幾何概型的分類解析
幾何概型是一個重要的概率模型,由幾何概型的概率公式可以知道,確定幾何區(qū)域的測度是至關(guān)重要的。因此,我們要掌握幾種常見測度的幾何概型,舉一反三,做到真正地掌握幾何概型的概率求法。下面我們就介紹幾種常見測度的幾何概型。
一、 長度型
設(shè)線段是線段L的一部分,向線段L上任投一點,若落在線段
上的點數(shù)與線段
的
長度成正比,而與線段在線段L上的相對位置無關(guān),則點落在線段
上的概率
例1、某路公共汽車5分鐘一班準時到達某車站,求任一人在該車站等車時間少于3分
鐘的概率(假定車到來后每人都能上)。
解:本題符合幾何概型的條件,由幾何概率公式求得,即任一人在該車站等車時間少于3分鐘的概率為
點評:解決本題的關(guān)鍵是把車到站的一切可能時刻轉(zhuǎn)化為在內(nèi)任取一點,從而轉(zhuǎn)化為測度為長度的幾何概型。
二、 面積型
設(shè)平面區(qū)域g是平面區(qū)域G的一部分,向區(qū)域G上任投一點,若落在區(qū)域g上的點數(shù)
與區(qū)域g的面積成正比,而與區(qū)域g在區(qū)域G上的相對位置無關(guān),則點落在區(qū)域g上的概率
例2、已知,
,
若向區(qū)域A上隨機投一粒豆子,求豆子落入?yún)^(qū)域B的概率。
分析:首先要在坐標平面內(nèi)將區(qū)域A和區(qū)域B表示出來,由于涉及的是A和B的面積問題,故可通過幾何知識進行求解。
解:如圖,區(qū)域A是一個三角區(qū)域,其面積為,區(qū)域B是圖中陰影部分,是一個矩形,其面積為3,所以豆子落入?yún)^(qū)域B的概率為
三、 體積型
設(shè)空間區(qū)域v是空間區(qū)域V的一部分,向區(qū)域V上任投一點。若落在區(qū)域v上的點數(shù)
與區(qū)域v的體積成正比,而與區(qū)域v在區(qū)域V上的相對位置無關(guān),則點落在區(qū)域v上的概率
例3、正方體中,棱長為1,在正方體內(nèi)隨機取一點M,求使四棱錐M-ABCD的體積小于
的概率。
解:記“四棱錐M-ABCD的體積小于”為事件A,則事件A發(fā)生,即
,
設(shè)M到面ABCD的距離為h,則,
,所以
,
所以只要點M到面ABCD的距離小于 所有滿足點M到面ABCD的距離小于
的點組成以ABCD為底面,高為
的長方體,其體積為
,又正方體的體積為1,所以使四棱錐M-ABCD的體積小于
的概率為
點評:本題綜合考查了空間幾何與幾何概型的交匯,求解關(guān)鍵是把問題轉(zhuǎn)化為距離比。