古典概型与几何概型考点与题型归纳
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古典概型与几何概型考点与题型归纳 一、基础知识 1.古典概型 (1)古典概型的特征: ①有限性:在一次试验中,可能出现的结果是有限的,即只有有限个不同的基本事件;,②等可能性:每个基本事件出现的可能性是相等的. 一个试验是否为古典概型,在于这个试验是否具有古典概型的两个特征——有限性和等
可能性. (2)古典概型的概率计算的基本步骤: ①判断本次试验的结果是否是等可能的,设出所求的事件为A; ②分别计算基本事件的总数n和所求的事件A所包含的基本事件个数m;
③利用古典概型的概率公式P(A)=mn,求出事件A的概率. (3)频率的计算公式与古典概型的概率计算公式的异同 名称 不同点 相同点 频率计 算公式 频率计算中的m,n均随随机试验的变化而变化,但随着试验次数的增多,它们的比值逐渐趋近于概率值 都计算了一个比值mn 古典概型的
概率计算公式
m
n是一个定值,对同一个随机事件而言,m,n都不
会变化 2.几何概型 (1)概念: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,简称为几何概型. (2)几何概型的基本特点: 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. (3)计算公式:
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. 几何概型应用中的关注点 1关键是要构造出随机事件对应的几何图形,利用图形的几何度量来求随机事件的概率. 2确定基本事件时一定要选准度量,注意基本事件的等可能性. 考点一 古典概型 [典例精析](1)(2018·全国卷Ⅱ)我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是( )
A.112 B.114
C.115 D.118
(2)(2019·武汉调研)将一枚质地均匀的骰子投掷两次,得到的点数依次记为a和b,则方程ax2+bx+1=0有实数解的概率是( )
A.736 B.12
C.1936 D.518
[解析] (1)不超过30的所有素数为2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,随机选取两个不同的数,共有C2
10=45种情况,而和为30的有7+23,11+19,13+17这3种情况,所以所
求概率P=345=115.
(2)投掷骰子两次,所得的点数a和b满足的关系为
1≤a≤6,a∈N*
,
1≤b≤6,b∈N*,所以a和b的
组合有36种. 若方程ax2+bx+1=0有实数解, 则Δ=b2-4a≥0,所以b2≥4a.
当b=1时,没有a符合条件;当b=2时,a可取1;当b=3时,a可取1,2;当b=4时,a可取1,2,3,4;当b=5时,a可取1,2,3,4,5,6;当b=6时,a可取1,2,3,4,5,6. 满足条件的组合有19种,则方程ax2+bx+1=0有实数解的概率P=1936.
[答案] (1)C (2)C [题组训练] 1.(2019·益阳、湘潭调研)已知a∈{-2,0,1,2,3},b∈{3,5},则函数f(x)=(a2-2)ex+b为减函数的概率是( ) A.310 B.35
C.25 D.15
解析:选C 若函数f(x)=(a2-2)ex+b为减函数,则a2-2<0,又a∈{-2,0,1,2,3},
故只有a=0,a=1满足题意,又b∈{3,5},所以函数f(x)=(a2-2)ex+b为减函数的概率是2×25×2=2
5.
2.从分别标有1,2,…,9的9张卡片中不放回地随机抽取2次,每次抽取1张,则抽到的2张卡片上的数奇偶性不同的概率是( )
A.518 B.49
C.59 D.79
解析:选C 由题意得,所求概率P=5×4×29×8=5
9.
3.将A,B,C,D这4名同学从左至右随机地排成一排,则“A与B相邻且A与C之间恰好有1名同学”的概率是( )
A.12 B.14
C.16 D.18
解析:选B A,B,C,D 4名同学排成一排有A44=24种排法.当A,C之间是B时,
有2×2=4种排法,当A,C之间是D时,有2种排法,所以所求概率P=4+224=14.
考点二 几何概型 类型(一) 与长度有关的几何概型 [例1] (2019·濮阳模拟)在[-6,9]内任取一个实数m,设f(x)=-x2+mx+m,则函数f(x)的图象与x轴有公共点的概率等于( )
A.215 B.715
C.35 D.1115
[解析] ∵f(x)=-x2+mx+m的图象与x轴有公共点,∴Δ=m2+4m≥0,∴m≤-4或m≥0,∴在[-6,9]内取一个实数m,函数f(x)的图象与x轴有公共点的概率P=[-4--6]+9-09--6=1115,故选D.
[答案] D 类型(二) 与面积有关的几何概型 [例2] (1)(2018·潍坊模拟)如图,六边形ABCDEF是一个正六边形,若在正六边形内任取一点,则该点恰好在图中阴影部分的概率是( )
A.14 B.13
C.23 D.34
(2)(2019·洛阳联考)如图,圆O:x2+y2=π2内的正弦曲线y=sin x与
x轴围成的区域记为M(图中阴影部分),随机往圆O内投一个点A,则点A落在区域M内的概率是( )
A.4π2 B.4π3
C.2π2 D.2π3
[解析] (1)设正六边形的中心为点O,BD与AC交于点G,BC=1,则BG=CG,∠BGC
=120°,在△BCG中,由余弦定理得1=BG2+BG2-2BG2cos 120°,得BG=33,所以S△BCG
=12×BG×BG×sin 120°=12×33×33×32=312,因为S六边形ABCDEF=S△BOC×6=12
×1×1×sin 60°×6=332,所以该点恰好在图中阴影部分的概率P=1-6S△BCGS六边形ABCDEF=23.
(2)由题意知圆O的面积为π3,正弦曲线y=sin x,x∈[-π,π]与x轴围成的区域记为M,根据图形的对称性得区域M的面积S=2∫π0 sin xdx=-2cos x|π0 =4,由几何概型的概率计算公式可得,随机往圆O内投一个点A,则点A落在区域M内的概率P=4π3.
[答案] (1)C (2)B 类型(三) 与体积有关的几何概型 [例3] 已知在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,底面ABCD是正方形,PA=AB=
2,现在该四棱锥内部或表面任取一点O,则四棱锥O ABCD的体积不小于23的概率为
________. [解析] 当四棱锥O ABCD的体积为23时,设O到平面ABCD的距离
为h,则13×22×h=23,解得h=12.
如图所示,在四棱锥PABCD内作平面EFGH平行于底面ABCD,且平面EFGH与底面ABCD的距离为12.
因为PA⊥底面ABCD,且PA=2,所以PHPA=34, 又四棱锥PABCD与四棱锥PEFGH相似, 所以四棱锥O ABCD的体积不小于23的概率P=V四棱锥PEFGHV四棱锥PABCD=PHPA3=343=2764.
[答案] 2764 类型(四) 与角度有关的几何概型 [例4] 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,在∠DAB内任作射线AP,则射线AP与线段BC有公共点的概率为________. [解析] 连接AC,如图,
因为tan∠CAB=BCAB=33, 所以∠CAB=π6,满足条件的事件是直线AP在∠CAB内,且AP与AC相交时,即直线
AP与线段BC有公共点,所以射线AP与线段BC有公共点的概率P=∠CAB∠DAB=π6π2=13. [答案] 13 [题组训练] 1.(2019·豫东名校联考)一个多面体的直观图和三视图如图所示,点M是AB的中点,一只蝴蝶在几何体ADFBCE内自由飞翔,则它飞入几何体FAMCD内的概率为( )