资源简介 P(B1)=0.1+0.2+0.3+0.2=0.8,P(B2)=0.1+0.4+0.4=0.9,P(B2)>P(B1),故乙应选择 L2.第五节 古典概型与几何概型一、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;m③利用古典概型的概率公式 P(A)= ,求出事件 A 的概率.n(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 频率计算中的 m,n 均随随机试验的变化而变化,但随着算公式 试验次数的增多,它们的比值逐渐趋近于概率值m都计算了一个比值m n古典概型的 是一个定值,对同一个随机事件而言,m,n 都不n概率计算公式会变化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:构成事件A的区域长度(面积或体积)P(A)= .试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积)第 863页/共1004页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( )1 1A. B.12 141 1C. D.15 18(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( )7 1A. B.36 219 5C. D.36 18[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 C210=45 种情况,而和为 30 的有 7+23,11+19,13+17 这 3 种情况,所以所3 1求概率 P= = .45 15 1≤a≤6,a∈N*,(2)投掷骰子两次,所得的点数 a 和 b 满足的关系为 所以 a 和 b 的 1≤b≤6,b∈N*,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 1,2,3,4,5,6.19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= .36[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( )第 864页/共1004页3 3A. B.10 52 1C. D.5 5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2×2 2= .5×2 52.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( )5 4A. B.18 95 7C. D.9 95×4×2 5解析:选 C 由题意得,所求概率 P= = .9×8 93.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( )1 1A. B.2 41 1C. D.6 8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,4+2 1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= = .24 4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( )2 7A. B.15 153 11C. D.5 15[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) 11= ,故选 D.9-(-6) 15[答案] D第 865页/共1004页类型(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( )1 1A. B.4 32 3C. D.3 4(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( )4 4A. 2 B. 3 π π2 2C. 2 D. π π3[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,∠BGC3=120°,在△BCG 中,由余弦定理得 1=BG2+BG2-2BG2cos 120°,得 BG= ,所以 S3 △BCG1 1 3 3 3 3 1= ×BG×BG×sin 120°= × × × = ,因为 S2 2 3 3 2 12 六边形 ABCDEF=S△ BOC×6=23 3 6S△BCG 2×1×1×sin 60°×6= ,所以该点恰好在图中阴影部分的概率 P=1- = .2 S六边形ABCDEF 3(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4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= .π3[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 P-ABCD 中,PA⊥底面 ABCD,底面 ABCD 是正方形,PA=AB=22,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 的概率为3________.2[解析] 当四棱锥 O -ABCD 的体积为 时,设 O 到平面 ABCD 的距离为31 2 2 1h,则 ×2 ×h= ,解得 h= .3 3 2如图所示,在四棱锥 P-ABCD 内作平面 EFGH 平行于底面 ABCD,且1平面 EFGH 与底面 ABCD 的距离为 .2第 866页/共1004页PH 3因为 PA⊥底面 ABCD,且 PA=2,所以 = ,PA 4又四棱锥 P-ABCD 与四棱锥 P-EFGH 相似,2 V四棱锥P-EFGH PH 3 27所以四棱锥 O -ABCD 的体积不小于 的概率 P= = 3 PA = 3 4 = . 3 V四棱锥P-ABCD 6427[答案]64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,BC 3因为 tan∠CAB= = ,AB 3π所以∠CAB= ,满足条件的事件是直线 AP 在∠CAB 内,且 AP 与 AC 相交时,即直线6π∠CAB 6 1AP 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= = = .∠DAB π 321[答案]3[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 ADF-BCE 内自由飞翔,则它飞入几何体F-AMCD 内的概率为( )3 2A. B.4 31 1C. D.3 21 1 1解析:选 D 由题图可知 V 3F-AMCD= ×S 四边形 AMCD×DF= a ,V 3ADF-BCE= a , 3 4 21a34 1所以它飞入几何体 F-AMCD 内的概率 P= = .1 2a32第 867页/共1004页22.在区间[0,π]上随机取一个数 x,则事件“sin x+cos x≥ ”发生的概率为________.2 2 sin x+cos x≥ ,解析:由题意可得 2 0≤x≤π, sin πx+ 1即 4 ≥ ,2 7π解得 0≤x≤ ,12 0≤x≤π,7π12 7故所求的概率为 = .π 127答案:123.(2018·唐山模拟)向圆(x-2)2+(y- 3)2=4 内随机投掷一点,则该点落在 x 轴下方的概率为________.解析:如图,连接 CA,CB,依题意,圆心 C 到 x 轴的距离为 3,所1 2 1以弦 AB 的长为 2.又圆的半径为 2,所以弓形 ADB 的面积为 × π×2-2 3 22×2× 3= π- 3,所以向圆(x-2)2+(y- 3)2=4 内随机投掷一点,则该31 3点落在 x 轴下方的概率 P= - .6 4π1 3答案: -6 4π[课时跟踪检测]A 级1.(2019·衡水联考)2017 年 8 月 1 日是中国人民解放军建军 90 周年,中国人民银行为此发行了以此为主题的金银纪念币.如图所示是一枚 8 克圆形金质纪念币,直径 22 mm,面额 100 元.为了测算图中军旗部分的面积,现用 1 粒芝麻向硬币内投掷 100 次,其中恰有 30 次落在军旗内,据此可估计军旗的面积大约是( )363π 363πA. mm2 B. mm210 5726π 2 363πC. mm D. mm25 20解析:选 A 向硬币内投掷 100 次,恰有 30 次落在军旗内,所以可估计军旗的面积大30 363π约是 S= ×π×112= (mm2).100 102.(2019·漳州一模)甲、乙、丙、丁、戊 5 名同学参加“《论语》知识大赛”,决出第 1第 868页/共1004页名到第 5 名的名次.甲、乙两名参赛者去询问成绩,回答者对甲说“虽然你的成绩比乙好,但是你俩都没得到第一名”;对乙说“你当然不会是最差的”,从上述回答分析,丙是第一名的概率是( )1 1A. B.5 31 1C. D.4 6解析:选 B 由于甲和乙都不可能是第一名,所以第一名只可能是丙、丁或戊.又因为所有的限制条件对丙、丁或戊都没有影响,所以这三个人获得第一名是等可能事件,所以丙1是第一名的概率是 .33.(2019·郑州模拟)现有 5 人参加抽奖活动,每人依次从装有 5 张奖票(其中 3 张为中奖票)的箱子中不放回地随机抽取一张,直到 3 张中奖票都被抽出时活动结束,则活动恰好在第 4 人抽完结束的概率为( )1 1A. B.10 53 2C. D.10 5解析:选 C 将 5 张奖票不放回地依次取出共有 A55=120(种)不同的取法,若活动恰好在第四次抽奖结束,则前三次共抽到 2 张中奖票,第四次抽到最后一张中奖票,共有 C2C1A33 2 336 3=36(种)取法,所以 P= = .120 104.(2019·长沙模拟)如图是一个边长为 8 的正方形苗圃图案,中间黑色大圆与正方形的内切圆共圆心,圆与圆之间是相切的,且中间黑色大圆的半径是黑色小圆半径的 2 倍.若在正方形图案上随机取一点,则该点取自黑色区域的概率为( )π πA. B.8 16π πC.1- D.1-8 16解析:选 C 正方形的面积为 82,正方形的内切圆半径为 4,中间黑色大圆的半径为 2,黑色小圆的半径为 1,所以白色区域的面积为 π×42-π×22-4×π×12=8π,所以黑色区域的面积82-8π π为 82-8π.在正方形图案上随机取一点,则该点取自黑色区域的概率为 P=82=1- .85.(2019·郑州模拟)已知圆 C:x2+y2=1,直线 l:y=k(x+2),在[-1,1]上随机选取一个数 k,则事件“直线 l 与圆 C 相离”发生的概率为( )1 2- 2A. B.2 2第 869页/共1004页3- 3 2- 3C. D.3 2解析:选 C 圆 C:x2+y2=1 的圆心 C(0,0),半径 r=1,圆心到直线 l:y=k(x+2)的|0×k-0+2k| 2|k| 2|k| 3距离 d= = ,直线 l 与圆 C 相离时 d>r,即 >1,解得 k<- 或k2+(-1)2 k2+1 k2+1 3 3 2× 1-3 3 3- 3k> ,故所求的概率 P= = .3 1-(-1) 36.从 1~9 这 9 个自然数中任取 7 个不同的数,则这 7 个数的平均数是 5 的概率为________.解析:从 1~9 这 9 个自然数中任取 7 个不同的数的取法共有 C79=36 种,从(1,9),(2,8),4 1(3,7),(4,6)中任选 3 组,有 C34=4 种选法,故这 7 个数的平均数是 5 的概率 P= = . 36 91答案:97.一个三位数的百位,十位,个位上的数字依次为 a,b,c,当且仅当有两个数字的和等于第三个数字时称这个三位数为“好数”(如 213,134),若 a,b,c∈{1,2,3,4},且 a,b,c 互不相同,则这个三位数为“好数”的概率是________.解析:从 1,2,3,4 中任选 3 个互不相同的数并进行全排列,共组成 A34=24 个三位数,而“好数”的三个位置上的数字为 1,2,3 或 1,3,4,所以共组成 2A33=12 个“好数”,故所求概12 1率 P= = .24 21答案:28.太极图是以黑白两个鱼形纹组成的圆形图案,展现了一种相互转化,相对统一的形式美.按照太极图的构图方法,在如图所示的平面直角π坐标系中,圆 O 被函数 y=3sin x 的图象分割为两个对称的鱼形图案,其6中小圆的半径均为 1,现在大圆内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率为________.π 2π解析:根据题意,大圆的直径为函数 y=3sin x 的最小正周期 T,又 T= =12,所以6 π612大圆的面积 S=π· 2 2 =36π,一个小圆的面积 S′=π·12=π,故在大圆内随机取一点,此2S′ 2π 1点取自阴影部分的概率 P= = = .S 36π 181答案:18第 870页/共1004页9.(2018·天津高考)已知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为 240,160,160.现采用分层抽样的方法从中抽取 7 名同学去某敬老院参加献爱心活动.(1)应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人?(2)设抽出的 7 名同学分别用 A,B,C,D,E,F,G 表示,现从中随机抽取 2 名同学承担敬老院的卫生工作.①试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;②设 M 为事件“抽取的 2 名同学来自同一年级”,求事件 M 发生的概率.解:(1)因为甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数之比为 3∶2∶2,由于采用分层抽样的方法从中抽取 7 名同学,所以应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取 3 人,2人,2 人.(2)①从抽取的 7 名同学中随机抽取 2 名同学的所有可能结果为{A,B},{A,C},{A,D},{A,E},{A,F},{A,G},{B,C},{B,D},{B,E},{B,F},{B,G},{C,D},{C,E},{C,F},{C,G},{D,E},{D,F},{D,G},{E,F},{E,G},{F,G},共21 种.②由①,不妨设抽出的 7 名同学中,来自甲年级的是 A,B,C,来自乙年级的是 D,E,来自丙年级的是 F,G,则从抽出的 7 名同学中随机抽取的 2 名同学来自同一年级的所有可能结果为{A,B},{A,C},{B,C},{D,E},{F,G},共 5 种.5所以事件 M 发生的概率 P(M)= .2110.在某大型活动中,甲、乙等五名志愿者被随机地分到 A,B,C,D 四个不同的岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.(1)求甲、乙两人同时参加 A 岗位服务的概率;(2)求甲、乙两人不在同一个岗位服务的概率;(3)求五名志愿者中仅有一人参加 A 岗位服务的概率.A33 1解:(1)记“甲、乙两人同时参加 A 岗位服务”为事件 EA,那么 P(EA)= 2 = , C5A44 401即甲、乙两人同时参加 A 岗位服务的概率是 .40A44 1(2)记“甲、乙两人同时参加同一岗位服务”为事件 E,那么 P(E)=C2 4= ,所以甲、5A4 109乙两人不在同一岗位服务的概率是 P( E )=1-P(E)= .10C2A35 3 1(3)因为有两人同时参加 A 岗位服务的概率 P2= = ,所以仅有一人参加 A 岗位服C25A44 43务的概率 P1=1-P2= . 4B 级第 871页/共1004页1.(2019·太原联考)甲、乙二人约定 7:10 在某处会面,甲在 7:00~7:20 内某一时刻随机到达,乙在 7:05~7:20 内某一时刻随机到达,则甲至少需等待乙 5 分钟的概率是( )1 1A. B.8 43 5C. D.8 8解析:选 C 建立平面直角坐标系如图,x,y 分别表示甲、乙二人到达的时刻,则坐标系中每个点(x,y)可对应甲、乙二人到达时刻的可能 y-x≥5, 性,则甲至少等待乙 5 分钟应满足的条件是 0≤x≤20, 其构成的区域 5≤y≤20,1×15×152 3为如图阴影部分,则所求的概率 P= = .20×15 82.(2019·开封模拟)如图,某建筑工地搭建的脚手架局部类似于一个2×2×3 的长方体框架,一个建筑工人欲从 A 处沿脚手架攀登至 B 处,则其最近的行走路线中不连续向上攀登的概率为( )1 2A. B.7 73 4C. D.7 7解析:选 B 根据题意,最近路线就是不能走回头路,不能走重复的路,∴一共要走 3次向上,2 次向右,2 次向前,共 7 次,∴最近的行走路线共有 A77=5 040(种).∵不能连续向上,∴先把不向上的次数排列起来,也就是 2 次向右和 2 次向前全排列为 A44.接下来,就是把 3 次向上插到 4 次不向上之间的空当中,5 个位置排 3 个元素,也就是 A35,则最近的行走路线中不连续向上攀登的路线共有 A4 34A5=1 440(种),∴其最近的行走路线中不连续向上1 440 2攀登的概率 P= = .故选 B.5 040 73.已知等腰直角△ABC 中,∠C=90°,在∠CAB 内作射线 AM,则使∠CAM<30°的概率为________.解析:如图,在∠CAB 内作射线 AM0,使∠CAM0=30°,于是有 P(∠CAM∠CAM0 30 2<30°)= = = .∠CAB 45 32答案:3―→ ―→ ―→4.已知 P 是△ABC 所在平面内一点,且 PB + PC +2 PA =0,现将一粒黄豆随机撒在△ABC 内,则黄豆落在△PBC 内的概率是( )第 872页/共1004页1 1A. B.4 31 2C. D.2 3―→ ―→ ―→解析:选 C 以 PB,PC 为邻边作平行四边形 PBDC,连接 PD 交 BC 于点 O,则 PB + PC = PD .―→ ―→ ―→∵ PB + PC +2 PA =0,―→ ―→ ―→ ―→ ―→∴ PB + PC =-2 PA ,即 PD =-2 PA ,由此可得,P 是 BC 边上的中线 AO 的中点,点 P 到 BC 的距离等于点 A 到 BC 的距离1 1 S△PBC的 ,∴S△PBC= S2 2 △ABC,∴将一粒黄豆随机撒在△ABC 内,黄豆落在△PBC 内的概率 P=S△ABC1= .25.点集 Ω={(x,y)|0≤x≤e,0≤y≤e},A={(x,y)|y≥ex,(x,y)∈Ω},在点集 Ω 中任取一个元素 a,则 a∈A 的概率为( )1 1A. B.e e2e-1 e2-1C. D.e e2解析:选 B 如图,根据题意可知 Ω 表示的平面区域为正方形BCDO,面积为 e2,A 表示的区域为图中阴影部分,面积为∫1 x0 (e-e )dx1=(ex-ex)|10=(e-e)-(-1)=1,根据几何概型可知 a∈A 的概率 P= 2.e故选 B.6.如图,来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形.此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分别为直角三角形 ABC 的斜边 BC,直角边 AB,AC.△ABC 的三边所围成的区域记为Ⅰ,黑色部分记为Ⅱ,其余部分记为Ⅲ.在整个图形中随机取一点,此点取自Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的概率分别记为 p1,p2,p3,则( )A.p1=p2 B.p1=p3C.p2=p3 D.p1=p2+p3解析:选 A 不妨设△ABC 为等腰直角三角形,AB=AC=2,则 BC=2 2,所以区域Ⅰ的面积即△ABC 的面积,1为 S1= ×2×2=2, 2 π×( 2)2 区域Ⅱ的面积 S 22=π×1 - -2 =2, 2 第 873页/共1004页π×( 2)2区域Ⅲ的面积 S3= -2=π-2. 2根据几何概型的概率计算公式,2 π-2得 p1=p2= ,p3= ,π+2 π+2所以 p1≠p3,p2≠p3,p1≠p2+p3,故选 A.x2 y27.双曲线 C: 2- 2=1(a>0,b>0),其中 a∈{1,2,3,4},b∈{1,2,3,4},且 a,b 取到其a b中每个数都是等可能的,则直线 l:y=x 与双曲线 C 的左、右支各有一个交点的概率为( )1 3A. B.4 81 5C. D.2 8b解析:选 B 直线 l:y=x 与双曲线 C 的左、右支各有一个交点,则 >1,总基本事件a数为 4×4=16,满足条件的(a,b)的情况有(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共 6 个,3故概率为 .818.在区间[0,1]上随机取两个数 a,b,则函数 f(x)=x2+ax+ b 有零点的概率是________.41解析:函数 f(x)=x2+ax+ b 有零点,则 Δ=a2-b ≥0,∴b≤a2,∴函数 f(x)=x2+ax41 ∫10a2da 1+ b 有零点的概率 P= = .4 1×1 31答案:3第六节 离散型随机变量及其分布列一、基础知识1.随机变量的有关概念(1)随机变量:随着试验结果变化而变化的变量,常用字母 X,Y,ξ,η,…表示 .(2)离散型随机变量:所有取值可以一一列出的随机变量.2.离散型随机变量分布列的概念及性质(1)概念:若离散型随机变量 X 可能取的不同值为 x1,x2,…,xi,…,xn,X 取每一个值 xi(i=1,2,…,n)的概率 P(X=xi)=pi,以表格的形式表示如下:X x1 x2 … xi … xn第 874页/共1004页 展开更多...... 收起↑ 资源预览