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主题:几何概型论文写作 时间:2024-02-03

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在几何概型中,事件A的概率计算公式为P(A)等于d的测度D的测度 ,根据笔者的理解,其中D、d是指空间形式(如线段、射线、直线、角、平面图形、立体图形等)所表示的区域,测度是指度量区域所得到的数量(如长度、角度、面积、体积等)在几何概型中,每个基本事件可以视为从区域内随机取一点,区域内的每一个点被取到的机会都一样因此D的测度就是所有等可能基本事件相应区域的数量,d的测度就是包含A的等可能基本事件相应区域的数量

在解几何概型问题时,最容易犯以下两类错误:第类,选取的空间形式表示的区域不符合题意;第类,基本事件在相应的区域内不等可能出现而且对这两类错误并不容易辨析例已知直线l过点E(-,0),l和圆C:(x-)+y等于3相交于A、B两点,则弦AB≥的概率为

解法一如图甲,设直线l方程为y等于k(x+),代入(x-)+y等于3,得(k+)x+(k-)x+k-等于0因为l和⊙C相交于A、B两点,所以Δ等于4(k-)-4(k+)(k-)>0,解得-3

因为圆的半径r等于3,所以弦长AB≥时,圆心C到直线l

的距离d≤,即|k|k+≤,解得 -≤k≤ ②

由几何概型知,事件M为“直线l和圆C相交弦长AB≥”的概率

P(M)等于-(-)3-(-3)等于33

另一部分学生认为这道题应该用直线的倾斜角来算

解法二前面部分同解法一,得到①、②两式后,根据斜率和直线倾斜角的关系,得到 P(M)等于45°-(-45°)60°-(-60°)等于34

到底哪种方法正确呢?通过分析这道题的试验是过定点作直线,用倾斜角是均匀的,而斜率不能均匀,不满足等可能性比如斜率为的直线已经在第一象限的角平分线了,这样前一种方法就错了

笔者认为以上评析有三点需要纠正其一,解法二不能称“用直线的倾斜角来算”,因为倾斜角的范围是[0°,80°),而应该改成“用以射线EC为始边,以射线EA为终边所形成的角来算”其二,“斜率为直线已经在第一象限的角平分线了”,也只有在直线已经过原点时才能这样说其三,解法一用直线的斜率作为所表示区域,上文认为“斜率不能均匀,不满足等可能性”,其实例中直线l的斜率可以这样理解:如图乙,令圆C和x轴正半轴相交于D,过D点的圆C的切线为DF在x轴上方设过E点的直线l和DF相交和 因为斜率k等于DGED,所以DG等于kED等于(+3)k,这就是说根据斜率,在DF上可以截得确定的线段长DG;反过来,在x轴上方的DF上截取确定的线段长,就能得到唯一相应的斜率k根据对称性,在x轴下方也有类似的情况也就是说,直线l的斜率可以由切线DF上所取的 来确定,而 在DF上是等可能出现的,因此例中用直线l的斜率作基本事件相应的区域是满足等可能性的

解法一错误的真正原因,应该是选取的空间形成的区域不符合题意因为根据题意,直线l应该由过E点和射线EC成不同的角而得到,并不是在圆C的切线DF上取不同的点而得到所以纠正后的解法二是正确的

下面的问题提醒我们要注意几何概型问题的另一类错误

例如图(甲)中,给定两个平面向量OA和OB,它们的夹角为0°,点C在以O为圆心的圆弧AB上,且OC等于xOA+yOB(其中x、y∈R),则满足x+y≥的概率为

解法一在图(甲)中,过C点分别作OA、OB的平行线CD、CE设∠AOC等于θ(0°≤θ≤0°)令圆O的半径为,在△COE和△COD中,由正弦定理分别得x等于OE等于sin(0°-θ)sin60°,y等于OD等于sinθsin60°,x+y等于3[sinθ+sin(0°-θ)]等于cos(θ-60°)

因为0°≤θ≤0°,所以-60°≤θ-60°≤60°,于是x+y∈[,],所以满足x+y≥的概率为--等于-

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