几种常见的几何概型及简单应用
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几何数学考试试题1、空间几何体的结构⑴常见的多面体有:棱柱、棱锥、棱台;常见的旋转体有:圆柱、圆锥、圆台、球。
⑵棱柱:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的多面体叫做棱柱。
⑶棱台:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分,这样的多面体叫做棱台。
2、空间几何体的三视图和直观图把光由一点向外散射形成的投影叫中心投影,中心投影的投影线交于一点;把在一束平行光线照射下的投影叫平行投影,平行投影的投影线是平行的。
3、空间几何体的表面积与体积⑴圆柱侧面积;l r S ⋅⋅=π2侧面⑵圆锥侧面积:l r S ⋅⋅=π侧面⑶圆台侧面积:l R l r S ⋅⋅+⋅⋅=ππ侧面⑷体积公式:h S V ⋅=柱体;h S V ⋅=31锥体; ()h S S S S V 下下上上台体+⋅+=31 ⑸球的表面积和体积:32344R V R S ππ==球球,. 第二章:点、直线、平面之间的位置关系1、公理1:如果一条直线上两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。
2、公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。
3、公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线。
4、公理4:平行于同一条直线的两条直线平行.5、定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。
6、线线位置关系:平行、相交、异面。
7、线面位置关系:直线在平面内、直线和平面平行、直线和平面相交。
8、面面位置关系:平行、相交。
9、线面平行:⑴判定:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。
⑵性质:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。
10、面面平行:⑴判定:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
⑵性质:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。
高中数学空间几何体知识点总结一、空间几何体的基本概念1、空间几何体的定义:在空间中,由一些平面和曲面所围成的封闭图形称为空间几何体。
2、空间几何体的分类:空间几何体可分为多面体和旋转体两大类。
多面体是由平面多边形围成的立体图形,而旋转体则是由平面图形绕其中一边旋转形成的。
二、空间几何体的表面积和体积1、空间几何体的表面积:表面积是指空间几何体的所有外露平面的面积之和。
对于一些规则的空间几何体,如长方体、圆柱体、球体等,表面积的计算公式相对简单。
对于不规则的空间几何体,一般需要通过拆分和组合的方法,将它们分解成简单的几何体来计算表面积。
2、空间几何体的体积:体积是指空间几何体所占空间的大小。
对于一些规则的空间几何体,如长方体、圆柱体、球体等,体积的计算公式相对简单。
对于不规则的空间几何体,一般需要通过拆分和组合的方法,将它们分解成简单的几何体来计算体积。
三、空间几何体的视图和直观图1、空间几何体的视图:视图是指从空间几何体的某一个方向看过去所得到的图形。
常见的视图包括主视图、俯视图、左视图等。
在求解空间几何体的体积或表面积时,通过视图可以帮助我们更好地理解空间几何体的形状和结构。
2、空间几何体的直观图:直观图是指用平行投影的方法将空间几何体投影到一个平面上所得到的图形。
直观图可以反映空间几何体的整体结构和相互关系,是求解空间几何问题的重要工具。
四、空间几何体的常见问题1、空间几何体的形状识别:在解决空间几何问题时,首先需要识别空间几何体的形状。
这可以通过观察空间几何体的特征、测量其边长和角度等方法来实现。
2、空间几何体的表面积和体积计算:表面积和体积是空间几何体的两个重要属性。
对于一些规则的空间几何体,其表面积和体积的计算公式相对简单。
对于不规则的空间几何体,需要采用拆分和组合的方法,将它们分解成简单的几何体来计算表面积和体积。
3、空间几何体的相交问题:当两个或多个空间几何体相交时,会产生交线或交面的问题。
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(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型。
2、几何概型的概率公式:P(A)=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)
3、几何概型的特点:
1)试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个;
2)每个基本事件出现的可能性相等、
4、几何概型与古典概型的比较:一方面,古典概型具有有限性,即试验结果是可数的;而几何概型则是在试验中出现无限多个结果,且与事件的区域长度(或面积、体积等)有关,即试验结果具有无限性,是不可数的。
这是二者的不同之处;另一方面,古典概型与几何概型的试验结果都具有等可能性,这是二者的共性。
通过以上对于几何概型的基本知识点的梳理,我们不难看出其要核是:要抓住几何概型具有无限性和等可能性两个特点,无限性是指在一次试验中,基本事件的个数可以是无限的,这是区分几何概型与古典概型的关键所在;等可能性是指每一个基本事件发生的可能性是均等的,这是解题的基本前提。
因此,用几何概型求解的
概率问题和古典概型的基本思路是相同的,同属于“比例法”,即随机事件A的概率可以用“事件A包含的基本事件所占的图形的长度、面积(体积)和角度等”与“试验的基本事件所占总长度、面积(体积)和角度等”之比来表示。
下面就几何概型常见类型题作一归纳梳理。
几何概型的概率计算公式
几何概型是指在随机试验中,样本空间中的事件是由几何图形表示的情况。
比如投掷一枚硬币,其几何概型为一个二元组成的集合{正面,反面},用几何图形表示就是一个圆,圆内分别标有正面和反面。
对于几何概型,我们可以使用概率计算公式来计算事件发生的概率。
下面介绍两种常见的几何概型及其概率计算公式。
一、均匀分布的几何概型
均匀分布的几何概型是指样本空间中所有可能的事件发生概率相等的情况。
比如扔一个骰子,其几何概型为{1,2,3,4,5,6},每个数字出现的概率都是1/6。
对于均匀分布的几何概型中的某个事件A,其概率计算公式为:
P(A) = 面积(A) / 面积(样本空间)
其中,面积(A)是事件A所对应的几何图形的面积,面积(样本空间)是样本空间所对应的几何图形的面积,两者都必须是可测量的。
二、正态分布的几何概型
正态分布的几何概型是指事件在一个连续的区间内发生的概率,符合正态分布的概率密度函数。
比如身高和体重等连续型随机变量的分布,常常使用正态分布的几何概型进行概率计算。
对于正态分布的几何概型,设事件A在区间[a,b]内发生的概率为P(A),则其概率计算公式为:
P(A) = ∫a~b f(x) dx
其中,f(x)是正态分布的概率密度函数,a和b分别是区间的上下界,∫a~b代表对x从a到b的积分。
通过以上公式,我们可以对几何概型中的事件概率进行准确计算。
几何概型概率(实用版)目录1.几何概型概率的定义与性质2.几何概型概率的计算方法3.几何概型概率的应用举例正文一、几何概型概率的定义与性质几何概型概率是概率论中的一种概率类型,它是研究随机现象在几何空间中的分布规律。
几何概型概率具有以下性质:1.有限性:试验结果的数量是有限的。
2.等可能性:每个试验结果发生的可能性相等。
二、几何概型概率的计算方法几何概型概率的计算方法通常使用概率公式:P(A) = 满足条件 A 的试验结果数 / 所有可能的试验结果数。
例如,从 n 个不同元素中任选 2 个进行组合,可以得到的组合数为C(n, 2),那么组合的概率为 P(C(n, 2)) = C(n, 2) / C(n, n) = (n*(n-1)) / (2*1) = n*(n-1) / 2。
三、几何概型概率的应用举例几何概型概率在实际应用中有很多例子,下面举两个常见的例子:1.投针问题:在平面上随机投掷一根针,求针与 x 轴正半轴的夹角小于等于θ的概率。
解答:假设针的长度为 1,投针点距离 x 轴正半轴的距离为 d,则根据三角函数的性质,有 d = 2 * sin(θ/2)。
因为针的长度为 1,所以投针点在以原点为圆心、半径为 1 的圆内。
因此,针与 x 轴正半轴的夹角小于等于θ的概率为θ/2。
2.随机分割问题:将一个边长为 1 的正方形随机分割成两个三角形,求分割后两个三角形的面积比值小于等于 k 的概率。
解答:假设分割线段的长度为 x,其中一个三角形的面积为 S1 = (1-x)^2/2,另一个三角形的面积为 S2 = x^2/2。
因此,S1/S2 = (1-x)^2 / x^2 = (1-2x+x^2) / x^2 = 1 - 2x/x^2 + x^2/x^2 = 1 - 2/x + 1/x^2。
要求S1/S2 <= k,即 1 - 2/x + 1/x^2 <= k,解得 x >= 2/sqrt(k) 或x <= -2/sqrt(k)。
几何概型的类型及解法教案几何概型是几何学中的一种问题类型,通常通过已知条件来确定未知几何量的值。
根据问题的类型,几何概型可以分为以下几类:相似三角形、直角三角形、圆、多边形和平面几何等。
下面将对几何概型的类型和解法进行详细介绍。
一、相似三角形概型相似三角形概型是几何概型中最常见的一类。
相似三角形指的是具有相同形状但大小不同的三角形。
相似三角形的概型通常包括已知条件,例如角度和边长,通过这些已知条件求解未知条件。
解决相似三角形概型的方法主要有以下几种:1.根据已知条件的比例关系求解:根据相似三角形的性质,可以得到两个相似三角形的任意两边之比等于另一个两边之比。
通过已知条件的比例关系,可以求解未知条件。
2.利用相似三角形的角度关系求解:通过已知条件的角度关系,可以确定一个相似三角形中的角度,进而求解未知条件。
二、直角三角形概型直角三角形概型是另一类常见的几何概型。
直角三角形是一个角度为90度的三角形,其中直角就是一个90度的角。
解决直角三角形概型的方法主要有以下几种:1.利用勾股定理求解:勾股定理是解决直角三角形问题的重要定理,根据勾股定理可得:直角三角形斜边的长度的平方等于两个直角边长度的平方和。
通过已知条件的边长关系,可以求解未知条件。
2.利用特殊三角函数求解:在直角三角形中,正弦、余弦和正切是常用的三角函数。
通过已知条件的三角函数关系,可以求解未知条件。
三、圆概型圆概型是几何概型中的一类,主要涉及与圆有关的问题。
解决圆概型的方法主要有以下几种:1.利用圆的面积和周长的计算公式求解:根据圆的半径或直径,可以计算圆的面积和周长。
2.利用与圆有关的角度关系求解:在圆上的角可分为弧度角和圆心角。
通过已知条件的角度关系,可以求解未知条件。
四、多边形概型多边形概型主要涉及与多边形有关的问题。
解决多边形概型的方法主要有以下几种:1.利用多边形的内角和定理求解:对于n边形,其内角和等于180度乘以n-2、通过已知条件的内角和关系,可以求解未知条件。
概率的基本概念与计算概率是数学中一个重要的概念,它用于描述事件发生的可能性大小。
在日常生活中,我们经常会遇到需要计算概率的情况,比如投掷骰子、抽签等。
本文将简要介绍概率的基本概念,并探讨一些常见的概率计算方法。
一、概率的基本概念概率可以用数值来表示,它的取值介于0和1之间。
当概率为0时,表示事件不可能发生;当概率为1时,表示事件一定会发生。
对于其他取值,可以理解为事件发生的可能性大小。
事件是指可能发生的某种情况或结果。
样本空间是指所有可能结果的集合,记作S。
样本空间S中的元素称为样本点。
事件A是样本空间S的一个子集,表示事件A中的样本点实际发生。
事件的概率可以通过以下公式计算:P(A) = 实现A的样本点个数 / 样本空间S的样本点个数二、概率的计算方法1. 等可能概型在一些简单的试验中,所有结果出现的概率相等,这样的试验称为等可能概型。
对于等可能概型,可以直接使用以下公式计算概率:P(A) = A的样本点个数 / 样本空间S的样本点个数例如,投掷一个公正的骰子,出现每个数字的概率均等,都为1/6。
2. 几何概型在一些具有空间尺寸的试验中,可以使用几何概型来计算概率。
几何概型依赖于与事件相关的面积、长度、角度等。
例如,在一个正方形中随机选择一点,事件A表示点落在正方形的一半区域内。
该事件发生的概率可以通过计算区域面积比例得出。
3. 组合概型有时候计算概率需要考虑多个相关事件的组合情况。
在这种情况下,可以使用组合概型进行计算。
例如,从一幅扑克牌中随机抽取两张牌,事件A表示两张牌都是红心。
可以使用组合概型来计算该事件的概率。
先计算红心牌的数量为26,再计算总牌数为52,然后将两者相除得到概率值。
三、概率的性质概率具有以下几个基本性质:1. 非负性:概率的值始终大于等于0。
2. 规范性:样本空间S的概率为1,即P(S) = 1。
3. 可列可加性:对于两个或多个互不相容的事件A和B,它们的并事件的概率可以通过求和计算,即P(A∪B) = P(A) + P(B)。
高一上册数学知识点全面总结及详细解析2024版引言高一上册数学是高中数学学习的基础阶段,涵盖了代数、几何、函数等多个方面的知识点。
本文将对这些知识点进行详细总结,帮助学生更好地掌握和应用这些知识。
第一章:集合与函数1. 集合的概念集合的定义与表示方法:集合是指某些确定的、不同的对象的全体。
常用大写字母表示集合,小写字母表示集合中的元素。
集合的表示方法有列举法和描述法。
集合的基本运算(并集、交集、补集):并集是指两个集合中所有元素的集合,交集是指两个集合中共有元素的集合,补集是指全集中不属于某集合的元素的集合。
子集与全集:如果集合A的所有元素都是集合B的元素,则A是B的子集。
全集是指包含所有讨论对象的集合。
2. 函数的概念函数的定义与表示方法:函数是指两个集合之间的一种对应关系,其中每个元素在第一个集合中都有唯一的元素与之对应。
常用符号f(x)表示函数。
函数的性质(单调性、奇偶性、周期性):单调性指函数在某区间内是否保持递增或递减,奇偶性指函数是否关于原点对称或关于y轴对称,周期性指函数是否存在一个周期使得函数值重复出现。
反函数与复合函数:反函数是指将原函数的自变量与因变量互换得到的新函数,复合函数是指两个函数的组合。
第二章:基本初等函数1. 一次函数一次函数的定义与图像:一次函数是指形如y=ax+b的函数,其图像是一条直线。
一次函数的性质与应用:一次函数的斜率a决定了直线的倾斜程度,截距b 决定了直线与y轴的交点。
一次函数广泛应用于实际问题的建模与求解。
2. 二次函数二次函数的定义与图像:二次函数是指形如y=ax^2+bx+c的函数,其图像是一条抛物线。
二次函数的性质(顶点、对称轴、开口方向):二次函数的顶点是抛物线的最高或最低点,对称轴是通过顶点的垂直线,开口方向由系数a的正负决定。
二次函数的应用:二次函数在物理、经济等领域有广泛应用,如抛物运动、利润最大化等问题。
3. 指数函数与对数函数指数函数的定义与性质:指数函数是指形如y=a^x的函数,其图像呈指数增长或衰减。
第3讲 几何概型,[同学用书P179])1.几何概型假如每个大事发生的概率只与构成该大事区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型.2.几何概型的概率公式P (A )=构成大事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.辨明两个易误点(1)几何概型中,线段的端点、图形的边框是否包含在大事之内不影响所求结果.(2)易混淆几何概型与古典概型,两者共同点是基本大事的发生是等可能的,不同之处是几何概型中基本大事的个数是无限的,古典概型中基本大事的个数是有限的.2.会解三种常见的几何概型(1)与长度有关的几何概型,其基本大事只与一个连续的变量有关;(2)与面积有关的几何概型,其基本大事与两个连续的变量有关,若已知图形不明确,可将两个变量分别作为一个点的横坐标和纵坐标,这样基本大事就构成了平面上的一个区域,即可借助平面区域解决问题.(3)与体积有关的几何概型,可借助空间几何体的体积公式解答问题.1. 教材习题改编 如图,转盘的指针落在A 区域的概率为( )A .16B .19C .112D .118[答案] C2.教材习题改编 一个路口的红绿灯,红灯的时间为30秒,黄灯的时间为5秒,绿灯的时间为40秒,则某人到达路口时观察的是红灯的概率是( )A .15B .25C .35D .45B [解析] P =3030+5+40=25,故选B.3.教材习题改编 如图,在一边长为2的正方形ABCD 内有一曲线L 围成的不规章图形.往正方形内随机撒一把豆子(共m 颗).落在曲线L 围成的区域内的豆子有n 颗(n <m ),则L 围成的区域面积(阴影部分)为( )A .2nmB .4n mC .n 2mD .n 4mB [解析]S 阴影S 正方形=落在L 围成的区域的豆子数n 落在正方形中的豆子数m,所以S 阴影=n m ×22=4nm.4.教材习题改编 如图,圆中有一内接等腰三角形.假设你在图中随机投掷一点,则它落在阴影部分的概率为________.[解析] 设圆的半径为R ,由题意知圆内接三角形为等腰直角三角形,其直角边长为2R , 则所求大事的概率为P =S 阴S 圆=12×2R ×2R πR 2=1π.[答案]1π5.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,在正方体内随机取点M ,则使四棱锥M -ABCD 的体积小于16的概率为________.[解析] 在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设M -ABCD 的高为h ,则13×S 四边形ABCD ×h =16.又S 四边形ABCD =1,所以h =12.若体积小于16,则h <12,即点M 在正方体的下半部分,所以P =12V正方体V 正方体=12.[答案] 12与长度、角度有关的几何概型[同学用书P180][典例引领](1)(2022·高考全国卷乙)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至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( )A .13B .12C .23D .34(2)(2021·烟台模拟)在区间⎣⎡⎦⎤-π2,π2上随机取一个数x ,则cos x 的值介于0到12之间的概率为________.(3)如图所示,在△ABC 中,∠B =60°,∠C =45°,高AD =3,在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ,则BM <1的概率为________.【解析】 (1)由题意得图:由图得等车时间不超过10分钟的概率为12.(2)当-π2≤x ≤π2时,由0≤cos x ≤12,得-π2≤x ≤-π3或π3≤x ≤π2,依据几何概型概率公式得所求概率为13.(3)由于∠B =60°,∠C =45°, 所以∠BAC =75°.在Rt △ABD 中,AD =3,∠B =60°, 所以BD =ADtan 60°=1,∠BAD =30°.记大事N 为“在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ,使BM <1”,则可得∠BAM <∠BAD 时大事N 发生. 由几何概型的概率公式,得: P (N )=30°75°=25.【答案】 (1)B (2)13 (3)251.本例(2)中,若将“cos x 的值介于0到12”改为“cos x 的值介于0到32”,则概率如何?[解] 当-π2≤x ≤π2时,由0≤cos x ≤32, 得-π2≤x ≤-π6或π6≤x ≤π2,依据几何概型概率公式得所求概率为23.2.本例(3)中,若将“在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ”改为“在线段BC 上找一点M ”,则BM <1的概率是多少?[解] 依题意知BC =BD +DC =1+3,P (BM <1)=11+3=3-12.与长度、角度有关的几何概型的求法解答关于长度、角度的几何概型问题,只要将全部基本大事及大事A 包含的基本大事转化为相应长度或角度,即可利用几何概型的概率计算公式求解.要特殊留意“长度型”与“角度型”的不同.解题的关键是构建大事的区域(长度或角度).[通关练习]1.在区间[0,2]上随机地取出一个数x ,则大事“-1≤log 12⎝⎛⎭⎫x +12≤1”发生的概率为( ) A .34B .23C .13D .14A [解析] 不等式-1≤log 12⎝⎛⎭⎫x +12≤1可化为log 122≤log 12⎝⎛⎭⎫x +12≤log 1212,即12≤x +12≤2,解得0≤x ≤32,故由几何概型的概率公式得P =32-02-0=34.2.如图所示,在直角坐标系内,射线OT 落在30°角的终边上,任作一条射线OA ,则射线OA 落在∠yOT 内的概率为________.[解析] 如题图,由于射线OA 在坐标系内是等可能分布的,则OA 落在∠yOT 内的概率为60360=16.[答案] 16与面积有关的几何概型(高频考点)[同学用书P181]与面积有关的几何概型是高考命题的热点,多以选择题或填空题的形式呈现,多为简洁题或中档题. 高考对与面积有关的几何概型的考查主要有以下两个命题角度: (1)与平面图形面积有关的几何概型; (2)与线性规划学问交汇命题的几何概型. [典例引领](1)(2022·高考全国卷甲)从区间[0,1]随机抽取2n 个数x 1,x 2,…,x n ,y 1,y 2,…,y n ,构成n个数对(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n ),其中两数的平方和小于1的数对共有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率π的近似值为( )A .4nmB .2nmC .4mnD .2m n(2)(2021·湖北华师附中联考)在区间[0,4]上随机取两个实数x ,y ,使得x +2y ≤8的概率为( )A .14B .316C .916D .34【解析】 (1)设由⎩⎪⎨⎪⎧0≤x n ≤10≤y n ≤1构成的正方形的面积为S ,x 2n +y 2n <1构成的图形的面积为S ′,所以S ′S =14π1=m n ,所以π=4mn,故选C. (2) (x ,y )构成的区域是边长为4的正方形及其内部,其中满足x +2y ≤8的区域为如图所示的阴影部分,易知A (4,2),所以P =12×(2+4)×44×4=34.选D.【答案】 (1)C (2)D与面积有关的几何概型的求法求解与面积有关的几何概型时,关键是弄清某大事对应的面积以求面积,必要时可依据题意构造两个变量,把变量看成点的坐标,找到试验全部结果构成的平面图形,以便求解.[题点通关]角度一 与平面图形面积有关的几何概型1. 如图,将半径为1的圆分成相等的四段弧,再将四段弧围成星形放在圆内(阴影部分).现在往圆内任投一点,此点落在星形区域内的概率为( )A .4π-1B .1πC .1-1πD .2πA [解析] 顺次连接星形的四个顶点,则星形区域的面积等于(2)2-4⎝⎛⎭⎫14×π×12-12×12=4-π,又由于圆的面积等于π×12=π,因此所求的概率等于4-ππ=4π-1. 角度二 与线性规划学问交汇命题的几何概型2.在区间[0,1]上任取两个数a ,b ,则函数f (x )=x 2+ax +b 2无零点的概率为________. [解析] 要使该函数无零点,只需a 2-4b 2<0,即(a +2b )(a -2b )<0.由于a ,b ∈[0,1],a +2b >0,所以a -2b <0.作出⎩⎨⎧0≤a ≤1,0≤b ≤1,a -2b <0的可行域(如图阴影部分所示),易得该函数无零点的概率P =1-12×1×121×1=34.[答案] 34与体积有关的几何概型[同学用书P181][典例引领](1)在棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点O 为底面ABCD 的中心,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为________.(2)(2021·黑龙江五校联考)在体积为V 的三棱锥S -ABC 的棱AB 上任取一点P ,则三棱锥S -APC 的体积大于V3的概率是________.【解析】 (1)正方体的体积为:2×2×2=8,以O 为球心,1为半径且在正方体内部的半球的体积为:12×43πr 3=12×43π×13=23π,则点P 到点O 的距离大于1的概率为:1-23π8=1-π12. (2)由题意可知V S -APC V S -ABC >13,三棱锥S -ABC 的高与三棱锥S -APC 的高相同.作PM ⊥AC 于M ,BN ⊥AC 于N ,则PM ,BN 分别为△APC 与△ABC 的高,所以V S -APC V S -ABC =S △APC S △ABC =PM BN >13,又PM BN =AP AB ,所以AP AB >13,故所求的概率为23(即为长度之比).【答案】 (1)1-π12 (2)23与体积有关的几何概型的求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)以及大事的体积(大事空间),对于某些较简单的也可利用其对立大事求解.(2021·长春其次次调研) 如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,H 分别是棱A 1B 1,D 1C 1上的点(点E 与B 1不重合),且EH ∥A 1D 1,过EH 的平面与棱BB 1,CC 1相交,交点分别为F ,G .设AB =2AA 1=2a ,EF =a ,B 1E =2B 1F .在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1内随机选取一点,则该点取自于几何体A 1ABFE -D 1DCGH 内的概率为________.[解析] 由于EH ∥A 1D 1,所以EH ∥B 1C 1,所以EH ∥平面BCC 1B 1.过EH 的平面与平面BCC 1B 1交于FG ,则EH ∥FG ,所以易证明几何体A 1ABFE -D 1DCGH 和EB 1F -HC 1G 分别是等高的五棱柱和三棱柱,由几何概型可知,所求概率为:P =1-V 三棱柱V 长方体=1-S △EB 1F S 矩形ABB 1A 1=1-12×55a ×255a 2a 2=910.[答案]910,[同学用书P182])——转化与化归思想在几何概型中的应用某校早上8:00开头上课,假设该校同学小张与小王在早上7:30~7:50之间到校,且每人在该时间段的任何时刻到校是等可能的,则小张比小王至少早5分钟到校的概率为__________.(用数字作答)【解析】 设小王到校时间为x ,小张到校时间为y ,则小张比小王至少早到5分钟时满足x -y ≥5.如图,原点O 表示7:30,在平面直角坐标系中画出小王和小张到校的时间构成的平面区域(图中正方形区域),该正方形区域的面积为400,小张比小王至少早到5分钟对应的图形(图中阴影部分)的面积为12×15×15=2252,故所求概率为P =2252400=932.【答案】932本题通过设置小张、小王两人到校的时间这两个变量x ,y ,将已知转化为x ,y 所满足的不等式,进而转化为坐标平面内的点(x ,y )的相关约束条件,从而把时间这个长度问题转化为平面图形的二维面积问题,进而转化为面积型的几何概型问题求解.若题中涉及三个相互独立的变量,则需将其转化为空间几何体的体积问题加以求解.甲、乙两位同学商定周日上午在某电影院旁见面,并商定先到达者等10分钟后另一人还没有到就离开.假如甲是8:30到达,假设乙在8:00~9:00之间到达,且乙在8:00~9:00之间何时到达是等可能的,则两人见面的概率是( )A .16B .14C .13D .12C [解析] 由题意知,若以8:00为起点,则乙在8:00~9:00之间到达这一大事对应的集合是Ω={x |0<x <60},而满足条件的大事对应的集合是A ={x |20≤x ≤40},所以两人见面的概率是40-2060-0=13., [同学用书P349(独立成册)])1.设p 在[0,5]上随机地取值,则关于x 的方程x 2+px +1=0有实数根的概率为( ) A .15B .25C .35D .45C [解析] 方程x 2+px +1=0有实根,则Δ=p 2-4≥0,解得p ≥2或p ≤-2(舍去).由几何概型的概率计算公式可知所求的概率为5-25-0=35.2.在长为12 cm 的线段AB 上任取一点C .现作一矩形,邻边长分别等于线段AC ,CB 的长,则该矩形面积小于32 cm 2的概率为( )A .16B .13C .23D .45C [解析] 设AC =x ,则CB =12-x ,所以x (12-x )<32,解得x <4或x >8. 所以P =4+412=23.3.已知ABCD 为长方形,AB =2,BC =1,O 为AB 的中点,在长方形ABCD 内随机取一点,取到的点到O 的距离大于1的概率为( )A .π4B .1-π4C .π8D .1-π8B [解析] 如图,依题意可知所求概率为图中阴影部分与长方形的面积比,即所求概率P =S 阴影S 长方形ABCD=2-π22=1-π4.4. 如图所示,A 是圆上肯定点,在圆上其他位置任取一点A ′,连接AA ′,得到一条弦,则此弦的长度小于或等于半径长度的概率为( )A .12B .32C .13D .14C [解析] 当AA ′的长度等于半径长度时,∠AOA ′=π3,A ′点在A 点左右都可取得,故由几何概型的概率计算公式得P =2π32π=13,故选C.5.(2021·商丘模拟)已知P 是△ABC 所在平面内一点,PB →+PC →+2P A →=0,现将一粒黄豆随机撒在△ABC 内,则黄豆落在△PBC 内的概率是( )A .14B .13C .12D .23C [解析] 如图所示,设点M 是BC 边的中点,由于PB →+PC →+2P A →=0,所以点P 是中线AM 的中点,所以黄豆落在△PBC 内的概率P =S △PBC S △ABC =12,故选C.6.任取实数a 、b ∈[-1,1],则a 、b 满足|a -2b |≤2的概率为( ) A .18B .14C .34D .78D [解析] 建立如图所示的坐标系,由于|a -2b |≤2,所以-2≤a -2b ≤2表示的平面区域为图中阴影部分,所以|a -2b |≤2的概率为S 阴影S 正方形=78.7. 如图,在一不规章区域内,有一边长为1米的正方形,向区域内随机地撒1 000 颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为375颗,以此试验数据为依据,可以估量出该不规章图形的面积为________平方米.[解析] 设该不规章图形的面积为x 平方米,向区域内随机地撒1 000颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为375,所以依据几何概型的概率计算公式可知3751 000=1x ,解得x =83.[答案] 838.已知函数f (x )=x 2-x -2,x ∈[-5,5],若从区间[-5,5]内随机抽取一个实数x 0,则所取的x 0满足f (x 0)≤0的概率为________.[解析] 令x 2-x -2≤0,解得-1≤x ≤2,由几何概型的概率计算公式得P =2-(-1)5-(-5)=310=0.3.[答案] 0.39.如图,长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,有一动点在此长方体内随机运动,则此动点在三棱锥A -A 1BD 内的概率为________.[解析] 设大事M =“动点在三棱锥A -A 1BD 内”, 则P (M )=V 三棱锥A -A 1BDV 长方体ABCD -A 1B 1C 1D1=V 三棱锥A 1-ABDV 长方体ABCD -A 1B 1C 1D1=13AA 1·S △ABD V 长方体ABCD -A 1B 1C 1D1=13AA 1·12S 矩形ABCD AA 1·S 矩形ABCD=16.[答案] 1610.(2021·郑州模拟)若不等式x 2+y 2≤2所表示的平面区域为M ,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≥0,y ≥2x -6表示的平面区域为N ,现随机向区域N 内抛一粒豆子,则豆子落在区域M 内的概率为________.[解析] 作出不等式组与不等式表示的可行域如图所示,平面区域N 的面积为12×3×(6+2)=12,区域M在区域N 内的面积为14π(2)2=π2,故所求概率P =π212=π24.[答案]π2411. 如图所示,圆O 的方程为x 2+y 2=4.(1)已知点A 的坐标为(2,0),B 为圆周上任意一点,求AB ︵的长度小于π的概率; (2)若N (x ,y )为圆O 内任意一点,求点N 到原点的距离大于2的概率. [解] (1)圆O 的周长为4π,所以AB ︵的长度小于π的概率为2π4π=12.(2)记大事M 为N 到原点的距离大于2,则Ω(M )={(x ,y )|x 2+y 2>2},Ω={(x ,y )|x 2+y 2≤4},所以P (M )=4π-2π4π=12.12.(2021·广东七校联考) 如图,已知圆的半径为10,其内接三角形ABC 的内角A ,B 分别为60°和45°,现向圆内随机撒一粒豆子,则豆子落在三角形ABC 内的概率为( )A .3+316πB .3+34πC .4π3+3D .16π3+3B [解析] 由正弦定理BC sin A =ACsin B=2R (R 为圆的半径)⇒⎩⎪⎨⎪⎧BC =20sin 60°,AC =20sin 45°⇒⎩⎪⎨⎪⎧BC =103,AC =10 2.那么S △ABC =12×103×102sin 75°=12×103×102×6+24=25(3+3). 于是,豆子落在三角形ABC 内的概率为S △ABC 圆的面积=25(3+3)102π=3+34π. 13.已知集合A =[-2,2],B =[-1,1],设M ={(x ,y )|x ∈A ,y ∈B },在集合M 内随机取出一个元素(x ,y ).(1)求以(x ,y )为坐标的点落在圆x 2+y 2=1内的概率;(2)求以(x ,y )为坐标的点到直线x +y =0的距离不大于22的概率. [解] (1)集合M 内的点形成的区域面积S =8.由于x 2+y 2=1的面积S 1=π, 故所求概率为P 1=S 1S =π8.(2)由题意|x +y |2≤22,即-1≤x +y ≤1,形成的区域如图中阴影部分所示,面积S 2=4,故所求概率为P 2=S 2S =12.14.已知袋子中放有大小和外形相同的小球若干,其中标号为0的小球1个,标号为1的小球1个,标号为2的小球n 个.若从袋子中随机抽取1个小球,取到标号为2的小球的概率是12.(1)求n 的值;(2)从袋子中不放回地随机抽取2个小球,记第一次取出的小球标号为a ,其次次取出的小球标号为b . ①记“a +b =2”为大事A ,求大事A 的概率;②在区间[0,2]内任取2个实数x ,y ,求大事“x 2+y 2>(a -b )2恒成立”的概率.[解] (1)依题意n n +2=12,得n =2.(2)①记标号为0的小球为s ,标号为1的小球为t ,标号为2的小球为k ,h ,则取出2个小球的可能状况有:(s ,t ),(s ,k ),(s ,h ),(t ,s ),(t ,k ),(t ,h ),(k ,s ),(k ,t ),(k ,h ),(h ,s ),(h ,t ),(h ,k ),共12种,其中满足“a +b =2”的有4种:(s ,k ),(s ,h ),(k ,s ),(h ,s ).所以所求概率为P (A )=412=13.②记“x 2+y 2>(a -b )2恒成立”为大事B ,则大事B 等价于“x 2+y 2>4恒成立”,(x ,y )可以看成平面中的点的坐标,则全部结果所构成的区域为Ω={(x ,y )|0≤x ≤2,0≤y ≤2,x ,y ∈R },而大事B 构成的区域为B={(x ,y )|x 2+y 2>4,(x ,y )∈Ω}.所以所求的概率为P (B )=1-π4.。
天一大联考高中毕业班阶段性测试(三)数学试题一、单选题1.设集合,,则下列结论正确的是A.B.C.D.【答案】B【解析】利用一元二次不等式的解法求得集合,即可得出集合与集合的关系,从而可得出结论.【详解】,,,故选B.【点睛】集合的基本运算的关注点:(1)看元素组成,集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的前提;(2)有些集合是可以化简的,先化简再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于解决;(3)注意数形结合思想的应用,常用的数形结合形式有数轴、坐标系和图.2.复数的共轭复数对应的点位于A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】C【解析】利用复数的除法运算法则:分子、分母同乘以分母的共轭复数,化简复数,再利用共轭复数的概念求出复数的共轭复数,进一步求出对应点的坐标得结果. 【详解】,的共轭复数为,对应坐标是在第三象限,故选C.【点睛】复数是高考中的必考知识,主要考查复数的概念及复数的运算.要注意对实部、虚部的理解,掌握纯虚数、共轭复数、复数的模这些重要概念,复数的运算主要考查除法运算,通过分母实数化转化为复数的乘法,运算时特别要注意多项式相乘后的化简,防止简单问题出错,造成不必要的失分. 3.函数的部分图像大致为( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】利用,排除选项;利用排除选项,从而可得结果.【详解】,,排除选项;,排除选项,故选A.【点睛】函数图象的辨识可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.4.若非零向量,a b rr 满足3a b =r ,且()()2a b a b -⊥+r r r r ,则a r 与b r 的夹角的余弦值为( ) A .6 B .33C .6-D .3【答案】D【解析】根据()()2a b a b -⊥+r r r r 可得()()20a b a b -⋅+=r r r r ,代入3a =r 化简求解夹角余弦值即可. 【详解】设a r 与b r的夹角为θ,()()2a b a b -⊥+r r r r Q ,()()2a b a b ∴-⋅+r r r r 222cos 0ab a b θ=-+=r r r r.3a b =r r Q ,222223cos 3b a b a b bθ-∴=-=-=-r r r r r r , 故选:D. 【点睛】本题主要考查了利用数量积的公式与模长求解夹角的问题.属于中档题. 5.执行如图所示的程序框图,则输出的结果为A .4B .5C .6D .7【答案】B【解析】模拟执行程序框图,只要按照程序框图规定的运算方法逐次计算,直到达到输出条件即可得到输出的的值. 【详解】 第一次循环,; 第二次循环,;第三次循环,,退出循环,输出,故选B. 【点睛】本题主要考查程序框图的循环结构流程图,属于中档题. 解决程序框图问题时一定注意以下几点:(1) 不要混淆处理框和输入框;(2) 注意区分程序框图是条件分支结构还是循环结构;(3) 注意区分当型循环结构和直到型循环结构;(4) 处理循环结构的问题时一定要正确控制循环次数;(5) 要注意各个框的顺序,(6)在给出程序框图求解输出结果的试题中只要按照程序框图规定的运算方法逐次计算,直到达到输出条件即可.6.已知等差数列的前项和为,,为整数,且最大,则公差A .-2B .-3C .-4D .-5【答案】B【解析】利用排除法,令,分别判断出前项和的最大值,即可得结果. 【详解】时,,或最大,故不合题意;时,,最大,故合题意;时,,最大,故不合题意;时,, 或最大,故不合题意,故选B. 【点睛】本题考查了等差数列的通项公式及其前项和公式,以及排除法的应用,属于基础题. 用特例代替题设所给的一般性条件,得出特殊结论,然后对各个选项进行检验,从而做出正确的判断,这种方法叫做特殊法. 若结果为定值,则可采用此法. 特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性.7.已知直线y=2b 与双曲线22x a -22y b=1(a >0,b >0)的斜率为正的渐近线交于点A ,曲线的左、右焦点分别为F 1、F 2,若21tan AF F 15∠=,则双曲线的离心率为( ) A .4或1611B .1611C .2D .4【答案】D【解析】由题意表示出点A 的坐标,又21tan 15AF F ∠=求出结果 【详解】 由渐近线方程y bx a=与直线2y b =求出点A 的坐标为()2,2a b ,过A 点作AB x ⊥轴于点B ,则22,2AB b BF c a ==-由已知可得212tan 152bAF F c a∠==-22264a 60110116064016411ac c e e e e ∴-+=∴-+=∴==或当1611e =时,1611c a =则20c a -<故舍去,综上4e = 故选D 【点睛】本题考查了求双曲线的离心率问题,在求解过程中一定依据题目已知条件,将其转化为关于离心率的方程,继而求出结果,本题属于中档题 8.如图放置的边长为1的正方形沿轴顺时针滚动一周,设顶点的运动轨迹与轴所围区域为,若在平面区域内任意取一点,则所取的点恰好落在区域内部的概率为A .B .C .D .【答案】C【解析】顶点的运动轨迹,分三部分:前一部分的图象为四分之一圆周,后一部分的图象为四分之一圆周,且半径都是1,中间部分的轨迹为以为半径的四分之一圆周,分别求出与轴围成的面积,求和后利用几何概型概率公式求解即可. 【详解】正方形沿轴顺时针滚动一周,顶点的运动轨迹,分三部分:前一部分的图象为四分之一圆周,后一部分的图象为四分之一圆周,且半径都是1,此时两部分扇形所占面积为,中间部分的轨迹为以为四分之一圆周,与围成的面积为,顶点的运动轨迹与轴所围区域的面积为,平面区域的面积为,所以在平面区域内任意取一点,则所取的点恰好落在区域内部的概率为故选C.【点睛】本题主要考查“面积型”的几何概型,属于中档题. 解决几何概型问题常见类型有:长度型、角度型、面积型、体积型,求与面积有关的几何概型问题关鍵是计算问题的总面积以及事件的面积;几何概型问题还有以下几点容易造成失分,在备考时要高度关注:(1)不能正确判断事件是古典概型还是几何概型导致错误;(2)基本事件对应的区域测度把握不准导致错误;(3)利用几何概型的概率公式时, 忽视验证事件是否等可能性导致错误.9.一个几何体的三视图如图所示,该几何体表面上的点在正视图上的对应点为,点,,在俯视图上的对应点为,,,过直线作一平面与直线平行,则该平面截几何体所得截面多边形的周长为A.B.C.D.【答案】A【解析】由三视图还原几何体,可知该几何体是如图所示的四棱锥,设中点为,连接,由线面平行的判定定理可得为所求截面,利用三视图所给数据求出三角形各边长即可得结果.【详解】由三视图可知,该几何体是如图所示的四棱锥,其中平面,底面是直角梯形,,高,设中点为,连接,则是平行四边形,所以平面,平面,所以平面是所求截面,由勾股定理可得,的周长为,故选A.【点睛】本题利用空间几何体的三视图重点考查学生的空间想象能力和抽象思维能力,属于难题.三视图问题是考查学生空间想象能力最常见题型,也是高考热点.观察三视图并将其“翻译”成直观图是解题的关键,不但要注意三视图的三要素“高平齐,长对正,宽相等”,还要特别注意实线与虚线以及相同图形的不同位置对几何体直观图的影响,对简单组合体三视图问题,先看俯视图确定底面的形状,根据正视图和侧视图,确定组合体的形状.10.已知函数()2sin (0)4f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象的相邻最高点间的距离为π,设()f x 的图象向左平移4π个单位后得到()g x 的图象,则函数()g x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域为A .2,2⎡⎤⎣⎦B .2,2⎡⎤-⎣⎦C .[]2,2-D .2,2⎡⎤-⎣⎦【答案】D【解析】由图象的相邻最高点间的距离为π,可求得函数周期,从而确定2ω=,利用三角函数的平移法则可得()g x 的解析式,求得52,444x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,利用正弦函数的单调性可得结果. 【详解】Q 函数()2sin (0)4f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象的相邻最高点间的距离为π,2T ππω∴==,得2ω=,()224f x sin x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭向左平移4π可得,()2222444g x sin x sin x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,50,,2,2444x x ππππ⎡⎤⎡⎤∈∴+∈⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦Q ,22,142sin x π⎡⎤⎛⎫∴+∈-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,()2,2g x ⎡⎤∈-⎣⎦,即()g x 的值域为2,2⎡⎤-⎣⎦,故选D.【点睛】本题主要考查三角函数的图象与性质、以及三角函数图象的平移法则,属于中档题. 能否正确处理先周期变换后相位变换这种情况下图象的平移问题,反映学生对所学知识理解的深度. 11.已知函数的图象的对称中心为,且的图象在点处的切线过点,则A .1B .2C .3D .4【答案】A 【解析】由函数的图象的对称中心为,可得,求得的值后,利用解方程即可得结果.【详解】 函数的图象的对称中心为,所以, ,即,得,,又的图象在点处的切线过点, ,即,解得,故选A.【点睛】本题主要考查导数的几何意义,以及函数的对称性的应用,属于难题. 函数的对称的性质:(1)若,则的图象关于对称;(2)若,则的图象关于对称.12.已知抛物线2:4C y x =,斜率为k 的直线l 与抛物线C 相交于A ,B 两点,与圆22:(5)9E x y -+=相切于点M ,且M 为线段AB 的中点,则弦长||AB =A .2B .4C .37D .6【答案】C【解析】首先利用点差法求出02ky =,结合圆心和切点的连线与切线垂直可得03x =,通过切点在圆上求出切点坐标,进而可求出直线方程,联立直线与抛物线将韦达定理与弦长公式相结合可得弦长. 【详解】设()11,A x y ,()22,B x y ,()00,M x y , 则21122244y x y x ⎧=⎨=⎩,相减得()()()1212124y y y y x x +-=-,利用点差法可得02ky =,因为直线与圆相切,所以001 5y x k=--,所以03x =,将0x代入圆的方程可得0y =, 不失一般性可取M点坐标为(,则5k =, 故直线l的方程为)3y x =-,即55y x =-,联立24y x y x ⎧=⎪⎨⎪=⎩242410x x -+=,所以126x x +=,1214x x =,由弦长公式得AB == C. 【点睛】本题考查直线与抛物线、圆的位置关系,考查点差法,直线与抛物线的相交时弦长问题,属于中档题.二、填空题13.已知随机变量2(1,)X N σ:,若(01)0.3P X <<=,则(2)P X >=__________. 【答案】0.2【解析】随机变量()21,X N σ~,得到曲线关于1x =称,根据曲线的对称性得到200.501P X P X P X >=<=-<<()()() ,根据概率的性质得到结果. 【详解】随机变量()21,X N σ~,∴曲线关于1x =对称,∴200.5010.2P X P X P X >=<=-<<=()()(),故答案为0.2. 【点睛】本题主要考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义、函数图象对称性的应用等基础知识,属于基础题14.已知x ,y 满足约束条件220,220,20,x y x y x y -+≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≤⎩则z x y =-的最大值为__________.【答案】2【解析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数求解即可. 【详解】画出220,220,20,x y x y x y -+≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≤⎩表示的可行域,如图,由220,20,x y x y --=⎧⎪⎨⎪+-=⎩可得20x y =⎧⎪⎨⎪=⎩, 将z x y =-变形为y x z =-, 平移直线y x z =-,由图可知当直y x z =-经过点()2,0时, 直线在y 轴上的截距z -最小,z 最大, 最大值为202z =-=,故答案为2. 【点睛】本题主要考查线性规划中,利用可行域求目标函数的最值,属于简单题.求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”:(1)作出可行域(一定要注意是实线还是虚线);(2)找到目标函数对应的最优解对应点(在可行域内平移变形后的目标函数,最先通过或最后通过的顶点就是最优解);(3)将最优解坐标代入目标函数求出最值. 15.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,12a =,2n n S a λ=-,其中λ为常数,若13n n a b n =-,则数列{}n b 中的项的最小值为__________.【答案】1412-【解析】由12a =求得2,λ=再利用公式11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求出()12132nnn n a b n ⎛⎫=⇒=- ⎪⎝⎭,根据11n n n n b b b b +-≤⎧⎨≤⎩求得1415n ≤≤从而可得结果. 【详解】12,2n n a S a λ==-Q ,1112S a a λ∴==-, 222,2,22n n S a λλ=-==-,①2n ≥时,1122n n S a --=-,②②-①化为()122n n a a n -=≥, 所以{}n a 是公比为2的等比数列,()11222,132nn nn n a b n -⎛⎫∴=⨯==-⨯ ⎪⎝⎭,由11n n n n b b b b +-≤⎧⎨≤⎩,可得()()()()111113122211131422n n n n n n n n +-⎧⎛⎫⎛⎫-⨯≤-⨯⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎛⎫⎛⎫⎪-⨯≤-⨯ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩, 解得()()()21312141513214n nn n n ⎧-≤-⎪⇒≤≤⎨-≤-⎪⎩, 即{}n b 中的项的最小值为14151412b b ==-,故答案为1412-. 【点睛】本题主要考查递推关系求通项公式,以及等比数列的定义,数列的最小项,属于难题. 已知数列前n 项和,求数列通项公式,常用公式11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,将所给条件化为关于前n 项和的递推关系或是关于第n 项的递推关系,若满足等比数列或等差数列定义,用等比数列或等差数列通项公式求出数列的通项公式,否则适当变形构造等比或等数列求通项公式.16.已知六棱锥P ABCDEF -,底面ABCDEF 为正六边形,点P 在底面的射影为其中心.将该六棱锥沿六条侧棱剪开,使六个侧面和底面展开在同一平面上,若展开后点P 在该平面上对应的六个点全部落在一个半径为5的圆上,则当正六边形ABCDEF 的边长变化时,所得六棱锥体积的最大值为__________.【解析】设六边形的边长为()0x x >,,进而可将体积表示为关于自变量x 的函数,利用导数判断函数的单调性得其最大值即可. 【详解】如图所示,设六边形的边长为()0x x >,故3OG =, 又∵展开后点P 在该平面上对应的六个点全部落在一个半径为5的圆上,∴352PG x =-,故22335255322PO x x x ⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ∴六棱锥的体积2451131562553533222V x x x x =⨯⨯⨯-=- 令()()455530f x x xx =->,∴()()3432053543f x x x xx -='=,当43x ⎛∈ ⎝⎭时,()0f x '>,函数()f x 单调递增,当43x ⎫∈+∞⎪⎪⎝⎭时,()0f x '<,函数()f x 单调递减,故当43x =()f x 取得最大值,即体积最大, 815815. 【点睛】本题考查六棱锥的体积的最大值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系、函数性质、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查数形结合思想、化归与转化思想,是中档题.三、解答题17.已知等差数列{}n a 的公差不为零,EF CE AC AB=,且211113a a a =⋅. (1)求使不等式0n a ≥成立的最大自然数n ;(2)求数列11{}n n a a +的前n 项和. 【答案】(1)13;(2)62550nn-.【解析】(1)由125a =,且211113a a a =⋅,列方程求出{}n a 的公差为d ,从而求出{}n a 的通项公式,然后列不等式求解即可;(2)由()()111227225n n a a n n +=-+-+ 1112227225n n ⎛⎫=-- ⎪-+-+⎝⎭,利用裂项相消法可求得数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和. 【详解】(1)设{}n a 的公差为d .由题意,可得()()21111012a d a a d +=+,于是()12250d a d +=.又125a =,0d ≠,所以2d =-. 故227n a n =-+.由2270n -+≥,可得13.5n ≤,所以满足题意的最大自然数n 为13.(2)因为()()111227225n n a a n n +=-+-+ 1112227225n n ⎛⎫=-- ⎪-+-+⎝⎭. 故前n 项和为12231111n n a a a a a a ++++L 1111111225232321227225n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦L111225225n ⎛⎫=-- ⎪-+⎝⎭1150504n =-+- 62550n n =-. 【点睛】本题主要考查等差数列的性质及裂项法求前n 项和,属于中档题. 裂项相消法是最难把握的求和方法之一,其原因是有时很难找到裂项的方向,突破这一难点的方法是根据式子的结构特点,常见的裂项技巧:(1)()1111n n k k n n k ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭;(2)1k=; (3)()()1111212122121n n n n ⎛⎫=- ⎪-+-+⎝⎭;(4)()()11122n n n =++()()()11112n n n n ⎡⎤-⎢⎥+++⎣⎦;18.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若cos cos 2cos a C c AB b+=,点D 在线段AC 上,且2AD DC =,BC =3BD =. (1)求角B 的大小; (2)求ABC ∆的面积.【答案】(1)3B π=;(2【解析】(1)根据cos cos 2cos a C c AB b+=,利用正弦定理可得sin cos sin cos 2sin cos A C C A B B +=,由两角和的正弦公式结合诱导公式可得sin 2sin cos B B B =,从而得1cos 2B =,进而可得结果;(2)设AB x =,3(0,0)AC z x z =>>,在ABD ∆中,在CBD ∆中,在ABC ∆中,结合cos cos BDA BDC ∠=-∠,利用余弦定理列方程组求得x =面积公式可得结果. 【详解】 (1)根据cos cos 2cos a C c AB b+=可得cos cos 2cos a C c A b B +=,∴sin cos sin cos 2sin cos A C C A B B +=,∴()sin 2sin cos A C B B +=,∴()sin 2sin cos B B B π-=, 即sin 2sin cos B B B =,∴1cos 2B =. 又∵0B π<<,∴3B π=.(2)设AB x =,3(0,0)AC z x z =>>.在ABD ∆中,由余弦定理可得()2292cos 232z x BDA z+-∠=⨯⨯.在CBD ∆中,由余弦定理可得2912cos 23z BDC z+-∠=⨯⨯. 由于180BDA BDC ∠+∠=︒,故cos cos BDA BDC ∠=-∠, 即()2229291223223z x z cz+-+-=-⨯⨯⨯⨯, 整理可得22360z x +-=.①在ABC ∆中,由余弦定理可知2212239x x z +-=. 代入①式整理可得243330x x +-=.所以3523x =-. 据此可知ABC ∆的面积()1352323sin 2S B =-⨯ ()39535233322=-=-. 【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理以及三角形的面积的应用,属于中档题. 本题主要考查余弦定理及特殊角的三角函数,属于简单题.对余弦定理一定要熟记两种形式:(1)2222cos a b c bc A =+-;(2)222cos 2b c a A bc+-=,同时还要熟练掌握运用两种形式的条件.另外,在解与三角形、三角函数有关的问题时,还需要记住30,45,60o o o等特殊角的三角函数值,以便在解题中直接应用.19.如图,在多面体ABCDEF 中,底面ABCD 是菱形,60DAB ∠=︒,2EA ED AB ===,EF AC P 且12EF AC =.(Ⅰ)求证:AD BE ⊥;(Ⅱ)若平面AED ⊥平面ABCD ,求平面BCF 与平面ABCD 所成的锐二面角的余弦值.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ5. 【解析】(Ⅰ)取AD 的中点M ,连接EM ,BM ,易得EM AD ⊥,接着通过证明BM AD ⊥来得到AD ⊥平面EMB ,进而可得结论;(Ⅱ)通过面面垂直可得EM ⊥平面ABCD ,进而可建立如图所示的坐标系,求出平面BCF 的法向量,结合平面ABCD 的一个法向量为()0,0,1m =v,进而可求得最后结果.【详解】(Ⅰ)取AD 的中点M ,连接EM ,BM .∵EA ED =,∴EM AD ⊥. ∵底面ABCD 是菱形,60DAB ∠=︒,∴AB AD BD ==,∴BM AD ⊥,∵EM BM M ⋂=,∴AD ⊥平面EMB .∵BE ⊂平面EMB ,∴AD BE ⊥.(Ⅱ)∵EM AD ⊥,平面AED ⊥平面ABCD ,平面AED ⋂平面ABCD AD =,∴EM ⊥平面ABCD .∴可以M 为原点,MA ,MB ,ME 为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,则()0,0,0M ,()1,0,0A ,()3,0C -,(3E ,()3,0B .∴(3ME =u u u v ,()2,0,0BC =-u u u v,()3,0AC =-u u u v ,∴13322EF AC u u u v u u u v ⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭, ∴3332MF ME EF ⎛=+=- ⎝u u u v u u u v u u u v ,即3332F ⎛- ⎝,∴33,32BF ⎛=- ⎝u u u v .设平面BCF 的一个法向量为(),,n x y z =v ,则3330,220,n BF x y z n BC x ⎧⋅=--+=⎪⎨⎪⋅=-=⎩u u u v v u u u v v 令1z =,则()0,2,1n =v .易知平面ABCD 的一个法向量为()0,0,1m =v.设平面BCF 与平面ABCD 所成的锐二面角为θ,∴5cos 51m n m n v vv vθ⋅===⋅⨯. ∴平面BCF 与平面ABCD 5【点睛】本题主要考查线线垂直的判定,核心内容为“线线垂直”“线面垂直”“面面垂直”之间可以相互转化,空间向量在求二面角中的应用,即二面角的大小与平面的法向量所成角之间相等或互补,主要通过题意或图形确定最后结果,属于中档题.20.为了解使用手机是否对学生的学习有影响,某校随机抽取100名学生,对学习成绩和使用手机情况进行了调查,统计数据如表所示(不完整):(Ⅰ)补充完整所给表格,并根据表格数据计算是否有99.9%的把握认为学生的学习成绩与使用手机有关;(Ⅱ)现从上表不使用手机的学生中按学习成绩是否优秀分层抽样选出6人,再从这6人中随机抽取3人,记这3人中“学习成绩优秀”的人数为X,试求X的分布列与数学期望.参考公式:22()()()()()n ad bcKa b c d a c b d-=++++,其中n a b c d=+++.参考数据:【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析.【解析】(Ⅰ)根据题意即可将列联表完成,通过计算2K的值即可得最后结论;(Ⅱ)“学习成绩优秀”的有4人,“学习成绩一般”的有2人,X的所有可能取值为1,2,3,计算出其概率得到分布列,计算出期望.【详解】(Ⅰ)填表如下:由上表得()221001020403040605050K ⨯⨯-⨯=⨯⨯⨯ 16.66710.828≈>.故有99.9%的把握认为学生的学习成绩与是否使用手机有关. (Ⅱ)由题意得,所抽取的6位不使用手机的学生中, “学习成绩优秀”的有406460⨯=人,“学习成绩一般”的有206260⨯=人. X 的所有可能取值为1,2,3.()124236411205C C P X C ====,()2142361232205C C P X C ====,()304236413205C C P X C ====. 所以X 的分布列为:故数学期望为1311232555EX =⨯+⨯+⨯=. 【点睛】本题主要考查独立性检验的应用,离散型随机变量的分布列及其期望,考查了学生的计算能力,属于中档题.21.已知O 为坐标原点,椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的焦距为y x =截圆222:O x y a +=与椭圆E 所得的弦长之比为2,圆O 、椭圆E 与y 轴正半轴的交点分别为P ,A .(1)求椭圆E 的标准方程;(2)设点00(,)B x y (00y ≠且01y ≠±)为椭圆E 上一点,点B 关于x 轴的对称点为C ,直线AB ,AC 分别交x 轴于点M ,N ,证明:tan tan OPM ONP ∠=∠. 【答案】(1)2214x y +=;(2)详见解析. 【解析】(1)根据焦距为y x =截圆222:O x y a +=与椭圆E 所得的弦长之比为2,结合性质222a b c =+ ,列出关于a 、b 、c 的方程组,求出a 、b ,即可得结果;(2)由(1)可知,点A 的坐标为()0,1,点P 的坐标为()0,2,由直线AB的方程与直线AC 的方程令0y =,分别求得00,01x M y ⎛⎫ ⎪-⎝⎭,00,01x N y ⎛⎫⎪+⎝⎭,可证明24||OM ON OP ⋅==,即OM OP OPON=,从而可得结论.【详解】(1)根据题意可知c =223a b -=.因为直线y x =截椭圆E,2=,化简得224a b =. 所以21b =,24a =.故椭圆E 的标准方程为2214x y +=.(2)由(1)可知,点A 的坐标为()0,1,点P 的坐标为()0,2. 直线AB 的方程为0011y y x x -=+,令0y =,得00,01x M y ⎛⎫⎪-⎝⎭. 因为点B 关于x 轴的对称点为C ,所以()00,C x y -. 所以直线AC 的方程为011y y x x +=-+. 令0y =,得00,01x N y ⎛⎫⎪+⎝⎭.因为20002000111x x x OM ON y y y ⋅=⋅=-+-, 而点()00,B x y 在椭圆2214x y +=上,所以220014x y +=.即20241x y --,所以24||OM ON OP ⋅==,即OM OP OPON=,所以tan tan OPM ONP ∠=∠.【点睛】本题主要考查椭圆的几何性质、标准方程,直线与椭圆的位置关系,属于难题. 本题主要考查待定系数求椭圆方程以及直线与椭圆的位置关系,属于难题.用待定系数法求椭圆方程的一般步骤;①作判断:根据条件判断椭圆的焦点在x 轴上,还是在y 轴上,还是两个坐标轴都有可能;②设方程:根据上述判断设方程()222210x y a b a b +=>>或22221x y b a+= ()0a b >>;③找关系:根据已知条件,建立关于a 、b 、c 的方程组;④得方程:解方程组,将解代入所设方程,即为所求. 22.已知函数()ln f x x x =,()1g x x =-. (Ⅰ)求函数()()()f x G xg x =的单调区间; (Ⅱ)设441()()()4H x f x ag x =-的极小值为()a ϕ,当0a >时,求证:114141()()04a a e e a ϕ---≤≤. 【答案】(Ⅰ)()G x 的单调递增区间为(0,1)和(1,)+∞,无单调递减区间;(Ⅱ)见解析.【解析】(Ⅰ)对()G x 求导可得()()21ln 1x xG x x ---'=,设()1ln h x x x =--,对()h x 求导,判断()h x 的符号,进而可得()G x 的单调性;(Ⅱ)对()H x 进行求导,可得()H x 的极小值()4114a a a e ϕ-=-,对()a ϕ求导,易证()104a ϕϕ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭,在将114104aa e --≥等价转化为()1ln 4104a a +-≥,令()()1ln 414r a a a =+-,对其求导求其最值即可.【详解】(Ⅰ)因为()ln 1x x G x x =-(0x >且1x ≠),所以()()21ln 1x x G x x ---'=. 设()1ln h x x x =--,则()11h x x'=-. 当1x >时,()110h x x=->',()h x 是增函数,()()10h x h >=,所以()()21ln 01x xG x x --=>-'.故()G x 在()1,∞上为增函数; 当01x <<时,()110h x x=-<',()h x 是减函数,()()10h x h >=,所以()()21ln 01x xG x x --=>-',所以()G x 在()0,1上为增函数.故()G x 的单调递增区间为()0,1和()1,+∞,无单调递减区间. (Ⅱ)由已知可得()()44ln 1H x x x a x =--,则()()34ln 14H x xx a =+-'.令()0H x '=,得1ln 4x a =-,14a x e -=.当140,a x e -⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0H x '<,()H x 为减函数;当14,a x e -⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0H x '>,()H x 为增函数,所以()H x 的极小值()()414114a a a H e a e ϕ--==-.由()4110a a e ϕ-'=-=,得14a =. 当10,4a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0a ϕ'>,()a ϕ为增函数; 当1,4a ⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭时,()0a ϕ'<,()a ϕ为减函数. 所以()104a ϕϕ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭.而()1141414a a a ee ϕ--⎛⎫-- ⎪⎝⎭11414141144a a a a e e e ---⎛⎫=--- ⎪⎝⎭ 11414aa e -=-.下证:0a >时,114104aa e --≥.()111144104ln 44aa a e a e a ---≥⇔≥⇔ ()111ln 41044a a a ≥-⇔+-≥. 令()()1ln 414r a a a =+-,则()22114144a r a a a a -='=-. 当10,4a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0r a '<,()r a 为减函数; 当1,4a ⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭时,()0r a '>,()r a 为增函数. 所以()104r a r ⎛⎫≥= ⎪⎝⎭,即()1ln 4104a a +-≥. 所以114104aa e --≥,即()11414104a a a ee ϕ--⎛⎫--≥ ⎪⎝⎭.所以()1141414a a a e e ϕ--⎛⎫≥- ⎪⎝⎭. 综上所述,要证的不等式成立. 【点睛】本题主要考查了导数与单调性的关系,导数在证明不等式中的应用,解题的关键在于构造函数,属于难题.。
几何概型的常见题型及典例分析一•几何概型的定义1. 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(面积或 体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称几何概型 .2. 特点:(1) 无限性,即一次试验中,所有可能出现的结果(基本事件)有无限 多个;(2) 等可能性,即每个基本事件发生的可能性均相等 . 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)说明:用几何概率公式计算概率时,关键是构造出随机事件所对应 的几何图形,并对几何图形进行度量. 4.古典概型和几何概型的区别和联系:(1) 联系:每个基本事件发生的都是等可能的.(2) 区别:①古典概型的基本事件是有限的, 几何概型的基本事件是无 限的;②两种概型的概率计算公式的含义不同..常见题型(一)、与长度有关的几何概型分析:在区间[1,1]上随机取任何一个数都是一个基本事件.所取的数是 区间[1,1]的任意一个数,基本事件是无限多个,而且每一个基本事件的 发生都是等可能的,因此事件的发生的概率只与自变量x 的取值范围的3.计算公式:P (A )例1、在区间[1,1]上随机取一个数x 1X ,cos 2-的值介于0到2之间的概率为( ).A.- 3B.C.D.区间长度有关,符合几何概型的条件•符合条件的区间长度 P所有结果构成的区间长 度例2、如图,A,B 两盏路灯之间长度是30米,由于光线较暗,想在其间 再随意安装两盏路灯 C,D ,问A 与C,B 与D 之间的距离都不小于10米的 概率是多少?A C D B思路点拨从每一个位置安装都是一个基本事件,基本事件有无限 多个,但在每一处安装的可能性相等,故是几何概型.解 记E : “ A 与C,B 与D 之间的距离都不小于10米”,把AB1等分,由于中间长度为妙3=10米,方法技巧我们将每个事件理解为从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中每一点被取到的机会都一样,而一个随机事件的发生 则理解为恰好取到上述区域内的某个指定区域中的点,这样的概率模型 就可以用几何概型来求解.例3、在半径为R 的圆内画平行弦,如果这些弦与垂直于弦的直径的交 点在该直径上的位置是等可能的,求任意画的弦的长度不小于 R 的概率 思考方法:由平面几何知识可知,垂直于弦的直径平分这条弦,所以, 地分布在于平行弦垂直的直径上(如图1-1 ) 0 也就是说,样本空间所对应的区域 G 是一维空 间(即直线)上的线段 MN 而有利场合所对 应的区域G 是长度不小于R 的平行弦的中点K 所在的区间。
高二数学知识点归纳总结高二数学知识点归纳总结1一、直线与圆:1、直线的倾斜角的范围是在平面直角坐标系中,对于一条与轴相交的直线,如果把轴绕着交点按逆时针方向转到和直线重合时所转的最小正角记为,就叫做直线的倾斜角。
当直线与轴重合或平行时,规定倾斜角为0;2、斜率:已知直线的倾斜角为α,且α≠90°,则斜率k=tan α.过两点(x1,y1),(x2,y2)的直线的斜率k=(y2-y1)/(x2-x1),另外切线的斜率用求导的方法。
3、直线方程:(1)点斜式:直线过点斜率为,则直线方程为(2)斜截式:直线在轴上的截距为和斜率,则直线方程为4、直线与直线的位置关系:(1)平行A1/A2=B1/B2注意检验(2)垂直A1A2+B1B2=05、点到直线的距离公式;两条平行线与的距离是6、圆的标准方程:圆的一般方程:注意能将标准方程化为一般方程7、过圆外一点作圆的切线,一定有两条,如果只求出了一条,那么另外一条就是与轴垂直的直线.8、直线与圆的位置关系,通常转化为圆心距与半径的关系,或者利用垂径定理,构造直角三角形解决弦长问题.①相离②相切③相交9、解决直线与圆的关系问题时,要充分发挥圆的平面几何性质的作用(如半径、半弦长、弦心距构成直角三角形)直线与圆相交所得弦长二、圆锥曲线方程:1、椭圆:①方程(a>b>0)注意还有一个;②定义:|PF1|+|PF2|=2a>2c;③e=④长轴长为2a,短轴长为2b,焦距为2c;a2=b2+c2;2、双曲线:①方程(a,b>0)注意还有一个;②定义:||PF1|-|PF2||=2a 3、抛物线:①方程y2=2px注意还有三个,能区别开口方向;②定义:|PF|=d焦点F(,0),准线x=-;③焦半径;焦点弦=x1+x2+p;4、直线被圆锥曲线截得的弦长公式:三、直线、平面、简单几何体:1、学会三视图的分析:2、斜二测画法应注意的地方:(1)在已知图形中取互相垂直的轴Ox、Oy。
高中数学六种概率模型高中数学中,概率是一个重要的概念。
它用来描述事件发生的可能性大小。
在概率论中,有六种常见的概率模型,它们分别是等可能概型、几何概型、排列概型、组合概型、条件概型和分布概型。
下面将逐个介绍这六种概率模型。
一、等可能概型:等可能概型是指每个基本事件发生的可能性相等。
比如抛硬币,硬币正面和反面出现的概率都是1/2。
再比如掷骰子,每个点数出现的概率都是1/6。
在等可能概型中,我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
二、几何概型:几何概型是指在几何空间中进行概率计算。
比如说,我们可以通过几何概型来计算平面内的点落在某个区域的概率。
在几何概型中,我们可以通过计算区域的面积或体积与几何空间的大小来求解概率。
三、排列概型:排列概型是指在排列问题中的概率计算。
比如说,从n个元素中取出r个元素进行排列,那么排列的个数就是n个元素的全排列数,即n!。
在排列概型中,我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
四、组合概型:组合概型是指在组合问题中的概率计算。
比如说,从n个元素中取出r个元素进行组合,那么组合的个数就是n个元素的组合数,即C(n,r)。
在组合概型中,我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
五、条件概型:条件概型是指在已知某些条件下的概率计算。
比如说,已知某个事件A发生的条件下,另一个事件B发生的概率。
在条件概型中,我们可以通过计算事件A与事件B同时发生的概率与事件A发生的概率之比来求解概率。
六、分布概型:分布概型是指在统计分布中的概率计算。
比如说,正态分布、泊松分布、二项分布等等。
在分布概型中,我们可以通过计算随机变量的取值与概率密度函数或概率质量函数之间的关系来求解概率。
高中数学中的概率有六种常见的概率模型,它们分别是等可能概型、几何概型、排列概型、组合概型、条件概型和分布概型。
每种概率模型都有其独特的应用场景和计算方法。
熟练掌握这些概率模型,有助于我们更好地理解和应用概率论的知识,解决实际生活和工作中的问题。