2021届步步高数学大一轮复习讲义(文科)第十一章 11.2几何概型

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§11.2几何概型
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考情考向分析
以理解几何概型的概念、概率公式为主,会求一些简单的
1.了解几何概型的意义.
几何概型的概率,常与平面几何、线性规划、不等式的解
2.了解日常生活中的几何
集等知识交汇考查.在高考中多以选择、填空题的形式考
概型.
查,难度为中档.


1几何概型的概念
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几何概型概率的计算公式
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3几何概型试验的两个基本特点
(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:每个结果的发生具有等可能性.


1.古典概型与几何概型有什么区别?
提示古典概型与几何概型中基本事件发生的可能性都是相等的,但古典概型要求基本事件有有限个,几何概型要求基本事件有无限多个.
2.几何概型中线段的端点、图形的边框是否包含在内影响概率值吗?

提示几何概型中线段的端点,图形的边框是否包含在内不会影响概率值.

题组一思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”
(1几何概型中,每一个基本事件就是从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中的每一点被取到的机会相等.(
(2几何概型定义中的区域可以是线段、平面图形或空间几何体.((3与面积有关的几何概型的概率与几何图形的形状有关.(×
(4几何概型与古典概型中的基本事件发生的可能性都是相等的,其基本事件个数都有限.
(×
题组二教材改编
2.在数轴的[0,3]上任投一点,则此点坐标小于1的概率为(111
A.B.C.D1234答案B
1解析坐标小于1的区间为[0,1,长度为1[0,3]的区间长度为3,故所求概率为.
33.有四个游戏盘,将它们水平放稳后,在上面扔一颗玻璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的游戏盘是(


答案A
3221
解析P(AP(BP(CP(D
8863P(A>P(CP(D>P(B
0x2
4.设不等式组表示的平面区域为D,在区域D内随机取一个点,则此点到坐标
0y2

原点的距离大于2的概率是(π24πππ
A.B.C.D.4264答案D
解析如图所示,

正方形OABC及其内部为不等式组表示的平面区域D且区域D的面积为4而阴影部分(

包括AC表示的是区域D内到坐标原点的距离大于2的区域.易知该阴影部分的面积为4π.因此满足条件的概率是题组三易错自纠
5.(2020·江西重点中学联盟联考如图,边长为2的正方形中有一阴影区域,在正方形中随机2
撒一粒豆子(大小忽略不计,它落在阴影区域内的概率为,则阴影区域的面积为(
3
4π
,故选D.4

482
A.B.C.D.无法计算333答案B
解析设阴影部分的面积为SS28由几何概型可知S.
433
6.在长为12cm的线段AB上任取一点C.现作一矩形,邻边长分别等于线段ACCB的长,则该矩形面积小于32cm2的概率为________2
答案
3
解析ACxcm(0<x<12CB(12xcm则矩形的面积Sx(12x12xx2(cm212xx2<32,即(x8(x4>0解得0<x<48<x<12.在数轴上表示,如图所示.


82
由几何概型概率计算公式,得所求概率为.
123

与长度(角度有关的几何概型

1
1.设x[0π],则sinx<的概率为(
21111A.B.C.D.6432答案C
π
×26π11
0πP解析sinx<x[0π],借助于正弦曲线可得x.662π032.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________

1
答案
6
解析如题图,因为射线OA在坐标系内是等可能分布的,601
OA落在yOT内的概率为.
3606
3(2017·江苏记函数f(x6xx2的定义域为D.在区间[4,5]上随机取一个数xxD的概率是________5答案
9
解析设事件在区间[4,5]上随机取一个数x,则xD为事件A6xx20,解得-2x3D[2,3]
如图,区间[4,5]的长度为9,定义域D的长度为5


5
P(A.
9
4.某公司的班车在700,800,830发车,小明在750830之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是________1答案
2
解析如图所示,画出时间轴:

小明到达的时间会随机的落在图中线段AB上,而当他的到达时间落在线段ACDB上时,10101
才能保证他等车的时间不超过10分钟,根据几何概型得所求概率P.
402
思维升华求解与长度、角度有关的几何概型的概率的方法是把题中所表示的几何模型转化为长度(角度,然后求解.要特别注意长度型角度型的不同,解题的关键是构建事件的区域(长度或角度

与面积有关的几何概型
命题点1与平面图形有关的几何概型
1(2020·广西桂林、贺州、钦州联考如图是三世纪汉代赵爽在注解《周髀算经》时给出的弦图.它也被2002年在北京召开的国际数学家大会选定为会徽.正方形ABCD内有四个全等的直角三角形.在正方形内随机取一点,则此点取自中间小正方形(阴影部分的概率是(

11324A.B.C.D.425425答案B
解析假设小正方形的边长为1
则其面积为1,而正方形ABCD边长为32425

1
则其面积为25,所以所求概率为.
25
命题点2与简单的线性规划有关的几何概型
6
2在区间(0,1上任取两个数,则两个数之和小于的概率是(
512161718A.B.C.D.25252525答案C
0<x<1解析设这两个数是xy则试验所有的基本事件构成的区域即确定的平面区域,
0<y<1

0<x<1
0<y<1
满足条件的事件包含的基本事件构成的区域即
6xy<514217
如图所示,阴影部分的面积是1×
2525617
所以这两个数之和小于的概率是.
525

确定的平面区域,

思维升华(1与平面图形有关的几何概型,应利用平面几何等相关知识,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与简单的线性规划有关的几何概型,先根据约束条件作出可行域,再确定形状,求面积大小,进而代入公式求解.
跟踪训练1(1(2020·广西六市联合调研如图所示的是欧阳修的《卖油翁》中讲述的一个有趣的故事,现模仿铜钱制作一个半径为2cm的圆形铜片,中间有边长为1cm的正方形孔.

随机向铜片上滴一滴水(水滴的大小忽略不计,则水滴正好落入孔中的概率是(

2111A.B.C.D.ππ答案D
解析由题意知S铜片π×22S方孔121,故所求概率为
1
.
(2节日前夕,小李在家门前的树上挂了两串彩灯,这两串彩灯的第一次闪亮相互独立,且都在通电后的4秒内任一时刻等可能发生,然后每串彩灯以4秒为间隔闪亮,那么这两串彩灯同时通电后,它们第一次闪亮的时刻相差不超过2秒的概率是________3答案
4
解析设通电x秒后第一串彩灯闪亮,通电y秒后第二串彩灯闪亮.依题意得0x4,0y4S4×416.
又两串彩灯闪亮的时刻相差不超过2秒,即|xy|2,如图可知,


11
符合要求的S16×2×2×2×212
22S123
由几何概型的概率公式得P.
S164
与体积有关的几何概型
3(1在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中任取一点M,则满足∠AMB>90°的概率为(
ππππ
A.B.C.D.241286答案A
14π解析AB为直径作球,球在正方体内的区域体积为V×π×13正方体的体积为8
433π
3π
所求概率P.
824

(2(2020·贵州省贵阳一中适应性考试在正三棱锥ABCD中,△BCD的边长为2,点EFG分别是棱ADBDCD的中点,且EFFG,随机在该三棱锥中任取一点P,则点P落在其内切球中的概率是________答案
3π
18
解析EFG分别是棱ADBDCD的中点,11
EFABFGBC
22EFFGABBC2正三棱锥ABCD为正四面体,
112622
其体积V××2×2×sin60°×
32331
表面积S4××2×2×sin60°43
23V226
内切球的半径r
S43646
内切球的体积Vπr3π
327V3π
所求概率P.
V18
思维升华求解与体积有关的几何概型的注意点
对于与体积有关的几何概型问题,关键是计算问题的总体积(总空间以及事件的体积(事件空,对于某些较复杂的也可利用其对立事件求解.
跟踪训练2在一个球内有一棱长为1的内接正方体,一动点在球内运动,则此点落在正方体内部的概率为(63323
A.B.πC.D.π2π答案D
解析由题意可知这是一个几何概型,棱长为1的正方体的体积V11,球的直径是正方体的体对角线长,故球的半径R
3433
,球的体积V2π×3π2322
V123
则此点落在正方体内部的概率P.
V2



1.在区间[1,3]上随机取一个数x,则x满足|x|2的概率为(A.12B.3114C.4D.3答案B
解析区间[1,3]的区间长度为4.
在区间[1,3]内满足不等式|x|2x的取值范围为[1,2],区间长度为3所以所求概率为P34
.
2.在区间[0π]上随机取一个数x,使cosx的值介于-323
2
之间的概率为(A.13B.23C.38D.58答案B

解析cosx的值介于-
33π之间的区间长度为.22663

32
由几何概型概率计算公式,得P.
π03
3(2020·四川资阳、眉山、遂宁、广安联考中国古代的数学家不仅很早就发现并应用勾股定理,而且很早就尝试对勾股定理进行证明.三国时期吴国数学家赵爽创制了一幅“赵爽弦图”.用数形结合的方法,给出了勾股定理的详细证明.在“赵爽弦图”中,以弦为边长得到的正方形由4个全等的直角三角形再加上中间的那个小正方形组成.如图,正方形ABCD是某大厅按“赵爽弦图”设计铺设的地板砖,已知4个直角三角形的两直角边分别为a30cmb40cm.若某小物体落在这块地板砖上任何位置的机会是均等的,则该小物体落在中间小正方形中的概率是(

11624A.B.C.D.25122525答案A
解析由题意可知S正方形ABCD2500(cm2,中间的小正方形边长为ba10(cmS小正方形1001100(cm2,故落在小正方形区域的概率为.
250025
4.(2017·全国如图,正方形ABCD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(


1π1πA.B.C.D.4824答案B
解析不妨设正方形ABCD的边长为2,则正方形内切圆的半径为1,可得S正方形4.1π由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,得SSS
22π
S2π
所以由几何概型知,所求概率P.
S正方形48
5一只蜜蜂在一个棱长为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个表面的距离均大于1,称其为“安全飞行”,则蜜蜂“安全飞行”的概率为(8118
A.B.C.D.81812727答案C
解析由已知条件可知,蜜蜂只能在一个棱长为1的小正方体内飞行,结合几何概型可得蜜131安全飞行的概率为P3.
327
6.某水池的容积是20立方米,向水池注水的水龙头A和水龙头B的水流速度都是1立方米/小时,它们在一昼夜内随机开024小时,则水池不溢出水的概率约为(A0.30B0.35C0.40D0.45答案B
解析设水龙头Ax小时,水龙头By小时,则0x24,0y24,若水池不溢出水,1
xy20,记水池不溢出水为事件M,则M所表示的区域面积为×20×20200
2

200
整个区域的面积为24×24576,由几何概型的概率公式得P(M0.35.
576

7(2019·安徽淮南模拟《九章算术》是我国古代数学名著,也是古代数学的代表作.书中有如下问题:“今有勾八步,股一十五步,问勾中容圆,径几何?”其意思为:“已知直角三角形两直角边长分别为8步和15步,问其内切圆的半径为多少步?”现若向此三角形内投豆子,则豆子落在其内切圆内的概率是(ππA.B.C.D.20201010答案A
1解析依题意,直角三角形的斜边长为17步.设内切圆半径为r步,则由等面积法,可得
21
×8×15×(81517r,解得r3,向此三角形内投豆子,豆子落在其内切圆内的概率
2
P.
120×8×152
8(2020·四川省成都七中模拟在区间[ππ]内随机取两个数分别记为ab则使得函数f(xx22axb2π有零点的概率为(7311A.B.C.D.8424答案B
解析ab使得函数f(xx22axb2π有零点,Δ4a24b20,即a2b2π.
所有事件是Ω{(ab|πaπ,-πbπ}
该区域面积S1(22,满足条件的事件是{(ab|a2b2π}
π×32

满足条件的区域面积S22π223
则所求概率P.
4
9(2020·云南省昆明一中双基检测将一段长为3米的木棒锯成两段,则这两段木棒长度都不少于1米的概率为________1答案
3
1
解析只要在木棒的两个三等分点之间锯断就能符合要求,所求概率为.
3
10.如图所示,M是半径为R的圆周上的一个定点,在圆周上任取一点N,连接MN,则弦MN的长度超过2R的概率是________

1答案
2
π
解析当弦MN的长度恰为2R时,MON,如图,
2


1
当点N落在半圆弧NMN上时,弦MN的长度不超过2R,故所求概率为P.
2
11(2020·西南名校联盟适应性考试在区间(1,1内随机取两个数mn,则关于x的一元二次方程x2nxm0有实数根的概率为________1答案
2
解析如图,点(mn所在区域D为边长为2的正方形,

关于x的一元二次方程x2nxm0有实根的条件是n4m0满足条件的可行域如图阴影部分,其面积为221
所以所求概率为P.
42
12已知正三棱锥SABC的底面边长为4高为3在三棱锥内任取一点P使得VPABC<

1V的概率是________2SABC7答案
8
解析P在三棱锥的中截面及下底面构成的正三棱台内时符合要求,17
由几何概型知,P1.
88

5
13.在区间[2,4]上随机地取一个数x,若x满足|x|m的概率为,则m________.
6答案3
解析|x|m,得-mxm(易知m>0
2m5
0<m2时,由题意得,解得m2.5,矛盾,舍去.
66m25
2<m<4时,由题意得,解得m3.m3.
66
14.甲、乙两船驶向一个不能同时停泊两艘船的码头,它们在一昼夜内到达该码头的时刻是等可能的.如果甲船停泊时间为1h,乙船停泊时间为2h,则它们中的任意一艘都不需要等待码头空出的概率为________答案
1013
1152
解析设甲、乙两艘船到达码头的时刻分别为xy,记事件A两船都不需要等待码头空出,则0x240y24,要使两船都不需要等待码头空出,当且仅当甲比乙早到达1h以上或乙比甲早到达2h以上,即yx1xy2.故所求事件构成集合A{(xy|yx1xy2x[0,24]y[0,24]}
A为图中阴影部分,全部结果构成的集合Ω为边长是24的正方形及其内部.


A的面积
所求概率为P(A
Ω的面积11
2412×2422×
22

242
506.51013
.5761152

11
15在区间[0,1]上随机取两个数xyp1为事件“xy”的概率,p2为事件“|xy|
331
的概率,p3为事件“xy”的概率,则(
3Ap1<p2<p3Cp3<p1<p2答案B
Bp2<p3<p1Dp3<p2<p1

1
解析因为xy[0,1],所以事件xy表示的平面区域如图(1阴影部分(含边界S1
311
事件|xy|表示的平面区域如图(2阴影部分(含边界S2,事件xy表示的平面区
33域如图(3阴影部分(含边界S3由图知,阴影部分的面积满足S2<S3<S1正方形的面积为1×11,根据几何概型概率计算公式可得p2<p3<p1.

16.如图,在圆心角为直角的扇形OAB中,分别以OAOB为直径作两个半圆.在扇形OAB内随机取一点,求此点取自空白部分的概率.

设分别以OAOB为直径的两个半圆交于点COA的中点为D,如图,连接OCDC.


不妨令OAOB2,则ODDADC1.
π1π1
×1×11在以OA为直径的半圆中,空白部分面积S1×1×14242所以整个图形中空白部分面积S22.1
又因为S扇形OAB×π×22π
42
所以此点取自空白部分的概率P.
π

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/b5386156340cba1aa8114431b90d6c85ec3a889d.html

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