幾何概型是一種重要的概率模型,在近幾年的高考試題中均有出現(xiàn)。解決幾何概型問題首先要明確幾何概型的定義,掌握幾何概型當(dāng)中事件的概率公式,其次要學(xué)會構(gòu)造隨機事件對應(yīng)的幾何圖形,利用圖形的幾何度量來求隨機事件的概率。下面舉例說明幾何概型在高考中的考查。
一、與長度有關(guān)的幾何概型
例1、[2012年遼寧卷]在長為12cm的線段AB上任取一點C. 現(xiàn)作一矩形,鄰邊長分別等于線段AC,CB的長,則該矩形面積大于20cm2的概率為
(A) (B)(C)(D)
【答案】C
【解析】設(shè)線段AC的長為 cm,則線段CB的長為( )cm,那么矩形的面積為 cm2,
由 ,解得 。又 ,所以該矩形面積小于32cm2的概率為 ,故選C
【點評】本題主要考查函數(shù)模型的應(yīng)用、不等式的解法、幾何概型中長度的計算,以及分析問題的能力,屬于中檔題。
二、與面積有關(guān)的幾何概型
例2、[2012·湖北卷] 如圖,在圓心角為直角的扇形OAB中,分別以O(shè)A,OB為直徑作兩個半圓,在扇形OAB內(nèi)隨機取一點,則此點取自陰影部分的概率是()
A. 12-1πB. 1π C.1-2πD. 2π
[解析] 如圖所示,不妨設(shè)扇形的半徑為2a,記兩塊白色區(qū)域的面積分別為S1,S2,兩塊陰影部分的面積分別為S3,S4,則S1+S2+S3+S4= =14π(2a)2=πa2①,
而S1+S3與S2+S3的和恰好為一個半徑為a的圓的面積,即S1+S3+S2+S3=πa2②.
由①-②得S3=S4;
又由圖可知S3= + =12πa2-a2,
所以 =πa2-2a2.
故由幾何概型概率公式可得,所求概率P= = =1- .故選C.
例3.[2012·北京卷] 設(shè)不等式組 表示的平面區(qū)域為D.在區(qū)域D內(nèi)隨機取一個點,則此點到坐標原點的距離大于2的概率是()
A. π4 B. π-22C. π6 D. 4-π4
[解析] 本題考查了線性規(guī)劃、圓的概念、圓的面積公式以及幾何概型公式等基礎(chǔ)知識.
如圖所示, 故選D.
三、與體積有關(guān)的幾何概型
例4、[2011長沙模擬]在棱長為2的正方體 中,點 為底面 的中心,在正方體 內(nèi)隨機取一點 ,則點 到點 的距離大于1的概率為。
解析:點 到點 的距離大于1的點位于以 為球心、以1為半徑的半球外。記點 到點 的距離大于1為事件A,則:
四、與角度有關(guān)的幾何概型
例5、在 中, ,過直角頂點 作射線CM交線段AB于M,求使得 的概率。
解:如圖:設(shè)事件D為“作射線CM,
使得 ”,在AB上取點 使 ,
因為 是等腰三角形,
所以 ,所以
【點評】由于CM落在 內(nèi)的任意位置是等可能的,若以長度為“測度”,就是錯誤的,因為M在AB上的落點不是等可能的。此題學(xué)生最容易當(dāng)成長度概率。