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- 2021-06-11 发布
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微专题 85 几何概型
一、基础知识:
1、几何概型:
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、对于一项试验,如果符合以下原则:
(1)基本事件的个数为无限多个
(2)基本事件发生的概率相同
则可通过建立几何模型,利用几何概型计算事件的概率
3、几何概型常见的类型,可分为三个层次:
(1)以几何图形为基础的题目:可直接寻找事件所表示的几何区域和总体的区域,从而求出
比例即可得到概率。
(2)以数轴,坐标系为基础的题目:可将所求事件转化为数轴上的线段(或坐标平面的可行
域),从而可通过计算长度(或面积)的比例求的概率(将问题转化为第(1)类问题)
(3)在题目叙述中,判断是否运用几何概型处理,并确定题目中所用变量个数。从而可依据
变量个数确定几何模型:通常变量的个数与几何模型的维度相等:一个变量→数轴,两个变
量→平面直角坐标系,三个变量→空间直角坐标系。从而将问题转化成为第(2)类问题求解
二、典型例题:
例 1:已知函数 ,在定义域内任取一点 ,使 的概
率是( )
A. B. C. D.
思路:先解出 时 的取值范围: ,从而在数轴上
区间长度占 区间长度的比例即为事件发生的概率,所以
答案:C
例 2 : 如 图 , 矩 形 内 的 阴 影 部 分 是 由 曲 线
2 2, 5,5f x x x x 0x 0 0f x
1
10
2
3
3
10
4
5
0 0f x 0x 2 2 0 1 2x x x
1,2 5,5 3
10P
OABC
及直线 与 轴围成,向矩形 内随机投掷一
点,若落在阴影部分的概率为 ,则 的值是( )
A. B. C. D.
思路:落在阴影部分的概率即为阴影部分面积与长方形面积的比值
长 方 形 的 面 积 , 阴 影 面 积 , 所 以 有
,可解得 ,从而
答案:B
例 3:已知正方形 的边长为 2, 是边 的中点,在正方形 内部随机取一点
,则满足 的概率为( )
A. B. C. D.
思路: 可理解为以 为圆心, 为半径的圆的内部,
通过作图可得概率为阴影部分面积所占正方形面积的比例。可将阴
影 部 分 拆 为 一 个 扇 形 与 两 个 直 角 三 角 形 , 可 计 算 其 面 积 为
,正方形面积 ,所以
答案:B
小炼有话说:到某定点的距离等于(或小于)定长的轨迹为圆(或圆的内部),所以从
和 为定点便可确定 所在的圆内
例 4 : 一 个 多 面 体 的 直 观 图 和 三 视 图 所 示 , 是 的 中 点 , 一 只 蝴 蝶 在 几 何 体
内自由飞翔,由它飞入几何体 内的概率为( )
A. B. C. D.
思路:所求概率为棱锥 的体积与棱柱 体积的比值。由三视图可得
sin 0,f x x x 0,x a a x OABC
1
4 a
7
12
2
3
3
4
5
6
6 6S a a '
00
sin cos | 1 cosa aS xdx x a
' 1 cos 1
6 4
S aP S
1cos 2a 2
3a
ABCD H DA ABCD
P 2PH
8
1
8 4
4
1
4 4
2PH H 2
' 12S 22 4S
' 1
8 4
SP S
2PH
H P
M AB
ADF BCE F AMCD
3
4
2
3
1
3
1
2
F AMCD ADF BCE
, 且 两 两 垂 直 , 可 得
, 棱 锥 体 积 , 而
,所以 。从而
答案:D
例 5:如图,点 等可能分布在菱形 内,则 的概率是( )
A. B. C. D.
思路:对 联想到数量积的投影定义,即 乘以 在
上的投影,不妨将投影设为 ,则 ,
即 即 可 ,由菱 形 性 质 可 得 ,取 中 点
,有 ,所 以 且 垂 足 四 等 分
, 点 位 置 应 该 位 于 内 。 所 以
答案:D
例 6:某人睡午觉醒来,发现表停了,他打开收音机,想听电台报时,则他等待时间不多于 15
分钟的概率为( )
A. B. C. D.
思路:所涉及到只是时间一个变量,所以考虑利用数轴辅助解决。在一个小时中,符合要求
的线段长度所占的比例为 ,所以概率
答案:B
例 7:已知函数 ,若 都是区间 内的数,则使 成立的
概率是( )
A. B. C. D.
思路:题目中涉及 两个变量,所以考虑利用直角坐
AD DF CD a , ,AD DF CD
31 1
2 2ADF BCE ADFV S DC AD DF DC a 1
3F AMCD ADMCV DF S
21 3
2 4ADCMS AD AM CD a 21
4F AMCDV a 1
2
F AMCD
ADF BCE
VP V
P ABCD 21
4AP AC AC
1
2
1
4
1
6
1
8
AP AC AC AP
AC l 21
4AP AC l AC AC
1
4l AC ,AB AD
,M N MN BD∥ MN AC
AC P AMN
1
8
AMN
ABCD
SP S
菱形
1
4
1
2
2
3
3
4
1
2
1
2P
2 2f x x ax b ,a b 0,4 1 0f
3
4
1
4
3
8
5
8
,a b
A D
B C
PM
N
标系解决。设 为“ 在区间 内”,则 要满足的条件为: ,设事件 为
“ 成立”,即 ,所以 要满足的条件为: ,作出各自可
行域即可得到
答案:C
例 8 : 在 区 间 上 随 机 取 两 个 数 , 记 为 事 件 “ ” 的 概 率 , 为 事 件
“ ”的概率, 为事件“ ”的概率,则( )
A. B. C. D.
思路:分别在坐标系中作出“ ”,“ ”,“ ”的区域,并观察或计算其
面积所占单位长度正方形的比例,即可得到 的大小:
答案:B
例 9:小王参加网购后,快递员电话通知于本周五早上 7:30-8:30 送货到家,如果小王这一天
离开家的时间为早上 8:00-9:00,那么在他走之前拿到邮件的概率为( )
A. B. C. D.
思路:本题中涉及两个变量,一个是快递员到达的时刻,记
为 ,一个是小王离开家的时刻,记为 ,由于双变量所以考虑
建立平面坐标系,利用可行域的比值求得概率。必然事件 所
,a b 0,4 0 4
0 4
a
b
A
1 0f 2 1 0a b A
0 4
0 4
2 1 0
a
b
a b
S AP A S
3
8
0,1 ,x y 1P 1
2x y 2P
1
2x y 3P 1
2xy
1 2 3P P P 2 3 1P P P 3 1 2P P P 3 2 1P P P
1
2x y 1
2x y 1
2xy
1 2 3, ,P P P 2 3 1P P P
1
8
1
2
2
3
7
8
x y
要满足的条件为: ,设“小王走之前拿到邮件”为事件 ,则 要满足的条件
为: ,作出 和 的可行域,可得
答案:D
例 10:已知一根绳子长度为 ,随机剪成三段,则三段刚好围成三角形的概率为______
思路:随机剪成三段,如果引入 3 个变量 ,则需建立空间坐标系,不易于求解。考虑减
少变量个数,由于三段的和为 ,设其中两段为 ,则第三段为 。只用两个变量,
所以就可以建立平面直角坐标系进行解决。设 为“一根绳子随
机剪三段”,则 要满足的条件为: ,设事件
为“三段围成三角形”,则 任意两边之和大于第三
边,所以 满足的条件为 ,在同一坐标系作出
的可行域。则
答案:
7.5 8.5
8 9
x
y
A A
7.5 8.5
8 9
x
y
x y
A
S AP A S
7
8
1m
, ,x y z
1 ,x y 1 x y
0 1
0 1
0 1 1
x
y
x y
A , ,1x y x y
A
0 1
0 10 1
0 10 1
10 1 1
21
11
21 1
2
x
yx
x yy
x y x y
x y x y
x x y y y
y x y x
x
,A
1
4
S AP A S
1
4