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第六節(jié) 幾 何 概 型
高頻考點(diǎn)
考點(diǎn)一 與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型
1.與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型是高考命題的熱點(diǎn),多以選擇題或填空題的形式呈現(xiàn),試題難度不大,多為容易題或中檔題.
2.高考對(duì)與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型的考查主要有以下幾個(gè)命題角度:
(1)與線(xiàn)段長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型;
(2)與曲線(xiàn)長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型;
(3)與時(shí)間有關(guān)的幾何概型;
(4)與不等式有關(guān)的幾何概型.
[例1] (1)(2013·福建高考)利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生0~1之間的均勻隨機(jī)數(shù)a,則事件“3a-1<0”發(fā)生的概率為_(kāi)___
2、____.
(2)在區(qū)間上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,則cos x的值介于0到之間的概率為_(kāi)_______.
[自主解答] (1)由3a-1<0,得a<,而0~1的長(zhǎng)度為1,故所求概率為.
(2)當(dāng)-≤x≤時(shí),由0≤cos x≤,得-≤x≤-或≤x≤,根據(jù)幾何概型概率公式得所求概率為.
[答案] (1) (2)
【互動(dòng)探究】
本例(2)中,若將“cos x的值介于0到”改為“cos x的值介于0到”,則概率如何?
解:當(dāng)-≤x≤時(shí),
由0≤cos x≤,
得-≤x≤-或≤x≤,
根據(jù)幾何概型概率公式得所求概率為.
與長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型的常見(jiàn)類(lèi)型及解題策略
(1
3、)與線(xiàn)段長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型.利用幾何概型公式求解,直接利用兩線(xiàn)段的長(zhǎng)度之比即可.
(2)與曲線(xiàn)長(zhǎng)度有關(guān)的幾何概型.利用幾何概型公式,求曲線(xiàn)的長(zhǎng)度之比即可.
(3)與時(shí)間有關(guān)的幾何概型.利用幾何概型公式,求時(shí)間段之比即可.
(4)與不等式有關(guān)的幾何概型.利用幾何概型公式,求兩實(shí)數(shù)之間距離之比即可.
1.(2013·湖北高考)在區(qū)間[-2,4]上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,若x滿(mǎn)足|x|≤m的概率為,則m=________.
解析:由|x|≤m,得-m≤x≤m,當(dāng)m≤2時(shí),由題意得=,解得m=2.5,矛盾,舍去.
當(dāng)2<m<4時(shí),由題意得=,解得m=3.
答案:3
2
4、.已知集合A={x|-1<x<5},B=,在集合A中任取一個(gè)元素x,則事件“x∈A∩B”的概率是________.[來(lái)源:]
解析:由題意得A={x|-1<x<5},B={x|2<x<3},由幾何概型知,在集合A中任取一個(gè)元素x,則x∈A∩B的概率為P=.
答案:
考點(diǎn)二
與面積有關(guān)的幾何概型 [來(lái)源:]
[來(lái)源:]
[例2] (1)(2013·陜西高考)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)的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
5、一地點(diǎn),則該地點(diǎn)無(wú)信號(hào)的概率是( )
A.1- B.-1 C.2- D.
(2)(2013·四川高考)節(jié)日前夕,小李在家門(mén)前的樹(shù)上掛了兩串彩燈.這兩串彩燈的第一次閃亮相互獨(dú)立,且都在通電后的4秒內(nèi)任一時(shí)刻等可能發(fā)生,然后每串彩燈以4秒為間隔閃亮.那么這兩串彩燈同時(shí)通電后,它們第一次閃亮的時(shí)刻相差不超過(guò)2秒的概率是( )
A. B. C. D.
[自主解答] (1)依題意知,有信號(hào)的區(qū)域面積為×2=,矩形面積為2,故無(wú)信號(hào)的概率P==1-.
(2)設(shè)第一串彩燈亮的時(shí)刻為x,第
6、二串彩燈亮的時(shí)刻為y,則
要使兩串彩燈亮的時(shí)刻相差不超過(guò)2秒,則
如圖所示,不等式組所表示的圖形面積為16,不等式組所表示的六邊形OABCDE的面積為16-4=12,
由幾何概型的概率公式可得P==.
[答案] (1)A (2)C
【方法規(guī)律】
求解與面積有關(guān)的幾何概型的注意點(diǎn)
求解與面積有關(guān)的幾何概型時(shí),關(guān)鍵是弄清某事件對(duì)應(yīng)的面積,以求面積,必要時(shí)可根據(jù)題意構(gòu)造兩個(gè)變量,把變量看成點(diǎn)的坐標(biāo),找到試驗(yàn)全部結(jié)果構(gòu)成的平面圖形,以便求解.
1.(2014·邛崍模擬)已知一個(gè)三角形的三邊長(zhǎng)分別是5,5,6,一只螞蟻在其內(nèi)部爬行,若不考慮螞蟻的大小,則某時(shí)刻該螞蟻
7、距離三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的距離均超過(guò)2的概率是( )
A.2- B.1- C.2- D.1-
解析:
選B 如圖,當(dāng)螞蟻距離三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的距離均超過(guò)2時(shí),螞蟻要在圖中的空白區(qū)域內(nèi),△ABC為等腰三角形,假設(shè)AB=AC=5,易知AD=4,△ABC的面積是12,由于三角形內(nèi)角和等于π,圖中的三個(gè)扇形的面積之和等于一個(gè)半徑為2的圓的面積的一半,即三個(gè)扇形的面積之和等于2π,故空白區(qū)域的面積是12-2π,所求的概率為=1-.
2.已知平面區(qū)域U={(x,y)|x+y≤6,x≥0,y≥0},A={(x,y)|x≤4,y≥0,x-2y≥0},若向區(qū)域U內(nèi)隨
8、機(jī)投一點(diǎn)P,則點(diǎn)P落入?yún)^(qū)域A的概率為_(kāi)_______.
解析:
依題意可在平面直角坐標(biāo)系中作出集合U與A所表示的平面區(qū)域(如圖),由圖可知SU=18,SA=4,則點(diǎn)P落入?yún)^(qū)域A的概率為P==.
答案:
考點(diǎn)三
與角度有關(guān)的幾何概型
[例3] 如圖所示,在△ABC中,∠B=60°,∠C=45°,高AD=,在∠BAC內(nèi)作射線(xiàn)AM交BC于點(diǎn)M,求BM<1的概率.
[自主解答] 因?yàn)椤螧=60°,∠C=45°,所以∠BAC=75°.
在Rt△ABD中,AD=,∠B=60°,所以BD==1,∠BAD
9、=30°.
記事件N為“在∠BAC內(nèi)作射線(xiàn)AM交BC于點(diǎn)M,使BM<1”,則可得∠BAM<∠BAD時(shí)事件N發(fā)生.
由幾何概型的概率公式,得P(N)==.
【互動(dòng)探究】
若本例中“在∠BAC內(nèi)作射線(xiàn)AM交BC于點(diǎn)M”改為“在線(xiàn)段BC上找一點(diǎn)M”,求BM<1的概率.[來(lái)源:]
解:依題意知BC=BD+DC=1+,
P(BM<1)==.
【方法規(guī)律】
與角度有關(guān)的幾何概型
當(dāng)涉及射線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng),扇形中有關(guān)落點(diǎn)區(qū)域問(wèn)題時(shí),應(yīng)以角的大小作為區(qū)域度量來(lái)計(jì)算概率,且不可用線(xiàn)段的長(zhǎng)度代替,這是兩種不同的度量手段.
提醒:有時(shí)與長(zhǎng)度或角度有關(guān)的幾何
10、概型,題干并不直接給出,而是將條件隱藏,與其他知識(shí)綜合考查.
1. 如圖,在直角坐標(biāo)系內(nèi),射線(xiàn)OT落在30°角的終邊上,任作一條射線(xiàn)OA,則射線(xiàn)OA落在∠yOT內(nèi)的概率為_(kāi)_______.
解析:如題圖,因?yàn)樯渚€(xiàn)OA在坐標(biāo)系內(nèi)是等可能分布的,則OA落在∠yOT內(nèi)的概率為=.
答案:
2.如圖,M是半徑為R的圓周上一個(gè)定點(diǎn),在圓周上等可能地任取一點(diǎn)N,連接MN,則弦MN的長(zhǎng)度超過(guò)R的概率是________.
解析:連接圓心O與M點(diǎn),作弦MN使∠MON=90°,這樣的
點(diǎn)有兩個(gè),分別記為N1,N2,僅當(dāng)點(diǎn)N在不包含點(diǎn)M的半圓弧上取值時(shí),滿(mǎn)足MN>
11、;R,此時(shí)∠N1ON2=180°,故所求的概率為=.
答案:[來(lái)源:]
————————————[課堂歸納——通法領(lǐng)悟]————————————————
1條規(guī)律——對(duì)幾何概型概率公式中“測(cè)度”的認(rèn)識(shí)
幾何概型的概率公式中的“測(cè)度”只與大小有關(guān),而與形狀和位置無(wú)關(guān),在解題時(shí),要掌握“測(cè)度”為長(zhǎng)度、面積、體積、角度等常見(jiàn)的幾何概型的求解方法.
2種方法——判斷幾何概型中的幾何度量形式的方法
(1)當(dāng)題干是雙重變量問(wèn)題,一般與面積有關(guān)系.
(2)當(dāng)題干是單變量問(wèn)題,要看變量可以等可能到達(dá)的區(qū)域:若變量在線(xiàn)段上移動(dòng),則幾何度量是長(zhǎng)度;若變量在平面區(qū)域(空間區(qū)域)內(nèi)移動(dòng),則幾何度量是面積(體積),即一個(gè)幾何度量的形式取決于該度量可以等可能變化的區(qū)域.
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