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高一数学必修3《概率》公式总结以及例题
为, 线段的长度的取值范围为 ,其长度就是 2a
几何概型所有的可能性构成的区域的几何测度,只有当 时,硬币不与平行线相碰,其长度就是满足 事件 的区域的几何测度,所以
答:硬币不与任何一条平行线相碰的概率为 【评价与链接】该题是几何概型的典型题目,要求我们正确确认区域和
区域,理解它们的关系以及它们的测度如何来刻画。 蒲丰投针问题:平面上画有等距离的一系列的平行线,平行线间距离为
评价:这是一种用计算机模拟试验的方法,结合几何概型 公式来计算若干函数围成的图形面积,其基本原理还是 利用我们教材上介绍的撒豆试验,只是用随机数来代替豆子而已,另 外要求我们理解用试验的频率来近似概率的思想. 另外这种题目到我们学习了积分,还可以有下面的解法:
§3. 概率
u 事件:随机事件( random event ),确定性事件: 必然事件(
certain event )和不可能事件( impossible event )
随机事件的概率(统计定义):一般的,如果随机事件 在次实验中发
生了次,当实验的次数很大时,我们称事件A发生的概率为 说明:① 一个随机事件发生于具有随机性,但又存在统计的规律
【分析】点随机的落在线段上,故线段为区域 ,当点位于如图的内时,故线段 即为区域 解: 在上截取 ,于是 答:的概率为 【变式训练】如图,在等腰直角三角形中,在内部任意作一条射线,与 线段交于点,求的概率? 错解:在上截取 ,在内部任意作一条射线,满足条件的看作是在线段
上任取一点,则有 【分析】这种解法看似很有道理,但仔细一看值得深思,我们再看看题 目的条件已经发生了改变,虽然在线段上取点是等可能的,但过和任取 得一点所作的射线是均匀的,所以不能把等可能的取点看作是等可能的 取射线,在确定基本事件时一定要注意观察角度, 注意基本事件的等 可能性. 正解:在内的射线是均匀分布的,所以射线作在任何位置都是等可能 的,在上截取 ,则 ,故满足条件的概率为 评价:这就要求同学们根据不同的问题选取不同的角度,确定区域和,
段结合几何概型求出概率,再用频率近似概率来建立等式,进而求出. 在历史上有好多的数学家用不同的方法来计算 ,如中国的祖冲之父子 俩,还有撒豆试验,也是可以用来求 的.
会面问题:甲乙两人约定在6时到7时在某地会面,并约定先到者等候另 一人一刻钟,过时即可离去,求两人能会面的概率? 解:设“两人能会面”为事件,以 x和y分别表示 甲、乙两人到达约会地点的时间,则两人能够会面的充 要条件为: 在平面上建立如图所示的 坐标系,则的所有可能的结果是边长为60的 正方形,而可能会面的时间由图中阴影部分所表示, 由几何概型知, 答:两人能会面的概率 . ◆ 课本上一道例题的变式训练:如图,在等腰直角三角形中,在斜边上 任取一点,求的概率?
() , 向平面内任意的投掷一枚长为的针,求针与平行线相交的概率?
解:以表示针的中点与最近的一条平行线的距离,又以表示针与此直线 的交角,如图易知 ,有这两式可以确定平面上的一个矩形,这是为了 针与平行线相交,其充要条件为,有这个不等式表示的区域为图中的 阴影部分,由等可能性知
2a
如果 ,而关于的值,则可以用实验的方法,用频率去近似它,既: 如果 投针 N 次,其中平行线相交的次数为n次,则频率为 ,于是, 注释:这也是历史上有名的问题之一,用试验的方法先用数学积分的手
任意选取3个,求至少有1个是红球的概率? 解法1:(互斥事件)设事件 为“选取3个球至少有1个是红球”,则其互斥
事件为, 意义为“选取3个球都是白球” 答:所选的3个球至少有一个是红球的概率为 . 解法2:(古典概型)由Байду номын сангаас意知,所有的基本事件有种情况,设事件
为“选取3个球至少有1个是红球” ,而事件所含有的基本事件数 有, 所以 答:所选的3个球至少有一个是红球的概率为 . 解法3:(独立事件概率)设事件 为“选取3个球至少有1个是红球” ,则 事件的情况如下:
略解: 变式训练2:如图,设有一个正方形网格,其中每个小正三角形的边长
都是 , 现有一直径等于的硬币落在此网格上,求硬币落下后与网格有 公共点的概率? 【分析】
因为圆的位置由圆心确定,所以要与网格线有公共点 只要圆心到网格线的距离小于等于半径 解:如图,正三角形内有一正三角形 ,其中
, 当圆心落在三角形 之外时,硬币与网格有公共点
求出其测度,再利用几何概型来求概率. 例3. 利用随机模拟法计算曲线所围成的图形的面积.
【分析】在直角坐标系中作出长方形( 所围成的部分,用随机模拟法结 合几何概型可以得到它的面积的近似值)
解:(1)利用计算机或者计算器生成两组0到1区间上
的随机数, (2)进行平移变换:,其中分 别随机点的横坐标和纵坐标 (3)假如作次试验,数处落在阴影部分的点数, 用几何概型公式计算阴影部分的面积 由 得出
(1) (2) 则 答:甲抽到选择题而乙抽到填空题的概率为 ,少1人抽到选择题的概率 为. 变式训练4:一只口袋里装有5个大小形状相同的球,其中3个红球,2 个 黄球,从中不放回摸出2个球,球两个球颜色不同的概率? 【分析】先后抽出两个球颜色相同要么是1红1球,要么是1黄1球 略解: 变式训练5:设盒子中有6个球,其中4个红球,2 个白球,每次人抽一 个,然后放回,若连续抽两次,则抽到1个红球1个白球的概率是多少? 略解: 例2. 急救飞机向一个边长为1千米的正方形急救区域空头急救物品,在 该区域内有一个长宽分别为80米和50米的水池,当急救物品落在水池及 距离水池10米的范围内时,物品会失效,假设急救物品落在正方形区域 内的任意一点是随机的(不考虑落在正方形区域范围之外的),求发放 急救物品无效的概率? 【分析】为题属于几何概型,切是平面图形,其测度用面积来衡量 解:如图,设急救物品投放的所有可能的区域,即边长为1千米的正方 形为区域 ,事件“发放急救物品无效”为 ,距离水池10米范围为区域 , 即为图中的阴影部分, 则有
答:略 颜老师说明:这种题目要看清题目意思,为了利用 几何概率,题目中一般都会有落在所给的大的区域 之外的不计的条件,但如果涉及到网格的现象是一 般则不需要这个条件,因为超出一个网格,就会进入 另外一个网格,分析是同样的
变式训练1:在地上画一正方形线框,其边长等于一枚 硬币的直径的2倍,向方框中投掷硬币硬币完全落在正方形外的不 计,求硬币完全落在正方形内的概率?
对立事件(complementary events):两个互斥事件中必有一个发生,则 称两个事件为对立事件 ,事件的对立事件 记为:
独立事件的概率:, 若
颜老师说明:① 若可能都不发生,但不可能同时发生 ,从集合的关 来看两个事件互斥,即指两个事件的集合的交集是空集 ② 对立事 件是指的两个事件,而且必须有一个发生,而互斥事件可能指的很多 事件,但最多只有一个发生,可能都不发生 ③ 对立事件一定是互斥 事件 ④ 从集合论来看:表示互斥事件和对立事件的集合的交集都是 空集,但两个对立事件的并集是全集 ,而两个互斥事件的并集不一 定是全集 ⑤ 两个对立事件的概率之和一定是1 ,而两个互斥事件 的概率之和小于或者等于1 ⑥ 若事件是互斥事件,则有 ⑦ 一般 地,如果 两两互斥,则有 ⑧ ⑨ 在本教材中 指的是 中至少发 生一个 ⑩ ★ 在具体做题中,希望大家一定要注意书写过程,设处 事件来,利用哪种概型解题,就按照那种概型的书写格式,最重要的 是要设出所求的事件来 ,具体的格式请参照我们课本上(新课标试 验教科书-苏教版)的例题
答:所选的2个球至少有一个是红球的概率为 . 解法2:(古典概型)由题意知,所有的基本事件有种情况,设事件 为“选
取2个球至少有1个是红球” ,而事件所含有的基本事件数有 所以 答:所选的2个球至少有一个是红球的概率为 . 解法3:(独立事件概率)不妨把其它颜色的球设为白色求,设事件 为“选取2个球至少有1个是红球” ,事件有三种可能的情况:1红1白;1 白1红;2红,对应的概率分别为:, 则有 答:所选的2个球至少有一个是红球的概率为 . 评价:本题重点考察我们对于概率基本知识的理解,综合所学的方 法,根据自己的理解用不同的方法,但是基本的解题步骤不能少! 变式训练1: 在大小相同的6个球中,2个是红球,4 个是白球,若从中
例题选讲:
例1. 在大小相同的6个球中,4个是红球,若从中任意选2个,求所选 的2个球至少有一个是红球的概率?
【分析】题目所给的6个球中有4个红球,2个其它颜色的球,我们可 以根据不同的思路有不同的解法 解法1:(互斥事件)设事件 为“选取2个球至少有1个是红球” ,则其互斥
事件为 意义为“选取2个球都是其它颜色球”
随机地取一点,记事件“改点落在其内部的一个区域内”为事件, 则事件发生的概率为 ( 这里要求的侧度不为0,其中侧度的意义由确定,一般地,线段的 侧度为该线段的长度;平面多变形的侧度为该图形的面积;立体图 像的侧度为其体积 ) 几何概型的基本特点:① 基本事件等可性 ② 基本事件无限多 颜老师说明:为了便于研究互斥事件,我们所研究的区域都是指的开区 域,即不含边界,在区域内随机地取点,指的是该点落在区域内任何 一处都是等可能的,落在任何部分的可能性大小只与该部分的侧度成 正比,而与其形状无关。 互斥事件(exclusive events):不能同时发生的两个事件称为互斥事件
红白白 1红2白 白 白 红
白红白 红红白 2红1白 红 白 红 白 红红 所以 答:所选的3个球至少有一个是红球的概率为 . 变式训练2:盒中有6只灯泡,其中2只次品,4只正品,有放回的从中 任抽2次,每次抽取1只,试求下列事件的概率: (1)第1次抽到的是次品 (2)抽到的2次中,正品、次品各一次 解:设事件为“第1次抽到的是次品”, 事件为“抽到的2次中,正品、次 品各一次” 则 ,(或者) 答:第1次抽到的是次品的概率为 ,抽到的2次中,正品、次品各一次 的概率为 变式训练3:甲乙两人参加一次考试共有3道选择题,3道填空题,每人 抽一道题,抽到后不放回,求(1)甲抽到选择题而乙抽到填空题的概 率?(2)求至少1人抽到选择题的概率? 【分析】(1)由于是不放回的抽,且只抽两道题,甲抽到选择题而乙 抽到填空题是独立的,所以可以用独立事件的概率(2)事件“至少1人 抽到选择题”和事件“两人都抽到填空题”时互斥事件,所以可以用互斥 事件的概率来 解:设事件为“甲抽到选择题而乙抽到填空题”,事件为“至少1人抽到选 择题”,则 为“两人都抽到填空题”