3.3模拟方法—概率的应用学案解析版.docx

§3模拟方法概率的应用学习目标核心素养L记住几何概型的概念和特点.（重点）1.通过学习几何概型的概2.掌握几何概型的计算方法和步骤，准确地把实念和特点，培养数学抽象际问题转化为几何概型问题.（重点、难点）素养.3.了解模拟方法的基本思想，会利用这种思想解2.通过几何概型的计算公决某些具体问题，如求某些不规则图形的近似面式解决实际问题，提升数积等.（难点）学运算素养.自主预习Q擢新MlBB9EQ11nK11E3DHQ2QEminiG新知初探Q1 .模拟方法模拟方法是一种非常有效而且应用广泛的方法，所以我们常常借助模拟方法来估计某些随机事件发生的概率，用模拟方法可以在短时间内完成大量的重要试验.2 .几何概型向平面上有限区域（集合）G内随机地投掷点M,若点M落在子区域G潘G的概率与Gl的面积成正比,而与G的形状、位置无关,即四文;*、Cl的面积P（点M'落在Gi）G的面积，则称这种模型为几何概型.几何概型中的G也可以是空间中或直线上的有限区域，相应的概率是体积之比或长度之比.3 .几何概型的特点与概率计算公式（1）几何概型的特点：试验中所有可能出现的结果（基本事件）有无限多个.每个基本事件出现的可能性相等.（2）几何概型的概率计算公式：在几何概型中，事件A的概率的计算公式如下：构成事件A的区域长度（面积或体积）"A）一试验的全部结果所构成的区域长度（面积或体积）.（3）计算步骤：判断是否是几何概型，尤其是判断等可能性；计算基本事件空间与事件A所含的基本事件对应的区域的几何度量（长度、面积或体积）和m.这是计算的难点；利用概率公式P（八）=计算.思考：几何概型与古典概型有何区别？提示几何概型与古典概型的异同点类型异同古典概型几何概型不同点（基本事件的个数）一次试验的所有可能出现的结果（基本事件）有有限个一次试验的所有可能出现的结果（基本事件）有无限多个相同点（基本事件发生的等可每一个试验结果（即基本事件）发生的可能性大小相等能性）初试身I1 .用随机模拟方法求得某几何概型的概率为加，其实际概率的大小为,则（）A.m>nB.m<nC.m=nD.Zn是"的近似值D随机模拟法求其概率，只是对概率的估计.2 .在半径为2的球。内任取一点P,则IOPI1的概率为（）7-8A.5-63- 4C1-2D.A问题相当于在以O为球心，1为半径的球外，且在以O为球心，2为半径的球内任取一点,所以P=×4-3437-8=3 .在长为IOCm的线段AB上任取一点P,并以线段A尸为边作正方形，这个正方形的面积介于25c?与49c?之间的概率为()aWb5c5d5BV25<S<49,.5<AP<7,7-51.P(25VSV49)=-=54.在1000mL水中有一个草履虫，现从中随机取出3mL水样放到显微镜下观察，则发现草履虫的概率是.331000由几何概型知'P=IOOoJ合作探究A提素养IMnnnlW”型与长度有关的几何概型【例1】(1)某公共汽车站每隔5min有一辆汽车通过，乘客到达汽车站的任一时刻都是等可能的，乘客候车时间不超过3min的概率是.(2)一只蚂蚁在三边边长分别为3,4,5的三角形的边上爬行，某时刻该蚂蚁距离三角形的三个顶点的距离均超过1的概率为.(1)(2)(1)法一设上一辆车于时刻2到达，而下一辆车于时刻不到达，线段Tl4的长度为5,记r是线段Tl4上的点，且77的长等于3,记等车时间不超过3min为事件A,事件A(候车时间不超过3min)发生即当点落在线段JOTTi-E,记D=TlT2=5,d=TT=3,所以P（八）=万=；.3即候车时间不超过3min的概率为卬法二容易判断这是一个几何概型问题，如图所示.01-5-3Xt记A为“候车时间不超过3min”，以X表示乘客来到车站的时间，那么每一个试验结果可以表示为X,假定乘客到车站后第一辆汽车来到的时刻为6依 据题意，乘客必在。一5,“内来到车站，故O=xf-5<<r,欲使乘客候车时 间不超过3 min必须满足3xZ,所以d= xZ-3x,所以P(A)=5=亍(2)如图所示，ZA8C 中，A8=3,AC=4,8C=5,则 AABC的周长为3+4+5 = 12.某时刻该蚂蚁距离三角形的三个顶点的距离均超过1的概率尸=DE+FG+MN 3+2+1 BC+CA+AB= -12-一律方法如果试验的全部结果所构成的区域的几何度量能转化为实际意义上的线段 长度，这种模型称为长度型的几何概型.可按下列公式来计算其概率：事件A构成的区域长度“A)一全部试验结果构成的区域长度.跟踪训练1. (1)函数«¥)=<一五一2, x-5,5,那么任取一点xo一5,5,使7Uo)O 的概率为()2A. 1B.1cdI(2)如图，在平面直角坐标系中，射线。丁为60。角的终边, 在任意角集合中任取一个角，则该角终边落在NXoT内的概 率是.(I)C (2)： (1)令X2=0,得 xi = -1, X2=2, ftx)的图像是开口向上的抛物线，与X轴的交点为(- 1,0), (2,0),图像在五轴下方,即7Uo)WO的XO的取值范围为刈£-1,2，所以P=2一(一1)5-(-5)3To-(2)因为在任意角集合中任取一个角，则该角终边落在NXoT内对应的角度为60。，而整个角集合对应的角度为圆周角，所以该角终边落在NXor内的概率P=60 _1360=6与体积有关的几何概型扫玛看««例2一只小蜜蜂在一个棱长为3的正方体内自由飞行，若蜜蜂在飞行过程中始终保持与正方体6个面的距离均大于1,称其为“安全飞行”，求蜜蜂“安全飞行”的概率.解依题意，在棱长为3的正方体内任意取一点，这个点到各面的距离均大于1,则满足题意的点区域为：位于该正方体中心的一个棱长为1的小正方I （1）如图，正方形48Co内的图形来自中国古代的太极 图.正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心 成中心对称.在正方形内随机取一点，则此点取自黑色部分的 概率是（）1体.由几何概型的概率公式，可得满足题意的概率为P=率=方.展律方法1 .如果试验的全部结果所构成的区域可用体积来度量，我们要结合问题的背景，选择好观察角度，准确找出基本事件所占的体积及事件A所占的体积.其概率的计算公式为：构成事件A的体积"A）=试验的全部结果构成的体积2 .解决此类问题一定要注意几何概型的条件，并且要特别注意所求的概率是与体积有关还是与长度有关，不要将二者混淆.。跟踪训练2.在棱长为2的正方体A8CO-45CQ中任取一点M,则满足NAMB90。的概率为（）C兀A-24b12兀C兀c8d6A在棱长为2的正方体ABCO-A山ICIol中任取一点M,满足NAMB>90。11A,r3Jt的区域的面积是半径为1的球的彳，体积为彳XXXP=',所求概率为G=五,44。3OZH故选A.型3与面积有关的几何概型探究问题打马看««1 .几何概型的概率计算与构成事件的区域形状有关吗？提示：几何概型的概率只与它的长度（面积或体积）有关，而与构成事件的区域形状无关.2 .在几何t型中，如果A为随机事件，若P（八）=0,则A一定为不可能事件；若P（八）=1,则A一定为必然事件，这种说法正确吗？提示：不正确.若随机事件所在的区域是一个单点，由于单点的长度、面积、体积均为0,则它出现的概率为0,显然它不是不可能事件.如果一个随机事件所在的区域是全部区域扣除一个单点，则它出现的概率为1,但它不是必然事件.【例3】假设你家订了一份报纸，送报人可能在早上6：30-7：30之间把报纸送到你家，你父亲离开家去工作的时间是7：00-8：00.问你父亲在离开家前能拿到报纸（称为事件A）的概率是多少？解如图，送报人到达的时间是6:307:30的任一时刻，父亲离开家去工作的时间是7:00-8:00的任一时刻，如JQz果在直角坐标系内以X轴表示报纸送到的时间，y轴表示父亲7'4zH离开家的时间，因为报纸送到的时间和父亲离开家的时间都是LJ_I_.随机的，所以随机试验的所有结果（X,），）是图中所示正方形中等可能的任意一点.事件4父亲离开家前能拿到报纸）发生需XWy,即正方形内阴影部分，事件A发生的概率只与阴影部分的面积大小有关，这符合几何概型的条件.WZ=I,所以P（八）=缁=.规律方法在研究射击、射箭、投中、射门等实际问题时，常借助于区域的面积来计算概率的值.此时，只需分清各自区域特征，分别计算其面积，以公式P（八）=计算事件的概率即可.构成事件A的区域面积试验的全部结果构成的区域面积Q跟踪训练31Aac-2B.5Od4x+L x0。在函数於)= _%+, KO的图象上.若在矩形ABCO内随机取一点，则(2汝口图，矩形ABCO中，点A在X轴上，点8的坐标为(1,0),且点C与点)此点取自阴影部分的概率等于(I)B(2)BKD不妨设正方形的边长为2,则正万形的面积为4,正万形的内切圆的半径为1,面积为兀.由于正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关于正方形的中心成中心对称，所以黑色部分的面积为去故此点取自黑色部分的概率2为I=行故选B4o(2)易知点C的坐标为(1,2),点。的坐标为(一2,2),所以矩形ABCO的面积31为6,阴影部分的面积为子故所求概率为47堂小结F1 .几何概型适用于试验结果是无穷多且事件是等可能发生的概率模型.2 .几何概型主要用于解决与长度、面积、体积有关的题目.3 .注意理解几何概型与古典概型的区别.4 .理解如何将实际问题转化为几何概型的问题，利用几何概型公式求解，概率公式为构成事件A的区域长度(面积或体积)一试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积).当堂达标固基1 .思考辨析从区间110,10内任取一个整数，求取到1的概率概型是几何概型.(2)从区间110,10内任取一个数,求取到大于等于1且小于等于5的数的概率模型是几何概型.()(3)从一个边长为4cm的正方形ABeo内任取一点P,求点P离中心不超过ICm的概率模型是几何概型.()(4)几何概型中每个结果发生的可能性都相等.()解析(I)X,是古典概型.(2),可能出现的结果有无限个，且每个结果出现的可能性相等.(3),符合几何概型的特征.(4),由几何概型的特点可知.答案1(I)X(2)(3)(4)2 .在50OmL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为()A.0B.0.002C.0.004D.12C由几何概型公式得：P=0.004.13 .如图所示，在平面直角坐标系内，射线OT落在60。的终r边上，任做一条射线QA,射线OA落在NKor内的概率为/TI记3=射线OA落在NMr内,VZxOT=60o,PO=瑞产4.国家安全机关监听录音机记录了两个间谍的谈话，发现30min长的磁带上，从开始30s处起，有10s长的一段内容包含两间谍犯罪的信息.后来发现,这段谈话的一部分被某工作人员擦掉了.该工作人员声称他完全是无意中按错了键，使从此处起往后的所有内容都被擦掉了.那么由于按错了键使含有犯罪内容的谈话被部分或全部擦掉的概率有多大？解1记A=按错键使含有犯罪内容的谈话被部分或全部擦掉,A的发生2231就是在Omin到min之间的时间段内按错键，P（八）=而=石