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- 2021-06-16 发布
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3. 3.1 几何概型
教材分析:和古典概型一样,在特定情形下,我们可以用几何概型来计算事件发生的概
率.它也是一种等可能概型.教材首先通过实例对比概念给予描述,然后通过均匀随机数随
机模拟的方法的介绍,给出了几何概型的一种常用计算方法.与本课开始介绍的 P(A)的
公式计算方法前后对应,使几何概型这一知识板块更加系统和完整.这节内容中的例题既通
俗易懂,又具有代表性,有利于我们的教与学生的学.教学重点是几何概型的计算方法,尤
其是设计模型运用随机模拟方法估计未知量;教学难点是突出用样本估计总体的统计思想,
把求未知量的问题转化为几何概型求概率的问题.
教学目标:1. 通过这节内容学习,让学生了解几何概型,理解其基本计算方法并会运
用.
2. 通过对照前面学过的知识,让学生自主思考,寻找几何概型的随机模拟计算方法,
设计估计未知量的方案,培养学生的实际操作能力.
3. 通过学习,让学生体会试验结果的随机性与规律性,培养学生的科学思维方法,提
高学生对自然界的认知水平.
教学重点与难点:是随机模拟部分.这节内容的教学需要一些实物模型作为教具,如教
科书中的转盘模型、例 2 中的随机撒豆子的模型等.教学中应当注意让学生实际动手操作,
以使学生相信模拟结果的真实性,然后再通过计算机或计算器产生均匀随机数进行模拟试
验,得到模拟的结果.随机模拟的教学中要充分使用信息技术,让学生亲自动手产生随机数,
进行模拟活动.
教学过程:
一、问题情境
如图,有两个转盘.甲、乙两人玩转盘游戏,规定当指针指向B区域时,甲获胜,否则
乙获胜.
问题:在下列两种情况下分别求甲获胜的概率.
二、建立模型
1. 提出问题
首先引导学生分析几何图形和甲获胜是否有关系,若有关系,和几何体图形的什么表面
特征有关系?学生凭直觉,可能会指出甲获胜的概率与扇形弧长或面积有关.即:字母 B
所在扇形弧长(或面积)与整个圆弧长(或面积)的比.接着提出这样的问题:变换图中 B
与 N 的顺序,结果是否发生变化?(教师还可做出其他变换后的图形,以示决定几何概率
的因素的确定性).
题中甲获胜的概率只与图中几何因素有关,我们就说它是几何概型.
注意:(1)这里“只”非常重要,如果没有“只”字,那么就意味着几何概型的概率可能
还与其他因素有关,这是错误的.
(2)正确理解“几何因素”,一般说来指区域长度(或面积或体积).
2. 引导学生讨论归纳几何概型定义,教师明晰———抽象概括
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.
在几何概型中,事件 A 的概率的计算公式如下:
3. 再次提出问题,并组织学生讨论
(1)情境中两种情况下甲获胜的概率分别是多少?
(2)在 500ml 的水中有一个草履虫,现从中随机取出 2ml 水样放到显微镜下观察,求发
现草履虫的概率.
(3)某人午觉醒来,发现表停了,他打开收音机,想听电台报时,求他等待的时间不多
于 10min 的概率.
通过以上问题的研讨,进一步明确几何概型的意义及基本计算方法.
三、典型例题
1. 假设你家订了一份报纸,送报人可能在早上 6:30~7:30 之间把报纸送到你家,而
你父亲离开家去工作的时间在早上 7:00~8:00 之间,问你父亲在离开家前能得到报纸(称
为事件 A)的概率是多少.
分析:我们有两种方法计算事件的概率.
(1)利用几何概型的公式.
(2)利用随机模拟的方法.
解法 1:如图,方形区域内任何一点的横坐标表示送报人送到报纸的时间,纵坐标表示
父亲离开家去工作的时间.假设随机试验落在方形内任一点是等可能的,所以符合几何概型
的条件.根据题意,只要点落到阴影部分,就表示父亲在离开家前能得到报纸,即事件 A
发生,所以
解法 2:设 X,Y 是 0~1 之间的均匀随机数.X+6.5 表示送报人送到报纸的时间,Y
+7 表示父亲离开家去工作的时间.如果 Y+7>X+6.5,即 Y>X-0.5,那么父亲在离开
家前能得到报纸.用计算机做多次试验,即可得到 P(A).
教师引导学生独立解答,充分调动学生自主设计随机模拟方法,并组织学生展示自己的
解答过程,要求学生说明解答的依据.教师总结,并明晰用计算机(或计算器)产生随机数
的模拟试验.强调:这里采用随机数模拟方法,是用频率去估计概率,因此,试验次数越多,
频率越接近概率.
2. 如图,在正方形中随机撒一大把豆子,计算落在圆中的豆子数与落在正方形中的豆
子数之比,并以此估计圆周率的值.
解:随机撒一把豆子,每个豆子落在正方形内任何一点是等可能的,落在每个区域的豆
子数与这个区域的面积近似成正比,即
假设正方形的边长为 2,则
由于落在每个区域的豆子数是可以数出来的,所以
这样就得到了π的近似值.
另外,我们也可以用计算器或计算机模拟,步骤如下:
(1)产生两组 0~1 区间的均匀随机数,a1=RAND,b1=RAND;
(2)经平移和伸缩变换,a=(a1-0.5)*2,b=(b1-0.5)*2;
(3)数出落在圆内 a2+b2<1 的豆子数 N1,计算 (N 代表落在正方形中的豆子
数).
可以发现,随着试验次数的增加,得到π的近似值的精度会越来越高.
本例启发我们,利用几何概型,并通过随机模拟法可以近似计算不规则图形的面积.
[练 习]
1. 如图 30-4,如果你向靶子上射 200 镖,你期望多少镖落在黑色区域.
2. 利用随机模拟方法计算图 30-5 中阴影部分(y=1 和 y=x2 围成的部分)的面积.
3. 画一椭圆,让学生设计方案,求此椭圆的面积.
作业:课本
3.3.1 几何概型
课前预习学案
一、预习目标
1. 了解几何概型,理解其基本计算方法并会运用.
2. 通过对照前面学过的知识,让学生自主思考,寻找几何概型的随机模拟计算方法,
设计估计未知量的方案,培养学生的实际操作能力.
二、预习内容
1.
,简称为几何概型.
2.在几何概型中,事件 A 的概率的计算公式如下:
3. 讨论:
(1)情境中两种情况下甲获胜的概率分别是多少?
( 2)在 500ml 的水中有一个草履虫,现从中随机取出 2ml 水样放到显微镜下观察,求
发现草履虫的概率.
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:了解几何概型,理解其基本计算方法并会运用.
学习重点与难点:几何概型的计算方法.
二、学习过程:
例 1. 假设你家订了一份报纸,送报人可能在早上 6:30~7:30 之间把报纸送到你家,
而你父亲离开家去工作的时间在早上 7:00~8:00 之间,问你父亲在离开家前能得到报纸
(称为事件 A)的概率是多少.
分析:我们有两种方法计算事件的概率.
(1)利用几何概型的公式.
(2)利用随机模拟的方法.
解法 1:
解法 2:
例 2. 如图,在正方形中随机撒一大把豆子,计算落在圆中的豆子数与落在正方形中的
豆子数之比,并以此估计圆周率的值.
解:
用计算器或计算机模拟,步骤如下:
(1)
(2)
(3)
三、反思总结
1、数学知识:
2、数学思想方法:
四、当堂检测
一、选择题
1. 取一根长度为 3 m 的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得两段的长
都不小于 1 m 的概率是.
A. 2
1 B. 3
1 C. 4
1 D.不确定
2. 已知地铁列车每 10 min 一班,在车站停 1 min.则乘客到达站台立即乘上
车的概率是
A. 10
1 B. 9
1 C. 11
1 D. 8
1
3. 在 1 万 km2 的海域中有 40 km2 的大陆架贮藏着石油,假如在海域中任意
一点钻探,钻到油层面的概率是.
A. 251
1 B. 249
1 C. 250
1 D. 252
1
二、填空题
1. 如下图,在一个边长为 3 cm 的正方形内部画一个边长为 2 cm 的正方形,
向大正方形内随机投点,则所投的点落入小正方形内的概率是________.
3cm
2cm
2. 如下图,在一个边长为 a、b(a>b>0)的矩形内画一个梯形,梯形上、下底分
别为
3
1 a 与
2
1 a,高为 b,向该矩形内随机投一点,则所投的点落在梯形内部的概率为
________.
a
a
a
b
1
1
2
3
三解答题
1 在等腰 Rt△ABC 中,在斜边 AB 上任取一点 M,求 AM 的长小于 AC 的长的概率.
答案一、选择题
1. B 2. A 3. C
二、填空题
1. 9
4 2. 12
5
三、解答题 解:在 AB 上截取 AC′=AC,于是 P(AM<AC)=P(AM< CA )
=
A B
C
C 'M
答:AM 的长小于 AC 的长的概率为
2
2 .
2
2
AB
AC
AB
CA
课后练习与提高
1.两根相距 6 m 的木杆上系一根绳子,并在绳子上挂一盏灯,则灯与两端距离都大
于 2 m 的概率是________.
2. 如下图,在直角坐标系内,射线 OT 落在 60°的终边上,任作一条射线 OA,则射
线落在∠xOT 内的概率是________.
x
y
O
A T
3. 如下图,在半径为 1 的半圆内,放置一个边长为
2
1 的正方形 ABCD,向半圆内任
投一点,该点落在正方形内的概率为_________.
A
B
C
D
4. 在 1 L 高产小麦种子中混入了一粒带麦锈病的种子,从中随机取出 10
mL,含有麦锈病种子的概率是多少?
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