高中數(shù)學(xué)中幾何概型論文
時(shí)間:2022-09-13 10:32:00
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幾何概型是高中概率部分的一個(gè)難點(diǎn),高考中選擇、填空題會(huì)有所涉及。要理解并靈活應(yīng)用幾何概型解決相關(guān)問(wèn)題,需要從以下幾個(gè)方面把握:
1概念延拓
如果一類(lèi)隨機(jī)試驗(yàn)具有如下兩個(gè)特征:
(1)進(jìn)行一次隨機(jī)試驗(yàn)相當(dāng)于向一個(gè)幾何體G中取一點(diǎn);
(2)對(duì)G內(nèi)任意子集事件“點(diǎn)取自g”的概率與g的測(cè)度(長(zhǎng)度、面積、體積)成正比,而與g在G中的位置、形狀無(wú)關(guān)。
我們把這類(lèi)隨機(jī)試驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型稱(chēng)為幾何概型。如果事件A可用中的一個(gè)區(qū)域G表示(組成事件A的所有可能結(jié)果與g中所有點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)),那么
P(A)=g的測(cè)度G的測(cè)度
2概念辨析
與古典概型相比較:
(1)不同點(diǎn):在一次試驗(yàn)中,幾何概型中所有可能的結(jié)果有無(wú)限個(gè);
(2)相同點(diǎn):每一種結(jié)果發(fā)生的可能性相等。
3題型分析
3.1測(cè)度為長(zhǎng)度的幾何概型:[例1]某公共汽車(chē)站每隔15分鐘有一輛汽車(chē)到達(dá),并且出發(fā)前在車(chē)站停靠3分鐘。乘客到達(dá)車(chē)站的時(shí)刻是任意的,求一個(gè)乘客到達(dá)車(chē)站后候車(chē)時(shí)間大于10分鐘的概率?
分析:設(shè)上輛車(chē)于時(shí)刻T1到達(dá),而下一輛車(chē)于時(shí)刻T0到達(dá),T2時(shí)刻出發(fā)。線(xiàn)段T1T2的長(zhǎng)度為15,設(shè)T是T1T2上的點(diǎn),且T0T2=3,TT0=10,如圖所示,記候車(chē)時(shí)間大于10分鐘為事件A,則當(dāng)乘客到達(dá)車(chē)站的時(shí)刻落在線(xiàn)段T1T上時(shí),事件A發(fā)生,所以
P(A)=d的測(cè)度D的測(cè)度=215
答:侯車(chē)時(shí)間大于10分鐘的概率是2/15。
3.2測(cè)度為面積的幾何概型
[例2]甲、乙兩人相約12:00~13:00在某地會(huì)面,假定每人在會(huì)面這段時(shí)間內(nèi)的每個(gè)時(shí)刻到達(dá)會(huì)面地點(diǎn)的可能性相同,先到者等20分鐘后便離去,試求兩人能會(huì)面的概率。
解析:在平面上建立如圖直角坐標(biāo)系,直線(xiàn)x=60,y=60,x軸,y軸圍成一個(gè)正方形區(qū)域G。設(shè)甲12時(shí)間x分到達(dá)會(huì)面地占,乙12時(shí)y分到達(dá)會(huì)面地點(diǎn),這個(gè)結(jié)果與平面上的點(diǎn)(x,y)對(duì)應(yīng)。由題意知,每一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的可能性相同的因此試驗(yàn)屬于幾何概型。甲乙兩人能會(huì)面當(dāng)且僅當(dāng)他們到達(dá)會(huì)面地點(diǎn)時(shí)間相差不超過(guò)20分鐘,
即|y-x|≤20,x-20≤y≤x+20,
因此圖中陰影部分g就表示甲乙能會(huì)面。容易求得g的面積為2000,的面積為3600,所以
P(甲乙能會(huì)面)=g的面積G的面積=59
3.3測(cè)度為體積的幾何概型
[例3]在正方體ABCD-A1B1C1D1內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn)E,則點(diǎn)E落在四棱錐O-ABCD(O是正方體對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn))內(nèi)的概率是
解:P(E落在四棱錐O-ABCD內(nèi))
=VABDC-A1B1C1D1VO-ABCD=16
4易錯(cuò)題辨析
[例4]已知:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠C=30°,
(1)在BC上取點(diǎn)M,求使SΔABM<SΔAMC的概率;
(2)在∠BAC內(nèi)作射線(xiàn)AM交BC于M,求使SΔABM<SΔAMC的概率;
辨析]要注意抓住題目中關(guān)鍵字眼:
問(wèn)題:(1)在BC上取點(diǎn)M,即是在BC上取一點(diǎn)M,求M在線(xiàn)段BD上的概率;
問(wèn)題:(2)在∠BAC內(nèi)作射線(xiàn)AM交BC于M,即是在∠BAC內(nèi)任作一射線(xiàn)AM使∠BAM<∠BAD的概率。
解:(1)P(SΔABM<SΔAMC)=P(BM<BD)=BMBD=12;
(2)P(SΔABM<SΔAMC)=P(∠BAM<∠BAD)=60°90°=23。
錯(cuò)誤解法:混淆兩題區(qū)別把第(2)題錯(cuò)當(dāng)?shù)谝活}解。
5小結(jié)
解決幾何概型的關(guān)鍵是根據(jù)題意,弄清題目中的測(cè)度是長(zhǎng)度、面積還是體積,有時(shí)甚至是角度。
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