古典概型与几何概型考点与题型归纳

  • 格式:docx
  • 大小:407.75 KB
  • 文档页数:13

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]+9-09--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( )