几 何 概 型 的 常 见 题 型几何概型是高中新课改后增加的一种概率类型,也是高考的一个新增热点,但由于试题设计的背景不同,试题所呈现的方式也不同,此试卷通过对几何概型试题的归纳整理,以便更好地理解和掌握此类问题.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. 3.计算公式:.)(积)的区域长度(面积或体试验的全部结果所构成积)的区域长度(面积或体构成事件A A P =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.二.常见题型1.与长度有关的几何概型例1.(2009山东卷·文理)在区间]1,1[-上随机取一个数x ,2cos xπ的值介于0到21之间的概率为( ).A.31 B.π2 C.21 D.32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 的取值范围的区间长度有关,符合几何概型的条件. 解:在区间]1,1[-上随机取一个数x ,即[1,1]x ∈-时,要使cos2xπ的值介于0到21之间, 需使223xπππ-≤≤-或322xπππ≤≤E D O AC ∴213x -≤≤-或213x ≤≤,区间长度为32,由几何概型知使cos 2x π的值介于0到21之间的概率为31232===度所有结果构成的区间长符合条件的区间长度P . 故选A.练1. 取一根长度为3 m 的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得两段的长都不小于1 m的概率是.A.21 B.31C.41D.不确定 3. 两根相距6 m 的木杆上系一根绳子,并在绳子上挂一盏灯,则灯与两端距离都大于2 m 的概率是________.2. 在等腰Rt △ABC 中,在斜边AB 上任取一点M ,求AM 的长小于AC 的长的概率.4. 平面上画了一些彼此相距2a 的平行线,把一枚半径r<a 的硬币任意掷在这个平面上,硬币不与任一条平行线相碰的概率.5. 在半径为1的圆周上,有一定点A ,以A 为端点任连一弦,另一端点在圆周上等可能的选取,求弦长超过√3 的概率。
7.如图,60AOB ∠=o,2OA =,5OB =,在线段OB 上任取一点C ,试求:(1)AOC ∆为钝角三角形的概率;(2)AOC ∆为锐角三角形的概率.2.与面积有关的几何概型例2.(2009辽宁卷·文)ABCD 为长方形,1,2==BC AB ,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 .4πB.14π-C.8π D.18π- 分析:由于是随机的取点,点落在长方形内每一个点的机会是等可能的,基本事件是无限多个,所以符合几何概型.解:长方形面积为2,以O 为圆心,1为半径作圆,在矩形内部的部分(半圆)面积为2π因此取到的点到O 的距离大于1的面积为22π-,则取到的点到O 的距离大于1的概率为412221)(ππ-=-==的面积长方形的面积的距离大于取到的点到ABCD O A P .故选B.3. 在1万 km 2的海域中有40 km 2的大陆架贮藏着石油,假如在海域中任意一点钻探,钻到油层面的概率是.A.2511B.2491C.2501D.2521 1. 如下图,在一个边长为3 cm 的正方形内部画一个边长为2 cm 的正方形,向大正方形内随机投点,则所投的点落入小正方形内的概率是________.AO D CB1图3cm2cm2. 如下图,在一个边长为a 、b (a >b >0)的矩形内画一个梯形,梯形上、下底分别为31a与21a ,高为b ,向该矩形内随机投一点,则所投的点落在梯形内部的概率为________.aa a b11235. 如下图,在半径为1的半圆内,放置一个边长为21的正方形ABCD ,向半圆内任投一点,该点落在正方形内的概率为_________.A BCD3. 一海豚在水池中自由游弋,水池为长30 m ,宽20 m 的长方形,求海豚嘴尖离岸边不超 过2 m 的概率.在一个打上方格的纸上头一枚直径为2的硬币,方格变长要多少才能使硬币与方格的边不相交的概率小于4%?3.与角度有关的几何概型例3.在圆心角为90°的扇形中,以圆心为起点做射线OC ,求使得AOC ∠和BOC ∠都不小于30°的概率?分析:此题关键是搞清过O 作射线OC 可以在扇形的任意位置,而且是等可能的,因此基本事件的发生是等可能的.解:记事件A 是“做射线OC ,使得AOC ∠和BOC ∠都不小于30°”,030=∠=∠=∠MON BOM AON ,则符合条件的射线OC 应落在扇形MON 中, 所以.319030)(00==∠∠=的度数的度数AOB MON A P 如下图,在直角坐标系内,射线OT 落在60°的终边上,任作一条射线OA ,则射线落在∠xOT 内的概率是________.x yOAT4.与体积有关的几何概型例4.在5升水中有一个病毒,现从中随机地取出1升水,含有病毒的概率是多大? 分析:病毒在这5升水中的分布可以看作是随机的,取得的1升水可以看作构成事件的区域,5升水可以看作是试验的所有结果构成的区域,因此可以用体积比公式计算其概率. 解:“取出1升水,其中含有病毒”这一事件记作事件A , 则.2.051.)(===所有水的体积取出的水的体积A P从而所求的概率为0.2.1. 在1 L 高产小麦种子中混入了一粒带麦锈病的种子,从中随机取出10 mL ,含有麦锈病种子的概率是多少?3.在区间[0,l]上任取三个实数x.y.z,事件A={(x,y,z)| x 2+y 2+z 2<1, x ≥0,y ≥0,z ≥0}ACB OM N2图5.与线性规划有关的几何概型例5.小明家的晚报在下午5:30~6:30之间的任何一个时间随机地被送到,小明一家在下午6:00~7:00之间的任何一个时间随机地开始晚餐.那么晚报在晚餐开始之前被送到的概率是多少?分析:该题题意明确,但如何转化为数学模型需要从实际问题中分析出存在的两个变量.由于晚报送到和晚饭开始都是随机的,设晚报送到和晚饭开始的时间分别为y x 、,然后把这两个变量所满足的条件写成集合的形式,把问题转化为线性规划问题进行求解.解:设晚报送到和晚饭开始的时间分别为y x 、.用),(y x 表示每次试验的结果,则所有可能结果为:{}76,30:630:5),(≤≤≤≤=Ωy x y x ,即为图3中正方形ABCD 的面积;记晚报在晚餐开始之前被送到为事件A ,则事件A 的结果为:{}y x y x y x A ≤≤≤≤≤=,76,30:630:5),(,即为图2中阴影部分区域. 111=⨯=ABCD S ,872121211=⨯⨯-=阴影S .所以所求概率为:87187===ABCDS S P 阴影. 故晚报在晚餐开始之前被送到的概率是87. 反思:此类问题常会涉及两个随机变量的相互关系,其求解的步骤为: (1)找设变量.从问题中找出两个随机变量,设为y x ,;(2)集合表示.用),(y x 表示每次试验结果,则可用相应的集合分别表示出全部结果Ω和事件A 所包含的试验结果.一般来说,两个集合都是几个二元一次不等式的交集. (3)作出区域.把上面的集合所表示的平面区域作出,并求出集合A ,Ω对应的区域的面积.(4)计算求解.由几何概型公式求出概率.1.从(0,2)中随机取两个数,两数之和小于0.8的概率是多少?2. 一条线段长为a ,把这条线段分为三段,求三段线段能构成三角形的概率。
3. 两人约定在20:00到21:00之间相见,并且先到者必须等迟到者40分钟方可离去,如果两人出发是各自独立的,在20:00到21:00各时刻相见的可能性是相等的,求两人在约定时间内相见的概率.4.甲、乙两船驶向一个不能同时停泊两艘船的码头,它们在一昼夜内到达码头 的时刻是等可能的,如果甲船停泊时间为1h,乙船停泊时间为2h,求它们中的任意一艘都不需要等待码头空出的概率当堂练习:1.从一批羽毛球产品中任取一个,其质量小于4.8g 的概率为0.3,质量小于4.85g 的概率为0.32,那么质量在[4.8,4.85](g )范围内的概率是( )A .0.62B .0.38C .0.02D .0.682.在长为10 cm 的线段AB 上任取一点P ,并以线段AP 为边作正方形,这个正方形的面积介于25 cm 2与49 cm 2之间的概率为( )A .310B .15C .25D .453.同时转动如图所示的两个转盘,记转盘甲得到的数为x ,转盘乙得到的数为y ,构成数对(x ,y ),则所有数对(x ,y )中满足xy =4的概率为( )A .116B .216C .316D .144.如图,是由一个圆、一个三角形和一个长方形构成的组合体,现用红、蓝两种颜色为其甲乙 1 2 34 1 2 3 4涂色,每个图形只能涂一种颜色,则三个形状颜色不全相同的概率为()A.34B.38C.14D.185.两人相约7点到8点在某地会面,先到者等候另一人20分钟,过时离去.则求两人会面的概率为()A.13B.49C.59D.7106如图,某人向圆内投镖,如果他每次都投入圆内,那么他投中正方形区域的概率为()A.2πB.1πC.23D.137.如图,有一圆盘其中的阴影部分的圆心角为45o,若向圆内投镖,如果某人每次都投入圆内,那么他投中阴影部分的概率为()A.18B.14C.12D.348.现有100ml的蒸馏水,假定里面有一个细菌,现从中抽取20ml的蒸馏水,则抽到细菌的概率为()A.1100 B.120C.110D.159.一艘轮船只有在涨潮的时候才能驶入港口,已知该港口每天涨潮的时间为早晨5:00至7:00和下午5:00至6:00,则该船在一昼夜内可以进港的概率是()A.14 B.18 C.110 D.11210.在区间[0,10]中任意取一个数,则它与4之和大于10的概率是()A.15 B.25 C.35 D.2711.若过正三角形ABC的顶点A任作一条直线L,则L与线段BC相交的概率为()A.12 B.13 C.16 D.11212.在500ml的水中有一个草履虫,现从中随机取出2ml水样放到显微镜下观察,则发现草履虫的概率是()A.0.5 B.0.4 C.0.004 D.不能确定14.已知地铁列车每10min 一班,在车站停1min .则乘客到达站台立即乘上车的概率为 .15.随机向边长为2的正方形ABCD 中投一点P,则点P 与A 的距离不小于1且与CPD ∠为锐角的概率是__________________.16.在区间(0,1)中随机地取出两个数,则两数之和小于56的概率是 .18.飞镖随机地掷在下面的靶子上.(1)在靶子1中,飞镖投到区域A 、B 、C 的概率是多少?(2)在靶子1中,飞镖投在区域A 或B 中的概率是多少?在靶子2中,飞镖没有投在区域C 中的概率是多少?A BCABC19.一只海豚在水池中游弋,水池为长30m ,宽20m 的长方形,求此刻海豚嘴尖离岸边不超过2m 的概率.20.在长度为10的线段内任取两点将线段分为三段,求这三段可以构成三角形的概率.1.B;2.B;3.C;4.A;5.C;6.A;7.A;8.B;9.C; 10.C; 11.C; 12.B; 13.B; 14. 111;15.4arcsin52π; 16. 2572; 17. 87.5%; 18.(1)都是13;(2)23;34。