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2020版新设计一轮复习数学(文)江苏专版讲义:第十一章第四节几何概型
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第四节几何概型
1.几何概型的定义
设D是一个可度量的区域,每个基本事件可以视为从区域D内随机地取一点,区域D内的每一点被取到的机会都一样;随机事件A的发生可以视为恰好取到区域D内的某个指定区域d中的点.这时,事件A发生的概率与d的测度(长度、面积、体积等)成正比,与d的形状和位置无关.我们把满足这样条件的概率模型称为几何概型.
2.几何概型的两个基本特点
(1)无限性:在一次试验中可能出现的结果有无限多个;
(2)等可能性:每个试验结果的发生具有等可能性.
3.几何概型的概率公式
P(A)=.
[提醒] 求解几何概型问题注意数形结合思想的应用.
[小题体验]
1.某路公共汽车每5分钟发车一次,某乘客到乘车点的时刻是随机的,则他候车时间不超过2分钟的概率是________.
解析:试验的全部结果构成的区域长度为5,所求事件的区域长度为2,故所求概率为P=.
答案:
2.在长为12 cm的线段AB上任取一点C.现作一矩形,邻边长分别等于线段AC,CB的长,则该矩形面积小于32 cm2的概率为________.
解析:设AC=x(0<x<12),则CB=12-x,所以x(12-x)<32,解得x<4或x>8,所以所求概率P==.
答案:
3.在500 mL的水中有一只草履虫,现从中随机取出2 mL 水样放到显微镜下观察,则发现草履虫的概率是________.
解析:由于取水样的随机性,所求事件A“在取出2 mL的水样中有草履虫”的概率等于水样的体积与总体积之比,即=0.004.
答案:0.004
易混淆几何概型与古典概型,两者共同点是试验中每个结果的发生是等可能的,不同之处是几何概型的试验结果的个数是无限的,古典概型中试验结果的个数是有限的.
[小题纠偏]
1.已知函数f(x)=x2-2x-3,x∈[-1,4],则f(x)为增函数的概率为________.
解析:因为f(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4,x∈[-1,4].
所以f(x)在[1,4]上是增函数.
所以f(x)为增函数的概率为P==.
答案:
2.如图,在边长为1的正方形中随机撒1 000粒豆子,有180粒落到阴影部分,据此估计阴影部分的面积为________.
解析:设阴影部分面积为S,由几何概型可知=,所以S=0.18.
答案:0.18
[题组练透]
1.(2018·扬州考前调研)在区间(0,5)内任取一个实数m, 则满足3<m<4的概率为_________.
解析:根据几何概型的概率计算公式得,满足3<m<4的概率为.
答案:
2.(2018·苏州调研)在等腰直角三角形ABC中,过直角顶点C在∠ACB内部任作一射线CM,与线段AB交于点M,则AM<AC的概率为________.
解析:如图,过点C在∠ACB内任作射线CM,则射线CM在 ∠ACB内是等可能分布的,故基本事件的区域测度是∠ACB的大小,即90°.在AB上取AC′=AC,则∠ACC′==67.5°.记“AM<AC”为事件A,则事件A的概率P(A)==,故AM<AC的概率为.
答案:
3.如图所示,在直角坐标系内,射线OT落在30°角的终边上,任作一条射线OA,则射线OA落在∠yOT内的概率为________.
解析:根据题图,因为射线OA在坐标系内是等可能分布的,所以OA落在∠yOT内的概率为=.
答案:
4.在水平放置的长为5 m的木杆上挂一盏灯,则悬挂点与木杆两端距离都大于2 m的概率是________.
解析:这是一个几何概型,其概率就是如图所示的相应的线段CD,AB的长度的比值,故所求概率P=.
答案:
[谨记通法]
1.与长度有关的几何概型
如果试验的结果构成的区域的几何度量可用长度表示,可直接用概率的计算公式求解.
2.与角度有关的几何概型
当涉及射线的转动、扇形中有关落点区域问题时,应以角的大小作为区域度量来计算概率,且不可用线段的长度代替,这是两种不同的度量手段.
[锁定考向]
与面积、体积有关的几何概型在高考中经常出现.
常见的命题角度有:
(1)与平面图形面积有关的问题;
(2)与线性规划交汇命题的问题;
(3)与几何体体积交汇命题的问题.
[题点全练]
角度一:与平面图形面积有关的问题
1.平面区域A1=,A2={(x,y)||x|+|y|≤3,x,y∈R}.在A2内随机取一点,则该点不在A1内的概率为________.
解析:分别画出区域A1,A2,如图圆内部分和正方形及其内部所示,根据几何概型可知,所求概率为=1-.
答案:1-
角度二:与线性规划交汇命题的问题
2.在平面区域{(x,y)|0≤x≤1,1≤y≤2}内随机投入一点P,则点P的坐标(x,y)满足y≤2x的概率为________.
解析:依题意作出图象如图,
则P(y≤2x)==
=.
答案:
角度三:与几何体体积交汇命题的问题
3.(2018·南通中学高三数学练习)在棱长为2的正方体内随机取一点,取到的点到正方体中心的距离大于1的概率为________.
解析:半径为1的球的体积是π,正方体的体积是8,故所求的概率是1-=1-.
答案:1-
[通法在握]
1.几何概型与平面几何、解析几何等知识交汇问题的解题思路
利用平面几何、解析几何等相关知识,先确定基本事件对应区域的形状,再选择恰当的方法和公式,计算出其面积,进而代入公式求概率.
2.几何概型与线性规划交汇问题的解题思路
先根据约束条件作出可行域,再确定形状,求面积大小,进而代入公式求概率.
3.几何概型与几何体体积交汇问题的解题思路
根据题意及几何体体积的计算公式,求出问题的总体积(总空间)以及事件的体积(事件空间),对于某些较复杂的也可利用其对立事件去求.
[演练冲关]
1. (2019·滨海测试) 已知关于x的二次函数f(x)=ax2-4bx+1.设点(a,b)是区域内的随机点,则函数f(x)在区间[1,+∞)上是增函数的概率为________.
解析: 要使函数f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,需要a>0,且-≤1,即a>0且2b≤a.画出图形如图所示,求得区域的面积为×8×8=32,由求得P,所以区域内满足a>0且2b≤a的面积为×8×=,所以所求概率P==.
答案:
2.(2018·汇龙中学检测)设O为坐标原点,点P的坐标为(x-2,x-y).
(1)在一个盒子中,放有标号为1,2,3的三张卡片,现从此盒中有放回地先后抽到两张卡片的标号分别记为x,y,求OP的最大值,并求事件“OP取到最大值”的概率;
(2)若利用计算机随机在[0,3]上先后取两个数分别记为x,y,求点P在第一象限的概率.
解:(1)记抽到的卡片标号为(x,y),所有的情况分别为:
(x,y)
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
(3,3)
P(x-2,x-y)
(-1,0)
(-1,-1)
(-1, -2)
(0,1)
(0,0)
(0, -1)
(1,2)
(1,1)
(1,0)
|OP|
1
1
0
1
1
共9种.由表格可知OP的最大值为.
设事件A为“OP取到最大值”,则满足事件A的(x,y)有(1,3),(3,1)两种情况,
所以P(A)=.
(2)设事件B为“点P在第一象限”,
若则其所表示的区域面积为3×3=9.
由题意可得事件B满足
即如图所示的阴影部分,
其区域面积为1×3-×1×1=.
所以P(B)==.
[典例引领]
设关于x的一元二次方程x2+2ax+b2=0,其中a,b是某范围内的随机数,分别在下列条件下,求上述方程有实根的概率.
(1)若随机数a,b∈{1,2,3,4};
(2)若a是从区间[0,3]中任取的一个数,b是从区间[0,2]中任取的一个数.
解:设事件A为“方程x2+2ax+b2=0有实根”,
当a≥0,b≥0时,方程x2+2ax+b2=0有实根的充要条件为a≥b.
(1)基本事件共有16个:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),其中第一个数表示a的取值,第二个数表示b的取值.
事件A中包含10个基本事件,故事件A发生的概率为P(A)==.
(2)试验的全部结果所构成的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2}.
构成事件A的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2,a≥b}即如图的阴影区域所示,
所以所求的概率为P(A)==.
[由题悟法]
一般地,若一个随机事件需要两个连续变量来描述,用这两个变量的有序实数对来表示它的基本事件,利用坐标平面能顺利地建立与面积有关的几何概型.若一个随机事件需要两个离散变量来描述,用这两个变量的有序实数对来表示它的基本事件,利用古典概型求解事件的概率.
[即时应用]
(2018·常州调研)已知一次函数f(x)=mx+n,分别在下列条件下,求函数图象经过一、二、三象限的概率.
(1)设m∈{-2,-1,1,2,3},n∈{-2,3};
(2)实数m,n满足条件
解:(1)抽取的全部结果的基本事件有:(-2,-2),(-2,3),(-1,-2),(-1,3),(1,-2),(1,3),(2,-2),(2,3),(3,-2),(3,3),共10个,设函数图象经过一、二、三象限的事件为A,则A包含的基本事件有: (1,3), (2,3), (3,3),共3个,所以P(A)=.
(2)m,n满足条件的区域如图所示.
要使函数的图象过一、二、三象限,则m>0,n>0,故使函数图象过一、二、三象限的(m,n)的区域为第一象限的阴影部分,所以所求事件的概率为P==.
一抓基础,多练小题做到眼疾手快
1.(2019·连云港调研) 欧阳修在《卖油翁》中写到:(翁)乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱孔入,而钱不湿.可见“行行出状元”,卖油翁的技艺让人叹为观止.若铜钱的形状是直径为3 cm的圆,中间有边长为1 cm的正方形孔,若随机向铜钱上滴一滴油,则油(油滴的大小忽略不计)正好落入孔中的概率是________.
解析:根据几何概型知,P==.
答案:
2.(2018·无锡中学检测)如图,矩形的长为12,宽为5,在矩形内随机地投掷 1 000颗黄豆,数得落在阴影部分的黄豆为600颗,则可以估计阴影部分的面积约为________.
解析:可估计阴影部分的面积约为×12×5=36.
答案:36
3.(2019·镇江调研)有一个底面半径为1,高为3的圆柱,点O1,O2分别为这个圆柱上底面和下底面的圆心.在这个圆柱内随机取一点P,则点P到点O1,O2的距离都大于1的概率为________.
解析:因为点P到点O1,O2的距离小于等于1的点的集合为以点O1,O2为球心,1为半径的两个半球,求得体积V′=2××π×13=π,圆柱的体积V=Sh=3π,所以点P到点O1,O2的距离都大于1的概率P=1-=.
答案:
4.已知函数f(x)=x2-x-2,x∈[-5,5],若从区间[-5,5]内随机抽取一个实数x0,则所取的x0满足f(x0)≤0的概率为________.
解析:令x2-x-2≤0,解得-1≤x≤2,由几何概型的概率计算公式得P==.
答案:
5.(2018·苏锡常镇一模)已知Ω1是集合{(x,y)|x2+y2≤1}所表示的区域,Ω2是集合{(x,y)|y≤|x|}所表示的区域,向区域Ω1内随机的投一个点,则该点落在区域Ω2内的概率为________.
解析:作出区域Ω1(圆面)、Ω2(阴影部分)的示意图如图所示,根据几何概型的概率计算公式得,该点落在区域Ω2内的概率为.
答案:
6.如图所示,在圆心角为直角的扇形OAB中,分别以OA,OB为直径作两个半圆.在扇形OAB内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是________.
解析:设扇形的半径为2,则其面积为=π,记由两段小圆弧围成的阴影面积为S1,另外三段圆弧围成的阴影面积为S2,则S1=2×=-1,S2=×22-2××12+-1=-1,故阴影部分总面积为2×=π-2,因此任取一点,此点取自阴影部分的概率为=1-.
答案:1-
二保高考,全练题型做到高考达标
1.(2018·苏州中学高三期末)已知实数a∈[-2,5],则a∈{x∈R|x2-2x-3≤0}的概率为________.
解析:由x2-2x-3≤0,解得-1≤x≤3,故所求概率P==.
答案:
2.(2019·启东中学检测)已知正方形ABCD的边长为2,点H是边DA的中点.在正方形ABCD内部随机取一点P,则满足PH<的概率为________.
解析:如图,满足PH<的点在△AEH,扇形EHF及△DFH围成的区域内,由几何概型得所求概率为=+.
答案:+
3.在[-4,4]上随机取一个实数m,能使函数f(x)=x3+mx2+3x在R上单调递增的概率为________.
解析:由题意,得f′(x)=3x2+2mx+3,要使函数f(x)在R上单调递增,则3x2+2mx+3≥0在R上恒成立,即Δ=4m2-36≤0,解得-3≤m≤3,所以所求概率为=.
答案:
4.(2018·连云港期末)已知m∈[3,4],n∈[2.5,3.5],则关于x的方程x2+ x+=0有解的概率为________.
解析:m∈[3,4],n∈[2.5,3.5],
∵关于x的方程x2+x+=0有解,
∴Δ=m-4×=m-n≥0,
∴
画出图形如图所示,
则阴影部分的面积为1-××=,
∴所求的概率P==.
答案:
5.在区间上随机取一个数x,则sin x+cos x∈[1, ]的概率是________.
解析:因为x∈,所以x+∈,
由sin x+cos x=sin∈[1, ],
得≤sin≤1,所以x∈,
故要求的概率为=.
答案:
6.已知集合A=,B={x|x2+2x-3≤0},在集合A中任意取一个元素a,则a∈B的概率是________.
解析:A={y|y=x2+2x,-2≤x≤2}={y|-1≤y≤8}.
B==.
则所求的概率为=.
答案:
7.(2018·无锡调研)设a∈[0,10],则函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数的概率为________.
解析:因为函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数,所以a-2<0,解得a<2,所以函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数的概率P==.
答案:
8.如图,正四棱锥SABCD的顶点都在球面上,球心O在平面ABCD上,在球O内任取一点,则这点取自正四棱锥内的概率为________.
解析:设球的半径为R,则所求的概率为P===.
答案:
9.已知正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,在正方体内随机取点M.
(1)求四棱锥MABCD的体积小于的概率;
(2)求M落在三棱柱ABCA1B1C1内的概率.
解:(1)正方体ABCDA1B1C1D1中,设MABCD的高为h,令×S四边形ABCD×h=,
因为S四边形ABCD=1,所以h=.
若体积小于,则h<,即点M在正方体的下半部分,
所以P==.
(2)因为V三棱柱=×12×1=,
所以所求概率P1==.
10.(2018·启东中学模拟)甲、乙两家商场对同一种商品开展促销活动,对购买该商品的顾客,两家商场的奖励方案如下:
甲商场:顾客转动如图所示圆盘,当指针指向阴影部分(图中四个阴影部分均为扇形,且每个扇形圆心角均为15°,边界忽略不计)即为中奖.
乙商场:从装有3个白球和3个红球的不透明盒子中一次性摸出2个球(球除颜色外不加区分),如果摸到的是2个红球,即为中奖.
问:购买该商品的顾客在哪家商场中奖的可能性大?
解:如果顾客去甲商场,事件的全部结果构成的区域为圆盘,面积为πR2(R为圆盘的半径),阴影区域的面积为=.
所以在甲商场中奖的概率P1==.
如果顾客去乙商场,记盒子中3个白球为a1,a2,a3,3个红球为b1,b2,b3,记(x,y)为一次摸球的结果,则一切可能的结果有(a1,a2),(a1,a3),(a1,b1),(a1,b2),(a1,b3),(a2,a3),(a2,b1),(a2,b2),(a2,b3),(a3,b1),(a3,b2),(a3,b3),(b1,b2),(b1,b3),(b2,b3),共15种,
摸到的2个球都是红球的结果有(b1,b2),(b1,b3),(b2,b3),共3种,所以在乙商场中奖的概率P2==.
因为P1<P2,所以顾客在乙商场中奖的可能性大.
三上台阶,自主选做志在冲刺名校
1.(2018·苏州考前模拟)在区间[-1,1]上随机取一个数x,cos的值介于0到之间的概率为________.
解析:在区间[-1,1]上随机取一个数x,即x∈[-1,1]时,要使cos的值介于0到之间,需使-≤≤-或≤≤,所以-1≤x≤-或≤x≤1,区间长度为,由几何概型知,cos的值介于0到之间的概率为=.
答案:
2.(2018·启东中学检测)∀α∈R,n∈[0,2],向量c=(2n+3cos α,n-3sin α)的长度不超过6的概率为________.
解析:|c|=
=
=≤6,化简得5n2+6n(2cos α-sin α)≤27,
即5n2+6 n·≤27,即5n2+6 ncos(α+φ)≤27,其中tan φ==,当n>0时,变形得cos(α+φ)≤,由于>0,
令≥1,即5n2+6 n-27≤0,解得0≤n≤,此时向量c的长度不超过6,
又n∈[0,2],由几何概型的概率公式得向量c的长度不超过6的概率为=.
答案:
3.已知关于x的二次函数f(x)=b2x2-(a+1)x+1.
(1)若a,b分别表示将一质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6)先后抛掷两次时第一次、第二次出现的点数,求y=f(x)恰有一个零点的概率.
(2)若a,b∈[1,6],求满足y=f(x)有零点的概率.
解:(1)设(a,b)表示一个基本事件,则抛掷两次骰子的所有基本事件有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),…,(6,5),(6,6),共36个.
用A表示事件“y=f(x)恰有一个零点”,
即Δ=[-(a+1)]2-4b2=0,则a+1=2b.
则A包含的基本事件有(1,1),(3,2),(5,3),共3个,
所以P(A)==.
即事件“y=f(x)恰有一个零点”的概率为.
(2)用B表示事件“y=f(x)有零点”,即a+1≥2b.
试验的全部结果所构成的区域为{(a,b)|1≤a≤6,1≤b≤6},
构成事件B的区域为{(a,b)|1≤a≤6,1≤b≤6,a-2b+1≥0},
如图所示:
所以所求的概率为P(B)==.
即事件“y=f(x)有零点”的概率为.
命题点一 统计
1.(2018·江苏高考)已知5位裁判给某运动员打出的分数的茎叶图如图所示,那么这5位裁判打出的分数的平均数为________.
解析:这5位裁判打出的分数分别是89,89,90,91,91,因此这5位裁判打出的分数的平均数为=90.
答案:90
2.(2016·江苏高考)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是________.
解析:5个数的平均数==5.1,所以它们的方差s2=[(4.7-5.1)2+(4.8-5.1)2+(5.1-5.1)2+(5.4-5.1)2+(5.5-5.1)2]=0.1.
答案:0.1
3.(2017·江苏高考)某工厂生产甲、乙、丙、丁四种不同型号的产品,产量分别为200,400,300,100件.为检验产品的质量,现用分层抽样的方法从以上所有的产品中抽取60件进行检验,则应从丙种型号的产品中抽取________件.
解析:因为丙种型号的产品在所有产品中所占比例为=,所以应从丙种型号的产品中抽取60×=18(件).
答案:18
4.(2018·全国卷Ⅰ)某家庭记录了未使用节水龙头50天的日用水量数据(单位:m3)和使用了节水龙头50天的日用水量数据,得到频数分布表如下:
未使用节水龙头50天的日用水量频数分布表
日用水量
[0,0.1)
[0.1,0.2)
[0.2,0.3)
[0.3,0.4)
[0.4,0.5)
[0.5,0.6)
[0.6,0.7)
频数
1
3
2
4
9
26
5
使用了节水龙头50天的日用水量频数分布表
日用水量
[0,0.1)
[0.1,0.2)
[0.2,0.3)
[0.3,0.4)
[0.4,0.5)
[0.5,0.6)
频数
1
5
13
10
16
5
(1)在下图中作出使用了节水龙头50天的日用水量数据的频率分布直方图;
(2)估计该家庭使用节水龙头后,日用水量小于0.35 m3的概率;
(3)估计该家庭使用节水龙头后,一年能节省多少水?(一年按365天计算,同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表)
解:(1)频率分布直方图如图所示.
(2)根据频率分布直方图知,该家庭使用节水龙头后50天日用水量小于0.35 m3的频率为0.2×0.1+1×0.1+2.6×0.1+2×0.05=0.48,因此该家庭使用节水龙头后,日用水量小于0.35 m3的概率的估计值为0.48.
(3)该家庭未使用节水龙头50天日用水量的平均数为
1=×(0.05×1+0.15×3+0.25×2+0.35×4+0.45×9+0.55×26+0.65×5)=0.48.
该家庭使用了节水龙头后50天日用水量的平均数为
2=×(0.05×1+0.15×5+0.25×13+0.35×10+0.45×16+0.55×5)=0.35.
估计使用节水龙头后,一年可节省水(0.48-0.35)×365=47.45(m3).
命题点二 古典概型、几何概型
1.(2018·江苏高考)某兴趣小组有2名男生和3名女生,现从中任选2名学生去参加活动,则恰好选中2名女生的概率为________.
解析:设2名男生为a,b,3名女生为A,B,C,从中选出2人的情况有(a,b),(a,A),(a,B),(a,C),(b,A),(b,B),(b,C),(A,B),(A,C),(B,C),共10种,而都是女生的情况有(A,B),(A,C),(B,C),共3种,故所求概率为.
答案:
2.(2018·上海高考)有编号互不相同的五个砝码,其中5克、3克、1克砝码各一个,2克砝码两个,从中随机选取三个,则这三个砝码的总质量为9克的概率是________(结果用最简分数表示)
解析:从5个砝码随机选取三个,共有10种选取方法,总质量为9克的情况有2种,因此所求概率为=.
答案:
3.(2016·江苏高考)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是________.
解析:将一颗质地均匀的骰子先后抛掷2次,所有等可能的结果有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),…,(6,6),共36种情况.设事件A=“出现向上的点数之和小于10”,其对立事件=“出现向上的点数之和大于或等于10”,包含的可能结果有(4,6),(5,5),(5,6),(6,4),(6,5),(6,6),共6种情况.所以由古典概型的概率公式,得P()==,所以P(A)=1-=.
答案:
4.(2015·江苏高考)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球.从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为________.
解析:设4只球分别为白、红、黄1、黄2,从中一次随机摸出2只球,所有基本事件为(白,红)、(白,黄1)、(白,黄2)、(红,黄1)、(红,黄2)、(黄1,黄2),共6个,颜色不同的有5个,所以2只球颜色不同的概率为.
答案:
5.(2017·江苏高考)记函数f(x)=的定义域为D.在区间[-4,5]上随机取一个数x,则x∈D的概率是________.
解析: 令6+x-x2≥0,解得-2≤x≤3,即定义域D=[-2,3],在区间[-4,5]上随机取一个数x,则x∈D的概率P==.
答案:
6.(2016·全国卷Ⅱ改编)某路口人行横道的信号灯为红灯和绿灯交替出现,红灯持续时间为40秒.若一名行人来到该路口遇到红灯,则至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为________.
解析:如图,若该行人在时间段AB的某一时刻来到该路口,则该行人至少等待15秒才出现绿灯.AB长度为40-15=25,由几何概型的概率公式知,至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为=.
答案:
7.(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.
所以事件M发生的概率P(M)=.
8.(2018·北京高考)电影公司随机收集了电影的有关数据,经分类整理得到下表:
电影类型
第一类
第二类
第三类
第四类
第五类
第六类
电影部数
140
50
300
200
800
510
好评率
0.4
0.2
0.15
0.25
0.2
0.1
好评率是指:一类电影中获得好评的部数与该类电影的部数的比值.
(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影 的概率.
(2)随机选取1部电影,估计这部电影没有获得好评的概率.
(3)电影公司为增加投资回报,拟改变投资策略,这将导致不同类型电影的好评率发生变化.假设表格中只有两类电影的好评率数据发生变化,那么哪类电影的好评率增加0.1,哪类电影的好评率减少0.1,使得获得好评的电影总部数与样本中的电影总部数的比值达到最大?(只需写出结论)
解:(1)由题意知,样本中电影的总部数是140+50+300+200+800+510=2 000,
获得好评的第四类电影的部数是200×0.25=50,
故所求概率为=0.025.
(2)由题意知,样本中获得好评的电影部数是
140×0.4+50×0.2+300×0.15+200×0.25+800×0.2+510×0.1=56+10+45+50+160+51=372,
故所求概率估计为1-=0.814.
(3)增加第五类电影的好评率,减少第二类电影的好评率.
1.几何概型的定义
设D是一个可度量的区域,每个基本事件可以视为从区域D内随机地取一点,区域D内的每一点被取到的机会都一样;随机事件A的发生可以视为恰好取到区域D内的某个指定区域d中的点.这时,事件A发生的概率与d的测度(长度、面积、体积等)成正比,与d的形状和位置无关.我们把满足这样条件的概率模型称为几何概型.
2.几何概型的两个基本特点
(1)无限性:在一次试验中可能出现的结果有无限多个;
(2)等可能性:每个试验结果的发生具有等可能性.
3.几何概型的概率公式
P(A)=.
[提醒] 求解几何概型问题注意数形结合思想的应用.
[小题体验]
1.某路公共汽车每5分钟发车一次,某乘客到乘车点的时刻是随机的,则他候车时间不超过2分钟的概率是________.
解析:试验的全部结果构成的区域长度为5,所求事件的区域长度为2,故所求概率为P=.
答案:
2.在长为12 cm的线段AB上任取一点C.现作一矩形,邻边长分别等于线段AC,CB的长,则该矩形面积小于32 cm2的概率为________.
解析:设AC=x(0<x<12),则CB=12-x,所以x(12-x)<32,解得x<4或x>8,所以所求概率P==.
答案:
3.在500 mL的水中有一只草履虫,现从中随机取出2 mL 水样放到显微镜下观察,则发现草履虫的概率是________.
解析:由于取水样的随机性,所求事件A“在取出2 mL的水样中有草履虫”的概率等于水样的体积与总体积之比,即=0.004.
答案:0.004
易混淆几何概型与古典概型,两者共同点是试验中每个结果的发生是等可能的,不同之处是几何概型的试验结果的个数是无限的,古典概型中试验结果的个数是有限的.
[小题纠偏]
1.已知函数f(x)=x2-2x-3,x∈[-1,4],则f(x)为增函数的概率为________.
解析:因为f(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4,x∈[-1,4].
所以f(x)在[1,4]上是增函数.
所以f(x)为增函数的概率为P==.
答案:
2.如图,在边长为1的正方形中随机撒1 000粒豆子,有180粒落到阴影部分,据此估计阴影部分的面积为________.
解析:设阴影部分面积为S,由几何概型可知=,所以S=0.18.
答案:0.18
[题组练透]
1.(2018·扬州考前调研)在区间(0,5)内任取一个实数m, 则满足3<m<4的概率为_________.
解析:根据几何概型的概率计算公式得,满足3<m<4的概率为.
答案:
2.(2018·苏州调研)在等腰直角三角形ABC中,过直角顶点C在∠ACB内部任作一射线CM,与线段AB交于点M,则AM<AC的概率为________.
解析:如图,过点C在∠ACB内任作射线CM,则射线CM在 ∠ACB内是等可能分布的,故基本事件的区域测度是∠ACB的大小,即90°.在AB上取AC′=AC,则∠ACC′==67.5°.记“AM<AC”为事件A,则事件A的概率P(A)==,故AM<AC的概率为.
答案:
3.如图所示,在直角坐标系内,射线OT落在30°角的终边上,任作一条射线OA,则射线OA落在∠yOT内的概率为________.
解析:根据题图,因为射线OA在坐标系内是等可能分布的,所以OA落在∠yOT内的概率为=.
答案:
4.在水平放置的长为5 m的木杆上挂一盏灯,则悬挂点与木杆两端距离都大于2 m的概率是________.
解析:这是一个几何概型,其概率就是如图所示的相应的线段CD,AB的长度的比值,故所求概率P=.
答案:
[谨记通法]
1.与长度有关的几何概型
如果试验的结果构成的区域的几何度量可用长度表示,可直接用概率的计算公式求解.
2.与角度有关的几何概型
当涉及射线的转动、扇形中有关落点区域问题时,应以角的大小作为区域度量来计算概率,且不可用线段的长度代替,这是两种不同的度量手段.
[锁定考向]
与面积、体积有关的几何概型在高考中经常出现.
常见的命题角度有:
(1)与平面图形面积有关的问题;
(2)与线性规划交汇命题的问题;
(3)与几何体体积交汇命题的问题.
[题点全练]
角度一:与平面图形面积有关的问题
1.平面区域A1=,A2={(x,y)||x|+|y|≤3,x,y∈R}.在A2内随机取一点,则该点不在A1内的概率为________.
解析:分别画出区域A1,A2,如图圆内部分和正方形及其内部所示,根据几何概型可知,所求概率为=1-.
答案:1-
角度二:与线性规划交汇命题的问题
2.在平面区域{(x,y)|0≤x≤1,1≤y≤2}内随机投入一点P,则点P的坐标(x,y)满足y≤2x的概率为________.
解析:依题意作出图象如图,
则P(y≤2x)==
=.
答案:
角度三:与几何体体积交汇命题的问题
3.(2018·南通中学高三数学练习)在棱长为2的正方体内随机取一点,取到的点到正方体中心的距离大于1的概率为________.
解析:半径为1的球的体积是π,正方体的体积是8,故所求的概率是1-=1-.
答案:1-
[通法在握]
1.几何概型与平面几何、解析几何等知识交汇问题的解题思路
利用平面几何、解析几何等相关知识,先确定基本事件对应区域的形状,再选择恰当的方法和公式,计算出其面积,进而代入公式求概率.
2.几何概型与线性规划交汇问题的解题思路
先根据约束条件作出可行域,再确定形状,求面积大小,进而代入公式求概率.
3.几何概型与几何体体积交汇问题的解题思路
根据题意及几何体体积的计算公式,求出问题的总体积(总空间)以及事件的体积(事件空间),对于某些较复杂的也可利用其对立事件去求.
[演练冲关]
1. (2019·滨海测试) 已知关于x的二次函数f(x)=ax2-4bx+1.设点(a,b)是区域内的随机点,则函数f(x)在区间[1,+∞)上是增函数的概率为________.
解析: 要使函数f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,需要a>0,且-≤1,即a>0且2b≤a.画出图形如图所示,求得区域的面积为×8×8=32,由求得P,所以区域内满足a>0且2b≤a的面积为×8×=,所以所求概率P==.
答案:
2.(2018·汇龙中学检测)设O为坐标原点,点P的坐标为(x-2,x-y).
(1)在一个盒子中,放有标号为1,2,3的三张卡片,现从此盒中有放回地先后抽到两张卡片的标号分别记为x,y,求OP的最大值,并求事件“OP取到最大值”的概率;
(2)若利用计算机随机在[0,3]上先后取两个数分别记为x,y,求点P在第一象限的概率.
解:(1)记抽到的卡片标号为(x,y),所有的情况分别为:
(x,y)
(1,1)
(1,2)
(1,3)
(2,1)
(2,2)
(2,3)
(3,1)
(3,2)
(3,3)
P(x-2,x-y)
(-1,0)
(-1,-1)
(-1, -2)
(0,1)
(0,0)
(0, -1)
(1,2)
(1,1)
(1,0)
|OP|
1
1
0
1
1
共9种.由表格可知OP的最大值为.
设事件A为“OP取到最大值”,则满足事件A的(x,y)有(1,3),(3,1)两种情况,
所以P(A)=.
(2)设事件B为“点P在第一象限”,
若则其所表示的区域面积为3×3=9.
由题意可得事件B满足
即如图所示的阴影部分,
其区域面积为1×3-×1×1=.
所以P(B)==.
[典例引领]
设关于x的一元二次方程x2+2ax+b2=0,其中a,b是某范围内的随机数,分别在下列条件下,求上述方程有实根的概率.
(1)若随机数a,b∈{1,2,3,4};
(2)若a是从区间[0,3]中任取的一个数,b是从区间[0,2]中任取的一个数.
解:设事件A为“方程x2+2ax+b2=0有实根”,
当a≥0,b≥0时,方程x2+2ax+b2=0有实根的充要条件为a≥b.
(1)基本事件共有16个:(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),其中第一个数表示a的取值,第二个数表示b的取值.
事件A中包含10个基本事件,故事件A发生的概率为P(A)==.
(2)试验的全部结果所构成的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2}.
构成事件A的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2,a≥b}即如图的阴影区域所示,
所以所求的概率为P(A)==.
[由题悟法]
一般地,若一个随机事件需要两个连续变量来描述,用这两个变量的有序实数对来表示它的基本事件,利用坐标平面能顺利地建立与面积有关的几何概型.若一个随机事件需要两个离散变量来描述,用这两个变量的有序实数对来表示它的基本事件,利用古典概型求解事件的概率.
[即时应用]
(2018·常州调研)已知一次函数f(x)=mx+n,分别在下列条件下,求函数图象经过一、二、三象限的概率.
(1)设m∈{-2,-1,1,2,3},n∈{-2,3};
(2)实数m,n满足条件
解:(1)抽取的全部结果的基本事件有:(-2,-2),(-2,3),(-1,-2),(-1,3),(1,-2),(1,3),(2,-2),(2,3),(3,-2),(3,3),共10个,设函数图象经过一、二、三象限的事件为A,则A包含的基本事件有: (1,3), (2,3), (3,3),共3个,所以P(A)=.
(2)m,n满足条件的区域如图所示.
要使函数的图象过一、二、三象限,则m>0,n>0,故使函数图象过一、二、三象限的(m,n)的区域为第一象限的阴影部分,所以所求事件的概率为P==.
一抓基础,多练小题做到眼疾手快
1.(2019·连云港调研) 欧阳修在《卖油翁》中写到:(翁)乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱孔入,而钱不湿.可见“行行出状元”,卖油翁的技艺让人叹为观止.若铜钱的形状是直径为3 cm的圆,中间有边长为1 cm的正方形孔,若随机向铜钱上滴一滴油,则油(油滴的大小忽略不计)正好落入孔中的概率是________.
解析:根据几何概型知,P==.
答案:
2.(2018·无锡中学检测)如图,矩形的长为12,宽为5,在矩形内随机地投掷 1 000颗黄豆,数得落在阴影部分的黄豆为600颗,则可以估计阴影部分的面积约为________.
解析:可估计阴影部分的面积约为×12×5=36.
答案:36
3.(2019·镇江调研)有一个底面半径为1,高为3的圆柱,点O1,O2分别为这个圆柱上底面和下底面的圆心.在这个圆柱内随机取一点P,则点P到点O1,O2的距离都大于1的概率为________.
解析:因为点P到点O1,O2的距离小于等于1的点的集合为以点O1,O2为球心,1为半径的两个半球,求得体积V′=2××π×13=π,圆柱的体积V=Sh=3π,所以点P到点O1,O2的距离都大于1的概率P=1-=.
答案:
4.已知函数f(x)=x2-x-2,x∈[-5,5],若从区间[-5,5]内随机抽取一个实数x0,则所取的x0满足f(x0)≤0的概率为________.
解析:令x2-x-2≤0,解得-1≤x≤2,由几何概型的概率计算公式得P==.
答案:
5.(2018·苏锡常镇一模)已知Ω1是集合{(x,y)|x2+y2≤1}所表示的区域,Ω2是集合{(x,y)|y≤|x|}所表示的区域,向区域Ω1内随机的投一个点,则该点落在区域Ω2内的概率为________.
解析:作出区域Ω1(圆面)、Ω2(阴影部分)的示意图如图所示,根据几何概型的概率计算公式得,该点落在区域Ω2内的概率为.
答案:
6.如图所示,在圆心角为直角的扇形OAB中,分别以OA,OB为直径作两个半圆.在扇形OAB内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是________.
解析:设扇形的半径为2,则其面积为=π,记由两段小圆弧围成的阴影面积为S1,另外三段圆弧围成的阴影面积为S2,则S1=2×=-1,S2=×22-2××12+-1=-1,故阴影部分总面积为2×=π-2,因此任取一点,此点取自阴影部分的概率为=1-.
答案:1-
二保高考,全练题型做到高考达标
1.(2018·苏州中学高三期末)已知实数a∈[-2,5],则a∈{x∈R|x2-2x-3≤0}的概率为________.
解析:由x2-2x-3≤0,解得-1≤x≤3,故所求概率P==.
答案:
2.(2019·启东中学检测)已知正方形ABCD的边长为2,点H是边DA的中点.在正方形ABCD内部随机取一点P,则满足PH<的概率为________.
解析:如图,满足PH<的点在△AEH,扇形EHF及△DFH围成的区域内,由几何概型得所求概率为=+.
答案:+
3.在[-4,4]上随机取一个实数m,能使函数f(x)=x3+mx2+3x在R上单调递增的概率为________.
解析:由题意,得f′(x)=3x2+2mx+3,要使函数f(x)在R上单调递增,则3x2+2mx+3≥0在R上恒成立,即Δ=4m2-36≤0,解得-3≤m≤3,所以所求概率为=.
答案:
4.(2018·连云港期末)已知m∈[3,4],n∈[2.5,3.5],则关于x的方程x2+ x+=0有解的概率为________.
解析:m∈[3,4],n∈[2.5,3.5],
∵关于x的方程x2+x+=0有解,
∴Δ=m-4×=m-n≥0,
∴
画出图形如图所示,
则阴影部分的面积为1-××=,
∴所求的概率P==.
答案:
5.在区间上随机取一个数x,则sin x+cos x∈[1, ]的概率是________.
解析:因为x∈,所以x+∈,
由sin x+cos x=sin∈[1, ],
得≤sin≤1,所以x∈,
故要求的概率为=.
答案:
6.已知集合A=,B={x|x2+2x-3≤0},在集合A中任意取一个元素a,则a∈B的概率是________.
解析:A={y|y=x2+2x,-2≤x≤2}={y|-1≤y≤8}.
B==.
则所求的概率为=.
答案:
7.(2018·无锡调研)设a∈[0,10],则函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数的概率为________.
解析:因为函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数,所以a-2<0,解得a<2,所以函数g(x)=在区间(0,+∞)上为增函数的概率P==.
答案:
8.如图,正四棱锥SABCD的顶点都在球面上,球心O在平面ABCD上,在球O内任取一点,则这点取自正四棱锥内的概率为________.
解析:设球的半径为R,则所求的概率为P===.
答案:
9.已知正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,在正方体内随机取点M.
(1)求四棱锥MABCD的体积小于的概率;
(2)求M落在三棱柱ABCA1B1C1内的概率.
解:(1)正方体ABCDA1B1C1D1中,设MABCD的高为h,令×S四边形ABCD×h=,
因为S四边形ABCD=1,所以h=.
若体积小于,则h<,即点M在正方体的下半部分,
所以P==.
(2)因为V三棱柱=×12×1=,
所以所求概率P1==.
10.(2018·启东中学模拟)甲、乙两家商场对同一种商品开展促销活动,对购买该商品的顾客,两家商场的奖励方案如下:
甲商场:顾客转动如图所示圆盘,当指针指向阴影部分(图中四个阴影部分均为扇形,且每个扇形圆心角均为15°,边界忽略不计)即为中奖.
乙商场:从装有3个白球和3个红球的不透明盒子中一次性摸出2个球(球除颜色外不加区分),如果摸到的是2个红球,即为中奖.
问:购买该商品的顾客在哪家商场中奖的可能性大?
解:如果顾客去甲商场,事件的全部结果构成的区域为圆盘,面积为πR2(R为圆盘的半径),阴影区域的面积为=.
所以在甲商场中奖的概率P1==.
如果顾客去乙商场,记盒子中3个白球为a1,a2,a3,3个红球为b1,b2,b3,记(x,y)为一次摸球的结果,则一切可能的结果有(a1,a2),(a1,a3),(a1,b1),(a1,b2),(a1,b3),(a2,a3),(a2,b1),(a2,b2),(a2,b3),(a3,b1),(a3,b2),(a3,b3),(b1,b2),(b1,b3),(b2,b3),共15种,
摸到的2个球都是红球的结果有(b1,b2),(b1,b3),(b2,b3),共3种,所以在乙商场中奖的概率P2==.
因为P1<P2,所以顾客在乙商场中奖的可能性大.
三上台阶,自主选做志在冲刺名校
1.(2018·苏州考前模拟)在区间[-1,1]上随机取一个数x,cos的值介于0到之间的概率为________.
解析:在区间[-1,1]上随机取一个数x,即x∈[-1,1]时,要使cos的值介于0到之间,需使-≤≤-或≤≤,所以-1≤x≤-或≤x≤1,区间长度为,由几何概型知,cos的值介于0到之间的概率为=.
答案:
2.(2018·启东中学检测)∀α∈R,n∈[0,2],向量c=(2n+3cos α,n-3sin α)的长度不超过6的概率为________.
解析:|c|=
=
=≤6,化简得5n2+6n(2cos α-sin α)≤27,
即5n2+6 n·≤27,即5n2+6 ncos(α+φ)≤27,其中tan φ==,当n>0时,变形得cos(α+φ)≤,由于>0,
令≥1,即5n2+6 n-27≤0,解得0≤n≤,此时向量c的长度不超过6,
又n∈[0,2],由几何概型的概率公式得向量c的长度不超过6的概率为=.
答案:
3.已知关于x的二次函数f(x)=b2x2-(a+1)x+1.
(1)若a,b分别表示将一质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6)先后抛掷两次时第一次、第二次出现的点数,求y=f(x)恰有一个零点的概率.
(2)若a,b∈[1,6],求满足y=f(x)有零点的概率.
解:(1)设(a,b)表示一个基本事件,则抛掷两次骰子的所有基本事件有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),…,(6,5),(6,6),共36个.
用A表示事件“y=f(x)恰有一个零点”,
即Δ=[-(a+1)]2-4b2=0,则a+1=2b.
则A包含的基本事件有(1,1),(3,2),(5,3),共3个,
所以P(A)==.
即事件“y=f(x)恰有一个零点”的概率为.
(2)用B表示事件“y=f(x)有零点”,即a+1≥2b.
试验的全部结果所构成的区域为{(a,b)|1≤a≤6,1≤b≤6},
构成事件B的区域为{(a,b)|1≤a≤6,1≤b≤6,a-2b+1≥0},
如图所示:
所以所求的概率为P(B)==.
即事件“y=f(x)有零点”的概率为.
命题点一 统计
1.(2018·江苏高考)已知5位裁判给某运动员打出的分数的茎叶图如图所示,那么这5位裁判打出的分数的平均数为________.
解析:这5位裁判打出的分数分别是89,89,90,91,91,因此这5位裁判打出的分数的平均数为=90.
答案:90
2.(2016·江苏高考)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是________.
解析:5个数的平均数==5.1,所以它们的方差s2=[(4.7-5.1)2+(4.8-5.1)2+(5.1-5.1)2+(5.4-5.1)2+(5.5-5.1)2]=0.1.
答案:0.1
3.(2017·江苏高考)某工厂生产甲、乙、丙、丁四种不同型号的产品,产量分别为200,400,300,100件.为检验产品的质量,现用分层抽样的方法从以上所有的产品中抽取60件进行检验,则应从丙种型号的产品中抽取________件.
解析:因为丙种型号的产品在所有产品中所占比例为=,所以应从丙种型号的产品中抽取60×=18(件).
答案:18
4.(2018·全国卷Ⅰ)某家庭记录了未使用节水龙头50天的日用水量数据(单位:m3)和使用了节水龙头50天的日用水量数据,得到频数分布表如下:
未使用节水龙头50天的日用水量频数分布表
日用水量
[0,0.1)
[0.1,0.2)
[0.2,0.3)
[0.3,0.4)
[0.4,0.5)
[0.5,0.6)
[0.6,0.7)
频数
1
3
2
4
9
26
5
使用了节水龙头50天的日用水量频数分布表
日用水量
[0,0.1)
[0.1,0.2)
[0.2,0.3)
[0.3,0.4)
[0.4,0.5)
[0.5,0.6)
频数
1
5
13
10
16
5
(1)在下图中作出使用了节水龙头50天的日用水量数据的频率分布直方图;
(2)估计该家庭使用节水龙头后,日用水量小于0.35 m3的概率;
(3)估计该家庭使用节水龙头后,一年能节省多少水?(一年按365天计算,同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表)
解:(1)频率分布直方图如图所示.
(2)根据频率分布直方图知,该家庭使用节水龙头后50天日用水量小于0.35 m3的频率为0.2×0.1+1×0.1+2.6×0.1+2×0.05=0.48,因此该家庭使用节水龙头后,日用水量小于0.35 m3的概率的估计值为0.48.
(3)该家庭未使用节水龙头50天日用水量的平均数为
1=×(0.05×1+0.15×3+0.25×2+0.35×4+0.45×9+0.55×26+0.65×5)=0.48.
该家庭使用了节水龙头后50天日用水量的平均数为
2=×(0.05×1+0.15×5+0.25×13+0.35×10+0.45×16+0.55×5)=0.35.
估计使用节水龙头后,一年可节省水(0.48-0.35)×365=47.45(m3).
命题点二 古典概型、几何概型
1.(2018·江苏高考)某兴趣小组有2名男生和3名女生,现从中任选2名学生去参加活动,则恰好选中2名女生的概率为________.
解析:设2名男生为a,b,3名女生为A,B,C,从中选出2人的情况有(a,b),(a,A),(a,B),(a,C),(b,A),(b,B),(b,C),(A,B),(A,C),(B,C),共10种,而都是女生的情况有(A,B),(A,C),(B,C),共3种,故所求概率为.
答案:
2.(2018·上海高考)有编号互不相同的五个砝码,其中5克、3克、1克砝码各一个,2克砝码两个,从中随机选取三个,则这三个砝码的总质量为9克的概率是________(结果用最简分数表示)
解析:从5个砝码随机选取三个,共有10种选取方法,总质量为9克的情况有2种,因此所求概率为=.
答案:
3.(2016·江苏高考)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是________.
解析:将一颗质地均匀的骰子先后抛掷2次,所有等可能的结果有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),…,(6,6),共36种情况.设事件A=“出现向上的点数之和小于10”,其对立事件=“出现向上的点数之和大于或等于10”,包含的可能结果有(4,6),(5,5),(5,6),(6,4),(6,5),(6,6),共6种情况.所以由古典概型的概率公式,得P()==,所以P(A)=1-=.
答案:
4.(2015·江苏高考)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球.从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为________.
解析:设4只球分别为白、红、黄1、黄2,从中一次随机摸出2只球,所有基本事件为(白,红)、(白,黄1)、(白,黄2)、(红,黄1)、(红,黄2)、(黄1,黄2),共6个,颜色不同的有5个,所以2只球颜色不同的概率为.
答案:
5.(2017·江苏高考)记函数f(x)=的定义域为D.在区间[-4,5]上随机取一个数x,则x∈D的概率是________.
解析: 令6+x-x2≥0,解得-2≤x≤3,即定义域D=[-2,3],在区间[-4,5]上随机取一个数x,则x∈D的概率P==.
答案:
6.(2016·全国卷Ⅱ改编)某路口人行横道的信号灯为红灯和绿灯交替出现,红灯持续时间为40秒.若一名行人来到该路口遇到红灯,则至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为________.
解析:如图,若该行人在时间段AB的某一时刻来到该路口,则该行人至少等待15秒才出现绿灯.AB长度为40-15=25,由几何概型的概率公式知,至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为=.
答案:
7.(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.
所以事件M发生的概率P(M)=.
8.(2018·北京高考)电影公司随机收集了电影的有关数据,经分类整理得到下表:
电影类型
第一类
第二类
第三类
第四类
第五类
第六类
电影部数
140
50
300
200
800
510
好评率
0.4
0.2
0.15
0.25
0.2
0.1
好评率是指:一类电影中获得好评的部数与该类电影的部数的比值.
(1)从电影公司收集的电影中随机选取1部,求这部电影是获得好评的第四类电影 的概率.
(2)随机选取1部电影,估计这部电影没有获得好评的概率.
(3)电影公司为增加投资回报,拟改变投资策略,这将导致不同类型电影的好评率发生变化.假设表格中只有两类电影的好评率数据发生变化,那么哪类电影的好评率增加0.1,哪类电影的好评率减少0.1,使得获得好评的电影总部数与样本中的电影总部数的比值达到最大?(只需写出结论)
解:(1)由题意知,样本中电影的总部数是140+50+300+200+800+510=2 000,
获得好评的第四类电影的部数是200×0.25=50,
故所求概率为=0.025.
(2)由题意知,样本中获得好评的电影部数是
140×0.4+50×0.2+300×0.15+200×0.25+800×0.2+510×0.1=56+10+45+50+160+51=372,
故所求概率估计为1-=0.814.
(3)增加第五类电影的好评率,减少第二类电影的好评率.
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