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- 2021-06-12 发布
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第
3
讲 几何概型
课标要求
考情风向标
1.
了解随机数的意义,能运用模
拟方法
(
包括计算器产生随机数
来进行模拟
)
估计概率,初步体
会几何概型的意
义
.
2.
通过阅读材料,了解人类认识
随机现象的过程
新课标高考对几何概型的要求
较低,几乎没有考过,但其他
省份经常涉及,以选择题或填
空题为主
.
复习时,准确理解几
何概型的意义、构造出度量区
域
(
长度或面积
)
是解决几何概
型问题的关键
1.
几何概型
几何概型
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
称为
__________.
2.
几何概型中,事件
A
的概率计算公式
P
(
A
)
=
构成事件
A
的区域长度
(
面积或体积
)
全部结果所构成的区域长度
(
面积或体积
)
3.
要切实理解并掌握几何概型试验的两个基本特点
(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
.
注意:
①
在几何概型的试验中,事件
A
的概率
P
(
A
)
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
.
②
求试验中几何概型的概率,关键是求得事件所占区域和
整个区域
Ω
的几何度量,然后代入公式即可求解
.
1.
一只蚂蚁在如图
9-3-1
所示的地板砖
(
除颜色不同外,其
余全部相同
)
上爬来爬去,它最后随意停留在灰色
地板砖上的概
率是
(
)
B
图
9-3-1
A.
1
4
B.
1
3
C.
1
5
D.
1
2
2.
取一根长度为
4 m
的绳子,拉直后在任
意位置剪断,那
么剪得的两段都不少于
1 m
的概率是
(
)
A.
1
4
B.
1
3
C.
1
2
D.
2
3
C
图
D104
答案:
A
图
D105
考点
1
与长度
(
角度
)
有关的几何概型
例
1
:
(1)(2016
年新课标
Ⅰ
)
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.
1
3
B.
1
2
C.
2
3
D.
3
4
解析:
如图
D106
,画出时间轴:
图
D106
答案:
B
(2)(2019
年辽宁模拟
)
在长为
12
c
m
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
形面积小于
32 cm
2
的概率为
(
)
A.
1
6
B.
1
3
C.
2
3
4
D.
5
解析:
设
AC
=
x
cm(0<
x
<12)
,则
CB
=
(12
-
x
)cm
,则矩形
面积
S
=
x
(12
-
x
)
=
12
x
-
x
2
<32
,即
(
x
-
8)(
x
-
4)>0
,解得
0<
x
<4
或
8<
x
<12
,在数轴上的表示情况如图
D107.
图
D107
答案:
C
(3)(2019
年上海模拟
)
在区间
[
-
1,1
]
上随机取一个数
k
,则
直线
y
=
k
(
x
-
2)
与圆
x
2
+
y
2
=
1
有两个交点的概率为
(
)
答案:
D
【
规律方法
】
应用几何概型求概率的步骤:
①
把每一次试验当作一个事件,看事件是否是等可能的且
事件的个数是否是无限个,若是,则考虑用几何概型;
②
将试验构成的区域和所求事件构成的区域转化为几何图
形,并加以度量;
③
将几何概型转化为长度、面积、体积之比,应用几何概
型的概率公式求概率
.
考点
2
与面积有关的几何概型
例
2
:
(1)
(2017
年新课标
Ⅰ
)
如图
9-3-2
,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
(
)
图
9-3-2
A.
1
4
B.
π
8
C.
1
2
D.
π
4
答案:
B
(2)(2018
年新课标
Ⅰ
)
图
9
-3-3
来自古希腊数学家希波克拉
底所研
究的几何图形
.
此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分
别为直角三角形
ABC
的斜边
BC
,直角边
AB
,
AC
.△
ABC
的三
边所围成的区域记为
Ⅰ
,黑色部分记为
Ⅱ
,其余部分记为
Ⅲ.
在
整个图形中随机取一点,此点取自
Ⅰ
,
Ⅱ
,
Ⅲ
的概率分别记为
p
1
,
p
2
,
p
3
,则
(
)
图
9-3-3
A.
p
1
=
p
2
B.
p
1
=
p
3
C.
p
2
=
p
3
D.
p
1
=
p
2
+
p
3
答案:
A
(3)(2017
年陕西宝鸡高三一检
)
欧阳修
《
卖油翁
》
中写道:
“(
翁
)
乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自
钱孔入,而钱不湿”
.
卖油翁的技艺让人叹为观止
.
设铜钱是直
径为
4 cm
的圆,它中间有边长为
1 cm
的正方形孔
.
若随机向铜
钱上滴一滴油,则油滴
(
不计油滴的大小
)
正好落入孔中的概率
为
(
)
A.
1
4π
B.
1
4
C.
1
16π
1
D.
16
答案:
A
考点
3
与体积有关的几何概型
例
3
:
(1)
有一个底面圆的半径为
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
(
)
A.
1
3
B.
3
2
C.
2
3
D.
1
2
答案:
C
(2)
在棱长为
2
的正方体
ABCD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
中,点
O
为底面
ABCD
的中心,在正方体
ABCD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
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:
C
(3)(2019
年河北衡水中学调研
)
已知正方体
AB
CD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
内有一个内切球
O
,则在正方体
ABCD
-
A
1
B
1
C
1
D
1
内任取点
M
,
点
M
在球
O
内的概率是
(
)
答案:
C
【
规律方法
】
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
)
,对于某些较复杂的也可利用其对立事
件去求
.
考点
4
与角度有关的几何概型
例
4
:
(1)
在
Rt△
ABC
中,
∠
A
=
30°
,过直角顶点
C
作射线
CM
交线段
AB
于点
M
,则使
|
AM
|>|
AC
|
的概率为
(
)
答案:
B
(2)(2019
年辽宁鞍山模拟
)
如图
9-3-4
,过等腰
Rt△
ABC
的
直角顶点
C
在
∠
ACB
内部随机作一条射线,设射线与
AB
相交
于点
D
,求
AD
<
AC
的概率
.
图
9-3-4
=
0.75.
解:
在
AB
上取一点
E
,使
AE
=
AC
,连接
CE
(
如图
D108)
,
则当射线
CD
落在
∠
ACE
内部时,
AD
<
AC
.
易知
∠
ACE
=
67.5°
,
∴
AD
<
AC
的概率
p
=
67.5°
90°
图
D108
【
规律方法
】
与角度有关的几何概型的求法:当涉及射线
的转动,扇形中有关落点区域问题时,应以角的大小作为区域
度量来计算概率,且不可用线段的长度代替,这是两种不同的
度量手段
.
难点突破
⊙
与线性规划有关的几何概型
例题:
(2019
年湖北联考
)
在区间
[0,4]
上随机取两个实数
x
,
y
,使得
x
+
2
y
≤8
的概率为
(
)
A.
1
4
B.
3
16
C.
6
19
D.
3
4
图
9-3-5
答案:
D
【
规律方法
】
将随机事件转化为面积之比时,要注意哪部
分代表总的基本事件表示的区域,哪部分是所求事件所表示的
区域
.
【
跟踪训练
】
1.(
人教版教材改编
)
某校早上
8
:
00
开始上课,假设该校学
生小张与小王在早上
7
:
30
~
7
:
50
之间到校,且每人在该时间
段的任何时刻到校是等可能的,则小张比小王至少早
5
分钟到
校的概率为
_______.(
用数字作答
)
解析:
如图
D109
,用
x
表示小张到校的时
间,
30≤
x
≤50
,用
y
表示小王到校的时间,
30≤
y
≤50
,则所有可能的结果对应平面直角坐
标系的正方形
ABCD
区域
.
小张比小王至少早
5
分钟到校,即
y
-
x
≥
所对应的区域为
5.
DEF
.
答案:
9
32
图
D109
根据几何概型公式可得
p
2
<
p
3
<
p
1
.
(1)
(2)
(3)
图
D110
答案:
B
1.
几何概型是与古典概型最为接近的一种概率模型,二者
的共同点是基本事件都是等可能的,不同点是基本事件的个数
一个是无限的,一个是有限的;基本事件可抽象为点,对于几
何概型,这些点尽管是无限的,但它们与所占据的区域却是有
限的,根据等可能性,这个点落在区域的概率与该区域的度量
成正比,而与该区域的位置和形状无关
.
2.
对一个具体问题,可以将其几何化,如建立坐标系将试
验结果和点对应,然后利用几何概型概率公式求解
.
(1)
一般地,一个连续变量可建立与长度有关的几何概型,
只需把这个变量放在坐标轴上即可
.
(2)
若一个随机事件需要用两个变量来描述,则可用这两个
变量的有序实数对来表示它的基本事件,然后利用平面直角坐
标系就能顺利地建立与面积有关的几何概型
.
(3)
若一个随机事件需要用三个连续变量来描述,则可用这
三个变量组成的有序数组来表示基本事件,利用空间直角坐标
系建立与体积有关的几何概型
.
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