高考数学复习点拨:约会型几何概型问题
- 格式:doc
- 大小:212.00 KB
- 文档页数:3
《几何概型中的约会型问题》作业
1、甲乙两艘船在驶向一个不能同时停泊两艘船的港口,他们在一昼夜内的任何时刻到达该港口的可能性相等,如果甲船停泊时间为1小时,乙船停泊时间为2小时,求它们任何一艘船都不需要等待的概率。
2、小明和小雪约了星期天下午在月牙塘公园见面,由于龙泉路最近在修路,可能会堵车,
小明说他大概4:00—5:00会到,小雪说她可能4:30—5:30到,他们约定先到的等二十分钟如果另一个还没来就可以先走了,假设他们在自己估计时间内到达的可能性相等,问他们两个能相遇的概率有多大?
3、水池的容积为20 立方米,向水池注水的水龙头A和B的流速均为1立方米/小时,它
们在一昼夜内随机开的时间为0~24小时,求水池不溢水的概率。
4、某同学到公共汽车站等车上学,可乘坐8路,23路,8路车10分钟一班,23路15分钟
一班,求这位同学等车时间不超过8分钟的概率。
5、、小明和小雪两人约定星期天下午4:00—5:00之间在小西门乘公共汽车一起去学校,在
这段时间内有3班公共汽车,公车准时到达时刻分别为4∶20,4∶40,5∶00,如果他们约定,见车就乘,求他们两个同乘一车的概率?
6、把一条长为6米的绳子截成三段,求
(1)若三段长均为整数,求能够成三角形的概率;
(2)若截成的三段长为任意值,求能够成三角形的概率。
几何概型的常见题型及典例分析一•几何概型的定义1. 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 .2. 特点:(1) 无限性,即一次试验中,所有可能出现的结果(基本事件)有无限 多个;(2) 等可能性,即每个基本事件发生的可能性均相等 . 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)说明:用几何概率公式计算概率时,关键是构造出随机事件所对应 的几何图形,并对几何图形进行度量. 4.古典概型和几何概型的区别和联系:(1) 联系:每个基本事件发生的都是等可能的.(2) 区别:①古典概型的基本事件是有限的, 几何概型的基本事件是无 限的;②两种概型的概率计算公式的含义不同..常见题型(一)、与长度有关的几何概型分析:在区间[1,1]上随机取任何一个数都是一个基本事件.所取的数是 区间[1,1]的任意一个数,基本事件是无限多个,而且每一个基本事件的 发生都是等可能的,因此事件的发生的概率只与自变量x 的取值范围的3.计算公式:P (A )例1、在区间[1,1]上随机取一个数x 1X ,cos 2-的值介于0到2之间的概率为().A.- 3B.C.D.区间长度有关,符合几何概型的条件 解:在区间[1,1]上随机取一个数X ,即x [0到-之间,需使x或 x22 2 33 2 2 2••• 1 x 2或-x 1,区间长度为3 3由几何概型知使cos —x 的值介于0到1之间的概率为2 22符合条件的区间长度 J 1所有结果构成的区间长 度 2 3 .例2、如图,A,B 两盏路灯之间长度是30米,由于光线较暗,想在其间 再随意安装两盏路灯 C,D ,问A 与C,B 与D 之间的距离都不小于10米的 概率是多少?思路点拨从每一个位置安装都是一个基本事件,基本事件有无限 多个,但在每一处安装的可能性相等,故是几何概型.解 记E : “ A 与C,B 与D 之间的距离都不小于10米”,把AB1等分,由于中间长度为妙3=10米,方法技巧我们将每个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 则理解为恰好取到上述区域内的某个指定区域中的点,这样的概率模型 就可以用几何概型来求解.例3、在半径为R 的圆内画平行弦,如果这些弦与垂直于弦的直径的交 点在该直径上的位置是等可能的,求任意画的弦的长度不小于 R 的概率 思考方法:由平面几何知识可知,垂直于弦的直径平分这条弦,所以, 地分布在于平行弦垂直的直径上(如图1-1 ) O 也就是说,样本空间所对应的区域 G 是一维空 间(即直线)上的线段 MN 而有利场合所对 应的区域G 是长度不小于R 的平行弦的中点K 所在的区间。
专题52 几何概型(1)了解随机数的意义,能运用模拟方法估计概率.(2)了解几何概型的意义.一、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)每个基本事件发生的可能性相等.3.几何概型的概率计算公式() P AA构成事件的区域长度(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).4.必记结论(1)与长度有关的几何概型,其基本事件只与一个连续的变量有关;(2)与面积有关的几何概型,其基本事件与两个连续的变量有关,若已知图形不明确,可将两个变量分别作为一个点的横坐标和纵坐标,这样基本事件就构成了平面上的一个区域,即可借助平面区域解决问题;(3)与体积有关的几何概型.二、随机模拟用计算器或计算机模拟试验的方法为随机模拟方法或蒙特卡罗方法.这个方法的基本步骤是:(1)用计算器或计算机产生某个X围内的随机数,并赋予每个随机数一定的意义;(2)统计代表某意义的随机数的个数M和总的随机数个数N;(3)计算频率()n Mf AN作为所求概率的近似值.注意,用随机模拟方法得到的结果只能是概率的近似值或估计值,每次试验得到的结果可能不同,而所求事件的概率是一个确定的数值.考向一与长度有关的几何概型求解与长度有关的几何概型的问题的关键是将所有基本事件及事件A包含的基本事件转化为相应长度,进而求解.此处的“长度”可以是线段的长短,也可以是时间的长短等.注意:在寻找事件A发生对应的区域时,确定边界点是问题的关键,但边界点能否取到不会影响事件A的概率.典例1某学校星期一至星期五每天上午都安排五节课,每节课的时间为40分钟.第一节课上课的时间为7:50~8:30,课间休息10分钟.某同学请假后返校,若他在8:50~9:30之间到达教室,则他听第二节课的时间不少于10分钟的概率是A.12B.13C.23D.35【答案】A故所求概率为201402=,选A . 典例2 在区间[]0,2上随机抽取一个数x ,则事件“1211log 12x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭”发生的概率为 A .34B .23 C .13D .14【答案】A【解析】区间[]0,2的长度为2, 由1211log 12x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭可得302x ≤≤, 所以所求事件的概率为P =33224-=.1.公共汽车在7:00到7:20内随机到达某站,李老师从家里赶往学校上班,7:15到达该站,则她能等到公共汽车的概率为A .13B .23 C .14D .342.在长度为10的线段AB 上任取一点C (不同于A ,B ),则以AC ,BC 为半径的圆的面积之和小于58π的概率为A .B .C .D .考向二 与面积有关的几何概型求解与面积有关的几何概型的问题的关键是构造出随机事件对应的几何图形,利用图形的几何特征找出两个“面积”,套用几何概型的概率计算公式,从而求得随机事件的概率. 必要时可根据题意构造两个变量,把变量看成点的坐标,找到全部试验结果构成的平面图形,以便求解.“面积比”是求几何概型的一种重要的方法.典例3 在如图所示的扇形AOB中,∠AOB=,半圆C切AO于点D,与圆弧AB切于点B,若随机向扇形AOB内投一点,则该点落在半圆C外的概率为A.B.C.D.【答案】A则所求概率P=1-SS=1-,故选A.典例4 如图,已知A(a,0)(a>0),B是函数f(x)=2x2图象上的一点,C(0,2),若在矩形OABC内任取一点P,则点P落在阴影部分的概率为________.【答案】3.圆O 内有一内接正三角形,向圆O 内随机投一点,则该点落在正三角形内的概率为 A 33B .3C .33.34.已知1Ω是集合()22{,|1}x y x y +≤所表示的区域,2Ω是集合(){,|1}x y x y +≤所表示的区域,向区域1Ω内随机地投一个点,则该点落在区域2Ω内的概率为________.考向三 与体积有关的几何概型的求法用体积计算概率时,要注意所求概率与所求事件构成的区域的体积的关系,准确计算出所求事件构成的区域的体积,确定出基本事件构成的区域的体积,求体积比即可.一般当所给随机事件是用三个连续变量进行描述或当概率问题涉及体积时,可以考虑用此方法求解.典例5一只小蜜蜂在一个棱长为30的正方体玻璃容器内随机飞行,若蜜蜂在飞行过程中与正方体玻璃容器六个表面中至少有一个的距离不大于10,则就有可能撞到玻璃上而不安全,即始终保持与正方体玻璃容器六个表面的距离均大于10,飞行才是安全的.假设蜜蜂在正方体玻璃容器内飞行到任意位置的可能性相等,那么蜜蜂飞行安全的概率是A.512B.23C.127D.425【答案】C5.如图,在一个棱长为2的正方体鱼缸内放入一个倒置的无底圆锥形容器,圆锥的上底圆周与鱼缸的底面正方形相切,圆锥的顶点在鱼缸的缸底上,现在向鱼缸内随机地投入一粒鱼食,则“鱼食落在圆锥外面”的概率是A.π14B.π12C.π4D.π112-考向四随机模拟的应用利用随机模拟试验可以近似计算不规则图形A的面积,解题的依据是根据随机模拟估计概率()AP A=随机取的点落在中的随机取点频数的总次数,然后根据()随机取点构的成事全部件的区结果构成的区域面积域面积AP A=列等式求解.典例6 《周髀算经》中给出了勾股定理的绝妙证明,如图是赵爽的弦图及注文,弦图是一个以勾股形之弦为边的正方形,其面积称为弦实.图中包含四个全等的勾股形及一个小正方形,分别涂成朱(红)色及黄色,其面积分别称朱实、黄实,利用2×勾×股+(股-勾)2=4×朱实+黄实=弦实,化简得勾2+股2=弦2.设勾股形中勾股比为1∶3,若向弦图内随机抛掷3000颗图钉,则落在黄色图形内的图钉数约为(3≈1.732)A.134 B.268C.402 D.536【答案】C6.如图,在一不规则区域内,有一边长为1 m 的正方形,向区域内随机地撒1000颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为 375,以此试验数据为依据可以估计出该不规则图形的面积为A .83 m 2 B .2 m 2C .38m 2 D .3 m 21.在[]0,π内任取一个实数x ,则1sin 2x ≤的概率为 A .2 3B .1 2C .13D .1 42.若任取[]0,1、x y ∈,则点(),P x y 满足y x >的概率为A .23B .13 C .12D .343.在区间[]0,4上随机地选择一个数,p 则方程2380x px p -+-=有两个正根的概率为A .13B .23 C .12D .144.在直角坐标系中,任取n 个满足x 2+y 2≤1的点(x ,y ),其中满足|x|+|y|≤1的点有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率π的近似值为 A .4m n B .4nmC .2m n D .2nm5.某校航模小组在一个棱长为6米的正方体房间内试飞一种新型模型飞机,为保证模型飞机安全,模型飞机在飞行过程中要始终保持与天花板、地面和四周墙壁的距离均大于1米,则模型飞机“安全飞行”的概率为 A .127B .116C .38D .8276.如图,在矩形ABCD 中,AB =3,BC =1,以A 为圆心、1为半径作圆弧DE ,点E 在线段AB 上,在圆弧DE 上任取一点P ,则直线AP 与线段BC 有公共点的概率是A .1 4B .13C .25D .357.已知函数()2,01(e 1,1e x x f x x x⎧≤<⎪=⎨≤≤⎪⎩为自然对数的底数)的图象与直线e 、x x =轴围成的区域为E ,直线e 1、x y ==与x 轴、y 轴围成的区域为F ,在区域F 内任取一点,则该点落在区域E 内的概率为A .43e B .23e C .23D .2e8.《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 A .3π 10B .3π 20C .3π110-D .3π120- 9.有一根长为1米的细绳,将细绳随机剪断,则两截的长度都大于18米的概率为__________. 10.一个正方体的外接球的表面积为48π,从这个正方体内任取一点,则该点取自正方体的内切球内的概率为__________.11.甲、乙两艘轮船都要在某个泊位停靠6小时,假定它们在一天内随机到达,若两船同时到达则有一艘必须等待,试求这两艘轮船中有一艘在停靠泊位时必须等待的概率.12.某班早晨7:30开始上早读课,该班学生小陈和小李在早上7:10至7:30之间到班,且两人在此时间段的任何时刻到班是等可能的.(1)在平面直角坐标系中画出两人到班的所有可能结果表示的区域; (2)求小陈比小李至少晚5分钟到班的概率.13.已知函数()22(,f x ax bx a a b =-+∈R ).(1)若a 从集合{}0,1,2,3中任取一个元素,b 从集合{}0,1,2,3中任取一个元素,求方程()0f x =有实根的概率;(2)若b 从区间[]0,2中任取一个数,a 从区间[]0,3中任取一个数,求方程()0f x =没有实根的概率.1.(2017新课标全国Ⅰ理科)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 .π42.(2016新课标全国Ⅰ理科)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是 A .13B .12C .23D .343.(2017某某)记函数2()6f x x x =+-的定义域为D .在区间[4,5]-上随机取一个数x ,则x D ∈的概率是 ▲ .4.(2016某某理科)在[1,1]上随机地取一个数k ,则事件“直线y =kx 与圆22(5)9xy 相交”发生的概率为 .1.【答案】 C2.【答案】C【解析】设AC =x ,则BC =10-x ,0<x <10,由题意πx 2+π(10-x )2<58π,得x 2-10x +21<0,得3<x <7, 故所求的概率为.3.【答案】C4.【答案】2π【解析】易知1Ω的面积1πS =,2 Ω的面积22S =, 根据几何概型可得所求事件的概率为P=2.π5.【答案】D【解析】由题意可知,正方体的体积V =8,圆锥的体积V 1=212ππ1233⨯⨯⨯=,所以“鱼食落在圆锥外面”的概率是P=1π112V V V -=-. 6.【答案】A变式拓展【解析】由几何概型的概率计算公式及题意可近似得到正方形不规则图形S S =3751000,所以该不规则图形的面积大约为1000375=83(m 2).1.【答案】C【解析】若1sin 2x ≤,则在[]0,π内π5π0π66或x x ≤≤≤≤, 所以所求概率为π216π03P ⨯==-.选C .2.【答案】C【解析】根据几何概型的概率计算公式可知P =11112112⨯⨯=⨯.故选C .3.【答案】A【解析】因为方程2380x px p -+-=有两个正根,所以()243800,380p p p p ∆⎧=--≥⎪>⎨⎪->⎩所以8p ≥或 84,3p <≤ 又因为[]0,4,p ∈所以所求概率为841343P -==. 4.【答案】D5.【答案】D【解析】依题意得,模型飞机“安全飞行”的概率为(626-)3=827,故选D.6.【答案】B【解析】连接AC,交圆弧DE于点M.在Rt△ABC中,AB3BC=1,所以tan∠BAC=3BCAB=即∠BAC=π6.要使直线AP与线段BC有公共点,则点P必须在圆弧EM上,于是所求概率为P=π16π32=.故选B.7.【答案】A【解析】由题意,区域F的面积为e;区域E的面积S=1e2011d dx x xx+⎰⎰=31e0114|ln|33x x+=,所以在区域F内任取一点,则该点落在区域E内的概率为43e.8.【答案】D【解析】由题意,直角三角形内切圆的半径r=8151732+-=,所以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P =18159π3π211208152⨯⨯-=-⨯⨯. 9.【答案】3410.【答案】【解析】因为一个正方体的外接球的表面积为48π,所以这个正方体的棱长为4,而棱长为4的正方体的体积为43,该正方体的内切球的半径为2,体积为×23,所以所求概率P =.11.【解析】设甲船到达的时间为x ,乙船到达的时间为y ,则0≤x <24,0≤y <24.若有一艘在停靠泊位时必须等待,则|y-x|<6,如图中阴影部分所示,所以所求概率为1-=1-=.12.【解析】(1)用,x y 分别表示小陈、小李到班的时间,则][10,3010,30,x y ⎡⎤∈∈⎣⎦,所有可能结果对应坐标平面内一个正方形区域ABCD ,如图所示.(2)小陈比小李至少晚到5分钟,即5x y -≥,对应区域为△BEF ,则所求概率为1151592202032△BEF ABCDS P S ⨯⨯===⨯.“b a ≥或0a =”.于是此时,a b 的取值情况为()()()()()()()()()()0,0,0,1,0,2,0,3,1,2,1,3,2,3,1,1,2,2,3,3,即A 包含的基本事件数为10.故 “方程()0f x =有实根”的概率为()105168P A ==. (2)从区间[]0,2中任取一个数,b 从区间[]0,3中任取一个数,a 则试验的全部结果构成区域(){,|03,02}a b a b ≤≤≤≤, 这是一个长方形区域,其面积为236⨯=,设“方程()0f x =没有实根”为事件B ,则事件B 所构成的区域为(){,|03,02,}a b a b a b ≤≤≤≤>,其面积为162242-⨯⨯=.由几何概型的概率计算公式可得“方程()0f x =没有实根”的概率为()4263P B ==.1.【答案】B秒杀解析:由题意可知,此点取自黑色部分的概率即为黑色部分面积占整个面积的比例,由图可知其概率p 满足1142p <<,故选B . 【名师点睛】对于几何概型的计算,首先确定事件类型为几何概型并确定其几何区域(长度、面积、体积或时间),其次计算基本事件区域的几何度量和事件A 区域的几何度量,最后计算()P A . 2.【答案】B【解析】由题意,这是一个几何概型问题,班车每30分钟发出一辆,到达发车站的时间总长度为40,等车不超过10分钟的时间长度为20,故所求概率为201402=,选B . 【名师点睛】这是全国卷首次考查几何概型,求解几何概型问题的关键是确定“测度”,常见的测度有长度、面积、体积等. 3.【答案】59【解析】由260x x +-≥,即260x x --≤,得23x -≤≤,根据几何概型的概率计算公式得x D ∈的概率是3(2)55(4)9--=--.【名师点睛】(1)当试验的结果构成的区域为长度、面积或体积等时,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寻找,有时需要设出变量,在坐标系中表示所需要的区域.(3)几何概型有两个特点:①无限性,②等可能性.基本事件可以抽象为点,尽管这些点是无限的,但它们所占据的区域都是有限的,因此可用“比例解法”求解几何概型的概率.直通高考4.【答案】34【解析】直线y =kx 与圆22(5)9x y相交,需要满足圆心到直线的距离小于半径,即3d =<,解得3344k -<<,而[1,1]k ,所以所求概率P =33224=.。
数学专题复习 几何概型—“约会问题”案例:圣诞节,小花、小楠两人约定明天7时到8时之间在城北中山公园门口会面,她们约定无论谁先到达,先到者应等候另一个人一刻钟,如果15分钟之后,另一人还未到达,这时先到者即可离去,那么,请思考后回答两人见面的概率是多少?思考:1、能直接得出两人碰面的概率吗?说说你的想法。
2、两人碰面的可能结果是怎样的?与古典概型相比较谈谈你的看法。
3、 若两人碰面这个事件不是古典概型,那么如何计算两人碰面的概率。
案例分析与讨论:首先,让学生分析互相讨论,得出两人碰面这个事件的结果是无限的,而且碰面的结果只是7时到8时之间的任何一个时刻,且任一时刻的可能性是相同的。
在此基础上教师要引导学生与古典概型的特点互相比较,从而教师给出几何概型的定义。
其次,让学生思考,想法计算几何概型的概率,在这个阶段,教师可以让学生自由发挥,结合他们的知识水平,教师再加以适当的引导指正,最后得出几何概型的概率计算公式。
最后,让学生自己解决碰面的概率计算,教师再进行详细的解析,学生方可学懂学透。
下面是上述案例的概率分析:问题的解决要以x 轴和y 轴分别表示两人到达约会地点的时间,那么两人能见面的充要条件是15||≤-y x ,(如图1)由于),(y x 的所有可能结果是边长为60的正方形,可能会面的时间由图中阴影部分所表示,记“两人能见面”为事件A ,因此,两人见面的概率: 167604560)(222=-=A P 。
图1课堂反馈:思考下面的问题:某人午觉醒来,发现表停了,他打开收音机,想听电台整点报时,求他等待的时间不多于10分钟的概率。
分析:某人醒来在整点间即60分钟是随机的,等待的时间不多于10分钟可以看作构成事件的区域,整点即60分钟可以看作所有结果构成的区域,因此本题的变量可以看作是时间的长度,于是可以通过长度比公式计算其概率。
可设“等待的时间不多于10分钟”这一事件记作事件A ,则6160106010)(===分钟里醒来的时间长度所有在分钟时间长度等待的时间不多于A P ;显然这是一个与长度有关的几何概型问题,问题比较简单,学生也易于理解。
高考数学冲刺复习几何概型考点深度剖析在高考数学的复习冲刺阶段,几何概型是一个重要的考点,也是许多同学感到困惑和容易出错的部分。
为了帮助同学们在高考中更好地应对这一考点,我们将对几何概型进行深度剖析。
一、几何概型的概念几何概型是概率论中的一个重要概念,与古典概型相对应。
在古典概型中,试验的结果是有限个等可能的基本事件;而在几何概型中,试验的结果是无限个的,且每个结果出现的可能性相等,通常借助几何图形的长度、面积或体积来计算概率。
例如,在一个边长为 1 的正方形区域内随机取一点,求该点到正方形某个顶点的距离小于 1/2 的概率。
这就是一个典型的几何概型问题。
二、几何概型的特点1、无限性几何概型的基本事件有无限多个。
2、等可能性每个基本事件发生的可能性相等。
3、几何度量通过计算几何图形的长度、面积或体积等几何度量来确定概率。
三、几何概型的计算公式若几何概型中的随机事件 A 对应的区域长度(面积或体积)为 m,全部结果构成的区域长度(面积或体积)为 n,则事件 A 发生的概率为 P(A) = m / n 。
四、常见的几何概型类型1、长度型几何概型例如,在一条线段上取一点,求该点落在某一区间内的概率。
2、面积型几何概型比如,在一个平面区域内随机投点,求点落在某个特定区域内的概率。
3、体积型几何概型像在一个立体空间内随机取点,求点落在某个体积内的概率。
五、解题步骤1、理解题意明确题目中所描述的随机试验和所求概率的事件。
2、确定几何区域找出与随机试验对应的几何图形,并确定其度量(长度、面积或体积)。
3、计算概率根据几何概型的计算公式,计算出所求事件的概率。
六、经典例题解析例 1:在区间0, 5上随机取一个数 x ,求 x 满足 2 < x < 4 的概率。
解:区间0, 5的长度为 5,满足 2 < x < 4 的区间长度为 2,所以概率 P = 2 / 5 。
例 2:在半径为 1 的圆内随机取一点,求该点到圆心的距离小于 1/2 的概率。
抽样一、选择题1 .(2013年高考湖南(文3))某工厂甲、乙、丙三个车间生产了同一种产品,数量分别为120件,80件,60件.为了解它们的产品质量是否存在显著差异,用分层抽样方法抽取了一个容量为n的样本进行调查,其中从丙车间的产品中抽取了3件,则n=___()A.9 B.10 C.12 D.13本题考查分层抽样方法的应用。
因为从丙车间的产品中抽取了3件,所以抽查比例为=,所以甲车间抽取6件,乙车间抽取4件,所以共抽取36413++=件,60:320:1选D.2.(2013年高考江西卷(文5))总体编号为01,02,19,20的20个个体组成.利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体的编号为()A.08 B.07 C.02 D.01本题考查随机数的使用和求值。
从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字中小于20的编号依次为08,02,14,07,02,01,。
其中第二个和第四个都是02,重复。
所以第5个个体的编号为01。
故选D。
3.(2013年高考陕西卷(理))某单位有840名职工, 现采用系统抽样方法, 抽取42人做问卷调查, 将840人按1, 2, , 840随机编号, 则抽取的42人中, 编号落入区间[481, 720]的人数为()A.11 B.12 C.13 D.14使用系统抽样方法,从840人中抽取42人,即从20人抽取1人。
,所以从编号1~480的人中,恰好抽取24人,接着从编号481~720共240人中抽取12人。
故选B4 .(2013年普通高等学校招生统一考试安徽数学(理)试题(纯WORD版))某班级有50名学生,其中有30名男生和20名女生,随机询问了该班五名男生和五名女生在某次数学测验中的成绩,五名男生的成绩分别为86,94,88,92,90,五名女生的成绩分别为88,93,93,88,93.下列说法一定正确的是()A.这种抽样方法是一种分层抽样B.这种抽样方法是一种系统抽样C.这五名男生成绩的方差大于这五名女生成绩的方差D.该班级男生成绩的平均数小于该班女生成绩的平均数对A选项,分层抽样要求男女生总人数之比=男女生抽样人数之比,所以A选项错。
2022年新高考数学总复习:几何概型知识点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,简称几何概型.知识点二几何概型的特点(1)无限性: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.知识点三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)__.知识点四随机模拟方法(1)使用计算机或者其他方式进行的模拟试验,通过这个试验求出随机事件的概率的近似值的方法就是模拟方法.(2)用计算机或计算器模拟试验的方法为随机模拟方法.这个方法的基本步骤是:①用计算器或计算机产生某个范围内的随机数,并赋予每个随机数一定的意义;②统计代表某意义的随机数的个数M 和总的随机数个数N ;③计算频率f n (A )=MN作为所求概率的近似值.归纳拓展几种常见的几何概型(1)与长度有关的几何概型,其基本事件只与一个连续的变量有关.(2)与面积有关的几何概型,其基本事件与两个连续的变量有关,若已知图形不明确,可将两个变量分别作为一个点的横坐标和纵坐标,这样基本事件就构成了平面上的一个区域,即可借助平面区域解决问题.(3)与体积有关的几何概型,可借助空间几何体的体积公式解答问题.双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)在一个正方形区域内任取一点的概率是零.(√)(2)几何概型中,每一个基本事件就是从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中的每一点被取到的机会相等.(√)(3)在几何概型定义中的区域可以是线段、平面图形、立体图形.(√)(4)随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率.(√)(5)与面积有关的几何概型的概率与几何图形的形状有关.(×)(6)从区间[1,10]内任取一个数,取到1的概率是P =19.(×)题组二走进教材2.(P 140T1)有四个游戏盘,将它们水平放稳后,在上面扔一颗玻璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的游戏盘是(A)[解析]∵P (A )=38,P (B )=14,P (C )=13,P (D )=13,∴P (A )>P (C )=P (D )>P (B ).故选A .3.(P 146B 组T4)≤x ≤2,≤y ≤2表示的平面区域为D ,在区域D 内随机取一个点,则此点到坐标原点的距离大于2的概率是(D)A .π4B .π-22C .π6D .4-π4[解析]如图所示,正方形OABC 及其内部为不等式组表示的平面区域D ,且区域D的面积为4,而阴影部分(不包括AC ︵)表示的是区域D 内到坐标原点的距离大于2的区域.易知该阴影部分的面积为4-π.因此满足条件的概率是4-π4,故选D .题组三走向高考4.(2017·全国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(B)A .14B .π8C .12D .π4[解析]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 .5.(2019·全国)在Rt △ABC 中,AB =BC ,在BC 边上随机取点P ,则∠BAP <30°的概率为(B)A .12B .33C .33D .32[解析]在Rt △ABC 中,AB =BC ,Rt △ABC 为等腰直角三角形,令AB =BC =1,则AC =2;在BC 边上随机取点P ,当∠BAP =30°时,BP =tan 30°=33,在BC 边上随机取点P ,则∠BAP <30°的概率为:P =BP BC =33,故选B .考点突破·互动探究考点一与长度有关的几何概型——自主练透例1(1)(2021·山西运城模拟)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之间到单位且到达单位的时刻是随机的,则他能正常刷卡上班的概率是(D)A .23B .58C .13D .38(2)(2021·福建龙岩质检)在区间-π2,π2上随机取一个实数x ,使cos x ≥12的概率为(B )A .34B .23C .12D .13(3)(2020·山东省青岛市模拟)已知圆C :x 2+y 2=1和直线l :y =k (x +2),在(-3,3)上随机选取一个数k ,则事件“直线l 与圆C 相交”发生的概率为(C)A .15B .14C .13D .12[解析](1)一名职工在7:50到8:30之间到单位,刷卡时间长度为40分钟,但有效刷卡时间是8:15-8:30共15分钟,由测度比为长度比可得,该职工能正常刷卡上班的概率P =1540=38.故选D .(2)由y =cos x 在区间-π2,0上单调递增,在,π2上单调递减,则不等式cos x ≥12在区间-π2,π2上的解为-π3≤x ≤π3,故cos x ≥12的概率为2π3π=23.(3)直线l 与C 相交⇒|2k |1+k 2<1⇒-33<k <33.∴所求概率P =33-(-33)3-(-3)=13.故选C .[引申]本例(3)中“圆上到直线l 的距离为12的点有4个”发生的概率为__515__.[解析]圆上到直线l 的距离为12的点有4个⇔圆心到直线l 的距离小于12⇔|2k |1+k 2<12⇔-1515<k <1515,∴所求概率P =1515-3-(-3)=515.名师点拨与长度有关的几何概型如果试验的结果构成的区域的几何度量可用长度表示,则其概率的计算公式为P (A )=构成事件A 的区域长度试验的全部结果所构成的区域长度.〔变式训练1〕(1)(2017·江苏卷)记函数f (x )=6+x -x 2的定义域为D .在区间[-4,5]上随机取一个数x ,则x ∈D 的概率是__59__.(2)(2021·河南豫北名校联盟精英对抗赛)已知函数f (x )=sin x +3cos x ,当x ∈[0,π]时,f (x )≥1的概率为(D)A .13B .14C .15D .12[解析](1)D ={x |6+x -x 2≥0}=[-2,3],∴所求概率P =3-(-2)5-(-4)=59.(2)由f (x )=1,x ∈[0,π]得x ∈0,π2,∴所求概率P =π2π=12,故选D .考点二与面积有关的几何概型——师生共研角度1与平面图形有关的问题例2(1)(2021·河南商丘、周口、驻马店联考)如图,AC ,BD 上分别是大圆O的两条相互垂直的直径,4个小圆的直径分别为OA ,OB ,OC ,OD ,若向大圆内部随机投掷一点,则该点落在阴影部分的概率为(D)A .π4B .π8C .1πD .2π(2)设复数z =(x -1)+y i(x ,y ∈R ),若|z |≤1,则y ≥x 的概率为(C )A .34+12πB .12+1πC .14-12πD .12-1π[解析](1)不妨设大圆的半径为2,则大圆的面积为4π,小圆的半径为1,如图,设图中阴影部分面积为S ,由图形的对称性知,S 阴影=8S .又S =12π×12×12-12×2=1,则所求概率为84π=2π,故选D .(2)∵|z |=(x -1)2+y 2≤1,∴(x -1)2+y 2≤1,其几何意义表示为以(1,0)为圆心,1为半径的圆面,如图所示,而y ≥x 所表示的区域如图中阴影部分,故P =π4-12π=14-12π.[引申]本例(1)中图形改成下图,则此点取自图中阴影部分的概率为__π-22π__.[解析]不妨设大圆的半径为2,则小圆的半径为1,∴所求概率P 14×4π=π-22π.角度2与线性规划交汇的问题例3-y +1≥0,+y -3≤0,≥0的平面点集中随机取一点M (x 0,y 0),设事件A 为“y 0<2x 0”,那么事件A 发生的概率是(B )A .14B .34C .13D .23[解析]-y +1≥0+y -3≤0,≥0表示的平面区域为△ABC 且A (1,2),B (-1,0),C (3,0),显然直线l :y =2x 过A 且与x 轴交于O ,∴所求概率P =S △AOC S △ABC =|OC ||BC |=34.选B .名师点拨解决与面积有关的几何概型的方法求解与面积有关的几何概型时,关键是弄清某事件对应的几何元素,必要时可根据题意构造两个变量,把变量看成点的坐标,找到全部试验结果构成的平面图形,以便求解.〔变式训练2〕(1)(2021·唐山模拟)右图是一个边长为4的正方形二维码,为了测算图中黑色部分的面积,在正方形区域内随机投掷400个点,其中落入黑色部分的有225个点,据此可估计黑色部分的面积为(B)A .8B .9C .10D .12(2)(2021·四川模拟)以正三角形的顶点为圆心,其边长为半径作圆弧,由这三段圆弧组成的曲边三角形被称为勒洛三角形,它是具有类似于圆的“等宽性”曲线,由德国机械工程专家、数学家勒洛首先发现.如图,D ,E ,F 为正三角形ABC 各边中点,作出正三角形DEF 的勒洛三角形DEF (阴影部分),若在△ABC 中随机取一点,则该点取自于该勒洛三角形部分的概率为(C)A .π-32B .23π-39C .3π-36D .3π-26[解析](1)根据面积之比与点数之比相等的关系,得黑色部分的面积S =4×4×225400=9,故选B .(2)设△ABC 的边长为2,则正△DEF 边长为1,以D 为圆心的扇形面积是π×126=π6,△DEF 的面积是12×1×1×32=34,∴勒洛三角形的面积为3个扇形面积减去2个正三角形面积,即图中勒洛三角形面积为3×π6-34+34=π-32,△ABC 面积为3,所求概率P =π-323=3π-36.故选C .考点三,与体积有关的几何概型——师生共研例4(1)(2021·山西省模拟)以正方体各面中心为顶点构成一个几何体,从正方体内任取一点P ,则P 落在该几何体内的概率为(C )A .18B .56C .16D .78(2)(2020·江西抚州临川一中期末)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(D)A .13B .49C .827D .1927[解析](1)如图以正方体各面中心为顶点的几何体是由两同底正四棱锥拼成,不妨设正方体棱长为2,则GH =2,∴所求概率P =V E -GHIJ -FV 正方体=2×(13×2×2×1)2×2×2=16,故选C .(2)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.故选D .名师点拨求解与体积有关问题的注意点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),对于某些较复杂的问题常转化为其对立事件的概率问题求解.〔变式训练3〕一只蜜蜂在一个棱长为3的正方体内自由飞行,若蜜蜂在飞行过程中始终保持与正方体6个表面的距离均大于1,称其为“安全飞行”,则蜜蜂“安全飞行”的概率为(C)A .4π81B .81-4π81C .127D .827[解析]由已知条件可知,蜜蜂只能在以正方体的中心为中心棱长为1的小正方体内飞行,结合几何概型可得蜜蜂“安全飞行”的概率为P =1333=127.[引申]若蜜蜂在飞行过程中始终保持与正方体8个顶点的距离均大于1,称其为“安全飞行”,则蜜蜂“安全飞行”的概率为__1-4π81__.[解析]所求概率P =33-43π33=1-4π81.考点四,与角度有关的几何概型——师生共研例5(1)(2021·南岗区校级模拟)已知正方形ABCD 的边长为3,以A 为顶点在∠BAD 内部作射线AP ,射线AP 与正方形ABCD 的边交于点M ,则AM <2的概率为(D)A .32B .12C .33D .23(2)在等腰Rt △ABC 中,过直角顶点C 在∠ACB 内作一条射线CD 与线段AB 交于点D ,则AD <AC 的概率为__34__.[解析](1)正方形ABCD 的边长为3,以A 为顶点在∠BAD 内部作射线AP ,射线AP与正方形ABCD 的边交于点M ,如图所示:己知AD =AB =BC =CD =3,DM =1,所以AM =(3)2+12=2.所以∠DAM =π6.根据阴影的对称性,故P (AM <2)=π6+π6π2=23,故选D .(2)在AB 上取AC ′=AC ,则∠ACC ′=180°-45°2=67.5°.设事件A ={在∠ACB 内部作一条射线CD ,与线段AB 交于点D ,AD <AC }.则所有可能结果的区域角度为90°,事件A 的区域角度为67.5°,∴P (A )=67.590=34.名师点拨与角度有关的几何概型的求解方法(1)若试验的结果所构成的区域的几何度量可用角度来表示,则其概率公式为P (A )=构成事件A 的区域角度试验的全部结果所构成区域的角度.(2)解决此类问题时注意事件的全部结果构成的区域及所求事件的所有结果构成的区域,然后再利用公式计算.〔变式训练4〕(1)(2021·山西太原一模)如图,四边形ABCD 为矩形,AB =3,BC =1,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__.(2)如图所示,在△ABC 中,∠B =60°,∠C =45°,高AD =3,在∠BAC 内作射线AM交BC 于点M ,则BM <1的概率为__25__.[解析](1)当点P 在BC 上时,AP 与BC 有公共点,此时AP 扫过△ABC ,所以所求事件的概率P =3090=13.(2)因为∠B =60°,∠C =45°,所以∠BAC =75°,在Rt △ABD 中,AD =3,∠B =60°,所以BD =AD tan 60°=1,∠BAD =30°.记事件N 为“在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ,使BM <1”,则可得∠BAM <∠BAD 时事件N 发生.由几何概型的概率公式,得P (N )=3075=25.名师讲坛·素养提升转化与化归思想在几何概型中的应用例6(1)(2021·贵州遵义模拟)在区间[0,2]上任取两个数,则这两个数之和大于3的概率是(A)A .18B .14C .78D .34(2)(2021·济宁模拟)甲、乙两人约定晚6点到晚7点之间在某处见面,并约定甲若早到则等乙半小时,而乙还有其他安排,若乙早到则不需等待,则甲、乙两人能见面的概率为(A )A .38B .34C .35D .45[解析](1)设函数为x ,y ,≤x≤2,≤y≤2由图可知x+y>3的概率P=124=18.故选A.(2)以6点作为计算时间的起点,设甲到的时间为x,乙到的时间为y,则基本事件空间是Ω={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1},事件对应的平面区域的面积S=1,设满足条件的事件对应的平面区域是A,则A={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1,y-x≤12,且y≥x},其对应的区域如图中阴影部分所示,则C(0,1),则事件A对应的平面区域的面积是1-12×12×12-12×1×1=38,根据几何概型的概率计算公式得P=381=38.名师点拨]生活中的几何概型度量区域的构造方法:(1)审题:通过阅读题目,提炼相关信息.(2)建模:利用相关信息的特征,建立概率模型.(3)解模:求解建立的数学模型.(4)结论:将解出的数学模型的解转化为题目要求的结论.〔变式训练5〕(2020·海口调研)张先生订了一份《南昌晚报》,送报人在早上6:30-7:30之间把报纸送到他家,张先生离开家去上班的时间在早上7:00-8:00之间,则张先生在离开家之前能拿到报纸的概率是__78__.[解析]以横坐标x表示报纸送到时间,以纵坐标y表示张先生离家时间,建立平面直角坐标系,如图.因为随机试验落在方形区域内任何一点是等可能的,所以符合几何概型的条件.根据题意只要点落在阴影部分,就表示张先生在离开家之前能拿到报纸,即所求事件A发生,所以P(A)=1×1-12×12×121×1=78.。
几何概型考纲解读 1.根据随机数的意义,用模拟方法估计生活中的概率问题;2.根据几何概型的意义,运用几何度量求概率;3.根据几何概型,估计几何度量.[基础梳理]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,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型.2.几何概型的特点(1)无限性:试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个. (2)等可能性:试验结果在每一个区域内均匀分布. 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).[三基自测]1.有四个游戏盘,将它们水平放稳后,在上面扔一颗玻璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的游戏盘是( )答案:A2.已知A ={(x ,y )|-1≤x ≤1,0≤y ≤2},B ={}(x ,y )|1-x 2≤y .若在区域A 中随机地扔一粒豆子,则该豆子落在区域B 中的概率为( )A .1-π8B.π4C.π4-1 D.π8答案:A3.在区间[-2,3]上随机选取一个数X ,则 X ≤1的概率为( ) A.45 B.35 C.25 D.15 答案:B4.(必修3·3.3例1改编)在[0,60]上任取一个数,则x ≥50的概率为________. 答案:165.(2017·高考全国卷Ⅰ改编)求在半径为r 的圆内随机撒一粒黄豆,它落在圆内接等腰直角三角形内的概率.答案:1π考点一 与长度型有关的几何概型|方法突破命题点1 与线段长度有关的几何概型[例1] (2018·长春模拟)已知线段AC =16 cm ,先截取AB =4 cm 作为长方体的高,再将线段BC 任意分成两段作为长方体的长和宽,则长方体的体积超过128 cm 3的概率为________.[解析] 设长方体的长为x ,宽为(12-x ), 由4x (12-x )>128,得x 2-12x +32<0, ∴4<x <8,即在线段BC 内,截取点D , 满足BD ∈(4,8),其概率为8-412=13.[答案] 13命题点2 与角度有关的几何概型[例2] 如图所示,在直角坐标系内,射线OT 落在30°角的终边上,任作一条射线OA ,则射线OA 落在∠yOT 内的概率为________.[解析] 如题图,因为射线OA 在坐标系内是等可能分布的,所以OA 落在∠yOT 内的概率为60360=16.[答案] 16命题点3 与时间有关的几何概型[例3] (2016·高考全国卷Ⅰ改编)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是________.[解析] 由题意得图:由图得等车时间不超过10分钟的概率为12.[答案] 12命题点4 与不等式有关的几何概型[例4] 在区间[0,5]上随机地选择一个数p ,则方程x 2+2px +3p -2=0有两个负根的概率为________.[解析] 方程x 2+2px +3p -2=0有两个负根x 1,x 2,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4p 2-4(3p -2)>0,x 1+x 2=-2p <0,x 1x 2=3p -2>0,解得23<p <1或p >2.又因为p ∈[0,5],根据几何概型的概率计算公式可知 方程x 2+2px +3p -2=0有两个负根的概率为 P =1-23+5-25=23.[答案]23[方法提升][母题变式]1.将例1改为在长为12 cm 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20 cm 2的概率为( )A.16B.13C.23D.45[解析] 设AC =x ,则BC =12-x (0<x <12),又矩形面积S =x (12-x )>20,∴x 2-12x +20<0,解得2<x <10,∴所求概率为10-212=23.[答案] C2.将例2改为:如图,M 是半径为R 的圆周上一个定点,在圆周上等可能的任取一点N ,连接MN ,则弦MN 的长度超过2R 的概率是( )A.15 B.14 C.13D.12解析:由题意知,当MN =2R 时,∠MON =π2,所以所求概率为2×π22×π=12.答案:D3.将例3改为:一个路口的红绿灯,红灯的时间为30 s ,黄灯的时间为5 s ,绿灯的时间为40 s ,当某人到达路口时看见的是红灯的概率是( )A.15 B.25 C.35D.45解析:设事件A 表示“某人到达路口时看见的是红灯”,则事件A 对应30 s 的时间长度,而路口红绿灯亮的一个周期为30+5+40=75(s)的时间长度.根据几何概型的概率公式可得,事件A 发生的概率P (A )=3075=25.答案:B4.若例4的条件“两个负根”变为“无实根”,则结果如何? 解析:由条件知Δ=4p 2-4(3p -2)<0,解得:1<p <2, 所以没有实根的概率为P =2-15=15.答案:15考点二 与面积有关的几何概型及模拟试验|模型突破[例5] (1)已知函数f (x )=x 2+bx +c ,其中0≤b ≤4,0≤c ≤4.记函数f (x )满足条件⎩⎪⎨⎪⎧f (2)≤12,f (-2)≤4为事件A ,则事件A 发生的概率为( )A.14 B.58C.12 D.38(2)(2018·石家庄模拟)在区间[0,1]上任取两个数,则这两个数之和小于65的概率是() A.1225 B.1625C.1725 D.1825(3)在边长为2的正方形ABCD内部任取一点M,则满足∠AMB>90°的概率为________.[解析](1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧4+2b+c≤12,4-2b+c≤4,0≤b≤4,0≤c≤4,即⎩⎪⎨⎪⎧2b+c-8≤0,2b-c≥0,0≤b≤4,0≤c≤4表示的区域如图阴影部分所示,可知阴影部分的面积为8,所以所求概率为12.(2)设这两个数分别是x,y,则总的基本事件构成的区域是⎩⎪⎨⎪⎧0≤x≤1,0≤y≤1确定的平面区域,所求事件包含的基本事件构成的区域是⎩⎪⎨⎪⎧0≤x≤1,0≤y≤1,x+y<65,如图所示,阴影部分的面积是1-12×⎝⎛⎭⎫45 2=1725,所以这两个数之和小于65的概率是1725.(3)如图,如果M 点位于以AB 为直径的半圆内部,则∠AMB >90°,否则,M 点位于半圆上及空白部分,则∠AMB ≤90°,所以∠AMB >90°的概率P =12×π×1222=π8.[答案] (1)C (2)C (3)π8[模型解法]对于面积型的几何概型,关键是求其面积.(1)定型,根据题意判断是否为面积型,一般涉及区域或二元变量问题都是面积型的. (2)定量,根据条件画出图形,确定区域、求其面积. (3)求概率,利用几何概型公式求概率. [高考类题](2017·高考全国卷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.14 B.π8 C.12D.π4解析:不妨设正方形的边长为2,则正方形的面积为4,正方形的内切圆的半径为1,面积为π.由于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,所以黑色部分的面积为π2,故此点取自黑色部分的概率为π24=π8,故选B.答案:B考点三 与体积有关的几何概型|易错突破[例6] (1)(2018·唐山模拟)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.14(2)(2018·长沙模拟)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________.[解析] (1)当点P 到底面ABC 的距离小于32时,V P ABC <12V S ABC .由几何概型知,所求概率为P =1-⎝⎛⎭⎫123=78. (2)V 正=23=8,V 半球=12×43π×13=23π.V 半球V 正=2π8×3=π12,∴P =1-π12.[答案] (1)A (2)1-π12[易错提醒][纠错训练](2018·福州模拟)如图为某个四面体的三视图,若在该四面体的外接球内任取一点,则点落在四面体内的概率为( )A.913πB.113πC.913169πD.13169π解析:由三视图可知该立体图形为三棱锥,其底面是一个直角边长为32的等腰直角三角形,高为4,所以该三棱锥的体积为12,又外接球的直径2r 为以三棱锥的三个两两垂直的棱为长方体的对角线,即2r =42+(32)2+(32)2=213,所以球的体积为5213π3,所以点落在四面体内的概率为125213π3=913169π.答案:C1.[考点二](2016·高考全国卷Ⅱ)从区间[0,1]随机抽取2n 个数x 1,x 2,…,x n ,y 1,y 2,…,y n ,构成n 个数对(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(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.2n m C.4m nD.2m n解析:设由⎩⎪⎨⎪⎧0≤x n ≤10≤y n ≤1构成的正方形的面积为S ,x 2n +y 2n <1构成的图形的面积为S ′,所以S ′S =14π1=m n ,所以π=4mn,故选C.答案:C2.[考点一](2016·高考全国卷Ⅱ)某路口人行横道的信号灯为红灯和绿灯交替出现,红灯持续时间为40秒.若一名行人来到该路口遇到红灯,则至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为( )A.710B.58C.38D.310解析:记“至少需要等待15秒才出现绿灯”为事件A ,则P (A )=2540=58.答案:B3.[考点二](2013·高考四川卷)节日前夕,小李在家门前的树上挂了两串彩灯.这两串彩灯的第一次闪亮相互独立,且都在通电后的4秒内任一时刻等可能发生,然后每串彩灯以4秒为间隔闪亮.那么这两串彩灯同时通电后,它们第一次闪亮的时刻相差不超过2秒的概率是( )A.14 B.12 C.34D.78解析:设通电x 秒后第一串彩灯闪亮,y 秒后第二串彩灯闪亮.依题意得0≤x ≤4,0≤y ≤4,其对应区域的面积为S =4×4=16.又两串彩灯闪亮的时刻相差不超过2秒,即|x -y |≤2,如图,易知阴影区域的面积为S ′=16-12×2×2-12×2×2=12,∴P =S ′S =1216=34.答案:C4.[考点一](2017·高考江苏卷)记函数f (x )=6+x -x 2的定义域为D .在区间[-4,5]上随机取一个数x ,则x ∈D 的概率是________.解析:由6+x -x 2≥0,得-2≤x ≤3,即D =[-2,3], ∴P (x ∈D )=3-(-2)5-(-4)=59.答案:595.[考点二](2014·高考福建卷)如图,在边长为e(e 为自然对数的底数)的正方形中随机撒一粒黄豆,则它落到阴影部分的概率为________.解析:∵y =e x 与y =ln x 互为反函数,故直线y =x 两侧的阴影部分面积相等,只需计算其中一部分即可.如图,S 1=⎠⎛01e x d x =e x| 1=e 1-e 0=e -1.∴S 总阴影=2S 阴影=2(e ×1-S 1)=2[e -(e -1)]=2,故所求概率为P =2e2.答案:2e 2。
谈“约会型”概率问题的求解
由两个量决定的概率问题,求解时通过坐标系,借助于纵、横两轴产生公共区域的面积,结合面积产生问题的结论,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、恰当引入变量,再将具体问题“数学化”,透过数学模型,产生结论。
请看以下几例:
例1、甲、乙两人约定在晚上7时到8时之间在公园门口会面,并约定先到者应等候另一个人一刻钟,这时即可离去,那么两人见面的概率是多少?
解:以x 轴和y 轴分别表示甲、乙两人到达约会地点的时间,那么两人能见面的充要条件是15||≤-y x ,如图
由于),(y x 的所有可能结果是边长为60的正方形,可能会
面的时间由图中阴影部分所表示,记“两人能见面”为事件A 因此,两人见面的概率167604560)(2
22=-=A P 点评:显然,“以x 轴和y 轴分别表示甲、乙两人到达约会地点的时间”很关键,由这一句,将一个实际问题引入了数学之门,进一步分析会发现:要见面y x ,必须满足15||≤-y x ,于是,结论也就顺其自然的产生了。
例2、A 、B 两列火车都要在同一车站的同一停车位停车10分钟,假设它们在下午一时与下午二时随机到达,求这两列火车必须等待的概率;
解:以x 轴和y 轴分别表示A 、B 两列火车到达的时间
两列火车必须等待,则10||≤-y x ,如图
由于),(y x 的所有可能结果是边长为60的正方形,可能
等待的时间由图中阴影部分所表示,记“两列火车必须等待”
为事件A
因此,这两列火车必须等待的概率是361160
5060)(222=-=A P 点评:本题与例1相同,“火车必须等待”,那么它们的到达时间差必须不大于10分钟,于是,将A 、B 两列火车到达车站的时间分别用y x ,表示,结论很快产生。
例3、小明每天早上在六点半至七点半之间离开家去学校上学,小强每天早上六点到七点之间到达小明家,约小明一同前往学校,问小强能见到小明的概率是多少?
解:如图,方形区域内任何一点的横坐标表示小强的到达时间,纵坐标表示小明离开家的时间,由于区域内任意一点的出现是等可能的,因此,符合几何概型的条件;由题意,只要点落在阴影部分内,就表示小强能见到小明,即事件A 发生,
所以,由⎪⎩
⎪⎨⎧>≤≤≤≤x y y x 5.75.676 得8760302160)(2
2
2=⨯-=A P , 即小强能见到小明的概率是8
7。
点评:与前两例很相似,但又有很大不同;两人的出发时间不同,如何将“相见”转化为数学式子?深入分析会发现76≤≤x 是小强到的时间,5.75.6<<y 是小明离家时间,要相见必须x y >,于是产生了一个不等式组,结合图形,分析面积产生结论。
例4、水池的容积是320m ,向水池注水的水龙头A 和水龙头B 水的流速都是3
1m /小时,它们在一昼夜内随机开24~0小时,求水池不溢出水的概率。
解:设水龙头A 开x 小时,水龙头B 开y 小时,当然, 0,0≥≥y x ,水池不溢出水,则20≤+y x
记“水池不溢出水”为事件A ,则A 所占区域面积为
20020202
1=⨯⨯,整个区域的面积为5762424=⨯ 由几何概型的概率公式,得35.0576
200)(≈=A P 即水池不溢出水的概率约为91.0。
点评:由两个龙头引出两个变量x 、y ,再抓住“流速相等且都在一昼夜内随机开24~0小时”,于是符合“约会型”,可仿照“约会型”进行求解。
例5、某同学到公共汽车站等车上学,可乘坐8路、23路, 8路车10分钟一班,23路车15分钟一班,求这位同学等车不超过8分钟的概率。
解:设横轴表示23路车的到站时间,纵轴表示
8路车的到站时间,记“8分钟内乘坐8路车或23
路车”为事件A ,
则A 所占区域面积为13687108=⨯+⨯
整个区域的面积为1501510=⨯
那么,等车不超过8分钟的概率91.0150
136)(≈=
A P 即这位同学等车不超过8分钟的概率约为91.0。
点评:本题两路公共汽车的到站时间恰好是两个变量,再抓住两车的的到站时间间隔,即可以转化为“约会型”概率,再仿照“约会型”概率进行求解。
例6、在一条长为2的线段上,(1)任取两点,求它们到中点距离平方和小于1的概率;
(2)任取三点,求它们到中点距离平方和小于1的概率;
解:(1)设线段上两点到线段中点的距离分别为|||,|y x ,记“它们到中点距离平方和小于1”为事件A ,则事件A :{}
1|),(22<+y x y x ,
由于1||,1||≤≤y x 因此421)(22ππ=⋅=A P ,即到中点距离平方和小于1的概率为4
π (2)设线段上三点到线段中点的距离分别为|||,||,|z y x ,记“它们到中点距离平方和小于1”为事件B ,则事件B :{}
1|),,(222<++z y x z y x ,
由于1||,1||,1||≤≤≤z y x 因此,62
13
4)(33ππ=⋅=B P ,即到中点距离平方和小于1的概率为6π 点评:第一小问涉及的问题有一定的难度,首先引入两个变量,再将两个变量“横、纵”化有一定的技巧,当“横、纵”化以后,“约会型”的样子就见到了。
当然也就可以借助于“约会型”概率问题进行求解。
第二小问是第一问类比产生的,有了第一小问的求解,第二小问也就很自然了。