摘要:题型1:线长问题 例1. 在区间上随机取一个数,的值介于0到之间的概率 为 A. B. C. D. [解析]在区间[-1.1]上随机取一个数x,即时,要使的值介于0到之间,需使或∴或.区间长度为.由几何概型知的值介于0到之间的概率为.故选A. 答案 A 例2.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O的距离大于1的概率为 ( ) A. B. C. D. [解析]长方形面积为2,以O为圆心,1为半径作圆,在矩形内部的部分面积为 因此取到的点到O的距离小于1的概率为÷2= 取到的点到O的距离大于1的概率为 答案 B 例3.假设车站每隔 10 分钟发一班车.随机到达车站.问等车时间不超过 3 分钟的概率 ? 解:以两班车出发间隔 区间作为样本空间 S.乘客随机地到达.即在这个长度是 10 的区间里任何一个点都是等可能地发生.因此是几何概率问题. 要使得等车的时间不超过 3 分钟.即到达的时刻应该是图中 A 包含的样本点. p=== 0.3 . 题型2:面积问题 例4.投镖游戏中的靶子由边长为1米的四方板构成.并将此板分成四个边长为1/2米的小方块.实验是向板中投镖.事件A表示投中阴影部分为成功.考虑事件A发生的概率. 分析与解答:类似于引例1的解释.完全可以把此引例中的实验所对应的基本事件组与大的正方形区域联系在一起.既事件组中的每一个基本事件与大正方形区域中的每一个点一一对应.则事件A所包含的基本事件就与阴影正方形中的点一一对应.这样我们用阴影正方形的面积除以大正方形的面积表示事件A的概率是合理的.这一点我们完全可以用引例1的方法验证其正确性. 解析:P2/12=1/4. 例5.(CB即CitizenBand市民波段的英文缩写)两个CB对讲机持有者.莉莉和霍伊都为卡尔货运公司工作.他们的对讲机的接收范围为25公里.在下午3:0O时莉莉正在基地正东距基地30公里以内的某处向基地行驶.而霍伊在下午3:00时正在基地正北距基地40公里以内的某地向基地行驶.试问在下午3:0O时他们能够通过对讲机交谈的概率有多大? 解:设x和y分别代表莉莉和霍伊距某地的距离. 于是 则他俩所有可能的距离的数据构成有序点对(x,y),这里x.y都在它们各自的限制范围内.则所有这样的有序数对构成的集合即为基本事件组对应的几何区域.每一个几何区域中的点都代表莉莉和霍伊的一个特定的位置. 他们可以通过对讲机交谈的事件仅当他们之间的距离不超过25公里时发生因此构成该事件的点由满足不等式 的数对组成.此不等式等价于 右图中的方形区域代表基本事件组.阴影部分代表所求事件.方形区域的面积为1200平方米公里.而事件的面积为 . 于是有. 例6.山姆的意大利馅饼屋中设有一个投镖靶 该靶为正方形板.边长为18厘米.挂于前门附近的墙上.顾客花两角伍分的硬币便可投一镖并可有机会赢得一种意大利馅饼中的一个.投镖靶中画有三个同心圆.圆心在靶的中心.当投镖击中半径为1厘米的最内层圆域时.可得到一个大馅饼,当击中半径为1厘米到2厘米之间的环域时.可得到一个中馅饼,如果击中半径为2厘米到3厘米之间的环域时.可得到一个小馅饼.如果击中靶上的其他部分.则得不到谄饼.我们假设每一个顾客都能投镖中靶.并假设每个圆的周边线没有宽度.即每个投镖不会击中线上.试求一顾客将嬴得: (a)一张大馅饼. (b)一张中馅饼. (c)一张小馅饼. (d)没得到馅饼的概率 解析:我们实验的样本空间可由一个边长为18的正方形表示.右图表明R和子区域r1.r2.r3和r,它们分别表示得大馅饼.中馅饼.小馅饼或没得到馅饼的事件. , , , . 题型3:体积问题 例7.(1)在400毫升自来水中有一个大肠杆菌,今从中随机取出2毫升水样放到显微镜下观察,求发现大肠杆菌的概率. 解析:由于取水样的随机性,所求事件的概率等于水样的体积与总体积之比.即2/400=0.005. (2)如果在一个5万平方公里的海域里有表面积达40平方公里的大陆架贮藏着石油,假如在这海领域里随意选定一点钻探,问钻到石油的概率是多少? 解析:由于选点的随机性,可以认为该海域中各点被选中的可能性是一样的,因而所求概率自然认为等于贮油海域的面积与整个海域面积之比,即等于40/50000=0.0008. 例8.在线段[0.1]上任意投三个点.问由0至三点的三线段.能构成三角形与不能构成三角形这两个事件中哪一个事件的概率大. 解析:设0到三点的三线段长分别为x,y,z.即相应的 z 右端点坐标为x,y,z.显然.这三条线 1 C 段构成三角形的充要条件是: A D . 在线段[0.1]上任意投三点x,y,z.与立方体 0 1 y ..中的点 1 一一对应.可见所求“构成三角形 的概率.等价于x B 边长为1的立方体T中均匀地掷点.而点落在 区域中的概率,这也就是落在图中由ΔADC.ΔADB.ΔBDC.ΔAOC.ΔAOB.ΔBOC所围成的区域G中的概率. 由于 . 由此得.能与不能构成三角形两事件的概率一样大. 题型4:随机模拟 例9.随机地向半圆(为正常数)内掷一点.点落在园内任何区域的概率与区域的面积成正比.求原点与该点的连线与轴的夹角小于的概率. 解析:半圆域如图 设`原点与该点连线与轴夹角小于’ 由几何概率的定义 . 例10.随机地取两个正数和.这两个数中的每一个都不超过1.试求与之和不超过1.积不小于0.09的概率. 解析:.不等式确定平面域. `’则发生的充要条件为不 等式确定了的子域. 故: 例11. 曲线y=-x2+1与x轴.y轴围成一个区域A.直线x=1.直线y=1.x轴围成一个正方形.向正方形中随机地撒一把芝麻.利用计算机来模拟这个试验.并统计出落在区域A内的芝麻数与落在正方形中的芝麻数. 答案:如下表.由计算机产生两例0~1之间的随机数.它们分别表示随机点(x,y)的坐标.如果一个点(x,y)满足y≤-x2+1.就表示这个点落在区域A内.在下表中最后一列相应地就填上1.否则填0. x y 计数 0.598895 0.940794 0 0.512284 0.118961 1 0.496841 0.784417 0 0.112796 0.690634 1 0.359600 0.371441 1 0.101260 0.650512 1 - - - 0.947386 0.902127 0 0.117618 0.305673 1 0.516465 0.222907 1 0.596393 0.969695 0
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(1)若椭圆的方程是:
+
=1(a>b>0),它的左、右焦点依次为F1、F2,P是椭圆上异于长轴端点的任意一点.在此条件下我们可以提出这样一个问题:“设△PF1F2的过P角的外角平分线为l,自焦点F2引l的垂线,垂足为Q,试求Q点的轨迹方程?”
对该问题某同学给出了一个正确的求解,但部分解答过程因作业本受潮模糊了,我们在
这些模糊地方划了线,请你将它补充完整.
解:延长F2Q 交F1P的延长线于E,据题意,
E与F2关于l对称,所以|PE|=|PF2|.
所以|EF1|=|PF1|+|PE|=|PF1|+|PF2|= ,
在△EF1F2中,显然OQ是平行于EF1的中位线,
所以|OQ|=
|EF1|= ,
注意到P是椭圆上异于长轴端点的点,所以Q点的轨迹是 ,
其方程是: .
(2)如图2,双曲线的方程是:
-
=1(a,b>0),它的左、右焦点依次为F1、F2,P是双曲线上异于实轴端点的任意一点.请你试着提出与(1)类似的问题,并加以证明.
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x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
对该问题某同学给出了一个正确的求解,但部分解答过程因作业本受潮模糊了,我们在
这些模糊地方划了线,请你将它补充完整.
解:延长F2Q 交F1P的延长线于E,据题意,
E与F2关于l对称,所以|PE|=|PF2|.
所以|EF1|=|PF1|+|PE|=|PF1|+|PF2|=
在△EF1F2中,显然OQ是平行于EF1的中位线,
所以|OQ|=
1 |
2 |
注意到P是椭圆上异于长轴端点的点,所以Q点的轨迹是
其方程是:
(2)如图2,双曲线的方程是:
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |