为宇宙万物是由金、木、水、火、土这五种元素构成的,历史文献《尚书·洪范》提出了五行的说法,到战国晚期,五行相生相克的思想被正式提出.这五种物质属性的相生相克关系如图所示,若从这五种物质中随机选取三种,则取出的三种物质中,彼此间恰好有一个相生关系和两个相克关系的概率为()A.35 B .12C .25D .13答案 B解析 (列举法)依题意,三种物质间相生相克关系如下表,金木水 金木火 金木土 金水火 金水土 金火土 木水火 木水土 木火土 水火土 × √√√×××√×√所以彼此间恰好有一个相生关系和两个相克关系的概率p =510=12,故选B.13.由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,y ≥0,y -x -2≤0确定的平面区域记为Ω1,由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤1,x +y ≥-2确定的平面区域记为Ω2,若在Ω1中随机取一点,则该点恰好在Ω2内的概率为________. 答案 78解析 如图,平面区域Ω1就是三角形区域OAB ,平面区域Ω2与平面区域Ω1的重叠部分就是区域OACD ,易知C ⎝⎛⎭⎫-12,32.由几何概型的概率公式,所求概率p =S 四边形OACDS △OAB =2-142=78.14.如图所示的茎叶图记录了甲、乙两组各四名同学的植树棵数,其中有一个数据模糊,无法确认,在图中以X 表示.(1)如果X =8,求乙组同学植树棵数的平均数和方差;(2)如果X =9,分别从甲、乙两组中随机选取一名同学,求这两名同学的植树总棵数为19的概率.解 (1)当X =8时,由茎叶图可知,乙组四名同学的植树棵数分别是8,8,9,10,故x =8+8+9+104=354,s 2=14×⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫8-3542×2+⎝⎛⎭⎫9-3542+⎝⎛⎭⎫10-3542=1116. (2)当X =9时,记甲组四名同学分别为A 1,A 2,A 3,A 4,他们植树的棵数依次为9,9,11,11;乙组四名同学分别为B 1,B 2,B 3,B 4,他们植树的棵数依次为9,8,9,10.分别从甲、乙两组中随机选取一名同学,其包含的基本事件为{A 1,B 1},{A 1,B 2},{A 1,B 3},{A 1,B 4},{A 2,B 1},{A 2,B 2},{A 2,B 3},{A 2,B 4},{A 3,B 1},{A 3,B 2},{A 3,B 3},{A 3,B 4},{A 4,B 1},{A 4,B 2},{A 4,B 3},{A 4,B 4},共16个.设“选出的两名同学的植树总棵数为19”为事件C ,则事件C 中包含的基本事件为{A 1,B 4},{A 2,B 4},{A 3,B 2},{A 4,B 2},共4个.故P (C )=416=14.。
古典概型与几何概型知识点总结古典概型和几何概型是概率论中最基础的概率模型,它们分别适用于简单事件和几何事件的计算。
以下是古典概型和几何概型的知识点总结:一、古典概型:1.古典概型是指事件的样本空间具有有限个数的元素,样本点的概率相等。
2.样本空间是指实验中所有可能的结果的集合,例如掷一枚骰子的样本空间为{1,2,3,4,5,6}。
3.事件是样本空间的子集,例如“掷一枚骰子,出现的点数为偶数”的事件为{2,4,6}。
4.古典概型的概率计算公式为:P(A)=n(A)/n(S),其中P(A)为事件A发生的概率,n(A)为事件A包含的样本点个数,n(S)为样本空间的样本点个数。
5.古典概型的概率计算要求样本点的概率相等,且样本点的个数有限。
二、几何概型:1.几何概型是指事件的样本空间是一个几何图形,而不是有限个元素。
2.在几何概型中,事件的概率等于事件所占的几何图形的面积或体积与样本空间所占的几何图形的面积或体积的比值。
3.几何概型的概率计算需要使用几何图形的面积或体积的计算方法,例如计算矩形的面积为长乘以宽,计算圆的面积为π乘以半径的平方。
4.几何概型可以应用于连续变量的概率计算,例如计算一些范围内的事件发生的概率。
5.几何概型的概率计算要求事件与样本空间之间存在其中一种几何关系,例如事件发生的可能性与事件所占的几何图形的面积或体积成正比。
综上所述,古典概型适用于简单事件且样本空间的样本点个数有限的情况,其概率计算公式为P(A)=n(A)/n(S);几何概型适用于事件的样本空间是一个几何图形的情况,概率等于事件所占的几何图形的面积或体积与样本空间所占的几何图形的面积或体积的比值。
掌握古典概型和几何概型的知识点,能够帮助我们更好地理解和计算事件的概率,为概率论的进一步学习奠定基础。
古典概型和几何概型的意义和主要区别古典概型特点:1、实验的样本空间只包括有限个元素;2、实验中每个基本事件发生的可能性相同;具有以上两个特点的实验是大量存在的,这种实验叫等可能概型,也叫古典概型。
求古典概型的概率的基本步骤:(1)算出所有基本事件的个数n;(2)求出事件A包含的所有基本事件数m;(3)代入公式P(A)=m/n,求出P(A)。
概率模型的转换:古典概率模型是在封闭系统内的模型,一旦系统内的某个事件的概率在其他概率确定前被确定,其他事件概率也会跟着发生改变。
概率模型会由古典概型转变为几何概型。
简单地说,如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型。
比如:对于一个随机试验,我们将每个基本事件理解为从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中每一个点被取到的机会都一样;而一个随机事件的发生则理解为恰好取到中述区域内的某个指定区域中的点。
这里的区域可以是线段,平面图形,立体图形等。
用这种方法处理随机试验,称为几何概型.几何概型与古典概型相对,将等可能事件的概念从有限向无限的延伸。
这个概念在我国初中数学中就开始介绍了。
古典概型与几何概型的主要区别在于:几何概型是另一类等可能概型,它与古典概型的区别在于试验的结果不是有限个。
几何概型的特点有下面两个:(1)试验中所有可能出现的基本事件有无限多个.(2)每个基本事件出现的可能性相等古典概型是概率的来源,利于学生接受和掌握,几何概率有利于学生的发展。
解决概率问题时,拿出一类概率问题要能抽象出本质,看它属于哪种模型,对于具体的某一概率问题,要能寻找它的变式,从感性到理性,从简到繁,从现象到本质,举一反三,触类旁通。
这需要老师耐心引导,学生们之间认真思考交流,抓住问题的本质,促进学生素质的提高和发展。
10-5古典概型与几何概型基础巩固强化1.4张卡片上分别写有数字1、2、3、4,从这4张卡片中随机抽取2张,则取出的2张卡片上的数字之和为奇数的概率为( )A.13B.12C.23D.34[答案] C[解析] 取出两张卡片的基本事件构成集合Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}共6个基本事件.其中数字之和为奇数包含(1,2),(1,4),(2,3),(3,4)共4个基本事件,∴所求概率为P =46=23.2.(2011·潍坊二检)若在区间[-π2,π2]上随机取一个数x ,则cos x 的值介于0到12之间的概率为( )A.13B.2πC.12D.23 [答案] A[解析] 当-π2≤x ≤π2时,由0≤cos x ≤12,得-π2≤x ≤-π3或π3≤x ≤π2,根据几何概型的概率计算公式得所求概率P =π6+π6π=13.3.已知函数f (x )=sin a π3x ,a 等于抛掷一颗骰子得到的点数,则y =f (x )在[0,4]上至少有5个零点的概率是( )A.13B.12C.23D.56[答案] C[解析] 抛掷一颗骰子共有6种情况.当a =1,2时,y =f (x )在[0,4]上的零点少于5个;当a =3,4,5,6时,y =f (x )在[0,4]上的零点至少有5个,故P =46=23,选C.4.(2011·天津六校联考)某学校共有学生2000名,各年级男、女生人数如下表:已知在全校学生中随机抽取1名,抽到高二女生的概率为0.19.现用分层抽样的方法在全校抽取64名学生,则三年级应抽取的学生人数为( )C .16D .12[答案] C[解析] 由题意得,x2000=0.19.解得x =380. ∴y +z =2000-(373+380+377+370)=500. 设三年级应抽取n 人,则642000=n500.∴n =16.故选C.5.投掷两颗骰子,其向上的点数分别为m 和n ,则复数(m +ni )(n -mi )为实数的概率为( )A.13B.14 C.16 D.112[答案] C[解析] 投掷两颗骰子,共向上的点数m 、n ,用(m ,n )记录基本事件,则基本事件构成集合Ω={(m ,n )|1≤m ≤6,1≤n ≤6,m ,n ∈N },∵(m +n i)(n -m i)=2mn +(n 2-m 2)i ,它为实数的等价条件是m 2=n 2,又m 、n 均为正整数,∴m =n .故所求事件所含基本事件有(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6)共6个,Ω中共有36个基本事件,∴P =636=16.故选C.6.(文)已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1内有一个内切球O ,则在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1内任取点M ,点M 在球O 内的概率是( )A.π4B.π8C.π6D.π12[答案] C[解析] 设正方体棱长为a ,则正方体的体积为a 3,内切球的体积为43π⎝ ⎛⎭⎪⎫a 23=16πa 3,故点M 在球O 内的概率为16πa 3a 3=π6.(理)(2011·北京学普教育中心联考版)在棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点O 为底面ABCD 的中心,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为( )A.π12 B .1-π12 C.π6 D .1-π6[答案] B[解析] 以点O 为圆心,半径为1的半球的体积为V =12×43πR 3=2π3,正方体的体积为23=8,由几何概型知:点P 到点O 的距离大于1的概率为P (A )=1-23π8=1-π12,故选B.7.(2011·皖南八校联考)连掷两次骰子得到的点数分别为m 和n ,设向量a =(m ,n )与向量b =(1,-1)的夹角为θ,则θ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2的概率是________.[答案] 712[解析] ∵cos θ=m -n 2·m 2+n 2,θ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2, ∴m ≥n ,满足条件m =n 的概率为636=16, m >n 的概率与m <n 的概率相等, ∴m >n 的概率为12×⎝⎛⎭⎪⎫1-16=512,∴满足m ≥n 的概率为P =16+512=712.8.(文)(2012·浙江文,12)从边长为1的正方形的中心和顶点这五个点中,随机(等可能)取两点,则该两点间的距离为22的概率是________.[答案] 25 [解析]由五个点中随机取两点共有10种取法.由图可知两点间的距离为22的是中心和四个顶点组成的4条线段,故概率为P =410=25,概率问题一定要弄明白概率模型.(理)在区间[1,5]和[2,4]分别各取一个数,记为m 和n ,则方程x 2m 2+y 2n 2=1表示焦点在x 轴上的椭圆的概率是________.[答案] 12[解析] ∵方程x 2m 2+y 2n 2=1表示焦点在x 轴上的椭圆,∴m >n .由题意知,在矩形ABCD内任取一点P(m,n),求P点落在阴影部分的概率,易知直线m=n恰好将矩形平分,∴p=1 2.9.(文)(2012·河北保定市模拟)在区间[-1,1]上随机取一个数k,则直线y=k(x+2)与圆x2+y2=1有公共点的概率为________.[答案]3 3[解析]∵直线与圆有公共点,∴|2k|k2+1≤1,∴-33≤k≤33.故所求概率为P=33-(-33)1-(-1)=33.(理)若利用计算机在区间(0,1)上产生两个不等的随机数a和b,则方程x=22a-2bx有不等实数根的概率为________.[答案]1 2[解析]方程x =22a -2bx 化为x 2-22ax +2b =0, ∵方程有两个不等实根, ∴Δ=8a -8b >0,∴a >b , 如图可知,所求概率p =12.10.(2012·天津文,15)某地区有小学21所,中学14所,大学7所.现采用分层抽样的方法从这些学校中抽取6所学校对学生进行视力调查.(1)求应从小学、中学、大学中分别抽取的学校数目;(2)若从抽取的6所学校中随机抽取2所学校做进一步数据分析, (ⅰ)列出所有可能的抽取结果; (ⅱ)求抽取的2所学校均为小学的概率. [分析] (1)根据抽样比例n N =621+14+7=17进行抽取.(2)由(1)知抽取的6所学校中有小学3所,用列举法求出基本事件总数n 和2所均为小学的抽法数m ,用古典概型公式P =mn 求解.[解析] (1)从小学、中学、大学中分别抽取的学校数目分别为6×2121+14+7=3,6×1421+14+7=2,6-3-2=1. (2)(ⅰ)在抽取到的6所学校中,3所小学分别记为A 1,A 2,A 3,2所中学分别记为A 4,A 5,大学记为A 6,则抽取2所学校的所有可能结果为{A 1,A 2},{A 1,A 3},{A 1,A 4},{A 1,A 5},{A 1,A 6},{A 2,A 3},{A 2,A 4},{A 2,A 5},{A 2,A 6},{A 3,A 4},{A 3,A 5},{A 3,A 6},{A 4,A 5},{A 4,A 6},{A 5,A 6},共15种.(ⅱ)从6所学校中抽取的2所学校均为小学(记为事件B )的所有可能结果为{A 1,A 2},{A 1,A 3},{A 2,A 3},共3种.所以P (B )=315=15.[点评] 本小题主要考查分层抽样方法、用列举法求基本事件数、古典概型及其概率计算公式,同时考查学生数据处理能力,运用概率知识解决实际问题的能力.能力拓展提升11.(2012·安徽六校教育研究会联考)连续投掷两次骰子得到的点数分别为m 、n ,向量a =(m ,n )与向量b =(1,0)的夹角记为α,则α∈(0,π4)的概率为( )A.518B.512 C.12 D.712[答案] B[解析] 连续投掷两次骰子的点数m 、n ,构成的向量a =(m ,n ),共有36个,a 与b 的夹角α∈(0,π4),∴cos α=a ·b |a |·|b |=m m 2+n2∈(22,1),即22<mm 2+n2<1,∴n <m ,满足要求的向量a 有(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5)共15个,∴所求概率P =1536=512.12.(文)(2012·辽宁文,11)在长为12cm 的线段AB 上任取一点C ,现作一矩形,邻边长分别等于线段AC 、CB 的长,则该矩形面积大于20cm 2的概率为( )A.16B.13 C.23 D.45[答案] C[解析] 在长为12cm 的线段AB 上任取一点C ,设AC =x ,则BC =12-x ,∴x (12-x )>20,∴2<x <10,因此总的几何度量为12,满足矩形面积大于20cm2的点在C 1与C 2之间的部分,如图∴P =812=23.关键在于找出总长度及事件“矩形的面积大于20cm 2”所表示区域的长度.(理)(2012·湖北理,8)如图,在圆心角为直角的扇形OAB 中,分别以OA 、OB 为直径作两个半圆,在扇形OAB 内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A .1-2π B.12-1π C.2π D.1π[答案] A[分析] 在扇形OAB 内随机取一点,此点落在阴影部分的概率属于几何概型问题,关键是求阴影部分的面积,如图设阴影部分两块的面积分别为S 1、S 2,OA =R ,则S 1=2(S 扇形DOC-S △DOC ),S 2=S 扇形OAB-S ⊙D +S 1.[解析] 设图中阴影面积分别为S 1,S 2,令OA =R ,由图形知,S 1=2(S 扇ODC -S △ODC )=2[π·(R 2)24-12·(R 2)2]=πR 2-2R 28, S 2=S 扇形OAB -S ⊙D +S 1=14πR 2-π·(R 2)2+πR 2-2R 28=πR 2-2R 28, ∴所求概率P =S 1+S 2S 扇形OAB =πR 2-2R 2414πR 2=1-2π. [点评] 1.当试验的结果构成的区域为长度、面积、体积、弧长、夹角等时,应考虑使用几何概型求解;2.利用几何概型求概率时,关键是试验的全部结果构成的区域和事件发生的区域的计算,有时需要设出变量,在坐标系中表示所需要的区域.13.已知关于x 的二次函数f (x )=ax 2-4bx +1.设集合P ={-1,1,2,3,4,5}和Q ={-2,-1,1,2,3,4},分别从集合P 和Q 中任取一个数作为a 和b 的值,函数y =f (x )在区间[1,+∞)上是增函数的概率为________.[答案] 49[解析] 函数f (x )=ax 2-4bx +1图象的对称轴为x =2b a .要使y =f (x )在区间[1,+∞)上为增函数,应有a >0且2b a ≤1,∴a ≥2b 且a >0.①若a =1,则b =-2,-1;②若a =2,则b =-2,-1,1;③若a =3,则b =-2,-1,1;④若a =4,则b =-2,-1,1,2;⑤若a =5,则b =-2,-1,1,2,∴该事件包含基本事件数为16,∴所求概率P =166×6=49. 14.(文)若区域M ={(x ,y )||x |+|y |≤2},在区域M 内的点的坐标为(x ,y ),则x 2-y 2≥0的概率是________.[答案] 12[解析] 区域M 是以(-2,0),(2,0),(0,-2),(0,2)为顶点的正方形,如图所示,其中满足y 2≤x 2的是直线y =x 和y =-x 所夹的包含(-2,0),(2,0)的两块区域即阴影部分,这个区域的面积恰好是区域M 面积的一半,故所求的概率为12.(理)(2012·昆明第一中学测试)设曲线y =x ,直线x =1,x 轴所围成的平面区域为M ,Ω=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎩⎪⎨⎪⎧ 0≤x ≤1,0≤y ≤1.,向区域Ω内随机投一点A ,则点A 落在M 内的概率为________.[答案] 23[解析] 区域Ω的面积S =1,区域M 的面积S 1=⎠⎛01x d x =23x 32|10=23,故所求概率P =23.15.设平面向量a m =(m,1),b n =(2,n ),其中m 、n ∈{1,2,3,4}.(1)请列出有序数组(m ,n )的所有可能结果;(2)记“使得a m ⊥(a m -b n )成立的(m ,n )”为事件A ,求事件A 发生的概率.[解析] (1)有序数组(m ,n )的所有可能结果为:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4)共16个.(2)由a m ⊥(a m -b n )得m 2-2m +1-n =0,即n =(m -1)2由于m 、n ∈{1,2,3,4},故事件A 包含的基本事件为(2,1),(3,4),共2个.又基本事件的总数为16,故所求的概率为P (A )=216=18.16.(文)(2011·江西文,16)某饮料公司对一名员工进行测试以便确定考评级别,公司准备了两种不同的饮料共5杯,其颜色完全相同,并且其中3杯为A 饮料,另外2杯为B 饮料,公司要求此员工一一品尝后,从5杯饮料中选出3杯A 饮料.若该员工3杯都选对,测评为优秀;若3杯选对2杯测评为良好;否测评为合格.假设此人对A 和B 饮料没有鉴别能力.(1)求此人被评为优秀的概率;(2)求此人被评为良好及以上的概率.[解析] 将5杯饮料编号为:1,2,3,4,5,编号1、2、3表示A 饮料,编号4、5表示B 饮料,则从5杯饮料中选出3杯的所有可能情况为:(123),(124),(125),(134),(135),(145),(234)(235),(245),(345),共有10种令D 表示此人被评为优秀的事件,E 表示此人被评为良好的事件,F 表示此人被评为良好及以上的事件,则(1)P (D )=110,(2)P (E )=35,P (F )=P (D )+P (E )=710.(理)袋子中放有大小和形状相同的小球若干个,其中标号为0的小球1个,标号为1的小球1个,标号为2的小球n 个.已知从袋子中随机抽取1个小球,取到标号是2的小球的概率是12.(1)求n 的值;(2)从袋子中不放回地随机抽取两个小球,记第一次取出的小球标号为a ,第二次取出的小球标号为b .①设事件A 表示“a +b =2”,求事件A 的概率;②在区间[0,2]内任取两个实数x 、y ,求事件“x 2+y 2>(a -b )2恒成立”的概率.[解析] (1)由题意可知:n 1+1+n =12,解得n =2. (2)将标号为2的小球记作a 1,a 2①两次不放回抽取小球的所有基本事件为:(0,1),(0,a 1),(0,a 2),(1,0),(1,a 1),(1,a 2),(a 1,0),(a 1,1),(a 1,a 2),(a 2,0),(a 2,1),(a 2,a 1),共12个,事件A 包含的基本事件为:(0,a 1),(0,a 2),(a 1,0),(a 2,0),共4个.∴P (A )=412=13.②记“x 2+y 2>(a -b )2恒成立”为事件B ,则事件B 等价于“x 2+y 2>4”,(x ,y )可以看成平面中的点,则全部结果所构成的区域Ω={(x ,y )|0≤x ≤2,0≤y ≤2,x ,y ∈R },而事件B 所构成的区域B ={(x ,y )|x 2+y 2>4,x ,y ∈Ω},∴P (B )=S B S Ω=2×2-π2×2=1-π4.1.(2011·新课标全国文,6)有3个兴趣小组,甲、乙两位同学各自参加其中一个小组,每位同学参加各个小组的可能性相同,则这两位同学参加同一个兴趣小组的概率为( )A.13B.12C.23D.34[答案] A[解析] 甲、乙各自参加其中一个小组所有选法为32=9种,甲、乙参加同一个小组的选法有3种,所以其概率为39=13.故选A.2.(2011·福建文,7)如图,矩形ABCD 中,点E 为边CD 的中点,若在矩形ABCD 内部随机取一个点Q ,则点Q 取自△ABE 内部的概率等于( )A.14B.13C.12D.23 [答案] C[解析] 本题属于几何概型求概率问题,设矩形长为a ,宽为b ,则点取自△ABE 内部的概率P =S △ABE S 矩形ABCD =12ab ab =12. 3.有5条长度分别为1、3、5、7、9的线段,从中任意取出3条,则所取3条线段可构成三角形的概率是( )A.35B.310C.25D.710[答案] B[解析] 构不成三角形的为(1,3,5),(1,3,7),(1,3,9),(3,5,9),(1,5,7),(1,5,9),(1,7,9),能构成三角形的有(3,5,7),(3,7,9),(5,7,9),∴所求概率为310.4.从-1、0、1、2这四个数中选出三个不同的数作为二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的系数组成不同的二次函数,其中使二次函数有变号零点的概率为( )A.79B.712C.59D.512[答案] A [解析] 首先取a ,∵a ≠0,∴a 的取法有3种,再取b ,b 的取法有3种,最后取c ,c 的取法有2种,∴共组成不同的二次函数3×3×2=18个.f (x )若有变号零点,不论a >0还是a <0,均应有Δ>0,即b 2-4ac >0,∴b 2>4ac .①首先b 取0时,a 、c 须异号,a =-1,则c 有2种,a 取1或2,则c 只能取-1,∴共有4种.②b =1时,若c =0,则a 有2种,若c =-1,a 只能取2.若c =2,则a =-1,共有4种.③若b =-1,则c 只能取0,有2种.④若b =2,取a 有2种,取c 有2种,共有2×2=4种.综上所述,满足b 2>4ac 的取法有4+4+2+4=14种,∴所求概率P =1418=79.5.在正方体上任选3个顶点连成三角形,则所得的三角形是直角非等腰三角形的概率为( )A.17B.27C.37D.47[答案] C[解析] 寻找直角非等腰三角形构成的特征.方法1:相对棱AB 与C 1D 1的四个顶点所构成的四边形中,任取三个顶点构成的三角形,符合条件,故有C 34种情形,由于正方体有6对相对棱,故可得到的直角非等腰三角形有6C 34个,因此,所求的概率为:6C 34C 38=2456=37,∴选C.方法2:以A 为直角顶点的直角非等腰三角形仅有:Rt △D 1AB 、Rt △B 1AD 、Rt △A 1AC 三个,故共有直角非等腰三角形8×3=24个,因此,所求的概率为:24C 38=2456=37,∴选C. [点评] 探求规律特征,或从特殊点出发思考,是解这类问题的一般思路.把问题改为求“所得三角形恰为直角三角形”的概率,则答案为C 38-8C 38=67. 6.已知直线l 1:x -2y -1=0,直线l 2:ax -by +1=0,其中a 、b ∈{1,2,3,4,5,6}.(文)直线l 1∥l 2的概率为________.(理)直线l 1与l 2的交点位于第一象限的概率为______.[分析] a ,b ∈{1,2,3,4,5,6}相当于放回取样,也就是说a 与b 的值可以重复.[答案] (文)112 (理)16[解析] (文)依题意知,直线l 1的斜率k 1=12,直线l 2的斜率k 2=a b .设事件A 为“直线l 1∥l 2”.a 、b ∈{1,2,3,4,5,6}的基本事件记作(a ,b ),有(1,1),(1,2),…,(1,6),(2,1),(2,2),…,(2,6),…,(6,5),(6,6),共36种.若l 1∥l 2,则b =2a .满足条件的实数对(a ,b )有(1,2)、(2,4)、(3,6),共3种.所以P (A )=336=112.∴直线l 1∥l 2的概率为112.(理)由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y -1=0,ax -by +1=0.得⎩⎪⎨⎪⎧ x =b +2b -2a ,y =a +1b -2a .(b ≠2a )∵两直线的交点在第一象限,∴⎩⎪⎨⎪⎧ b +2b -2a >0,a +1b -2a >0,∴b >2a .a ,b ∈{1,2,3,4,5,6}的基本事件共6×6=36个,其中满足b >2a 的基本事件(a ,b )有:(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,5),(2,6)共6个.∴其概率P =636=16.7.(2011·北京文,16)以下茎叶图记录了甲、乙两组各四名同学的植树棵数,乙组记录中有一个数据模糊,无法确认,在图中以X 表示.(1)如果X =8,求乙组同学植树棵数的平均数和方差;(2)如果X =9,分别从甲、乙两组中随机选取一名同学,求这两名同学的植树总棵数为19的概率.(注:方差s 2=1n [(x 1-x -)2+(x 2-x -)2+…+(x n -x -)2],其中x -为x 1,x 2,…,x n 的平均数)[解析] (1)当X =8时,由茎叶图可知,乙组同学的植树棵数是:8,8,9,10.所以平均数为x =8+8+9+104=354; 方差为s 2=14[(8-354)2+(8-354)2+(9-354)2+(10-354)2]=1116.(2)记甲组四名同学为A 1,A 2,A 3,A 4,他们植树的棵数依次为9,9,11,11:乙组四名同学为B 1,B 2,B 3,B 4,他们植树的棵数依次为9,8,9,10,分别从甲、乙两组中随机选取一名同学,所有可能的结果有16个,它们是:(A 1,B 1),(A 1,B 2),(A 1,B 3),(A 1,B 4),(A 2,B 1),(A 2,B 2),(A 2,B 3),(A 2,B 4),(A 3,B 1),(A 3,B 2),(A 3,B 3),(A 3,B 4),(A 4,B 1),(A 4,B 2),(A 4,B 3),(A 4,B 4).用C 表示:“选出的两名同学的植树总棵数为19”这一事件,则C 中的结果有4个,它们是:(A 1,B 4),(A 2,B 4),(A 3,B 2),(A 4,B 2),故所求概率为P (C )=416=14.8.(2011·四川文,17)本着健康、低碳的生活理念,租自行车骑游的人越来越多.某自行车租车点的收费标准是每车每次租不超过两小时免费,超过两小时的部分每小时收费2元(不足1小时的部分按1小时计算).有甲、乙两人相互独立来该租车点租车骑游(各租一车一次),设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为14、12;两小时以上且不超过三小时还车的概率分别为12、14;两人租车时间都不会超过四小时.(1)分别求出甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率;(2)求甲、乙两人所付的租车费用之和小于6元的概率.[解析] (1)分别记甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车为事件A ,B ,则P (A )=1-14-12=14,P (B )=1-12-14=14.∴甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率分别为14,14.(2)记两人所付的租车费用之和小于6元为事件C ,所付租车费之和为0元、2元、4元的概率分别为P 1、P 2、P 3,则P 1=14×12=18,P 2=14×14+12×12=516,P 3=12×14+14×14+12×14=516,∴P (C )=P 1+P 2+P 3=34.∴甲、乙两人所付的租车费用之和小于6元的概率为34.9.一个袋中装有四个形状大小完全相同的球,球的编号分别为1、2、3、4.(1)从袋中随机取两个球,求取出的球的编号之和不大于4的概率;(2)先从袋中随机取一个球,该球的编号为m,将球放回袋中,然后再从袋中随机取一个球,该球的编号为n,求n<m+2的概率.[解析](1)从袋中取球编号之和不大于4的基本事件有1和2,1和3两个,而随机取两球其一切可能的基本事件有6个.∴所求概率为P=26=13.(2)由题意其一切结果设为(m,n)有:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16个.又满足条件n≥m+2的事件为(1,3),(1,4),(2,4),共3个,P1=316.故满足条件n<m+2的事件的概率为1-P1=1-316=13 16.。
第四节古典概型与几何概型[考纲要求]1.理解古典概型及其概率计算公式.2.会计算一些随机事件所含的基本事件数及事件发生的概率.3.了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率.4.了解几何概型的意义.突破点一古典概型1.基本事件的特点1任何两个基本事件都是互斥的;2任何事件除不可能事件都可以表示成基本事件的和.2.古典概型具有以下两个特点的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.1有限性:试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;2等可能性:每个基本事件出现的可能性相等.3.古典概型的概率公式;3利用公式,求出事件A的概率.2.求基本事件个数的三种方法1列举法:把所有的基本事件一一列举出来,此方法适用于情况相对简单的试验题.2列表法:将基本事件用表格的方式表示出来,通过表格可以弄清基本事件的总数,以及要求的事件所包含的基本事件数.3树状图法:树状图法是使用树状的图形把基本事件列举出来的一种方法,树状图法便于分析基本事件间的结构关系,对于较复杂的问题,可以作为一种分析问题的主要手段.[针对训练]1.2022·全国卷Ⅱ我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是解析:选C 不超过30的所有素数为2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,随机选取两个不同的数,共有C=45种情况,而和为30的有7+23,11+19,13+17这3种情况,∴所求概率为=故选C2.2022·大同一中月考甲、乙两人玩一种游戏,在装有质地、大小完全相同,编号分别为1,2,3,4,5,6六个球的口袋中,甲先摸出一个球,记下编号,放回后乙再摸一个球,记下编号,如果两个编号的和为偶数算甲赢,否则算乙赢.1求甲赢且编号和为8的事件发生的概率.2这种游戏规则公平吗试说明理由.解:1设“两个编号和为8”为事件A,则事件A包括的基本事件有2,6,3,5,4,4,5,3,6,2,共5个.又甲、乙两人取出的数字共有6×6=36个等可能的结果,故==故选B2.2022·贵阳模拟某市国际马拉松邀请赛设置了全程马拉松、半程马拉松和迷你马拉松三个比赛项目,4位长跑爱好者各自任选一个项目参加比赛,则这三个项目都有人参加的概率为解析:选B 基本事件总数n=34=81,这三个项目都有人参加所包含的基本事件个数m=CA=36,故这三个项目都有人参加的概率为==3.2022·广东五校联考从1~9这9个自然数中任取7个不同的数,则这7个数的平均数是5的概率为解析:选C 从1~9这9个自然数中任取7个不同的数的取法共有C=36种,从1,9,2,8,3,7,4,6中任选3组,有C =4种选法,故这7个数的平均数是5的概率为=,选C4.2022·成都外国语学校月考《九章算术》中有如下问题:今有勾八步,股一十五步,问勾中容圆,径几何”其大意:已知直角三角形的两直角边长分别为8步和15步,问其内切圆的直径为多少步.现若向此三角形内随机投一粒豆子,则豆子落在其内切圆外的概率是C.1-D.1-解析:选D 直角三角形的斜边长为=17,设内切圆的半径为r,则8-r+15-r=17,解得r=3∴内切圆的面积为πr2=9π,∴豆子落在内切圆外的概率,由84+85+87+90+m+99=86+87+91+92+94,得m=5,即当m=5时,甲、乙两人的平均成绩相等.m的取值有0,1,2,3,…,9,共10种可能,其中,当m=6,7,8,9时,h因为前5组的频率之和为++++=>,而前4组的频率之和为+++=<,所以2≤m<由×m-2=-,解得m=故可估计该校高一学生周末阅读时间的中位数为3由题意得周末阅读时间在[1,,[,2中的学生分别有15人、20人,按分层抽样的方法应分别抽取3人、4人,分别记作A,B,C及a,b,c,d,从7人中随机抽取2人,共有AB,AC,Aa,Ab,Ac,Ad,BC,Ba,Bb,Bc,Bd,Ca,Cb,Cc,Cd,ab,ac,ad,bc,bd,cd,共21种,抽取的2人在同一组的有AB,AC,BC,ab,ac,ad,bc,bd,cd,共9种,故所求概率P==。
古典概型与几何概型一、古典概型 1、定义(1)样本空间的元素只有有限个; (2)每个基本事件发生的可能性相同。
比如:抛掷一枚均匀硬币的试验,抛掷一枚均匀骰子的试验,从一副扑克牌中随机抽取一张。
称具备条件(1)、(2)的实验称为等可能概型,考虑到它在概率论早期发展中的重要地位,又把它叫做古典概型。
2、古典概型中事件概率的计算设{}ωωωn ,,, 21=Ω ,由古典概型的等可能性,得}{}{}{21n P P P ωωω=== 又由于基本事件两两互不相容;所以},{}{}{}{121n P P P P ωωω ++=Ω=.,,2,1,1}{n i n P i ==ω若事件A 包含m 个样本点,即{}ωωωi i i A m,,,21 =, 则有 :中元素个数中元素个数Ω=A P(A)基本事件总数发生的基本事件数使A =n m= 1.(2010佛山一模)已知某射击运动员,每次击中目标的概率都是0.8.现采用随机模拟的方法估计该运动员射击4次,至少击中3次的概率:先由计算器算出0到9之间取整数值的随机数,指定0,1,表示没有击中目标,2,3,4,5,6,,7,8,9表示击中目标;因为射击4次,故以每4个随机数为一组,代表射击4次的结果.经随机模拟产生了20组随机数: 5727 0293 7140 9857 0347 4373 8636 9647 1417 4698 0371 6233 2616 8045 6011 3661 9597 7424 6710 4281 据此估计,该射击运动员射击4次至少击中3次的概率为 ( ) A .0.85 B .0.8192 C .0.8 D . 0.752.(2007·广东)在一个袋子中装有分别标注数字1,2,3,4,5的五个小球,这些小球除标注的数字外完全相同.现从中随机取出2个小球,则取出的小球标注的数字之和为3或6的概率是A .310B .15C .110D .1123.(2009江苏)现有5根竹竿,它们的长度(单位:m )分别为2.5,2.6,2.7,2.8,2.9,若从中一次随机抽取2根竹竿,则它们的长度恰好相差0.3m 的概率为 .4.(2009·安徽文)从长度分别为2、3、4、5的四条线段中任意取出三条,则以这三条线段为边可以构成三角形的概率是________。
第四节古典概型与几何概型
A组专项基础测试
三年模拟精选
一、选择题
1.(2015·四川成都模拟)一个边长为2 m,宽1 m的长方形内画有一个中学生运动会的会标,在长方形内随机撒入100粒豆子,恰有60粒落在会标区域内,则该会标的面积约为( )
A.3
5
m2 B.
6
5
m2 C.
12
5
m2 D.
18
5
m2
解析由几何概型的概率计算公式可知,会标的面积约为60
100×2=
6
5
.故选B.
答案 B
2.(2015·广东佛山模拟)某校高三年级学生会主席团共有5名同学组成,其中有3名同学来自同一班级,另外两名同学来自另两个不同班级.现从中随机选出两名同学参加会议,则两名选出的同学来自不同班级的概率为( )
A. 0.35
B. 0.4
C. 0.6
D. 0.7
解析来自同一班级的3名同学用1,2,3表示,来自另两个不同班级2名同学用A,B 表示,从中随机选出两名同学参加会议,共有12,13,1A,1B,23,2A,2B,3A,3B,AB共10种,
这两名选出的同学来自不同班级,共有1A,1B,2A,2B,3A,3B、AB共7种,故这两名
选出的同学来自不同班级概率P=7
10
=0.7.
答案 D
3.(2014·梅州质检)如图所示方格,在每一个方格中填入一个数字,数字可以是1,2,3,4中的任何一个,允许重复.则填入A方格的数字大于B方格的数字的概率为( )
A.1
2
B.
1
4
C.
3
4
D.
3
8
解析不考虑大小,A,B两个方格有4×4=16(种)排法.要使填入A方格的数字大于B 方格的数字,则从1,2,3,4中选2个数字,大的放入A格,小的放入B格,有(4,3),(4,2),(4,1),(3,2),(3,1),(2,1),共6种,故填入A方格的数字大于B方格的
数字的概率为616=3
8,选D.
答案 D
4.(2014·皖南八校三模)一颗质地均匀的正方体骰子,其六个面上的点数分别为1,2,3,4,5,6,将这颗骰子连续抛掷三次,观察向上的点数,则三次点数依次构成等差数列的概率为( ) A.112
B.118
C.
136
D.
7108
解析 连续抛掷三次共有63
=216种情况,记三次点数分别为a ,b ,c ,则a +c =2b ,所以a +c 为偶数,则a 、c 的奇偶性相同,且a 、c 允许重复,一旦a 、c 确定,b 也唯一确定,又a ,c 共有2×32
=18种,所以所求概率为18216=112,故选A.
答案 A 二、填空题
5.(2014·成都模拟)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上随机取一个数x ,cos x 的值介于0至12之间的概率为________.
解析 由0≤cos x ≤12,x ∈⎣⎢⎡⎦
⎥⎤-π2,π2,可得-π2≤x ≤-π3,或π3≤x ≤π2,结合几何
概型的概率公式可得所求的概率为P =2⎝ ⎛⎭⎪
⎫π2-π3π2-⎝ ⎛⎭
⎪⎫-π2=1
3.
答案 13
一年创新演练
6.在棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点O 为底面ABCD 的中心,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1
内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为( ) A.π12
B .1-π12
C.π6
D .1-π6
解析 点P 到点O 的距离大于1的点位于以O 为球心,以1为半径的半球外.记点P 到点O 的距离大于1为事件A ,则P (A )=23-12×4π3×1
3
23
=1-π
12. 答案 B
7.在区间[-1,1]上随机取一个数k ,使直线y =k (x +2)与圆x 2
+y 2
=1相交的概率为( ) A.1
2
B.13
C.33
D.32
解析 由题意知圆心(0,0)到直线的距离d =|2k |
k 2+1
<1,
∴-33<k <33,∴所求概率P =2332=3
3.
答案 C
B 组 专项提升测试 三年模拟精选
一、选择题
8.(2015·广州模拟)在△ABC 中,∠ABC =60°,AB =2,BC =6,在BC 上任取一点D ,使△ABD 为钝角三角形的概率为( ) A.16
B.13
C.12
D.23
解析 如图,过点A 作AH ⊥BC ,垂足为H ,则在Rt △AHB 中,BH =AB ·cos 60°=2cos 60°=1;过点A 作AM ⊥AB ,交BC 于点M ,则在Rt △ABM 中,BM =
AB
cos 60°
=4,故MC =BC -BM =2.
由图可知,要使△ABD 为钝角三角形,则点D 只能在线段BH 或线段
MC 上选取,故所求事件的概率P =
1+26=1
2
,故选C. 答案 C 二、填空题
9.(2014·浙江十校联考)两个袋中各装有编号为1,2,3,4,5的5个小球,分别从每个袋中摸出一个小球,所得两球编号数之和小于5的概率为________.
解析 共有25种摸球情况,两球编号数之和小于5的组合情况有(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),共6种,故所求概率为6
25.
答案
625
二、解答题
10.(2014·沈阳模拟)已知集合A ={-2,0,2},B ={-1,1}. (1)若M ={(x ,y )|x ∈A ,y ∈B },用列举法表示集合M ;
(2)在(1)中的集合M 内,随机取出一个元素(x ,y ),求以(x ,y )为坐标的点位于区域D :
⎩⎪⎨⎪
⎧x -y +2≥0,x +y -2≤0,y ≥-1
内的概率. 解 (1)M ={(-2,-1),(-2,1),(0,-1),(0,
1),(2,-1),(2,1)}.
(2)记“以(x ,y )为坐标的点位于区域D 内”为事件C .
集合M 中共有6个元素,即基本事件总数为6,区域D 含有集合M 中元素 (-2,-1),(0,-1),(0,1),(2,-1),共4个, ∴P (C )=46=2
3
.
故以(x ,y )为坐标的点位于区域D 内的概率为2
3
.
一年创新演练
11.设实数a ,b 均为区间[0,1]内的随机数,则关于x 的不等式bx 2
+ax +14<0有实数解
的概率为( ) A.12
B.16
C.13
D.23
解析 由题意,若b =0,a ≠0时不等式bx 2
+ax +14<0有实数解;
若b ≠0,则Δ=a 2
-b >0;作出⎩⎪⎨⎪⎧0≤a ≤1,0≤b ≤1,a 2>b
表示的平面区域如下,
关于x 的不等式bx 2
+ax +14
<0有实数解的概率为图中阴影部分与正方形的面积比,
S 阴=
⎪⎪⎪⎠⎛0
1x 2
d x =13x 310
=13
,故ρ=S 阴S 正方形=1
31=13,故选C. 答案 C
12.已知函数f (x )=ln x
x
,导函数为f ′(x ),在区间[2,3]上任取一点x 0,使得f ′(x 0)>0
的概率为________.
解析 由已知得f ′(x )=1-ln x x
,x ∈[2,3], 故f ′(x )>0⇔1-ln x x
2
>0, 解得2<x <e ,故由几何概型可得所求事件的概率为e -23-2=e -2.
答案 e -2。