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人教版高中数学必修三练习 均匀随机数的产生

人教版高中数学必修三练习 均匀随机数的产生
人教版高中数学必修三练习 均匀随机数的产生

第三章 3.3 3.3.2

一、选择题

1.用随机模拟方法求得某几何概型的概率为m ,其实际概率的大小为n ,则( ) A .m >n B .m

C .m =n

D .m 是n 的近似值

[答案] D

2.用均匀随机数进行随机模拟,可以解决( ) A .只能求几何概型的概率,不能解决其他问题 B .不仅能求几何概型的概率,还能计算图形的面积 C .不但能估计几何概型的概率,还能估计图形的面积 D .最适合估计古典概型的概率 [答案] C

[解析] 很明显用均匀随机数进行随机模拟,不但能估计几何概型的概率,还能估计图形的面积,但得到的是近似值,不是精确值,用均匀随机数进行随机模拟,不适合估计古典概型的概率.

3.在线段AB 上任取三个点x 1、x 2、x 3,则x 2位于x 1与x 3之间的概率是( ) A .12

B .1

3

C .14

D .1 [答案] B

[解析] 因为x 1,x 2,x 3是线段AB 上任意的三个点,任何一个数在中间的概率相等且都是13

.

4.设x 是[0,1]内的一个均匀随机数,经过变换y =2x +3,则x =1

2对应变换成的均匀随

机数是( )

A .0

B .2

C .4

D .5 [答案] C

[解析] 当x =12时,y =2×1

2

+3=4.

5.把[0,1]内的均匀随机数分别转化为[0,4]和[-4,1]内的均匀随机数,需实施的变换分别为( )

A .y =-4x ,y =5-4

B .y =4x -4,y =4x +3

C .y =4x ,y =5x -4

D .y =4x ,y =4x +3

[答案] C

6.如图所示,在墙上挂着一块边长为16 cm 的正方形木块,上面画了小、中、大三个同心圆,半径分别为2 cm,4 cm,6 cm ,某人站在3 m 之外向此板投镖,设镖击中线上或没有投中木板时不算,可重投,

记事件A ={投中大圆内},

事件B ={投中小圆与中圆形成的圆环内}, 事件C ={投中大圆之外}.

(1)用计算机产生两组[0,1]内的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RNAD.

(2)经过伸缩和平移变换,a =16a 1-8,b =16b 1-8,得到两组[-8,8]内的均匀随机数. (3)统计投在大圆内的次数N 1(即满足a 2+b 2<36的点(a ,b )的个数),投中小圆与中圆形成的圆环次数N 2(即满足4

则概率P (A )、P (B )、P (C )的近似值分别是( ) A .N 1N ,N 2N ,N -N 1N

B .N 2N ,N 1N ,N -N 2N

C .N 1N ,N 2-N 1N ,N 2N

D .N 2N ,N 1N ,N 1-N 2N

[答案] A

[解析] P (A )的近似值为N 1N ,P (B )的近似值为N 2

N ,P (C )的近似值为N -N 1N .

二、填空题

7.利用计算机随机模拟方法计算图中阴影部分(如图所示).第一步:利用计算机产生两个0~1之间的均匀随机数,x ,y ,其中-1<x <1,0<y <1;

第二步:拟(x ,y )为点的坐标.共做此试验N 次.若落在阴影部分的点的个数为N 1,

则可以计算阴影部分的面积S .

例如,做了2 000次试验,即N =2 000, 模拟得到N 1=1 396, 所以S =________. [答案] 1.396

[解析] 根据题意:点落在阴影部分的概率是1 396

2 000

矩形的面积为2,阴影部分的面积为S , 则有S 2=1 3962 000

,所以S =1.396.

8.图形ABC 如图所示,为了求其面积,小明在封闭的图中找出了一个半径为1 m 的圆,在不远处向圈内掷石子,且记录如下:

50次 150次 300次 石子落在⊙O 内(含⊙O 上)的次数m

14 43 93 石子落在阴影内次数n

29

85

186

[答案] 3π

[解析] 由记录m

n ≈1∶2,

可见P (落在⊙O 内)=m n +m =1

3

又P (落在⊙O 内)=⊙O 的面积

阴影面积+⊙O 的面积,

所以S ⊙O S ABC =13,S ABC

=3π( m 2)

9.利用随机模拟方法计算y =x 2与y =4围成的面积时,利用计算器产生两组0~1之间的均匀随机数a 1=RAND ,b 1=RAND ,然后进行平移与伸缩变换a =a 1·4-2,b =b 1·4,试验进行100次,前98次中落在所求面积区域内的样本点数为65,已知最后两次试验的随机数a 1=0.3,b 1=0.8及a 1=0.4,b 1=0.3,那么本次模拟得出的面积约为________.

[答案] 10.72

[解析] 由a 1=0.3,b 1=0.8得:

a =-0.8,

b =3.2,(-0.8,3.2)落在y =x 2与y =4围成的区域内,

由a 1=0.4,b 1=0.3得:a =-0.4,b =1.2,(-0.4,1.2)落在y =x 2与y =4围成的区域内, 所以本次模拟得出的面积约为16×67

100=10.72.

三、解答题

10.在长为14 cm 的线段AB 上任取一点M ,以A 为圆心,以线段AM 为半径作圆.用

随机模拟法估算该圆的面积介于9π cm 2到16π cm 2之间的概率.

[分析] 圆的面积只与半径有关,故此题为与长度有关的几何概型.解答本题时只需产生一组均匀随机数.

[解析] 设事件A 表示“圆的面积介于9π cm 2到16π cm 2之间”. (1)利用计算器或计算机产生一组[0,1]上的均匀随机数a 1=RAND ; (2)经过伸缩变换a =14a 1得到一组[0,14]上的均匀随机数;

(3)统计出试验总次数N 和[3,4]内的随机数个数N 1(即满足3≤a ≤4的个数); (4)计算频率f n (A )=N 1

N

,即为概率P (A )的近似值.

11.利用随机模拟方法主算如图中阴影部分(曲线y =2x 与x 轴,x =±1围成的部分)的面积.

[解析] (1)利用计算机产生两组[0,1]上的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RAND. (2)经过平移和伸缩变换,a =(a 1-0.5)×2,b =b 1×2,得到一组[-1,1]上的均匀随机数和一组[0,2]上的均匀随机数.

(3)统计试验总次数N 和落在阴影内的点数N 1.

(4)计算频率N 1

N

,即为点落在阴影部分的概率的近似值.

(5)用几何概型的概率公式求得点落在阴影部分的概率为P =S 4,N 1N =S 4,所以S ≈4N 1

N ,即

为阴影部分的面积值.

12.在如图的正方形中随机撒一把芝麻,用随机模拟的方法来估计圆周率π的值.如果撒了1 000粒芝麻,落在圆内的芝麻总数是776粒,求这次模拟中π的估计值.(精确到0.001)

[解析] 假设正方形的边长是2,则正方形的面积是4,圆的半径是1,则圆的面积是π,

根据几何概型的概率公式得到7761 000≈π

4

.所以π≈3.104.

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