几何概型

巡山小妖精
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2021年01月28日 03:33
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2021年1月28日发(作者:广东省考真题)

几何概型

最新考纲

1.
了解随机数的意义, 能运用模拟方法估计概率;
2.
了解几何概型
的意义
.









1.
几何概型的定义

如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度< br>(
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.
几何概型的两个基本特点

(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
.
3.
几何概型的概率公式

P
(
A
)
=< br>构成事件
A
的区域长度(面积或体积)
.
试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积)









1.
判断下列结论正误
(
在括号内打“√”或“×”)

(1)
随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率
.(

) 1
(2)
从区间
[1

10]
内任取一个数,取到1
的概率是
.(

)
10
(3)
概率为
0
的事件一定是不可能事件
.(

)
(4)
在几何概型定义中的区域可以是线段、平面图形、立体图形
.(

)
答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√


2.(
必修
3P 140
练习
1
改编
)
有四个游戏盘,将它们水平放稳后,在上面扔一 颗玻
璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的
游戏盘是(

)

解析

如题干选项中图,各种情况的概率 都是其面积比,中奖的概率依次为
P
(
A
)
3
2
2
1


P
(
B
)


P
(
C
)


P
(
D
)

,所以
P
(
A
)

P
(
C
)

P
(
D
)

P
(
B
).
8
8
6
3
答案

A
3.(必修
3P146B4
改编
)
如图,正方形的边长为
2
, 向正方形
ABCD
内随机投掷
200
个点,有
30
个点落入 图形
M
中,则图形
M
的面积的估计值为
____________.

解析

由题意可得正方形面积为
4
,设不规则图形的面积 为
S
,由几何概型概率
S
30
公式可得

,∴S

0.6.
4
200
答案

0.6

4.
(2016·全国Ⅱ卷
)
某路口人行横道的信号灯为红灯和绿 灯交替出现,红灯持
续时间为
40

.
若一名行人来到该路口遇到红 灯,则至少需要等待
15
秒才出现
绿灯的概率为
(

)
7
A.

10
5
B.

8
3
C.

8
3
D.

10
解析

至少需要等待
15
秒才出现绿灯的概率为
答案

B
40

15
5

.
40
8
5.
(2018·深圳模拟
)
一只蜜蜂在一个棱长为
3
的正方体内自由飞 行,若蜜蜂在飞
行过程中始终保持与正方体
6
个表面的距离均大于
1
,称其为“安全飞行”,则
蜜蜂“安全飞行”的概率为
(

)
1
A.

8
1
B.

6
C.
1

27
3
D.

8
解析

由题意知小蜜蜂的安全飞行范围为以这个正方体的中心为中心,且棱 长

1
的小正方体内
.
1
这个小正方体的体积为
1
,大正方体的体积为
27
,故安全飞行的概率为
p

.
27
答案

C
6.
(2018·全国Ⅰ卷
)如图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
(

)

A.
p
1

p
2

C.
p
2

p
3



B.
p
1

p
3

D.
p
1

p
2

p
3

解析

不妨设△
ABC
为等腰直角三角形,
AB

AC

2
,则
BC

2
2
,所以 区域Ⅰ
1
π×(
2

2
的面积即△
ABC
的面积,为
S
1

×2×2=
2
,区域Ⅲ的面积
S
3


S
1
2
2

2

=π-
2.
区域Ⅱ的面积为
S
2
=π·



S
3

2.
根据几何概型的概率计算公式,

2

2
π-
2

p
1

p
2


p
3

,所以
p
1
p
3

p
2

p
3
p
1

p
2

p
3
.
π+
2
π+
2
答案

A

考点一

与长度
(
角度
)
有关的几何概型

【例
1


(1)(2019·孝感期末
)
在区间
[

1

4]
内任取一个实数
a
,使得关 于
x
的方程
x
2

2

a
有实数 根的概率为
(

)
2
A.

3
2
B.

5
3
C.

5
3
D.

4
2
(2)
如图,四边形ABCD
为矩形,
AB

3

BC

1
,以
A
为圆心,
1
为半径作四分

之一个圆弧< br>DE
,在∠
DAB
内任作射线
AP
,则射线
AP与线段
BC
有公共点的概率为
________.




(1)
若方程
x
2

2< br>=
a
有实根,可知
a
-2≥0,即
a
≥2
, 那么
p

4

2
2

.
4-(-
1

5
(2)
连接
AC
,如图所示tan∠
CAB

CB
1
3
π

=< br>,所以∠
CAB

,满足条件的事
AB
6
3
3
件是直线
AP
在∠
CAB
内且
AP

B C
相交时,即直线
AP
与线段
BC
有公共点,所以
π

CAB
6
1
所求事件的概率
p



.

DAB
π
3
2

1
答案

(1)B
(2)

3
规律方法

1.
解答几何概型问题的关键在于弄清题中的考查对象 和对象的活动
范围,当考查对象为点,且点的活动范围在线段上时,用“线段长度”为测度
计算 概率,求解的核心是确定点的边界位置
.
2.(1)

(2)
题易 出现“以线段
BD
为测度”计算几何概型的概率,导致错求
p

1< br>.
2
(2)
当涉及射线的转动,扇形中有关落点区域问题时,应以角对应的弧 长的大小
作为区域度量来计算概率
.
事实上,当半径一定时,曲线弧长之比等于其所对 应
的圆心角的弧度数之比
.
【训练
1


(1) (2016·全国Ⅰ卷
)
某公司的班车在
7

30

8

00

8

30
发车,
小明在7

50

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
(

)
1
A.

3
1
B.

2
2
C.

3
3
D.

4< br>π
角的终边上,任作一条射线
6
(2)
如图所示,在直角坐标系内,射 线
OT
落在
OA
,则射线
OA
落在∠
yOT
内的概率为
________.

解析

(1)
如图所示,画出时间轴:


小明到达的时间会随机的落在图 中线段
AB
上,而当他的到达时间落在线段
AC

DB
上时 ,才能保证他等车的时间不超过
10
分钟,根据几何概型得所求概率
p
10

10
1

.
40
2
(2)< br>因为射线
OA
在坐标系是等可能分布的,所以
OA
落在∠
yO T
内的概率为
p

π
π

2
6
1

.

6
1
答案

(1)B
(2)

6
考点二

与面积有关的几何概型

角度
1
与平面图形面积有关的问题

【例
2

1


(1)(2019·烟台诊断)
七巧板是我国古代劳动人民的发明之一,它是
由五块等腰直角三角形、一块正方形和一块 平行四边形共七块板组成的,如图
是一个用七巧板拼成的正方形,若在此正方形中任取一点,则此点取自 阴影部
分的概率是
(

)
多维探究


1
A.

4
1
B.

8
3
C.

8
D.
3

16
(2)(2018·黄冈、黄石联考
)
若张三每天的工作时间在
6
小 时至
9
小时之间随机
均匀分布,则张三连续两天平均工作时间不少于
7
小时的概率是
(

)
2
A.

9
1
B.

3
2
C.

3
7
D.

9
解析

(1)
不妨 设小正方形的边长为
1
,则两个小等腰直角三角形的边长分别为
1

1

2
,两个大等腰直角三角形的边长为
2

2

2
2
,即最大正方形的边长

2
2
,则较大等腰直 角三角形的边长分别为
2

2

2


1
1
×
2
×
2
+1×1×2+
×2
2
×2
2
2
2
1
故所求概率
p

1


.
8
8

6≤
x
≤9,
(2)
设第一天工作的时间为
x
小时,第二天工作的时间为
y
小时, 则


6≤
y
≤9,
因为连续两天平均工作时间不少于7
小时,所以
x

y
2
≥7,即
x

y
≥14,

6≤
x
≤9,
1

表示的区域面积为
9
,其中满足
x

y
≥14
的区 域面积为
9

×2×2
2

6≤
y
≤9< br>7

7
,∴张三连续两天平均工作时间不少于
7
小时的概率是
.
9

答案

(1)B
(2)D
角度
2
与线性规划有关的问题


x
≤4,
【例
2

2

(2019·福州期末
)
关于
x

y
的不等式组

y
≥2,
所表示的平面

x

y
+2 ≥0
区域记为
M
,不等式
(
x

4)
2< br>+
(
y

3)
2
≤1
所表示的平面区域记为
N
,若在
M
内随
机取一点,则该点取自
N
的概率为
(

)
A.
π

16
B.
π

8
1
C.

4
1
D.

2
解析


x
≤4,
关于实数
x

y
的不等式组

y
≥2,
所表示的平面区域记为
M
,面积为

x

y
+2≥0
1
×4×4=
8
,不等式
(
x

4)
2

(
y

3)
2
≤1所表示的区域记为
N
,且满足不等式组
2


y
≥2,

x

y
+2≥0
π

.
16
答案

A
x
≤4,
1
π
2
1
的面积为
π,所以在
M
内随机取一点,则该点取自
N的概率为
2
8
规律方法

(1)
几何概型与平面几何的 交汇问题:要利用平面几何的相关知识,
先确定基本事件对应区域的形状,再选择恰当的方法和公式,计 算出其面积,
进而代入公式求概率;

(2)
几何概型与线性规划的交汇问题 :先根据约束条件作出可行域,再确定形
状,求面积大小,进而代入公式求概率
.
【训练
2

(1)(2017
·全国Ⅰ卷
)
如图 ,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
.

正方形内随机取一点,则此点 取自黑色部分的概率是
(

)

1
A.

4
B.
π

8
1
C.

2
D.
π

4

x

y
+1≥0,
(2)(2018·石家庄调研
)
在满足不等式组

x< br>+
y
-3≤0,
的平面内随机取一点

y
≥0
M
(
x
0

y
0
)
,设事件
A
=“
y
0

2
x
0
”,那么事件
A
发生的概率是
(

)
1
A.

4
3
B.

4
1
C.

3
2
D.

3
解析

(1)
设正 方形的边长为
2
,则面积
S
正方形

4.
又正方形内切圆的面积
S
=π×1
2
=π.

所以根据对称性,黑色部分的面积
S


π
.
2
π
.
8
由几何概型的概率公式,概率
p
S

S
正方形


x

y
+ 1≥0,
(2)
作出不等式组

x

y
-3≤0,
表示的平面区域
(
即△
ABC
)
,其面积为
4.< br>事件
A

y
≥0
3
=“
y
0

2
x
0
”表示的区域为△
AOC
,其面积为
3 .
所以事件
A
发生的概率是
.
4

答案

(1)B
(2)B
考点三

与体积有关的几何概型

【例
3

(1)

5
升水中有一个病毒,现从中 随机地取出
1
升水,含有病毒的概
率是
________.
(2)
如图,正方体
ABCD

A
1
B
1
C1
D
1
的棱长为
1
,在正方体内随机取点
M
, 则使四棱
1

M

ABCD
的体积小于
的概率为< br>________.
6

解析

(1)“取出
1< br>升水,其中含有病毒”这一事件记作事件
A
,则
P
(
A
)

取出的水的体积
1
1

.
从而所求的概率为
.
所有水的体积
5
5
1
(2)
设四棱锥
M

ABCD
的高为
h
,由于
S
正方形
A BCD

1

V
正方体

1
,且
S
正方形
ABCD
<
.
3
6
1
V
正方体
2
1
1

h
<
,则点
M
在正方体的下半部分,故所求事件的概率
p


.
2
V
正方体
2
1
1
答案

(1)

(2)

5
2
规律方法

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
.
【训练
3


已知正三棱锥
S

A BC
的底面边长为
4
,高为
3
,在正三棱锥内任取一
1
P
,使得
V
P

ABC

V
S

ABC
的概率是
(

)
2
7
A.

8
3
B.

4
1
C.

2
1
D.

4
h
1
解析

由题意知,当点
P
在三棱锥 的中截面
A

B

C
′以下时,满足
V
P

ABC
<
V
S

2
1
1
1
,又
V

S

A

B
C


×
V

S

ABC

V

S

ABC
.
2
4
8ABC
1
V
台体
A

B

C
′-
ABC
V

S

ABC

V

S

A

B

C

7
∴事件“
V
P

ABC
<
V
S

ABC
”的概率
P



.
2
V

S

ABC
V

S

ABC
8

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