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2016年高考數(shù)學專項練習題(三)

2016-04-27 14:16:53  來源:網(wǎng)絡(luò)整理

  題型一 古典概型問題

  例1 某班級的某一小組有6位孩子,其中4位男生,2位女生,現(xiàn)從中選取2位孩子參加班級志愿者小組,求下列事件的概率:

  (1)選取的2位孩子都是男生;

  (2)選取的2位孩子一位是男生,另一位是女生.

  破題切入點 先求出任取2位孩子的基本事件的總數(shù),然后分別求出所求的兩個事件含有的基本事件數(shù),再利用古典概型概率公式求解.

  解 (1)設(shè)4位男生的編號分別為1,2,3,4,2位女生的編號分別為5,6.從6位孩子中任取2位孩子的所有可能結(jié)果為(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15種.

  從6位孩子中任取2位孩子,所取的2位全是男生的方法數(shù),即從4位男生中任取2個的方法數(shù),共有6種,即(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4).

  所以選取的2位孩子全是男生的概率為P1==.

  (2)從6位孩子中任取2位,其中一位是男生,而另一位是女生,其取法包括(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),共8種.

  所以選取的2位孩子一位是男生,另一位是女生的概率為P2=.

  題型二 幾何概型問題

  例2 (2013·四川改編)節(jié)日前夕,小李在家門前的樹上掛了兩串彩燈,這兩串彩燈的先進次閃亮相互獨立,且都在通電后的4秒內(nèi)任一時刻等可能發(fā)生,然后每串彩燈以4秒為間隔閃亮,那么這兩串彩燈同時通電后,它們先進次閃亮的時刻相差不超過2秒的概率是________.

  破題切入點 由幾何概型的特點,利用數(shù)形結(jié)合即可求解.

  答案

  解析

  設(shè)在通電后的4秒鐘內(nèi),甲串彩燈、乙串彩燈先進次亮的時刻為x、y,x、y相互獨立,由題意可知,如圖所示.∴兩串彩燈先進次亮的時間相差不超過2秒的概率為P(|x-y|≤2)=

  ===.

  題型三 古典概型與幾何概型的綜合問題

  例3 已知關(guān)于x的一元二次方程9x2+6ax-b2+4=0,a,b∈R.

  (1)若a是從1,2,3三個數(shù)中任取的一個數(shù),b是從0,1,2三個數(shù)中任取的一個數(shù),求已知方程有兩個不相等實根的概率;

  (2)若a是從區(qū)間[0,3]內(nèi)任取的一個數(shù),b是從區(qū)間[0,2]內(nèi)任取的一個數(shù),求已知方程有實數(shù)根的概率.

  破題切入點 本題中含有兩個參數(shù),顯然要將問題轉(zhuǎn)化為含參數(shù)的一元二次方程有解的條件問題.

  第(1)問利用列舉法將基本事件羅列出來,再結(jié)合題意求解.

  第(2)問將a,b滿足的不等式轉(zhuǎn)化為可行域——平面區(qū)域問題,從而利用幾何概型的概率公式求解.

  解 設(shè)事件A為“方程9x2+6ax-b2+4=0有兩個不相等的實數(shù)根”;事件B為“方程9x2+6ax-b2+4=0有實數(shù)根”.

  (1)由題意,知基本事件共9個,即(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),其中先進個數(shù)表示a的取值,第二個數(shù)表示b的取值.

  由Δ=36a2-36(-b2+4)=36a2+36b2-36×4>0,得a2+b2>4.

  事件A要求a,b滿足條件a2+b2>4,可知包含6個基本事件:(1,2),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),

  所以方程有兩個不相同實根的概率P(A)==.

  (2)由題意,方程有實根的區(qū)域為圖中陰影部分,

  故所求概率為:

  P(B)==1-.

  總結(jié)提高 (1)求解古典概型問題的三個步驟

 、倥袛啾敬卧囼灥慕Y(jié)果是否是等可能的,設(shè)出所求事件A.

  ②分別基本事件的總數(shù)n和所求事件A所包含的基本事件的個數(shù)m.

 、劾霉诺涓判偷母怕使絇(A)=求出事件A的概率.若直接求解比較困難,則可以利用間接的方法,如逆向思維,先求其對立事件的概率,進而再求所求事件的概率.

  (2)幾何概型并不限于向平面(或直線、空間)投點的試驗,如果一個隨機試驗有無限多個等可能的基本結(jié)果,每個基本結(jié)果可以用平面(或直線、空間)中的一點來表示,而所有基本結(jié)果對應(yīng)于一個區(qū)域Ω,這時,與試驗有關(guān)的問題即可利用幾何概型來解決決.

  (3)幾何概型的概率求解,一般要將問題轉(zhuǎn)化為長度、面積或體積等幾何問題.在轉(zhuǎn)化中,面積問題的求解常常用到線性規(guī)劃知識,也就是用二元一次不等式(或其他簡單不等式)組表示區(qū)域.幾何概型的試驗中事件A的概率P(A)只與其所表示的區(qū)域的幾何度量(長度、面積或體積)有關(guān),而與區(qū)域的位置和形狀無關(guān).

  1.從標有1,2,3,…,7的7個小球中取出一球,記下它上面的數(shù)字,放回后再取出一球,記下它上面的數(shù)字,然后把兩數(shù)相加得和,則取得的兩球上的數(shù)字之和大于11或者能被4整除的概率是________.

  答案

  2.已知實數(shù)a,b滿足x1,x2是關(guān)于x的方程x2-2x+b-a+3=0的兩個實根,則不等式00,f(1)<0,即建立平面直角坐標系如圖.

  滿足題意的區(qū)域為圖中陰影部分,故所求概率P==.

  3.(2014·陜西改編)從正方形四個頂點及其中心這5個點中,任取2個點,則這2個點的距離不小于該正方形邊長的概率為________.

  答案

  解析 取兩個點的所有情況為10種,所有距離不小于正方形邊長的情況有6種,概率為=.

  4.有一底面半徑為1,高為2的圓柱,點O為這個圓柱底面圓的圓心,在這個圓柱內(nèi)隨機取一點P,則點P到點O的距離大于1的概率為________.

  答案

  解析 設(shè)點P到點O的距離小于等于1的概率為P1,由幾何概型,則P1===,故點P到點O的距離大于1的概率P=1-=.

  5.在面積為S的矩形ABCD內(nèi)隨機取一點P,則△PBC的面積小于的概率是________.

  答案

  解析

  如圖,M,N分別為AB,CD中點,

  當點P位于陰影部分時,

  △PBC的面積小于,根據(jù)幾何概型,其概率為P==.

  6.已知點A在坐標原點,點B在直線y=1上,點C(3,4),若AB≤,則△ABC的面積大于5的概率是________.

  答案

  解析 設(shè)B(x,1),根據(jù)題意知點D(,1),

  若△ABC的面積小于或等于5,則×DB×4≤5,即DB≤,

  所以點B的橫坐標x∈[-,],而AB≤,

  所以點B的橫坐標x∈[-3,3],所以△ABC的面積小于或等于5的概率為

  P==,

  所以△ABC的面積大于5的概率是1-P=.

  7.(2013·湖北)在區(qū)間[-2,4]上隨機地取一個數(shù)x,若x滿足|x|≤m的概率為,則m=________.

  答案 3

  解析 由|x|≤m,得-m≤x≤m.

  當m≤2時,由題意得=,解得m=2.5,矛盾,舍去.

  當2n.

  如圖,由題意知,在矩形ABCD內(nèi)任取一點Q(m,n),點Q落在陰影部分的概率即為所求的概率,易知直線m=n恰好將矩形平分,

  ∴所求的概率為P=.

  9.(2013·江蘇)現(xiàn)有某類病毒記作XmYn,其中正整數(shù)m,n(m≤7,n≤9)可以任意選取,則m,n都取到奇數(shù)的概率為______.

  答案

  解析 P==.

  10.平面內(nèi)有一組平行線,且相鄰平行線間的距離為3 cm,把一枚半徑為1 cm的硬幣任意投擲在這個平面內(nèi),則硬幣不與任何一條平行線相碰的概率是________.

  答案

  解析 如圖所示,當硬幣中心落在陰影區(qū)域時,硬幣不與任何一條平行線相碰,故所求概率為.

  11.已知向量a=(-2,1),b=(x,y).

  (1)若x、y分別表示將一枚質(zhì)地均勻的正方體骰子(六個面的點數(shù)分別為1,2,3,4,5,6)先后拋擲兩次時先進次、第二次出現(xiàn)的點數(shù),求滿足a·b=-1的概率;

  (2)若x,y在連續(xù)區(qū)間[1,6]上取值,求滿足a·b<0的概率.

  解 (1)將一枚質(zhì)地均勻的正方體骰子先后拋擲兩次,所包含的基本事件總數(shù)為6×6=36(個);

  由a·b=-1有-2x+y=-1,

  所以滿足a·b=-1的基本事件為(1,1),(2,3),(3,5),共3個;

  故滿足a·b=-1的概率為=.

  (2)若x,y在連續(xù)區(qū)間[1,6]上取值,則全部基本事件的結(jié)果為Ω={(x,y)|1≤x≤6,1≤y≤6};

  滿足a·b<0的基本事件的結(jié)果為

  A={(x,y)|1≤x≤6,1≤y≤6且-2x+y<0};

  畫出圖形如圖,

  矩形的面積為S矩形=25,

  陰影部分的面積為S陰影=25-×2×4=21,

  故滿足a·b<0的概率為.

  12.某同學參加省學業(yè)水平診斷,物理、化學、生物成績獲得等級A和獲得等級不是A的機會相等,且三個學科成績獲得等級A的事件分別記為W1,W2,W3,獲得等級不是A的事件分別記為,,.

  (1)試列舉該同學在這次水平診斷中物理、化學、生物成績是否為A的所有可能結(jié)果(如三科成績均為A記為(W1,W2,W3));

  (2)求該同學參加這次水平診斷獲得兩個A的概率;

  (3)試設(shè)計一個關(guān)于該同學參加這次水平診斷物理、化學、生物成績情況的事件,使該事件的概率大于85%,并說明理由.

  解 (1)該同學在這次水平診斷中物理、化學、生物成績是否為A的可能結(jié)果有8種,分別為(W1,W2,W3),(,W2,W3),(W1,,W3),(W1,W2,),(,,W3),(,W2,),(W1,,),(,,).

  (2)由(1),知有兩個A的情況為(,W2,W3),(W1,,W3),(W1,W2,),共3種,從而所求概率為P=.

  (3)方法一 該同學參加這次水平診斷物理、化學、生物成績不全為A的事件概率大于85%.

  理由如下:該同學參加這次水平診斷物理、化學、生物成績不全為A的事件有如下7種情況:(,W2,W3),(W1,,W3),(W1,W2,),(,,W3),(,W2,),(W1,,),(,,,),

  故物理、化學、生物成績不全為A的概率是P1==0.875>85%.

  方法二 該同學參加這次水平診斷物理、化學、生物成績至少一個為A的事件概率大于85%.

  理由如下:該同學參加這次水平診斷物理、化學、生物成績?nèi)粸锳的事件有1種情況,即(,,),其概率為,則物理、化學、生物成績至少一個為A的概率為P2=1-=>85%.

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