高中幾何的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-31幾何概型及均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生。
3.3.2幾何概型及均勻隨機(jī)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(gè)最基本、最常見(jiàn)的概率模型,其概率計(jì)算原理通俗、簡(jiǎn)單,對(duì)應(yīng)隨機(jī)事件及試驗(yàn)結(jié)果的幾何量可以是長(zhǎng)度、面積或體積.
2.如果一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果有無(wú)限多個(gè),并且每個(gè)結(jié)果發(fā)生的可能性相等,那么該試驗(yàn)可以看作是幾何概型.通過(guò)適當(dāng)設(shè)置,將隨機(jī)事件轉(zhuǎn)化為幾何問(wèn)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(biāo)
(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(huì)根據(jù)古典概型與幾何概型的區(qū)別與聯(lián)系來(lái)判別某種概型是古典概型還是幾何概型;
(4)了解均勻隨機(jī)數(shù)的概念;
(5)掌握利用計(jì)算器(計(jì)算機(jī))產(chǎn)生均勻隨機(jī)數(shù)的方法;
(6)會(huì)利用均勻隨機(jī)數(shù)解決具體的有關(guān)概率的問(wèn)題.
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
1、幾何概型的概念、公式及應(yīng)用;
2、利用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生均勻隨機(jī)數(shù)并運(yùn)用到概率的實(shí)際應(yīng)用中.
四、學(xué)情分析
五、教學(xué)方法
1.自主探究,互動(dòng)學(xué)習(xí)
2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見(jiàn)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(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1、通過(guò)對(duì)本節(jié)知識(shí)的探究與學(xué)習(xí),感知用圖形解決概率問(wèn)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(jì)算機(jī)及多媒體教學(xué).七、課時(shí)安排:1課時(shí)
七、教學(xué)過(guò)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(gè)等可能結(jié)果的隨機(jī)試驗(yàn)是不夠的,還必須考慮有無(wú)限多個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的情況。例如一個(gè)人到單位的時(shí)間可能是8:00至9:00之間的任何一個(gè)時(shí)刻;往一個(gè)方格中投一個(gè)石子,石子可能落在方格中的任何一點(diǎn)……這些試驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果都是無(wú)限多個(gè)。
2、基本概念:(1)幾何概率模型:如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)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(diǎn):1)試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無(wú)限多個(gè);2)每個(gè)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(yàn)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(gè)“4點(diǎn)”的概率;
(2)如課本P132圖3.3-1中的(2)所示,圖中有一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán),甲乙兩人玩轉(zhuǎn)盤(pán)游戲,規(guī)定當(dāng)指針指向B區(qū)域時(shí),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(diǎn),古典概型具有有限性和等可能性。而幾何概型則是在試驗(yàn)中出現(xiàn)無(wú)限多個(gè)結(jié)果,且與事件的區(qū)域長(zhǎng)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(shí)有無(wú)限多個(gè)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(lái)衡量,即與區(qū)域長(zhǎng)度有關(guān),因此屬于幾何概型.
例2某人欲從某車(chē)站乘車(chē)出差,已知該站發(fā)往各站的客車(chē)均每小時(shí)一班,求此人等車(chē)時(shí)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(gè)時(shí)刻到車(chē)站等車(chē)是等可能的,但在0到60分鐘之間有無(wú)窮多個(gè)時(shí)刻,不能用古典概型公式計(jì)算隨機(jī)事件發(fā)生的概率.可以通過(guò)幾何概型的求概率公式得到事件發(fā)生的概率.因?yàn)榭蛙?chē)每小時(shí)一班,他在0到60分鐘之間任何一個(gè)時(shí)刻到站等車(chē)是等可能的,所以他在哪個(gè)時(shí)間段到站等車(chē)的概率只與該時(shí)間段的長(zhǎng)度有關(guān),而與該時(shí)間段的位置無(wú)關(guān),這符合幾何概型的條件.
解:設(shè)A={等待的時(shí)間不多于10分鐘},我們所關(guān)心的事件A恰好是到站等車(chē)的時(shí)刻位于[50,60]這一時(shí)間段內(nèi),因此由幾何概型的概率公式,得P(A)==,即此人等車(chē)時(shí)間不多于10分鐘的概率為.
小結(jié):在本例中,到站等車(chē)的時(shí)刻X是隨機(jī)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(jī)數(shù).
練習(xí):1.已知地鐵列車(chē)每10min一班,在車(chē)站停1min,求乘客到達(dá)站臺(tái)立即乘上車(chē)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(wàn)平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲(chǔ)藏著石油,假設(shè)在海域中任意一點(diǎn)鉆探,鉆到油層面的概率是多少?
分析:石油在1萬(wàn)平方千米的海域大陸架的分布可以看作是隨機(jī)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(jī)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(jī)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(yàn)的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域,可用“體積比”公式計(jì)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(zhǎng)度為3m的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長(zhǎng)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(diǎn)的距離取遍[0,3]內(nèi)的任意數(shù),并且每一個(gè)實(shí)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(duì)應(yīng)[0,3]上的均勻隨機(jī)數(shù),其中取得的[1,2]內(nèi)的隨機(jī)數(shù)就表示剪斷位置與端點(diǎn)距離在[1,2]內(nèi),也就是剪得兩段長(zhǎng)都不小于1m。這樣取得的[1,2]內(nèi)的隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)與[0,3]內(nèi)個(gè)數(shù)之比就是事件A發(fā)生的概率。
解法1:(1)利用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一組0到1區(qū)間的均勻隨機(jī)數(shù)a1=RAND.
(2)經(jīng)過(guò)伸縮變換,a=a1*3.
(3)統(tǒng)計(jì)出[1,2]內(nèi)隨機(jī)數(shù)的個(gè)數(shù)N1和[0,3]內(nèi)隨機(jī)數(shù)的個(gè)數(shù)N.
(4)計(jì)算頻率fn(A)=即為概率P(A)的近似值.
解法2:做一個(gè)帶有指針的圓盤(pán),把圓周三等分,標(biāo)上刻度[0,3](這里3和0重合).轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)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(yàn)總次數(shù)N,則fn(A)=即為概率P(A)的近似值.
小結(jié):用隨機(jī)數(shù)模擬的關(guān)鍵是把實(shí)際問(wèn)題中事件A及基本事件總體對(duì)應(yīng)的區(qū)域轉(zhuǎn)化為隨機(jī)數(shù)的范圍。解法2用轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),這種方法可以親自動(dòng)手操作,但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,試驗(yàn)次數(shù)不可能很大;解法1用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),可以產(chǎn)生大量的隨機(jī)數(shù),又可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的結(jié)果,同時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)試驗(yàn),可以對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的隨機(jī)性和規(guī)律性有更深刻的認(rèn)識(shí).
例6在長(zhǎng)為12cm的線段AB上任取一點(diǎn)M,并以線段AM為邊作正方形,求這個(gè)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(zhǎng)有關(guān),此題可以轉(zhuǎn)化為在12cm長(zhǎng)的線段AB上任取一點(diǎn)M,求使得AM的長(zhǎng)度介于6cm與9cm之間的概率.
解:(1)用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一組[0,1]內(nèi)均勻隨機(jī)數(shù)a1=RAND.
(2)經(jīng)過(guò)伸縮變換,a=a1*12得到[0,12]內(nèi)的均勻隨機(jī)數(shù).
(3)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)總次數(shù)N和[6,9]內(nèi)隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)N1
(4)計(jì)算頻率.
記事件A={面積介于36cm2與81cm2之間}={長(zhǎng)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(dāng)堂檢測(cè)。
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(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
十、板書(shū)設(shè)計(jì)
十一、教學(xué)反思
本課的設(shè)計(jì)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(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中易忘、易混點(diǎn)等,最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè),課后進(jìn)行延伸拓展,以達(dá)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(jì)算公式時(shí),一定要注意其適用條件:每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)度成比例;
2、均勻隨機(jī)數(shù)在日常生活中,有著廣泛的應(yīng)用,我們可以利用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)來(lái)產(chǎn)生均勻隨機(jī)數(shù),從而來(lái)模擬隨機(jī)試驗(yàn),其具體方法是:建立一個(gè)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(jì)適當(dāng)?shù)脑囼?yàn),并通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)確定這些量。
在后面的教學(xué)過(guò)程中會(huì)繼續(xù)研究本節(jié)課,爭(zhēng)取設(shè)計(jì)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(jiàn),共同完善,共同進(jìn)步!
十二、學(xué)案設(shè)計(jì)(見(jiàn)下頁(yè))
中數(shù)學(xué)組編寫(xiě)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(jī)數(shù)的產(chǎn)生
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.了解幾何概型的概念及基本特點(diǎn);
2.掌握幾何概型中概率的計(jì)算公式;
3.會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的幾何概率計(jì)算.
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.基本事件的概念:一個(gè)事件如果事件,就稱作基本事件.
基本事件的兩個(gè)特點(diǎn):
10.任何兩個(gè)基本事件是的;
20.任何一個(gè)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(gè)特征:
10.試驗(yàn)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(gè)特征的概率稱為古典概率模型.簡(jiǎn)稱古典概型.
3.古典概型的概率公式,設(shè)一試驗(yàn)有n個(gè)等可能的基本事件,而事件A恰包含其中的m個(gè)基本事件,則事件A的概率P(A)定義為:
。
問(wèn)題情境:
試驗(yàn)1.取一根長(zhǎng)度為的繩子,拉直后在任意位置剪斷.
試驗(yàn)2.射箭比賽的箭靶涂有五個(gè)彩色得分環(huán).從外向內(nèi)為白色,黑色,藍(lán)色,紅色,靶心是金色.
奧運(yùn)會(huì)的比賽靶面直徑為,靶心直徑為.運(yùn)動(dòng)員在外射箭.假設(shè)射箭都能射中靶面內(nèi)任何一點(diǎn)都是等可能的.
問(wèn)題:對(duì)于試驗(yàn)1:剪得兩段的長(zhǎng)都不小于的概率有多大?
試驗(yàn)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(diǎn):
3.幾何概型的概率公式:
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解幾何概型的概念及基本特點(diǎn);
2.掌握幾何概型中概率的計(jì)算公式;
3.會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的幾何概率計(jì)算.
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):
重點(diǎn):概率的正確理解
難點(diǎn):用概率知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的具體問(wèn)題。
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
例題學(xué)習(xí):
例1判下列試驗(yàn)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(gè)“4點(diǎn)”的概率;
(2)如課本P135圖中的(2)所示,圖中有一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán),甲乙兩人玩轉(zhuǎn)盤(pán)游戲,規(guī)定當(dāng)指針指向B區(qū)域時(shí),甲獲勝,否則乙獲勝,求甲獲勝的概率。
例2某人欲從某車(chē)站乘車(chē)出差,已知該站發(fā)往各站的客車(chē)均每小時(shí)一班,
求此人等車(chē)時(shí)間不多于10分鐘的概率.
例3在1萬(wàn)平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲(chǔ)藏著石油,
假設(shè)在海域中任意一點(diǎn)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(jī)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(diǎn),古典概型具有有限性和等可能性。而幾何概型則是在試驗(yàn)中出現(xiàn)無(wú)限多個(gè)結(jié)果,且與事件的區(qū)域長(zhǎng)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(shí)有無(wú)限多個(gè)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(lái)衡量,即與區(qū)域長(zhǎng)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(gè)時(shí)刻到車(chē)站等車(chē)是等可能的,但在0到60分鐘之間有無(wú)窮多個(gè)時(shí)刻,不能用古典概型公式計(jì)算隨機(jī)事件發(fā)生的概率.可以通過(guò)幾何概型的求概率公式得到事件發(fā)生的概率.因?yàn)榭蛙?chē)每小時(shí)一班,他在0到60分鐘之間任何一個(gè)時(shí)刻到站等車(chē)是等可能的,所以他在哪個(gè)時(shí)間段到站等車(chē)的概率只與該時(shí)間段的長(zhǎng)度有關(guān),而與該時(shí)間段的位置無(wú)關(guān),這符合幾何概型的條件.
解:設(shè)A={等待的時(shí)間不多于10分鐘},我們所關(guān)心的事件A恰好是到站等車(chē)的時(shí)刻位于[50,60]這一時(shí)間段內(nèi),因此由幾何概型的概率公式,得P(A)==,即此人等車(chē)時(shí)間不多于10分鐘的概率為.
小結(jié):在本例中,到站等車(chē)的時(shí)刻X是隨機(jī)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(jī)數(shù).
例3分析:石油在1萬(wàn)平方千米的海域大陸架的分布可以看作是隨機(jī)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(jī)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(yàn)的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域,可用“體積比”公式計(jì)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(dāng)堂檢測(cè)
1.在500ml的水中有一個(gè)草履蟲(chóng),現(xiàn)從中隨機(jī)取出2ml水樣放到顯微鏡下觀察,則發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)的概率是()
A.0.5B.0.4C.0.004D.不能確定
2.平面上畫(huà)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(gè)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(gè),現(xiàn)要選出1人去檢查其他班的衛(wèi)生,若每個(gè)人被選到的機(jī)會(huì)均等,則恰好選中學(xué)生甲主機(jī)會(huì)有多大?
4.如圖3-18所示,曲線y=-x2+1與x軸、y軸圍成一個(gè)區(qū)域A,直線x=1、直線y=1、x軸圍成一個(gè)正方形,向正方形中隨機(jī)地撒一把芝麻,利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬這個(gè)試驗(yàn),并統(tǒng)計(jì)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(jī)性,所求事件A:“在取出2ml的水樣中有草履蟲(chóng)”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(zhǎng)度(記作OM)的取值范圍就是[o,a],只有當(dāng)r<OM≤a時(shí)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(jì)算器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)進(jìn)行模擬試驗(yàn),請(qǐng)按照下面的步驟獨(dú)立完成。
(1)用1~45的45個(gè)數(shù)來(lái)替代45個(gè)人;
(2)用計(jì)算器產(chǎn)生1~45之間的隨機(jī)數(shù),并記錄;
(3)整理數(shù)據(jù)并填入下表
試驗(yàn)
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(jì)恰好選中學(xué)生甲的機(jī)會(huì)。
4.解:如下表,由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生兩例0~1之間的隨機(jī)數(shù),它們分別表示隨機(jī)點(diǎn)(x,y)的坐標(biāo)。如果一個(gè)點(diǎn)(x,y)滿足y≤-x2+1,就表示這個(gè)點(diǎn)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(jì)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(chē)每10min一班,在車(chē)站停1min,求乘客到達(dá)站臺(tái)立即乘上車(chē)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(wàn)平方千米的海域中有40平方千米的大陸架儲(chǔ)藏著石油,假設(shè)在海域中任意一點(diǎn)鉆探,鉆到油層面的概率是多少?
4.某人午覺(jué)醒來(lái),發(fā)現(xiàn)表停了,他打開(kāi)收音機(jī),想聽(tīng)電臺(tái)報(bào)時(shí),求他等待的時(shí)間不多于10分鐘的概率。(幼兒教師教育網(wǎng) WwW.yjs21.Com)
5.取一根長(zhǎng)為3米的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長(zhǎng)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(shí)間不多于10分鐘},事件A恰好是打開(kāi)收音機(jī)的時(shí)刻位于[50,60]時(shí)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(bào)時(shí)的時(shí)間不超過(guò)10分鐘”的概率為1/6
5.解:如上圖,記“剪得兩段繩子長(zhǎng)都不小于1m”為事件A,把繩子三等分,于是當(dāng)剪斷位置處在中間一段上時(shí),事件A發(fā)生。由于中間一段的長(zhǎng)度等于繩子長(zhǎng)的三分之一,所以事件A發(fā)生的概率P(A)=1/3。
延伸閱讀
隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
一名愛(ài)崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫(xiě)呢?小編特地為大家精心收集和整理了“隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
3.2.2(整數(shù)值)隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生(第一課時(shí))課型:新授課使用日期:3月
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:(1)了解隨機(jī)數(shù)的概念,掌握用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)求隨機(jī)數(shù)的方法;(2)能用模擬的方法估計(jì)概率。
2、過(guò)程與方法:
(1)通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中具體的概率問(wèn)題的探究,感知應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的方法,體會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系,培養(yǎng)邏輯推理能力;
(2)通過(guò)模擬試驗(yàn),感知應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的方法,自覺(jué)養(yǎng)成動(dòng)手、動(dòng)腦的良好習(xí)慣。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
通過(guò)模擬方法的設(shè)計(jì)體驗(yàn)數(shù)學(xué)的重要性和信息技術(shù)在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用;通過(guò)動(dòng)手模擬,動(dòng)腦思考,體會(huì)做數(shù)學(xué)的樂(lè)趣;通過(guò)合作試驗(yàn),培養(yǎng)合作與交流的團(tuán)隊(duì)精神。
二、重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生;
難點(diǎn):利用隨機(jī)試驗(yàn)求概率.
三、教學(xué)過(guò)程
(一)、知識(shí)鏈接:
歷史上求擲一次硬幣出現(xiàn)正面的概率時(shí),需要重復(fù)擲硬幣,這樣不斷地重復(fù)試驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間太多,有沒(méi)有其他方法可以代替試驗(yàn)?zāi)兀?br> 我們可以用隨機(jī)模擬試驗(yàn),代替大量的重復(fù)試驗(yàn),節(jié)省時(shí)間.
本節(jié)主要介紹隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生,目的是利用隨機(jī)模擬試驗(yàn)代替復(fù)雜的動(dòng)手試驗(yàn),以便求得隨機(jī)事件的頻率、概率.
(二)、產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法:
1.由試驗(yàn)(如摸球或抽簽)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
例:產(chǎn)生1—25之間的隨機(jī)整數(shù).
(1)將25個(gè)大小形狀相同的小球分別標(biāo)1,2,…,24,25,放入一個(gè)袋中,充分?jǐn)嚢?br> (2)從中摸出一個(gè)球,這個(gè)球上的數(shù)就是隨機(jī)數(shù)
2.由計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
由于計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是根據(jù)確定的算法產(chǎn)生的,具有周期性(周期很長(zhǎng)),具有類似隨機(jī)數(shù)的性質(zhì),但并不是真正的隨機(jī)數(shù),而叫偽隨機(jī)數(shù)
由計(jì)算器或計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)的方法為隨機(jī)模擬方法或蒙特卡羅方法。
(三)、利用計(jì)算器怎樣產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)呢?
例1:產(chǎn)生1到25之間的取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù).
解:具體操作如下:
第一步:MODE—→MODE—→MODE—→1—→0—→
第二步:25—→SHIFT—→RAN#—→+—→0.5—→=
第三步:以后每次按“=”都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)1到25的取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù).
工作原理:第一步中連續(xù)按MODE鍵三次,再按1是使計(jì)算器進(jìn)入確定小數(shù)位數(shù)模式,“0”表示小數(shù)位數(shù)為0,即顯示的計(jì)算結(jié)果是進(jìn)行四舍五入后的整數(shù);
第二步是把計(jì)算器中產(chǎn)生的0.000~0.999之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)擴(kuò)大25倍,使之產(chǎn)生0.000—24.975之間的隨機(jī)數(shù),加上“+0.5”后就得到0.5~25.475之間的隨機(jī)數(shù);再由第一步所進(jìn)行的四舍五入取整,就可隨機(jī)得到1到25之間的隨機(jī)整數(shù)。
小結(jié):
利用伸縮、平移變換可產(chǎn)生任意區(qū)間內(nèi)的整數(shù)值隨機(jī)數(shù)
即要產(chǎn)生[M,N]的隨機(jī)整數(shù),操作如下:
第一步:ON→MODE→MODE→MODE→1→0→
第二步:N-M+1→SHIFT→RAN#→+→M-0.5→=
第三步:以后每次按“=”都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)M到N的取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù).
溫馨提示:
(1)第一步,第二步的操作順序可以互換;
(2)如果已進(jìn)行了一次隨機(jī)整數(shù)的產(chǎn)生,再做類似的操作,第一步可省略;
(3)將計(jì)算器的數(shù)位復(fù)原MODE→MODE→MODE→3→1
練習(xí):設(shè)計(jì)用計(jì)算器模擬擲硬幣的實(shí)驗(yàn)20次,統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)正面的頻數(shù)和頻率
解:(1)規(guī)定0表示反面朝上,1表示正面朝上
(2)用計(jì)算器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)0,1,操作過(guò)程如下:
MODE→MODE→MODE→1→0→SHIFT→RAN#=
(3)以后每次按“=”直到產(chǎn)生20隨機(jī)數(shù),并統(tǒng)計(jì)出1的個(gè)數(shù)n
(4)頻率f=n/20
用這個(gè)頻率估計(jì)出來(lái)的概率精確度如何?誤差大嗎?
(四)、用計(jì)算機(jī)怎樣產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)呢?
每個(gè)具有統(tǒng)計(jì)功能的軟件都有隨機(jī)函數(shù).以Excel軟件為例,打開(kāi)Excel軟件,執(zhí)行下面的步驟:
(1)在表格中選擇一格如A1,在菜單下的“=”后鍵入“=RANDBETWEEN(0,1)”,按Enter鍵就會(huì)產(chǎn)生0或1.
(2)選定A1這個(gè)格,按Ctrl+C復(fù)制這個(gè)格,然后選定A2~A1000要粘貼的格,按“Ctrl+V”鍵.
(3)選定C1格,在菜單下“=”后鍵入“=FREQUENCY(A1:A1000,0.5)”,按Enter鍵.
(4)選定D1這個(gè)格,在菜單下的“=”后鍵入“1-C1/1000”,按Enter鍵.
同時(shí)還可以畫(huà)頻率折線圖,它更直觀地告訴我們:頻率在概率附近波動(dòng).
【例2】天氣預(yù)報(bào)說(shuō),在今后的三天中,每一天下雨的概率均為40%.這三天中恰有兩天下雨的概率大概是多少?
分析:試驗(yàn)的可能結(jié)果有哪些?
用“下”和“不”分別代表某天“下雨”和“不下雨”,試驗(yàn)的結(jié)果有
(下,下,下)、(下,下,不)、(下,不,下)、(不,下,下)、
(不,不,下)、(不,下,不)、(下,不,不)、(不,不,不)
共計(jì)8個(gè)可能結(jié)果,它們顯然不是等可能的,不能用古典概型公式,只好采取隨機(jī)模擬的方法求頻率,近似看作概率.
解:(1)設(shè)計(jì)概率模型
利用計(jì)算機(jī)(計(jì)算器)產(chǎn)生0~9之間的(整數(shù)值)隨機(jī)數(shù),約定用0、1、2、3表示下雨,4、5、6、7、8、9表示不下雨以體現(xiàn)下雨的概率是40%。模擬三天的下雨情況:連續(xù)產(chǎn)生三個(gè)隨機(jī)數(shù)為一組,作為三天的模擬結(jié)果.
(2)進(jìn)行模擬試驗(yàn)
例如產(chǎn)生30組隨機(jī)數(shù),這就相當(dāng)于做了30次試驗(yàn).
(3)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果
在這組數(shù)中,如恰有兩個(gè)數(shù)在0,1,2,3中,則表示三天中恰有兩天下雨,統(tǒng)計(jì)出這樣的試驗(yàn)次數(shù),則30次統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)中恰有兩天下雨的頻率f=n/30.
小結(jié):
(1)隨機(jī)模擬的方法得到的僅是30次試驗(yàn)中恰有2天下雨的頻率或概率的近似值,而不是概率.在學(xué)過(guò)二項(xiàng)分布后,可以計(jì)算得到三天中恰有兩天下雨的概率0.288.
(2)對(duì)于滿足“有限性”但不滿足“等可能性”的概率問(wèn)題我們可采取隨機(jī)模擬方法.
(3)隨機(jī)函數(shù)RANDBETWEEN(a,b)產(chǎn)生從整數(shù)a到整數(shù)b的取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù).
練習(xí):
1.試設(shè)計(jì)一個(gè)用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)模擬擲骰子的實(shí)驗(yàn),估計(jì)出現(xiàn)一點(diǎn)的概率.
解析:
(1).規(guī)定1表示出現(xiàn)1點(diǎn),2表示出現(xiàn)2點(diǎn),...,6表示出現(xiàn)6點(diǎn)
(2).用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生N個(gè)1至6之間的隨機(jī)數(shù)
(3).統(tǒng)計(jì)數(shù)字1的個(gè)數(shù)n,算出概率的近似值n/N
2.從1,2,3,4中任取兩個(gè)數(shù),組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的兩位數(shù),則這個(gè)兩位數(shù)大于21的概率是______。
3.從1,2,3,4,5這5個(gè)數(shù)中任取兩個(gè),則這兩個(gè)數(shù)正好相差1的概率是________。
4.袋中放有6個(gè)白球、4個(gè)黑球,試求出:
(1)“現(xiàn)從中取出3個(gè)球”的所有結(jié)果;
(2)“2個(gè)白球、1個(gè)黑球”的所有結(jié)果.
3.甲、乙兩人下棋,甲獲勝的概率為40%,甲不輸?shù)母怕蕿?0%,則甲、乙兩人下成和棋的概率為()
A.60%B.30%C.10%D.50%
4.根據(jù)多年氣象統(tǒng)計(jì)資料,某地6月1日下雨的概率為0.45,陰天的概率為0.20,則該日晴天的概率為()
A.0.65B.0.55C.0.35D.0.75
5.某射手射擊一次,命中的環(huán)數(shù)可能為0,1,2,…10共11種,設(shè)事件A:“命中環(huán)數(shù)大于8”,事件B:“命中環(huán)數(shù)大于5”,事件C:“命中環(huán)數(shù)小于4”,事件D:“命中環(huán)數(shù)小于6”,由事件A、B、C、D中,互斥事件有()
A.1對(duì)B.2對(duì)C.3對(duì)D.4對(duì)
6.產(chǎn)品中有正品4件,次品3件,從中任取2件,其中事件:①恰有一件次品和恰有2件次品;②至少有1件次品和全都是次品;③至少有1件正品和至少有一件次品;④至少有1件次品和全是正品.4組中互斥事件的組數(shù)是()
A.1組B.2組C.3組D.4組
(五)、課堂小結(jié):
隨機(jī)數(shù)具有廣泛的應(yīng)用,可以幫助我們安排和模擬一些試驗(yàn),這樣可以代替我們自己做大量重復(fù)試驗(yàn)。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們要熟練掌握隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的方法以及隨機(jī)模擬試驗(yàn)的步驟:(1)設(shè)計(jì)概率模型(2)進(jìn)行模擬試驗(yàn)(3)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果
(六)、作業(yè)
幾何概型
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫(xiě)呢?小編經(jīng)過(guò)搜集和處理,為您提供幾何概型,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
總課題概率總課時(shí)第24課時(shí)
分課題幾何概型(一)分課時(shí)第1課時(shí)
教學(xué)目標(biāo)了解幾何概型的基本特點(diǎn);會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的幾何概率計(jì)算.
重點(diǎn)難點(diǎn)幾何概型概率的求法.
引入新課
1.(1)取一根長(zhǎng)度為的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪的兩段長(zhǎng)都
不小于的概率有多大?
(2)射箭比賽的箭靶涂有五個(gè)彩色得分環(huán),從外向內(nèi)為白色、黑色、藍(lán)色、紅色、靶心為金色,金色靶心叫“黃心”,奧運(yùn)會(huì)的比賽靶面直徑為,靶心直徑為,運(yùn)動(dòng)員在外射箭,假設(shè)射箭都能中靶,且射中靶面內(nèi)任一點(diǎn)都是等可能的,那么射中黃心的概率為多少?
在這兩個(gè)問(wèn)題中,有多少個(gè)基本事件?屬于古典概型嗎?
能否用古典概型的方法求解?怎么辦?
2.幾何概型的定義及特點(diǎn):
3.幾何概型概率的計(jì)算:
4.幾何概型與古典概型的聯(lián)系與區(qū)別:
例題剖析
例1取一個(gè)邊長(zhǎng)為的正方形及其內(nèi)切圓,隨機(jī)向正方形內(nèi)丟一粒豆子,
求豆子落入圓內(nèi)的概率.
例2甲、乙兩人約定于6時(shí)到7時(shí)之間在某地會(huì)面,并約定先到者應(yīng)等候
另一個(gè)人一刻鐘,過(guò)時(shí)立即離去,求兩人能會(huì)面的概率.
例3在1高產(chǎn)小麥種子中混入了一粒帶麥銹病的種子,從中隨機(jī)取出10,
含有麥銹病種子的概率是多少?
鞏固練習(xí)
1.在區(qū)間上隨機(jī)取實(shí)數(shù),則實(shí)數(shù)在區(qū)間的概率是_________.
2.向面積為的內(nèi)任投一點(diǎn),則隨機(jī)事件“的面積小于”的
概率為_(kāi)___________.
3.某袋黃豆種子共100kg,現(xiàn)加入20kg黑豆種子并拌勻,從中隨機(jī)取一粒,
則這粒種子是黃豆的概率是多少?是黑豆的概率是多少?
課堂小結(jié)
幾何概型及其概率的求法.
課后訓(xùn)練
班級(jí):高二()班姓名:____________
一基礎(chǔ)題
1.在區(qū)間上任意取實(shí)數(shù),則實(shí)數(shù)不大于20的概率是____________.
2.在面積為的場(chǎng)地上有一個(gè)面積為的水池,現(xiàn)在向此場(chǎng)地投入個(gè)氣
球,估計(jì)落在水池上方的氣球個(gè)數(shù)為_(kāi)___________.
3.有一杯升的水,其中含有個(gè)細(xì)菌,用一個(gè)小杯從這杯水中取出升水,
則水杯水中含有這個(gè)細(xì)菌的概率為_(kāi)___________.
4.某人午休醒來(lái),發(fā)覺(jué)表停了,他打開(kāi)收音機(jī)想聽(tīng)電臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí),
求他等待的時(shí)間短于分鐘的概率.
5.已知地鐵列車(chē)每分鐘一班,在車(chē)站停分鐘,
求乘客到達(dá)站臺(tái)立即乘上車(chē)的概率.
二提高題
6.如圖,在一個(gè)邊長(zhǎng)為、()的矩形內(nèi)畫(huà)一個(gè)梯形,梯形上、下底分別
為與,高為,向該矩形內(nèi)隨機(jī)投一點(diǎn),求所投的點(diǎn)落在梯形內(nèi)部的概率.
三能力題
7.在長(zhǎng)方體中隨機(jī)取點(diǎn),求點(diǎn)落在四棱錐(其
中是長(zhǎng)方體對(duì)角線的交點(diǎn))內(nèi)的概率.
第3節(jié)幾何概型教學(xué)案
[核心必知]
1.預(yù)習(xí)教材,問(wèn)題導(dǎo)入
根據(jù)以下提綱,預(yù)習(xí)教材P135~P136,回答下列問(wèn)題.
(1)教材問(wèn)題中甲獲勝的概率與什么因素有關(guān)?
提示:與兩圖中標(biāo)注B的扇形區(qū)域的圓弧的長(zhǎng)度有關(guān).
(2)教材問(wèn)題中試驗(yàn)的結(jié)果有多少個(gè)?其發(fā)生的概率相等嗎?
提示:試驗(yàn)結(jié)果有無(wú)窮個(gè),但每個(gè)試驗(yàn)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(diǎn)
①定義:如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)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(jiǎn)稱為幾何概型.
②特點(diǎn):(ⅰ)可能出現(xiàn)的結(jié)果有無(wú)限多個(gè);(ⅱ)每個(gè)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(jì)算公式
P(A)=構(gòu)成事件A的區(qū)域長(zhǎng)度面積或體積試驗(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域長(zhǎng)度面積或體積.
[問(wèn)題思考]
(1)幾何概型有何特點(diǎn)?
提示:幾何概型的特點(diǎn)有:
①試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無(wú)限多個(gè);
②每個(gè)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(yàn)結(jié)果是有限的,而幾何概型的試驗(yàn)結(jié)果是無(wú)限的.
[課前反思]
通過(guò)以上預(yù)習(xí),必須掌握的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn):
(1)幾何概型的定義:;
(2)幾何概型的特點(diǎn):;
(3)幾何概型的計(jì)算公式:.
某班公交車(chē)到終點(diǎn)站的時(shí)間可能是11∶30-12∶00之間的任何一個(gè)時(shí)刻.
往方格中投一粒芝麻,芝麻可能落在方格中的任何一點(diǎn)上.
[思考1]這兩個(gè)試驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果是有限個(gè),還是無(wú)限個(gè)?
提示:無(wú)限多個(gè).
[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(diǎn)基本事件發(fā)生的可能性相等
不同點(diǎn)①基本事件有限個(gè)①基本事件無(wú)限個(gè)
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(zhǎng)為5m的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長(zhǎng)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(zhǎng)都不小于2m”為事件A.把繩子五等分,當(dāng)剪斷位置處在中間一段上時(shí),事件A發(fā)生.由于中間一段的長(zhǎng)度等于繩長(zhǎng)的15,
所以事件A發(fā)生的概率P(A)=15.
求解與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型的關(guān)鍵點(diǎn)
在求解與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型時(shí),首先找到試驗(yàn)的全部結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域D,這時(shí)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(duì)應(yīng)的區(qū)域d,在找d的過(guò)程中,確定邊界點(diǎn)是問(wèn)題的關(guān)鍵,但邊界點(diǎn)是否取到不會(huì)影響事件A的概率.
?練一練
1.(2016全國(guó)乙卷)某公司的班車(chē)在7:30,8:00,8:30發(fā)車(chē),小明在7:50至8:30之間到達(dá)發(fā)車(chē)站乘坐班車(chē),且到達(dá)發(fā)車(chē)站的時(shí)刻是隨機(jī)的,則他等車(chē)時(shí)間不超過(guò)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(shí)間長(zhǎng)度為40分鐘,而小明等車(chē)時(shí)間不超過(guò)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(dá)發(fā)車(chē)站,此兩種情況下的時(shí)間長(zhǎng)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(gè)質(zhì)點(diǎn)隨機(jī)投入如圖所示的長(zhǎng)方形ABCD中,其中AB=2,BC=1,則質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)落在以AB為直徑的半圓內(nèi)的概率P=半圓的面積長(zhǎng)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(wèn)題的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
(1)根據(jù)題意確認(rèn)是否是與面積有關(guān)的幾何概型問(wèn)題;
(2)找出或構(gòu)造出隨機(jī)事件對(duì)應(yīng)的幾何圖形,利用圖形的幾何特征計(jì)算相關(guān)面積;
(3)套用公式,從而求得隨機(jī)事件的概率.
?練一練
2.如圖,在矩形區(qū)域ABCD的A,C兩點(diǎn)處各有一個(gè)通信基站,假設(shè)其信號(hào)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(wú)其他信號(hào)來(lái)源,基站工作正常).若在該矩形區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地選一地點(diǎn),則該地點(diǎn)無(wú)信號(hào)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(zhǎng)為2的正方體ABCDA1B1C1D1中,點(diǎn)O為底面ABCD的中心,在正方體ABCDA1B1C1D1內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn)P,則點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1的概率為_(kāi)_______.
[嘗試解答]點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1的點(diǎn)位于以O(shè)為球心,以1為半徑的半球外.記點(diǎn)P到點(diǎn)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(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域可用體積來(lái)度量,我們要結(jié)合問(wèn)題的背景,選擇好觀察角度,準(zhǔn)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(gè)細(xì)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(gè)細(xì)菌的概率.
解:記“小杯水中含有這個(gè)細(xì)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(diǎn)是了解幾何概型的意義,會(huì)求幾何概型的概率.難點(diǎn)是理解幾何概型的特點(diǎn)和計(jì)算公式.
2.本節(jié)課要掌握以下幾類問(wèn)題:
(1)理解幾何概型,注意與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型的求解關(guān)鍵點(diǎn),見(jiàn)講1.
(2)求解與面積相關(guān)的幾何概型問(wèn)題的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),見(jiàn)講2.
(3)注意與體積有關(guān)的幾何概型的求解策略,見(jiàn)講3.
3.本節(jié)課的易錯(cuò)點(diǎn):
不能正確求出相關(guān)線段的長(zhǎng)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(dá)標(biāo)練]
題組1與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型
1.在區(qū)間[-2,3]上隨機(jī)選取一個(gè)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(jī)選取一個(gè)數(shù)X,則X≤1,即-2≤X≤1的概率為P=35.
2.已知地鐵列車(chē)每10min一班,在車(chē)站停1min,則乘客到達(dá)站臺(tái)立即乘上車(chē)的概率是()
A.110B.19C.111D.18
解析:選A試驗(yàn)的所有結(jié)果構(gòu)成的區(qū)域長(zhǎng)度為10min,而構(gòu)成事件A的區(qū)域長(zhǎng)度為1min,故P(A)=110.
3.在區(qū)間[-2,4]上隨機(jī)取一個(gè)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(dāng)m≤2時(shí),由題意得2m6=56,解得m=2.5,矛盾,舍去.
當(dāng)2m4時(shí),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(jī)地取一點(diǎn)Q,求過(guò)點(diǎn)Q且與該直徑垂直的弦長(zhǎng)長(zhǎng)度不超過(guò)1的概率.
解:弦長(zhǎng)不超過(guò)1,即|OQ|≥32,而Q點(diǎn)在直徑AB上是隨機(jī)的,記事件A={弦長(zhǎng)超過(guò)1}.
由幾何概型的概率公式得P(A)=32×22=32.
∴弦長(zhǎng)不超過(guò)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(jī)撒入1000粒芝麻,則撒入圓內(nèi)的芝麻數(shù)大約為_(kāi)_______(結(jié)果保留整數(shù)).
解析:設(shè)正方形邊長(zhǎng)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(gè)球型容器的半徑為3cm,里面裝有純凈水,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)人員不小心混入了一個(gè)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(jī)取點(diǎn),則該點(diǎn)落在三棱錐A1ABC內(nèi)的概率是________.
解析:設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為a,則所求概率
P=VA1ABCVABCDA1B1C1D1
=13×12a2aa3=16.
答案:16
8.如圖所示,圖2中實(shí)線圍成的部分是長(zhǎng)方體(圖1)的平面展開(kāi)圖,其中四邊形ABCD是邊長(zhǎng)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(diǎn),它落在長(zhǎng)方體的平面展開(kāi)圖內(nèi)的概率是14,則此長(zhǎng)方體的體積是________.
解析:設(shè)長(zhǎng)方體的高為h,由幾何概型的概率計(jì)算公式可知,質(zhì)點(diǎn)落在長(zhǎng)方體的平面展開(kāi)圖內(nèi)的概率P=2+4h2h+22h+1=14,解得h=3或h=-12(舍去),故長(zhǎng)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(zhǎng)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(qián),若小圓板壓在邊上,可重?cái)S一次;若擲在正方形內(nèi),需再交5角錢(qián)才可玩;若壓在正方形塑料板的頂點(diǎn)上,可獲得一元錢(qián).試問(wèn):
(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(diǎn)上的概率是多少?
解:(1)如圖(1)所示,因?yàn)镺落在正方形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(guò)1cm時(shí),所以O(shè)落在圖中陰影部分時(shí),小圓板就能與塑料板ABCD的邊相交接,這個(gè)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(diǎn)相交接是在圓心O與正方形的頂點(diǎn)的距離不超過(guò)小圓板的半徑1cm時(shí),如圖(2)陰影部分,四塊合起來(lái)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(shuō)法中,錯(cuò)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(wú)關(guān)
C.幾何概型在一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有無(wú)限多個(gè)
D.幾何概型中每個(gè)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(gè)游戲盤(pán),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(jiǎng),小明要想增加中獎(jiǎng)機(jī)會(huì),應(yīng)選擇的游戲盤(pán)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(diǎn)P,則△PBC的面積大于S4的概率是()
A.14B.12C.34D.23
解析:選C因?yàn)椤鰽BC與△PBC是等高的,所以事件“△PBC的面積大于S4”等價(jià)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(jī)地取一點(diǎn)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(diǎn),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(cè))如圖,在平面直角坐標(biāo)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∠x(chóng)OT內(nèi)的概率為_(kāi)_______.
解析:記“射線OA落在∠x(chóng)OT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(duì)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(gè)多面體的直觀圖和三視圖如圖所示,其中M是AB的中點(diǎn).
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?yàn)閂FAMCD=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(zhǎng)度為10cm的線段AD上任取兩點(diǎn)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(zhǎng)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(jiàn),點(diǎn)對(duì)(B,C)與正方形K={(x,y)|0≤x≤10,0≤y≤10}中的點(diǎn)(x,y)是一一對(duì)應(yīng)的,先設(shè)xy,這時(shí),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(diǎn)(x,y)必落在△GFE中(如圖).
同樣地,當(dāng)yx時(shí),當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)(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.
蘇教版高二數(shù)學(xué)幾何概型知識(shí)點(diǎn)
蘇教版高二數(shù)學(xué)幾何概型知識(shí)點(diǎn)
1.幾何概型的定義:如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)度(面積或體積);
試驗(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域長(zhǎng)度(面積或體積)
3.幾何概型的特點(diǎn):1)試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無(wú)限多個(gè);2)每個(gè)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(yàn)結(jié)果是可數(shù)的;而幾何概型則是在試驗(yàn)中出現(xiàn)無(wú)限多個(gè)結(jié)果,且與事件的區(qū)域長(zhǎng)度(或面積、體積等)有關(guān),即試驗(yàn)結(jié)果具有無(wú)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(yàn)結(jié)果都具有等可能性,這是二者的共性。
通過(guò)以上對(duì)于幾何概型的基本知識(shí)點(diǎn)的梳理,我們不難看出其要核是:要抓住幾何概型具有無(wú)限性和等可能性兩個(gè)特點(diǎn),無(wú)限性是指在一次試驗(yàn)中,基本事件的個(gè)數(shù)可以是無(wú)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(gè)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(wèn)題和古典概型的基本思路是相同的,同屬于“比例法”,即隨機(jī)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(zhǎng)度、面積(體積)和角度等”與“試驗(yàn)的基本事件所占總長(zhǎng)度、面積(體積)和角度等”之比來(lái)表示。下面就幾何概型常見(jiàn)類型題作一歸納梳理。