小學(xué)幾何教案
發(fā)表時間:2020-10-13第3節(jié)幾何概型教學(xué)案。
[核心必知]
1.預(yù)習(xí)教材,問題導(dǎo)入
根據(jù)以下提綱,預(yù)習(xí)教材P135~P136,回答下列問題.
(1)教材問題中甲獲勝的概率與什么因素有關(guān)?
提示:與兩圖中標注B的扇形區(qū)域的圓弧的長度有關(guān).
(2)教材問題中試驗的結(jié)果有多少個?其發(fā)生的概率相等嗎?
提示:試驗結(jié)果有無窮個,但每個試驗結(jié)果發(fā)生的概率相等.
2.歸納總結(jié),核心必記
(1)幾何概型的定義與特點
①定義:如果每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型,簡稱為幾何概型.
②特點:(ⅰ)可能出現(xiàn)的結(jié)果有無限多個;(ⅱ)每個結(jié)果發(fā)生的可能性相等.
(2)幾何概型中事件A的概率的計算公式
P(A)=構(gòu)成事件A的區(qū)域長度面積或體積試驗的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域長度面積或體積.
[問題思考]
(1)幾何概型有何特點?
提示:幾何概型的特點有:
①試驗中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無限多個;
②每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等.
(2)古典概型與幾何概型有何區(qū)別?
提示:幾何概型也是一種概率模型,它與古典概型的區(qū)別是:古典概型的試驗結(jié)果是有限的,而幾何概型的試驗結(jié)果是無限的.
[課前反思]
通過以上預(yù)習(xí),必須掌握的幾個知識點:
(1)幾何概型的定義:;
(2)幾何概型的特點:;
(3)幾何概型的計算公式:.
某班公交車到終點站的時間可能是11∶30-12∶00之間的任何一個時刻.
往方格中投一粒芝麻,芝麻可能落在方格中的任何一點上.
[思考1]這兩個試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果是有限個,還是無限個?
提示:無限多個.
[思考2]古典概型和幾何概型的異同是什么?
名師指津:古典概型和幾何概型的異同
如表所示:
名稱古典概型幾何概型
相同點基本事件發(fā)生的可能性相等
不同點①基本事件有限個①基本事件無限個
②P(A)=0A為不可能事件②P(A)=0A為不可能事件
③P(B)=1B為必然事件③P(B)=1B為必然事件
?講一講
1.取一根長為5m的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長都不小于2m的概率有多大?
[嘗試解答]如圖所示.
記“剪得兩段繩長都不小于2m”為事件A.把繩子五等分,當剪斷位置處在中間一段上時,事件A發(fā)生.由于中間一段的長度等于繩長的15,
所以事件A發(fā)生的概率P(A)=15.
求解與長度有關(guān)的幾何概型的關(guān)鍵點
在求解與長度有關(guān)的幾何概型時,首先找到試驗的全部結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域D,這時區(qū)域D可能是一條線段或幾條線段或曲線段,然后找到事件A發(fā)生對應(yīng)的區(qū)域d,在找d的過程中,確定邊界點是問題的關(guān)鍵,但邊界點是否取到不會影響事件A的概率.
?練一練
1.(2016全國乙卷)某公司的班車在7:30,8:00,8:30發(fā)車,小明在7:50至8:30之間到達發(fā)車站乘坐班車,且到達發(fā)車站的時刻是隨機的,則他等車時間不超過10分鐘的概率是()
A.13B.12C.23D.34
解析:選B如圖,
7:50至8:30之間的時間長度為40分鐘,而小明等車時間不超過10分鐘是指小明在7:50至8:00之間或8:20至8:30之間到達發(fā)車站,此兩種情況下的時間長度之和為20分鐘,由幾何概型概率公式知所求概率為P=2040=12.故選B.
?講一講
2.(2014遼寧高考)若將一個質(zhì)點隨機投入如圖所示的長方形ABCD中,其中AB=2,BC=1,則質(zhì)點落在以AB為直徑的半圓內(nèi)的概率是()
A.π2B.π4C.π6D.π8
[嘗試解答]由幾何概型的概率公式可知,質(zhì)點落在以AB為直徑的半圓內(nèi)的概率P=半圓的面積長方形的面積=12π121×2=π4,故選B.
答案:B
解與面積相關(guān)的幾何概型問題的三個關(guān)鍵點
(1)根據(jù)題意確認是否是與面積有關(guān)的幾何概型問題;
(2)找出或構(gòu)造出隨機事件對應(yīng)的幾何圖形,利用圖形的幾何特征計算相關(guān)面積;
(3)套用公式,從而求得隨機事件的概率.
?練一練
2.如圖,在矩形區(qū)域ABCD的A,C兩點處各有一個通信基站,假設(shè)其信號覆蓋范圍分別是扇形區(qū)域ADE和扇形區(qū)域CBF(該矩形區(qū)域內(nèi)無其他信號來源,基站工作正常).若在該矩形區(qū)域內(nèi)隨機地選一地點,則該地點無信號的概率是()
A.1-π4B.π2-1C.2-π2D.π4
解析:選A由幾何概型知所求的概率P=S圖形DEBFS矩形ABCD=2×1-14×π×12×22×1=1-π4.
?講一講
3.如圖,在棱長為2的正方體ABCDA1B1C1D1中,點O為底面ABCD的中心,在正方體ABCDA1B1C1D1內(nèi)隨機取一點P,則點P到點O的距離大于1的概率為________.
[嘗試解答]點P到點O的距離大于1的點位于以O(shè)為球心,以1為半徑的半球外.記點P到點O的距離大于1為事件A,則P(A)=23-12×4π3×1323=1-π12.
答案:1-π12
如果試驗的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域可用體積來度量,我們要結(jié)合問題的背景,選擇好觀察角度,準確找出基本事件所占的區(qū)域體積及事件A所占的區(qū)域體積.
?練一練
3.如圖所示,有一瓶2升的水,其中含有1個細菌.用一小水杯從這瓶水中取出0.1升水,求小杯水中含有這個細菌的概率.
解:記“小杯水中含有這個細菌”為事件A,則事件A的概率只與取出的水的體積有關(guān),符合幾何概型的條件.
∵小水杯中有0.1升水,原瓶中有2升水,
∴由幾何概型求概率的公式得P(A)=0.12=0.05.
——————————————[課堂歸納感悟提升]———————————————
1.本節(jié)課的重點是了解幾何概型的意義,會求幾何概型的概率.難點是理解幾何概型的特點和計算公式.
2.本節(jié)課要掌握以下幾類問題:
(1)理解幾何概型,注意與長度有關(guān)的幾何概型的求解關(guān)鍵點,見講1.
(2)求解與面積相關(guān)的幾何概型問題的三個關(guān)鍵點,見講2.
(3)注意與體積有關(guān)的幾何概型的求解策略,見講3.
3.本節(jié)課的易錯點:
不能正確求出相關(guān)線段的長度或相關(guān)區(qū)域的面積或相關(guān)空間的體積,如講1,2,3.
課下能力提升(十九)
[學(xué)業(yè)水平達標練]
題組1與長度有關(guān)的幾何概型
1.在區(qū)間[-2,3]上隨機選取一個數(shù)X,則X≤1的概率為()
A.45B.35C.25D.15
解析:選B在區(qū)間[-2,3]上隨機選取一個數(shù)X,則X≤1,即-2≤X≤1的概率為P=35.
2.已知地鐵列車每10min一班,在車站停1min,則乘客到達站臺立即乘上車的概率是()
A.110B.19C.111D.18
解析:選A試驗的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域長度為10min,而構(gòu)成事件A的區(qū)域長度為1min,故P(A)=110.
3.在區(qū)間[-2,4]上隨機取一個數(shù)x,若x滿足|x|≤m的概率為56,則m=________.
解析:由|x|≤m,得-m≤x≤m,當m≤2時,由題意得2m6=56,解得m=2.5,矛盾,舍去.
當2m4時,由題意得m--26=56,解得m=3.
答案:3
4.如圖所示,在單位圓O的某一直徑上隨機地取一點Q,求過點Q且與該直徑垂直的弦長長度不超過1的概率.
解:弦長不超過1,即|OQ|≥32,而Q點在直徑AB上是隨機的,記事件A={弦長超過1}.
由幾何概型的概率公式得P(A)=32×22=32.
∴弦長不超過1的概率為1-P(A)=1-32.
題組2與面積、體積有關(guān)的幾何概型
5.在如圖所示的正方形中隨機撒入1000粒芝麻,則撒入圓內(nèi)的芝麻數(shù)大約為________(結(jié)果保留整數(shù)).
解析:設(shè)正方形邊長為2a,則S正=4a2,S圓=πa2.
因此芝麻落入圓內(nèi)的概率為P=πa24a2=π4,大約有1000×π4≈785(粒).
答案:785
6.一個球型容器的半徑為3cm,里面裝有純凈水,因為實驗人員不小心混入了一個H7N9病毒,從中任取1mL水,含有H7N9病毒的概率是________.
解析:水的體積為43πR3=43×π×33=36π(cm3)=36π(mL).故含有病毒的概率為P=136π.
答案:136π
7.(2015西安質(zhì)檢)如圖,在正方體ABCDA1B1C1D1內(nèi)隨機取點,則該點落在三棱錐A1ABC內(nèi)的概率是________.
解析:設(shè)正方體的棱長為a,則所求概率
P=VA1ABCVABCDA1B1C1D1
=13×12a2aa3=16.
答案:16
8.如圖所示,圖2中實線圍成的部分是長方體(圖1)的平面展開圖,其中四邊形ABCD是邊長為1的正方形.若向虛線圍成的矩形內(nèi)任意拋擲一質(zhì)點,它落在長方體的平面展開圖內(nèi)的概率是14,則此長方體的體積是________.
解析:設(shè)長方體的高為h,由幾何概型的概率計算公式可知,質(zhì)點落在長方體的平面展開圖內(nèi)的概率P=2+4h2h+22h+1=14,解得h=3或h=-12(舍去),故長方體的體積為1×1×3=3.
答案:3
9.在街道旁邊有一游戲:在鋪滿邊長為9cm的正方形塑料板的寬廣地面上,擲一枚半徑為1cm的小圓板.規(guī)則如下:每擲一次交5角錢,若小圓板壓在邊上,可重擲一次;若擲在正方形內(nèi),需再交5角錢才可玩;若壓在正方形塑料板的頂點上,可獲得一元錢.試問:
(1)小圓板壓在塑料板的邊上的概率是多少?
(2)小圓板壓在塑料板頂點上的概率是多少?
解:(1)如圖(1)所示,因為O落在正方形ABCD內(nèi)任何位置是等可能的,小圓板與正方形塑料板ABCD的邊相交接是在圓板的中心O到與它靠近的邊的距離不超過1cm時,所以O(shè)落在圖中陰影部分時,小圓板就能與塑料板ABCD的邊相交接,這個范圍的面積等于92-72=32(cm2),因此所求的概率是3292=3281.
(2)小圓板與正方形的頂點相交接是在圓心O與正方形的頂點的距離不超過小圓板的半徑1cm時,如圖(2)陰影部分,四塊合起來面積為πcm2,故所求概率是π81.
[能力提升綜合練]
1.下列關(guān)于幾何概型的說法中,錯誤的是()
A.幾何概型是古典概型的一種,基本事件都具有等可能性
B.幾何概型中事件發(fā)生的概率與它的位置或形狀無關(guān)
C.幾何概型在一次試驗中可能出現(xiàn)的結(jié)果有無限多個
D.幾何概型中每個結(jié)果的發(fā)生都具有等可能性
解析:選A幾何概型和古典概型是兩種不同的概率模型,故選A.
2.已有四個游戲盤,將它們水平放穩(wěn)后,在上面扔一顆玻璃小球,若小球落在陰影部分,則可中獎,小明要想增加中獎機會,應(yīng)選擇的游戲盤是()
解析:選A利用幾何概型的概率公式,得P(A)=38,P(B)=28,P(C)=26,P(D)=13,
∴P(A)>P(C)=P(D)>P(B),故選A.
3.如圖,在面積為S的△ABC的邊AB上任取一點P,則△PBC的面積大于S4的概率是()
A.14B.12C.34D.23
解析:選C因為△ABC與△PBC是等高的,所以事件“△PBC的面積大于S4”等價于事件“|BP|∶|AB|>14”.即P(△PBC的面積大于S4)=|PA||BA|=34.
4.已知事件“在矩形ABCD的邊CD上隨機地取一點P,使△APB的最大邊是AB”發(fā)生的概率為12,則ADAB=()
A.12B.14
C.32D.74
解析:選D依題可知,設(shè)E,F(xiàn)是CD上的四等分點,則P只能在線段EF上且BF=AB.不妨設(shè)CD=AB=a,BC=b,則有b2+3a42=a2,即b2=716a2,故ba=74.
5.(2016石家莊高一檢測)如圖,在平面直角坐標系內(nèi),射線OT落在60°角的終邊上,任作一條射線OA,則射線OA落在∠xOT內(nèi)的概率為________.
解析:記“射線OA落在∠xOT內(nèi)”為事件A.構(gòu)成事件A的區(qū)域最大角度是60°,所有基本事件對應(yīng)的區(qū)域最大角度是360°,所以由幾何概型的概率公式得P(A)=60°360°=16.
答案:16
6.一個多面體的直觀圖和三視圖如圖所示,其中M是AB的中點.
一只蒼蠅在幾何體ADFBCE內(nèi)自由飛行,求它飛入幾何體FAMCD內(nèi)的概率.
解:由三視圖可得直觀圖為直三棱柱且底面ADF中AD⊥DF,DF=AD=DC=a.
因為VFAMCD=13S四邊形AMCD×DF=13×12(12a+a)aa=14a3,
VADFBCE=12a2a=12a3,
所以蒼蠅飛入幾何體FAMCD內(nèi)的概率為14a312a3=12.
7.在長度為10cm的線段AD上任取兩點B,C.在B,C處折此線段而得一折線,求此折線能構(gòu)成三角形的概率.
解:設(shè)AB,AC的長度分別為x,y,由于B,C在線段AD上,因而應(yīng)有0≤x,y≤10,由此可見,點對(B,C)與正方形K={(x,y)|0≤x≤10,0≤y≤10}中的點(x,y)是一一對應(yīng)的,先設(shè)xy,這時,AB,BC,CD能構(gòu)成三角形的充要條件是AB+BCCD,BC+CDAB,CD+ABBC,注意AB=x,BC=y(tǒng)-x,CD=10-y,代入上面三式,得y5,x5,y-x5,
符合此條件的點(x,y)必落在△GFE中(如圖).
同樣地,當yx時,當且僅當點(x,y)落在△EHI中,AC,CB,BD能構(gòu)成三角形,
利用幾何概型可知,所求的概率為S△GFE+S△EHIS正方形=14.
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第2節(jié)古典概型教學(xué)案
[核心必知]
1.預(yù)習(xí)教材,問題導(dǎo)入
根據(jù)以下提綱,預(yù)習(xí)教材P125~P130,回答下列問題.
教材中的兩個試驗:(1)擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣的試驗;
(2)擲一枚質(zhì)地均勻的骰子的試驗.
(1)試驗(1)中的基本事件是什么?試驗(2)中的基本事件又是什么?
提示:試驗(1)的基本事件有:“正面朝上”、“反面朝上”;試驗(2)的基本事件有:“1點”、“2點”、“3點”、“4點”、“5點”、“6點”.
(2)基本事件有什么特點?
提示:①任何兩個基本事件是互斥的;
②任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.
(3)古典概型的概率計算公式是什么?
提示:P(A)=A包含的基本事件的個數(shù)基本事件的總數(shù).
2.歸納總結(jié),核心必記
(1)基本事件
①定義:在一次試驗中,所有可能出現(xiàn)的基本結(jié)果中不能再分的最簡單的隨機事件稱為該次試驗的基本事件.
②特點:一是任何兩個基本事件是互斥的;二是任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.
(2)古典概型
①定義:如果一個概率模型滿足:
(ⅰ)試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;
(ⅱ)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等.
那么這樣的概率模型稱為古典概率模型,簡稱古典概型.
②計算公式:對于古典概型,任何事件的概率為P(A)=A包含的基本事件的個數(shù)基本事件的總數(shù).
[問題思考]
(1)若一次試驗的結(jié)果所包含的基本事件的個數(shù)是有限個,則該試驗是古典概型嗎?
提示:不一定是,還要看每個事件發(fā)生的可能性是否相同,若相同才是,否則不是.
(2)擲一枚不均勻的骰子,求出現(xiàn)點數(shù)為偶數(shù)點的概率,這個概率模型還是古典概型嗎?
提示:不是.因為骰子不均勻,所以每個基本事件出現(xiàn)的可能性不相等,不滿足特點(ⅱ).
(3)“在區(qū)間[0,10]上任取一個數(shù),這個數(shù)恰為2的概率是多少?”這個概率模型屬于古典概型嗎?
提示:不是,因為在區(qū)間[0,_10]上任取一個數(shù),其試驗結(jié)果有無限個,故其基本事件有無限個,所以不是古典概型.
[課前反思]
通過以上預(yù)習(xí),必須掌握的幾個知識點:
(1)基本事件的定義:;
(2)基本事件的特點:;
(3)古典概型的定義:;
(4)古典概型的計算公式:.
擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣兩次,觀察哪一面朝上.
[思考1]這個試驗共有哪幾種結(jié)果?基本事件總數(shù)有多少?事件A={恰有一次正面朝上}包含哪些試驗結(jié)果?
名師指津:共有正正、正反、反正、反反四種結(jié)果.基本事件有4個.事件A包含的結(jié)果有:正反、反正.
[思考2]基本事件有什么特點?
名師指津:基本事件具有以下特點:(1)不可能再分為更小的隨機事件;(2)兩個基本事件不可能同時發(fā)生.
?講一講
1.先后拋擲3枚均勻的壹分,貳分,伍分硬幣.
(1)求試驗的基本事件數(shù);
(2)求出現(xiàn)“2枚正面,1枚反面”的基本事件數(shù).
[嘗試解答](1)因為拋擲壹分,貳分,伍分硬幣時,各自都會出現(xiàn)正面和反面2種情況,所以一共可能出現(xiàn)的結(jié)果有8種.可列表為:
硬幣種類試驗結(jié)果(共8種)
壹分正面正面正面正面反面反面反面反面
貳分正面反面正面反面正面反面正面反面
伍分正面反面反面正面正面反面反面正面
所以試驗基本事件數(shù)為8.
(2)從(1)中表格知,出現(xiàn)“2枚正面,1枚反面”的結(jié)果有3種,即(正,正,反),(正,反,正),(反,正,正).所以“2枚正面,1枚反面”的基本事件數(shù)為3.
基本事件的兩個探求方法
(1)列表法:將基本事件用表格的形式表示出來,通過表格可以清楚地弄清基本事件的總數(shù),以及要求的事件所包含的基本事件數(shù),列表法適合于較簡單的試驗的題目,基本事件較多的試驗不適合用列表法.
(2)樹狀圖法:樹狀圖法是用樹狀的圖形把基本事件列舉出來的一種方法,樹狀圖法便于分析基本事件間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,對于較復(fù)雜的問題,可以作為一種分析問題的主要手段.樹狀圖法適合于較復(fù)雜的試驗的題目.
?練一練
1.從字母a,b,c,d中任意取出兩個不同字母的試驗中,有哪些基本事件?
解:所求的基本事件共有6個:
即A={a,b},B={a,c},C={a,d},D={b,c},
E={b,d},F(xiàn)={c,d}.
觀察圖形,思考下列問題
[思考1]某射擊運動員隨機地向一靶心進行射擊,試驗的結(jié)果有:命中10環(huán),命中9環(huán),…,命中1環(huán)和命中0環(huán)(即不命中),你認為這是古典概型嗎?
名師指津:試驗的所有結(jié)果只有11個,但是命中10環(huán),命中9環(huán),…,命中1環(huán)和命中0環(huán)(即不命中)的出現(xiàn)不是等可能的,這個試驗不是古典概型.
[思考2]若一個試驗是古典概型,它需要具備什么條件?
名師指津:若一個試驗是古典概型,需具備以下兩點:
(1)有限性:首先判斷試驗的基本事件是否是有限個,若基本事件無限個,即不可數(shù),則試驗不是古典概型.
(2)等可能性:其次考查基本事件的發(fā)生是不是等可能的,若基本事件發(fā)生的可能性不一樣,則試驗不是古典概型.
?講一講
2.某校夏令營有3名男同學(xué)A,B,C和3名女同學(xué)X,Y,Z,其年級情況如下表:
一年級二年級三年級
男同學(xué)ABC
女同學(xué)XYZ
現(xiàn)從這6名同學(xué)中隨機選出2人參加知識競賽(每人被選到的可能性相同).
(1)用表中字母列舉出所有可能的結(jié)果;
(2)設(shè)M為事件“選出的2人來自不同年級且恰有1名男同學(xué)和1名女同學(xué)”,求事件M發(fā)生的概率.
[嘗試解答](1)從6名同學(xué)中隨機選出2人參加知識競賽的所有可能結(jié)果為{A,B},{A,C},{A,X},{A,Y},{A,Z},{B,C},{B,X},{B,Y},{B,Z},{C,X},{C,Y},{C,Z},{X,Y},{X,Z},{Y,Z},共15種.
(2)選出的2人來自不同年級且恰有1名男同學(xué)和1名女同學(xué)的所有可能結(jié)果為{A,Y},{A,Z},{B,X},{B,Z},{C,X},{C,Y},共6種.
因此,事件M發(fā)生的概率P(M)=615=25.
(1)古典概型求法步驟
①確定等可能基本事件總數(shù)n;
②確定所求事件包含基本事件數(shù)m;
③P(A)=mn.
(2)使用古典概型概率公式應(yīng)注意
①首先確定是否為古典概型;
②所求事件是什么,包含的基本事件有哪些.
?練一練
2.一個口袋內(nèi)裝有大小相等的1個白球和已編有不同號碼的3個黑球,從中摸出2個球.求:
(1)基本事件總數(shù);
(2)事件“摸出2個黑球”包含多少個基本事件?
(3)摸出2個黑球的概率是多少?
解:由于4個球的大小相等,摸出每個球的可能性是均等的,所以是古典概型.
(1)將黑球編號為黑1,黑2,黑3,從裝有4個球的口袋內(nèi)摸出2個球,所有基本事件構(gòu)成集合Ω={(黑1,黑2),(黑1,黑3),(黑1,白),(黑2,黑3),(黑2,白),(黑3,白)},其中共有6個基本事件.
(2)事件“摸出2個黑球”={(黑1,黑2),(黑2,黑3),(黑1,黑3)},共3個基本事件.
(3)基本事件總數(shù)n=6,事件“摸出兩個黑球”包含的基本事件數(shù)m=3,故P=12.
?講一講
3.袋子中裝有除顏色外其他均相同的編號為a,b的2個黑球和編號為c,d,e的3個紅球,從中任意摸出2個球.
(1)寫出所有不同的結(jié)果;
(2)求恰好摸出1個黑球和1個紅球的概率;
(3)求至少摸出1個黑球的概率.
[思路點撥](1)可以利用初中學(xué)過的樹狀圖寫出;(2)找出恰好摸出1個黑球和1個紅球的基本事件,利用古典概型的概率計算公式求出;(3)找出至少摸出1個黑球的基本事件,利用古典概型的概率計算公式求出.
[嘗試解答](1)用樹狀圖表示所有的結(jié)果為
所以所有不同的結(jié)果是
ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de.
(2)記“恰好摸出1個黑球和1個紅球”為事件A,
則事件A包含的基本事件為ac,ad,ae,bc,bd,be,共6個基本事件,
所以P(A)=610=0.6,
即恰好摸出1個黑球和1個紅球的概率為0.6.
(3)記“至少摸出1個黑球”為事件B,
則事件B包含的基本事件為ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,共7個基本事件,
所以P(B)=710=0.7,
即至少摸出1個黑球的概率為0.7.
利用事件間的關(guān)系求概率
在求解較復(fù)雜事件的概率時,可將其分解為幾個互斥的簡單事件的和事件,由公式P(A1∪A2∪A3∪…∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An)求得,或采用正難則反的原則,轉(zhuǎn)化為求其對立事件,再用公式P(A)=1-P(A)(A為A的對立事件)求得.
?練一練
3.先后擲兩枚大小相同的骰子.
(1)求點數(shù)之和出現(xiàn)7點的概率;
(2)求出現(xiàn)兩個4點的概率;
(3)求點數(shù)之和能被3整除的概率.
解:如圖所示,從圖中容易看出基本事件與所描點一一對應(yīng),共36個.
(1)記“點數(shù)之和出現(xiàn)7點”為事件A,從圖中可以看出,事件A包含的基本事件共6個:(6,1),(5,2),(4,3),(3,4),(2,5),(1,6).故P(A)=636=16.
(2)記“出現(xiàn)兩個4點”為事件B,從圖中可以看出,事件B包含的基本事件只有1個,即(4,4).故P(B)=136.
(3)記“點數(shù)之和能被3整除”為事件C,則事件C包含的基本事件共12個:(1,2),(2,1),(1,5),(5,1),(2,4),(4,2),(3,3),(3,6),(6,3),(4,5),(5,4),(6,6).
故P(C)=1236=13.
——————————————[課堂歸納感悟提升]———————————————
1.本節(jié)課的重點是了解基本事件的特點,能寫出一次試驗所出現(xiàn)的基本事件,會用列舉法求古典概型的概率.難點是理解古典概型及其概率計算公式,會判斷古典概型.
2.本節(jié)課要掌握以下幾類問題:
(1)基本事件的兩種探求方法,見講1.
(2)求古典概型的步驟及使用古典概型概率公式的注意點,見講2.
(3)利用事件的關(guān)系結(jié)合古典概型求概率,見講3.
3.本節(jié)課的易錯點有兩個:
(1)列舉基本事件時易漏掉或重復(fù),如講1;
(2)判斷一個事件是否是古典概型易出錯.
課下能力提升(十八)
[學(xué)業(yè)水平達標練]
題組1基本事件的列舉問題
1.同時投擲兩顆大小完全相同的骰子,用(x,y)表示結(jié)果,記A為“所得點數(shù)之和小于5”,則事件A包含的基本事件數(shù)是()
A.3B.4C.5D.6
解析:選D事件A包含的基本事件有6個:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1).故選D.
2.做試驗“從0,1,2這3個數(shù)字中,不放回地取兩次,每次取一個,構(gòu)成有序數(shù)對(x,y),x為第1次取到的數(shù)字,y為第2次取到的數(shù)字”.
①寫出這個試驗的基本事件;
②求出這個試驗的基本事件的總數(shù);
③寫出“第1次取出的數(shù)字是2”這一事件包含的基本事件.
解:①這個試驗的基本事件為(0,1),(0,2),(1,0),(1,2),(2,0),(2,1).
②基本事件的總數(shù)為6.
③“第1次取出的數(shù)字是2”包含以下2個基本事件:(2,0),(2,1).
題組2簡單古典概型的計算
3.下列關(guān)于古典概型的說法中正確的是()
①試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;②每個事件出現(xiàn)的可能性相等;③每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等;④基本事件的總數(shù)為n,隨機事件A若包含k個基本事件,則P(A)=kn.
A.②④B.①③④C.①④D.③④
解析:選B根據(jù)古典概型的特征與公式進行判斷,①③④正確,②不正確,故選B.
4.下列試驗中,屬于古典概型的是()
A.種下一粒種子,觀察它是否發(fā)芽
B.從規(guī)格直徑為250mm±0.6mm的一批合格產(chǎn)品中任意抽一根,測量其直徑d
C.拋擲一枚硬幣,觀察其出現(xiàn)正面或反面
D.某人射擊中靶或不中靶
解析:選C依據(jù)古典概型的特點判斷,只有C項滿足:①試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個;②每個基本事件出現(xiàn)的可能性相同.
5.設(shè)a是擲一枚骰子得到的點數(shù),則方程x2+ax+2=0有兩個不相等的實根的概率為()
A.23B.13C.12D.512
解析:選A基本事件總數(shù)為6,若方程有兩個不相等的實根則a2-8>0,滿足上述條件的a為3,4,5,6,故P=46=23.
6.一枚硬幣連擲3次,有且僅有2次出現(xiàn)正面向上的概率為()
A.38B.23C.13D.14
解析:選A所有的基本事件是(正,正,正),(正,正,反),(正,反,正),(正,反,反),(反,正,正),(反,正,反),(反,反,正),(反,反,反),共有8個,僅有2次出現(xiàn)正面向上的有:(正,正,反),(正,反,正),(反,正,正),共3個.則所求概率為38.
7.袋中有6個球,其中4個白球,2個紅球,從袋中任意取出兩球,求下列事件的概率:
(1)A:取出的兩球都是白球;
(2)B:取出的兩球1個是白球,另1個是紅球.
解:設(shè)4個白球的編號為1,2,3,4;2個紅球的編號為5,6.從袋中的6個小球中任取2個球的取法有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15種.
(1)從袋中的6個球中任取兩個,所取的兩球全是白球的取法共有6種,為(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4).
∴取出的兩個球全是白球的概率為P(A)=615=25.
(2)從袋中的6個球中任取兩個,其中一個是紅球,而另一個是白球,其取法包括(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6)共8種.
∴取出的兩個球一個是白球,一個是紅球的概率為P(B)=815.
題組3較復(fù)雜的古典概型的計算
8.某停車場臨時停車按時段收費,收費標準如下:每輛汽車一次停車不超過1小時收費6元,超過1小時的部分每小時收費8元(不足1小時按1小時計算).現(xiàn)有甲、乙兩人在該地停車,兩人停車都不超過4小時.
(1)若甲停車1小時以上且不超過2小時的概率為13,停車費多于14元的概率為512,求甲的停車費為6元的概率;
(2)若甲、乙兩人每人停車的時長在每個時段的可能性相同,求甲、乙兩人停車費之和為28元的概率.
解:(1)記“一次停車不超過1小時”為事件A,“一次停車1到2小時”為事件B,“一次停車2到3小時”為事件C,“一次停車3到4小時”為事件D.
由已知得P(B)=13,P(C+D)=512.
又事件A,B,C,D互斥,所以P(A)=1-13-512=14.
所以甲的停車費為6元的概率為14.
(2)易知甲、乙停車時間的基本事件有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16個;
而“停車費之和為28元”的事件有(1,3),(2,2),(3,1),共3個,
所以所求概率為316.
[能力提升綜合練]
1.下列是古典概型的是()
A.任意擲兩枚骰子,所得點數(shù)之和作為基本事件時
B.求任意的一個正整數(shù)平方的個位數(shù)字是1的概率,將取出的正整數(shù)作為基本事件時
C.從甲地到乙地共n條路線,求某人正好選中最短路線的概率
D.拋擲一枚均勻硬幣首次出現(xiàn)正面為止
解析:選CA項中由于點數(shù)的和出現(xiàn)的可能性不相等,故A不是;B項中的基本事件是無限的,故B不是;C項滿足古典概型的有限性和等可能性,故C是;D項中基本事件可能會是無限個,故D不是.
2.(2015廣東高考)已知5件產(chǎn)品中有2件次品,其余為合格品.現(xiàn)從這5件產(chǎn)品中任取2件,恰有一件次品的概率為()
A.0.4B.0.6
C.0.8D.1
解析:選B5件產(chǎn)品中有2件次品,記為a,b,有3件合格品,記為c,d,e,從這5件產(chǎn)品中任取2件,有10種結(jié)果,分別是(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),恰有一件次品,有6種結(jié)果,分別是(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),設(shè)事件A={恰有一件次品},則P(A)=610=0.6,故選B.
3.(2015新課標全國卷Ⅰ)如果3個正整數(shù)可作為一個直角三角形三條邊的邊長,則稱這3個數(shù)為一組勾股數(shù).從1,2,3,4,5中任取3個不同的數(shù),則這3個數(shù)構(gòu)成一組勾股數(shù)的概率為()
A.310B.15C.110D.120
解析:選C從1,2,3,4,5中任取3個不同的數(shù)共有如下10個不同的結(jié)果:(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5),(2,3,4),(2,3,5),(2,4,5),(3,4,5),其中勾股數(shù)只有(3,4,5),所以概率為110.故選C.
4.從個位數(shù)與十位數(shù)之和為奇數(shù)的兩位數(shù)中任取一個,其個位數(shù)為0的概率是()
A.49B.13C.29D.19
解析:選D分類討論法求解.
個位數(shù)與十位數(shù)之和為奇數(shù),則個位數(shù)與十位數(shù)中必一個奇數(shù)一個偶數(shù),所以可以分兩類.
(1)當個位為奇數(shù)時,有5×4=20個符合條件的兩位數(shù).
(2)當個位為偶數(shù)時,有5×5=25個符合條件的兩位數(shù).
因此共有20+25=45個符合條件的兩位數(shù),其中個位數(shù)為0的兩位數(shù)有5個,所以所求概率為P=545=19.
5.(2016石家莊高一檢測)一只螞蟻在如圖所示的樹枝上尋覓食物,假定螞蟻在每個岔路口都會隨機地選擇一條路徑,則它能獲得食物的概率為________.
解析:該樹枝的樹梢有6處,有2處能找到食物,所以獲得食物的概率為26=13.
答案:13
6.從三男三女共6名學(xué)生中任選2名(每名同學(xué)被選中的概率均相等),則2名都是女同學(xué)的概率等于________.
解析:用A,B,C表示三名男同學(xué),用a,b,c表示三名女同學(xué),則從6名同學(xué)中選出2人的所有選法為:AB,AC,Aa,Ab,Ac,BC,Ba,Bb,Bc,Ca,Cb,Cc,ab,ac,bc,2名都是女同學(xué)的選法為:ab,ac,bc,故所求的概率為315=15.
答案:15
7.(2015天津高考)設(shè)甲、乙、丙三個乒乓球協(xié)會的運動員人數(shù)分別為27,9,18.現(xiàn)采用分層抽樣的方法從這三個協(xié)會中抽取6名運動員組隊參加比賽.
(1)求應(yīng)從這三個協(xié)會中分別抽取的運動員的人數(shù).
(2)將抽取的6名運動員進行編號,編號分別為A1,A2,A3,A4,A5,A6.現(xiàn)從這6名運動員中隨機抽取2人參加雙打比賽.
①用所給編號列出所有可能的結(jié)果;
②設(shè)A為事件“編號為A5和A6的兩名運動員中至少有1人被抽到”,求事件A發(fā)生的概率.
解:(1)應(yīng)從甲、乙、丙三個協(xié)會中抽取的運動員人數(shù)分別為3,1,2.
(2)①從6名運動員中隨機抽取2人參加雙打比賽的所有可能結(jié)果為{A1,A2},{A1,A3},{A1,A4},{A1,A5},{A1,A6},{A2,A3},{A2,A4},{A2,A5},{A2,A6},{A3,A4},{A3,A5},{A3,A6},{A4,A5},{A4,A6},{A5,A6},共15種.
②編號為A5和A6的兩名運動員中至少有1人被抽到的所有可能結(jié)果為{A1,A5},{A1,A6},{A2,A5},{A2,A6},{A3,A5},{A3,A6},{A4,A5},{A4,A6},{A5,A6},共9種.
因此,事件A發(fā)生的概率P(A)=915=35.
8.(2014山東高考)海關(guān)對同時從A,B,C三個不同地區(qū)進口的某種商品進行抽樣檢測,從各地區(qū)進口此種商品的數(shù)量(單位:件)如下表所示.工作人員用分層抽樣的方法從這些商品中共抽取6件樣品進行檢測.
地區(qū)ABC
數(shù)量50150100
(1)求這6件樣品中來自A,B,C各地區(qū)商品的數(shù)量;
(2)若在這6件樣品中隨機抽取2件送往甲機構(gòu)進行進一步檢測,求這2件商品來自相同地區(qū)的概率.
解:(1)因為樣本容量與總體中的個體數(shù)的比是650+150+100=150,
所以樣本中包含三個地區(qū)的個體數(shù)量分別是:
50×150=1,150×150=3,100×150=2.
所以A,B,C三個地區(qū)的商品被選取的件數(shù)分別為1,3,2.
(2)設(shè)6件來自A,B,C三個地區(qū)的樣品分別為:A;B1,B2,B3;C1,C2.
則從6件樣品中抽取的這2件商品構(gòu)成的所有基本事件為:
{A,B1},{A,B2},{A,B3},{A,C1},{A,C2},{B1,B2},{B1,B3},{B1,C1},{B1,C2},{B2,B3},{B2,C1},{B2,C2},{B3,C1},{B3,C2},{C1,C2},共15個.
每個樣品被抽到的機會均等,因此這些基本事件的出現(xiàn)是等可能的.
記事件D:“抽取的這2件商品來自相同地區(qū)”,則事件D包含的基本事件有:
{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},{C1,C2},共4個.
所以P(D)=415,即這2件商品來自相同地區(qū)的概率為415.
高中數(shù)學(xué)必修三3.3幾何概型導(dǎo)學(xué)案
3.3幾何概型
【學(xué)習(xí)目標】
1.理解幾何概型的定義,會用公式計算概率.
2.掌握幾何概型的概率公式:P(A)=
【知識梳理】
知識回顧:
1.基本事件的兩個特點:一是任何兩個基本事件是的;二是任何事件(除不可能事件)都可以表示為.
2.古典概型的兩個重要特征:一是一次試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果只有;二是每種結(jié)果出現(xiàn)的可能性.
3.在古典概型中,=.
新知梳理:
1.幾何概型的定義
如果每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的()成比例,則稱這樣的概型為幾何概型.
2.幾何概型的特點
(1)試驗中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有.
(2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性.
3.幾何概型的概率公式
=.
對點練習(xí):
1.在500ml的水中有一個草履蟲,現(xiàn)從中隨機取出2ml水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)草履蟲的概率是().
(A)0.5(B)0.4(C)0.004
(D)不能確定
2.從一批羽毛球產(chǎn)品中任取一個,其質(zhì)量小于4.8g的概率為0.3,質(zhì)量小于4.85g的概率為0.32,那么質(zhì)量在(g)范圍內(nèi)的概率是()
(A)0.62(B)0.38
(C)0.02(D)0.68
3.在長為10cm的線段AB上任取一點P,并以線段AP為邊作正方形,這個正方形的面積介于25cm2與49cm2之間的概率為()
(A)(B)
(C)(D)
4.已知地鐵列車每10min一班,在車站停1min.則乘客到達站臺立即乘上車的概率為.
【合作探究】
典例精析
例題1.取一根長3米的繩子,拉直后再任意位置剪斷,那么剪得的兩段的長都不少于1米的概率有多大?
變式訓(xùn)練1.在半徑為1的圓周上任取兩點,連接兩點成一條弦,求弦長超過此圓內(nèi)接正三角形邊長的概率.
例題2.在圓內(nèi)隨機投點,求點與圓心間的距離
變式訓(xùn)練2.在以為中心,邊長為1的正方形內(nèi)投點,求點與正方形的中心的距離小于的概率.
例題3.在棱長為3的正方體內(nèi)任意取一點,求這個點到各面的距離均大于棱長的的概率.
變式訓(xùn)練3.在棱長為3的正方體內(nèi)任意取一點,求這個點到各面的距離小于棱長的的概率.
【課堂小結(jié)】
【當堂達標】
1.一個紅綠燈路口,紅燈亮的時間為30秒,黃燈亮的時間是5秒,綠燈亮的時間是45秒.當你走到路口時,恰好看到黃燈亮的概率是()
A.B.C.D.
2.面積為的中,是的中點,向內(nèi)部投一點,那么點落在內(nèi)的概率是()
A.B.C.D.
3.在400毫升自來水中有一個大腸桿菌,今從中隨機取出2毫升水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的概率為()
A.0.002B.0.004C.0.005D.0.008
【課時作業(yè)】
1.同時轉(zhuǎn)動如圖所示的兩個轉(zhuǎn)盤,記轉(zhuǎn)盤甲得到的數(shù)為x,轉(zhuǎn)盤乙得到的數(shù)為y,構(gòu)成數(shù)對(x,y),則所有數(shù)對(x,y)中滿足xy=4的概率為().
(A)(B)(C)(D)
2.如圖,是由一個圓、一個三角形和一個長方形構(gòu)成的組合體,現(xiàn)用紅、藍兩種顏色為其涂色,每個圖形只能涂一種顏色,則三個形狀顏色不全相同的概率為().
(A)(B)
(C)(D)
3.兩人相約7點到8點在某地會面,先到者等候另一人20分鐘,過時離去.則求兩人會面的概率為
(A)(B)(C)(D)
4.如圖,某人向圓內(nèi)投鏢,如果他每次都投入圓內(nèi),那么他投中正方形
區(qū)域的概率為().
(A)(B)
(C)(D)
5.如圖,有一圓盤其中的陰影部分的圓心角為,若向圓內(nèi)投鏢,如果某人每次都投入圓內(nèi),那么他投中陰影部分的概率為().
(A)(B)
(C)(D)
6.現(xiàn)有的蒸餾水,假定有一個細菌,現(xiàn)從中抽取,則抽到細菌的概率為().
(A)(B)(C)(D)
7.一艘輪船只有在漲潮的時候才能駛?cè)敫劭?,已知該港口每天漲潮的時間為早晨至和下午至,則該船在一晝夜內(nèi)可以進港的概率是().
(A)(B)(C)(D)
8.在區(qū)間中任意取一個數(shù),則它與之和大于的概率是().
(A)(B)(C)(D)
9.若過正三角形的頂點任作一條直線,則與線段相交的概率為().
(A)(B)(C)(D)
10.平面上畫了一些彼此相距2a的平行線,把一枚半徑ra的硬幣任意擲在這個平面上,求硬幣不與任何一條平行線相碰的概率().
(A)(B)
(C)(D)
11.向面積為9的內(nèi)任投一點,那么的面積小于3的概率為.
12.在區(qū)間(0,1)中隨機地取出兩個數(shù),則兩數(shù)之和小于的概率是.
13.在1升高產(chǎn)小麥種子中混入了一種帶麥誘病的種子,從中隨機取出10毫升,則取出的種子中含有麥誘病的種子的概率是多少?
14.飛鏢隨機地擲在下面的靶子上.
(1)在靶子1中,飛鏢投到區(qū)域A、B、C的概率是多少?
(2)在靶子1中,飛鏢投在區(qū)域A或B中的概率是多少?在靶子2中,飛鏢沒有投在區(qū)
域C中的概率是多少?
15.一只海豚在水池中游弋,水池為長,寬的長方形,求此刻海豚嘴尖離岸邊不超過的概率.
蘇教版高二數(shù)學(xué)幾何概型知識點
蘇教版高二數(shù)學(xué)幾何概型知識點
1.幾何概型的定義:如果每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型,簡稱幾何概型。
2.幾何概型的概率公式:P(A)=構(gòu)成事件A的區(qū)域長度(面積或體積);
試驗的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域長度(面積或體積)
3.幾何概型的特點:1)試驗中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無限多個;2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等.
4.幾何概型與古典概型的比較:一方面,古典概型具有有限性,即試驗結(jié)果是可數(shù)的;而幾何概型則是在試驗中出現(xiàn)無限多個結(jié)果,且與事件的區(qū)域長度(或面積、體積等)有關(guān),即試驗結(jié)果具有無限性,是不可數(shù)的。這是二者的不同之處;另一方面,古典概型與幾何概型的試驗結(jié)果都具有等可能性,這是二者的共性。
通過以上對于幾何概型的基本知識點的梳理,我們不難看出其要核是:要抓住幾何概型具有無限性和等可能性兩個特點,無限性是指在一次試驗中,基本事件的個數(shù)可以是無限的,這是區(qū)分幾何概型與古典概型的關(guān)鍵所在;等可能性是指每一個基本事件發(fā)生的可能性是均等的,這是解題的基本前提。因此,用幾何概型求解的概率問題和古典概型的基本思路是相同的,同屬于“比例法”,即隨機事件A的概率可以用“事件A包含的基本事件所占的圖形的長度、面積(體積)和角度等”與“試驗的基本事件所占總長度、面積(體積)和角度等”之比來表示。下面就幾何概型常見類型題作一歸納梳理。
幾何概型及均勻隨機數(shù)的產(chǎn)生
3.3.2幾何概型及均勻隨機數(shù)的產(chǎn)生
一、教材分析
1.幾何概型是不同于古典概型的又一個最基本、最常見的概率模型,其概率計算原理通俗、簡單,對應(yīng)隨機事件及試驗結(jié)果的幾何量可以是長度、面積或體積.
2.如果一個隨機試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果有無限多個,并且每個結(jié)果發(fā)生的可能性相等,那么該試驗可以看作是幾何概型.通過適當設(shè)置,將隨機事件轉(zhuǎn)化為幾何問題,即可利用幾何概型的概率公式求事件發(fā)生的概率.
二、教學(xué)目標
(1)正確理解幾何概型的概念;
(2)掌握幾何概型的概率公式;
(3)會根據(jù)古典概型與幾何概型的區(qū)別與聯(lián)系來判別某種概型是古典概型還是幾何概型;
(4)了解均勻隨機數(shù)的概念;
(5)掌握利用計算器(計算機)產(chǎn)生均勻隨機數(shù)的方法;
(6)會利用均勻隨機數(shù)解決具體的有關(guān)概率的問題.
三、教學(xué)重點難點
1、幾何概型的概念、公式及應(yīng)用;
2、利用計算器或計算機產(chǎn)生均勻隨機數(shù)并運用到概率的實際應(yīng)用中.
四、學(xué)情分析
五、教學(xué)方法
1.自主探究,互動學(xué)習(xí)
2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準備
1、通過對本節(jié)知識的探究與學(xué)習(xí),感知用圖形解決概率問題的方法,掌握數(shù)學(xué)思想與邏輯推理的數(shù)學(xué)方法;2、教學(xué)用具:投燈片,計算機及多媒體教學(xué).七、課時安排:1課時
七、教學(xué)過程
1、創(chuàng)設(shè)情境:在概率論發(fā)展的早期,人們就已經(jīng)注意到只考慮那種僅有有限個等可能結(jié)果的隨機試驗是不夠的,還必須考慮有無限多個試驗結(jié)果的情況。例如一個人到單位的時間可能是8:00至9:00之間的任何一個時刻;往一個方格中投一個石子,石子可能落在方格中的任何一點……這些試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果都是無限多個。
2、基本概念:(1)幾何概率模型:如果每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型;
(2)幾何概型的概率公式:
P(A)=;
(3)幾何概型的特點:1)試驗中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無限多個;2)每個基本事件出現(xiàn)的可能性相等.
3、例題分析:
課本例題略
例1判下列試驗中事件A發(fā)生的概度是古典概型,還是幾何概型。
(1)拋擲兩顆骰子,求出現(xiàn)兩個“4點”的概率;
(2)如課本P132圖3.3-1中的(2)所示,圖中有一個轉(zhuǎn)盤,甲乙兩人玩轉(zhuǎn)盤游戲,規(guī)定當指針指向B區(qū)域時,甲獲勝,否則乙獲勝,求甲獲勝的概率。
分析:本題考查的幾何概型與古典概型的特點,古典概型具有有限性和等可能性。而幾何概型則是在試驗中出現(xiàn)無限多個結(jié)果,且與事件的區(qū)域長度有關(guān)。
解:(1)拋擲兩顆骰子,出現(xiàn)的可能結(jié)果有6×6=36種,且它們都是等可能的,因此屬于古典概型;
(2)游戲中指針指向B區(qū)域時有無限多個結(jié)果,而且不難發(fā)現(xiàn)“指針落在陰影部分”,概率可以用陰影部分的面積與總面積的比來衡量,即與區(qū)域長度有關(guān),因此屬于幾何概型.
例2某人欲從某車站乘車出差,已知該站發(fā)往各站的客車均每小時一班,求此人等車時間不多于10分鐘的概率.
分析:假設(shè)他在0~60分鐘之間任何一個時刻到車站等車是等可能的,但在0到60分鐘之間有無窮多個時刻,不能用古典概型公式計算隨機事件發(fā)生的概率.可以通過幾何概型的求概率公式得到事件發(fā)生的概率.因為客車每小時一班,他在0到60分鐘之間任何一個時刻到站等車是等可能的,所以他在哪個時間段到站等車的概率只與該時間段的長度有關(guān),而與該時間段的位置無關(guān),這符合幾何概型的條件.
解:設(shè)A={等待的時間不多于10分鐘},我們所關(guān)心的事件A恰好是到站等車的時刻位于[50,60]這一時間段內(nèi),因此由幾何概型的概率公式,得P(A)==,即此人等車時間不多于10分鐘的概率為.
小結(jié):在本例中,到站等車的時刻X是隨機的,可以是0到60之間的任何一刻,并且是等可能的,我們稱X服從[0,60]上的均勻分布,X為[0,60]上的均勻隨機數(shù).
練習(xí):1.已知地鐵列車每10min一班,在車站停1min,求乘客到達站臺立即乘上車的概率。
2.兩根相距6m的木桿上系一根繩子,并在繩子上掛一盞燈,求燈與兩端距離都大于2m的概率.
解:1.由幾何概型知,所求事件A的概率為P(A)=;
2.記“燈與兩端距離都大于2m”為事件A,則P(A)==.
例3在1萬平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲藏著石油,假設(shè)在海域中任意一點鉆探,鉆到油層面的概率是多少?
分析:石油在1萬平方千米的海域大陸架的分布可以看作是隨機的而40平方千米可看作構(gòu)成事件的區(qū)域面積,有幾何概型公式可以求得概率。
解:記“鉆到油層面”為事件A,則P(A)===0.004.
答:鉆到油層面的概率是0.004.
例4在1升高產(chǎn)小麥種子中混入了一種帶麥誘病的種子,從中隨機取出10毫升,則取出的種子中含有麥誘病的種子的概率是多少?
分析:病種子在這1升中的分布可以看作是隨機的,取得的10毫克種子可視作構(gòu)成事件的區(qū)域,1升種子可視作試驗的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域,可用“體積比”公式計算其概率。
解:取出10毫升種子,其中“含有病種子”這一事件記為A,則
P(A)===0.01.
答:取出的種子中含有麥誘病的種子的概率是0.01.
例5取一根長度為3m的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長都不小于1m的概率有多大?
分析:在任意位置剪斷繩子,則剪斷位置到一端點的距離取遍[0,3]內(nèi)的任意數(shù),并且每一個實數(shù)被取到都是等可能的。因此在任意位置剪斷繩子的所有結(jié)果(基本事件)對應(yīng)[0,3]上的均勻隨機數(shù),其中取得的[1,2]內(nèi)的隨機數(shù)就表示剪斷位置與端點距離在[1,2]內(nèi),也就是剪得兩段長都不小于1m。這樣取得的[1,2]內(nèi)的隨機數(shù)個數(shù)與[0,3]內(nèi)個數(shù)之比就是事件A發(fā)生的概率。
解法1:(1)利用計算器或計算機產(chǎn)生一組0到1區(qū)間的均勻隨機數(shù)a1=RAND.
(2)經(jīng)過伸縮變換,a=a1*3.
(3)統(tǒng)計出[1,2]內(nèi)隨機數(shù)的個數(shù)N1和[0,3]內(nèi)隨機數(shù)的個數(shù)N.
(4)計算頻率fn(A)=即為概率P(A)的近似值.
解法2:做一個帶有指針的圓盤,把圓周三等分,標上刻度[0,3](這里3和0重合).轉(zhuǎn)動圓盤記下指針在[1,2](表示剪斷繩子位置在[1,2]范圍內(nèi))的次數(shù)N1及試驗總次數(shù)N,則fn(A)=即為概率P(A)的近似值.
小結(jié):用隨機數(shù)模擬的關(guān)鍵是把實際問題中事件A及基本事件總體對應(yīng)的區(qū)域轉(zhuǎn)化為隨機數(shù)的范圍。解法2用轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生隨機數(shù),這種方法可以親自動手操作,但費時費力,試驗次數(shù)不可能很大;解法1用計算機產(chǎn)生隨機數(shù),可以產(chǎn)生大量的隨機數(shù),又可以自動統(tǒng)計試驗的結(jié)果,同時可以在短時間內(nèi)多次重復(fù)試驗,可以對試驗結(jié)果的隨機性和規(guī)律性有更深刻的認識.
例6在長為12cm的線段AB上任取一點M,并以線段AM為邊作正方形,求這個正方形的面積介于36cm2與81cm2之間的概率.
分析:正方形的面積只與邊長有關(guān),此題可以轉(zhuǎn)化為在12cm長的線段AB上任取一點M,求使得AM的長度介于6cm與9cm之間的概率.
解:(1)用計算機產(chǎn)生一組[0,1]內(nèi)均勻隨機數(shù)a1=RAND.
(2)經(jīng)過伸縮變換,a=a1*12得到[0,12]內(nèi)的均勻隨機數(shù).
(3)統(tǒng)計試驗總次數(shù)N和[6,9]內(nèi)隨機數(shù)個數(shù)N1
(4)計算頻率.
記事件A={面積介于36cm2與81cm2之間}={長度介于6cm與9cm之間},則P(A)的近似值為fn(A)=.
八、反思總結(jié),當堂檢測。
九、發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
十、板書設(shè)計
十一、教學(xué)反思
本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案,學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等,最后進行當堂檢測,課后進行延伸拓展,以達到提高課堂效率的目的。
1、幾何概型是區(qū)別于古典概型的又一概率模型,使用幾何概型的概率計算公式時,一定要注意其適用條件:每個事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長度成比例;
2、均勻隨機數(shù)在日常生活中,有著廣泛的應(yīng)用,我們可以利用計算器或計算機來產(chǎn)生均勻隨機數(shù),從而來模擬隨機試驗,其具體方法是:建立一個概率模型,它與某些我們感興趣的量(如概率值、常數(shù))有關(guān),然后設(shè)計適當?shù)脑囼?,并通過這個試驗的結(jié)果來確定這些量。
在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設(shè)計的更科學(xué),更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進步!
十二、學(xué)案設(shè)計(見下頁)
中數(shù)學(xué)組編寫人:孫文森審稿人:龐紅玲李懷奎
3.3.2幾何概型及均勻隨機數(shù)的產(chǎn)生
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標
1.了解幾何概型的概念及基本特點;
2.掌握幾何概型中概率的計算公式;
3.會進行簡單的幾何概率計算.
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.基本事件的概念:一個事件如果事件,就稱作基本事件.
基本事件的兩個特點:
10.任何兩個基本事件是的;
20.任何一個事件(除不可能事件)都可以.
2.古典概型的定義:古典概型有兩個特征:
10.試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件;
20.各基本事件的出現(xiàn)是,即它們發(fā)生的概率相同.
具有這兩個特征的概率稱為古典概率模型.簡稱古典概型.
3.古典概型的概率公式,設(shè)一試驗有n個等可能的基本事件,而事件A恰包含其中的m個基本事件,則事件A的概率P(A)定義為:
。
問題情境:
試驗1.取一根長度為的繩子,拉直后在任意位置剪斷.
試驗2.射箭比賽的箭靶涂有五個彩色得分環(huán).從外向內(nèi)為白色,黑色,藍色,紅色,靶心是金色.
奧運會的比賽靶面直徑為,靶心直徑為.運動員在外射箭.假設(shè)射箭都能射中靶面內(nèi)任何一點都是等可能的.
問題:對于試驗1:剪得兩段的長都不小于的概率有多大?
試驗2:射中黃心的概率為多少?
新知生成:
1.幾何概型的概念:
2.幾何概型的基本特點:
3.幾何概型的概率公式:
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標
1.了解幾何概型的概念及基本特點;
2.掌握幾何概型中概率的計算公式;
3.會進行簡單的幾何概率計算.
學(xué)習(xí)重難點:
重點:概率的正確理解
難點:用概率知識解決現(xiàn)實生活中的具體問題。
二、學(xué)習(xí)過程
例題學(xué)習(xí):
例1判下列試驗中事件A發(fā)生的概度是古典概型,還是幾何概型。
(1)拋擲兩顆骰子,求出現(xiàn)兩個“4點”的概率;
(2)如課本P135圖中的(2)所示,圖中有一個轉(zhuǎn)盤,甲乙兩人玩轉(zhuǎn)盤游戲,規(guī)定當指針指向B區(qū)域時,甲獲勝,否則乙獲勝,求甲獲勝的概率。
例2某人欲從某車站乘車出差,已知該站發(fā)往各站的客車均每小時一班,
求此人等車時間不多于10分鐘的概率.
例3在1萬平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲藏著石油,
假設(shè)在海域中任意一點鉆探,鉆到油層面的概率是多少?
例4在1升高產(chǎn)小麥種子中混入了一種帶麥誘病的種子,從中隨機取出10毫升,
則取出的種子中含有麥誘病的種子的概率是多少?
例題參考答案:
例1分析:本題考查的幾何概型與古典概型的特點,古典概型具有有限性和等可能性。而幾何概型則是在試驗中出現(xiàn)無限多個結(jié)果,且與事件的區(qū)域長度有關(guān)。
解:(1)拋擲兩顆骰子,出現(xiàn)的可能結(jié)果有6×6=36種,且它們都是等可能的,因此屬于古典概型;
(2)游戲中指針指向B區(qū)域時有無限多個結(jié)果,而且不難發(fā)現(xiàn)“指針落在陰影部分”,概率可以用陰影部分的面積與總面積的比來衡量,即與區(qū)域長度有關(guān),因此屬于幾何概型.
例2分析:假設(shè)他在0~60分鐘之間任何一個時刻到車站等車是等可能的,但在0到60分鐘之間有無窮多個時刻,不能用古典概型公式計算隨機事件發(fā)生的概率.可以通過幾何概型的求概率公式得到事件發(fā)生的概率.因為客車每小時一班,他在0到60分鐘之間任何一個時刻到站等車是等可能的,所以他在哪個時間段到站等車的概率只與該時間段的長度有關(guān),而與該時間段的位置無關(guān),這符合幾何概型的條件.
解:設(shè)A={等待的時間不多于10分鐘},我們所關(guān)心的事件A恰好是到站等車的時刻位于[50,60]這一時間段內(nèi),因此由幾何概型的概率公式,得P(A)==,即此人等車時間不多于10分鐘的概率為.
小結(jié):在本例中,到站等車的時刻X是隨機的,可以是0到60之間的任何一刻,并且是等可能的,我們稱X服從[0,60]上的均勻分布,X為[0,60]上的均勻隨機數(shù).
例3分析:石油在1萬平方千米的海域大陸架的分布可以看作是隨機的,而40平方千米可看作構(gòu)成事件的區(qū)域面積,由幾何概型公式可以求得概率。
解:記“鉆到油層面”為事件A,則P(A)===0.004.
答:鉆到油層面的概率是0.004.
例4
分析:病種子在這1升中的分布可以看作是隨機的,取得的10毫克種子可視作構(gòu)成事件的區(qū)域,1升種子可視作試驗的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域,可用“體積比”公式計算其概率。
解:取出10毫升種子,其中“含有病種子”這一事件記為A,則
P(A)===0.01.
答:取出的種子中含有麥誘病的種子的概率是0.01.
(三)反思總結(jié)
(四)當堂檢測
1.在500ml的水中有一個草履蟲,現(xiàn)從中隨機取出2ml水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)草履蟲的概率是()
A.0.5B.0.4C.0.004D.不能確定
2.平面上畫了一些彼此相距2a的平行線,把一枚半徑ra的硬幣任意擲在這個平面上,求硬幣不與任何一條平行線相碰的概率.
3.某班有45個,現(xiàn)要選出1人去檢查其他班的衛(wèi)生,若每個人被選到的機會均等,則恰好選中學(xué)生甲主機會有多大?
4.如圖3-18所示,曲線y=-x2+1與x軸、y軸圍成一個區(qū)域A,直線x=1、直線y=1、x軸圍成一個正方形,向正方形中隨機地撒一把芝麻,利用計算機來模擬這個試驗,并統(tǒng)計出落在區(qū)域A內(nèi)的芝麻數(shù)與落在正方形中的芝麻數(shù)。
參考答案:
1.C(提示:由于取水樣的隨機性,所求事件A:“在取出2ml的水樣中有草履蟲”的概率等于水樣的體積與總體積之比=0.004)
2.解:把“硬幣不與任一條平行線相碰”的事件記為事件A,為了確定硬幣的位置,由硬幣中心O向靠得最近的平行線引垂線OM,垂足為M,如圖所示,這樣線段OM長度(記作OM)的取值范圍就是[o,a],只有當r<OM≤a時硬幣不與平行線相碰,所以所求事件A的概率就是P(A)==
3.提示:本題應(yīng)用計算器產(chǎn)生隨機數(shù)進行模擬試驗,請按照下面的步驟獨立完成。
(1)用1~45的45個數(shù)來替代45個人;
(2)用計算器產(chǎn)生1~45之間的隨機數(shù),并記錄;
(3)整理數(shù)據(jù)并填入下表
試驗
次數(shù)5010015020025030035040045050060065070075080085090010001050
1出現(xiàn)
的頻數(shù)
1出現(xiàn)
的頻率
(4)利用穩(wěn)定后1出現(xiàn)的頻率估計恰好選中學(xué)生甲的機會。
4.解:如下表,由計算機產(chǎn)生兩例0~1之間的隨機數(shù),它們分別表示隨機點(x,y)的坐標。如果一個點(x,y)滿足y≤-x2+1,就表示這個點落在區(qū)域A內(nèi),在下表中最后一列相應(yīng)地就填上1,否則填0。
xy計數(shù)
0.5988950.9407940
0.5122840.1189611
0.4968410.7844170
0.1127960.6906341
0.3596000.3714411
0.1012600.6505121
………
0.9473860.9021270
0.1176180.3056731
0.5164650.2229071
0.5963930.9696950
課后練習(xí)與提高
1.已知地鐵列車每10min一班,在車站停1min,求乘客到達站臺立即乘上車的概率
2.兩根相距6m的木桿上系一根繩子,并在繩子上掛一盞燈,求燈與兩端距離都大于2m的概率。
3.在1萬平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲藏著石油,假設(shè)在海域中任意一點鉆探,鉆到油層面的概率是多少?
4.某人午覺醒來,發(fā)現(xiàn)表停了,他打開收音機,想聽電臺報時,求他等待的時間不多于10分鐘的概率。
5.取一根長為3米的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長都不少于1米的概率有多大?
參考答案:1.由幾何概型知,所求事件A的概率為P(A)=;
2.解:記“燈與兩端距離都大于2m”為事件A,則P(A)==.
3.解:記“鉆到油層面”為事件A,則P(A)===0.004.
答:鉆到油層面的概率是0.004.
4.解:設(shè)A={等待的時間不多于10分鐘},事件A恰好是打開收音機的時刻位于[50,60]時間段內(nèi),因此由幾何概型的求概率公式得
P(A)=(60-50)/60=1/6
“等待報時的時間不超過10分鐘”的概率為1/6
5.解:如上圖,記“剪得兩段繩子長都不小于1m”為事件A,把繩子三等分,于是當剪斷位置處在中間一段上時,事件A發(fā)生。由于中間一段的長度等于繩子長的三分之一,所以事件A發(fā)生的概率P(A)=1/3。