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2016年高考數(shù)學(xué)備考專項(xiàng)模擬題及答案
題型一、古典概型問題
例1:某班級(jí)的某一小組有6位學(xué)生,其中4位男生,2位女生,現(xiàn)從中選取2位學(xué)生參加班級(jí)志愿者小組,求下列事件的概率:
(1)選取的2位學(xué)生都是男生;
(2)選取的2位學(xué)生一位是男生,另一位是女生。
破題切入點(diǎn):先求出任取2位學(xué)生的基本事件的總數(shù),然后分別求出所求的兩個(gè)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(hào)分別為1,2,3,4,2位女生的編號(hào)分別為5,6。從6位學(xué)生中任取2位學(xué)生的所有可能結(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位學(xué)生中任取2位學(xué)生,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(gè)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位學(xué)生全是男生的概率為P1=。
(2)從6位學(xué)生中任取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位學(xué)生一位是男生,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,這兩串彩燈的第一次閃亮相互獨(dú)立,且都在通電后的4秒內(nèi)任一時(shí)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(shí)通電后,它們第一次閃亮的時(shí)刻相差不超過2秒的概率是________。
破題切入點(diǎn):由幾何概型的特點(diǎn),利用數(shù)形結(jié)合即可求解。
設(shè)在通電后的4秒鐘內(nèi),甲串彩燈、乙串彩燈第一次亮的時(shí)刻為x、y,x、y相互獨(dú)立,由題意可知,如圖所示。∴兩串彩燈第一次亮的時(shí)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(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),b是從0,1,2三個(gè)數(shù)中任取的一個(gè)數(shù),求已知方程有兩個(gè)不相等實(shí)根的概率;
(2)若a是從區(qū)間[0,3]內(nèi)任取的一個(gè)數(shù),b是從區(qū)間[0,2]內(nèi)任取的一個(gè)數(shù),求已知方程有實(shí)數(shù)根的概率。
破題切入點(diǎn):本題中含有兩個(gè)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(gè)不相等的實(shí)數(shù)根”;事件B為“方程9x2+6ax-b2+4=0有實(shí)數(shù)根”。
(1)由題意,知基本事件共9個(gè),即(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),其中第一個(gè)數(shù)表示a的取值,第二個(gè)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(gè)基本事件:(1,2),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),
所以方程有兩個(gè)不相同實(shí)根的概率P(A)=。
(2)由題意,方程有實(shí)根的區(qū)域?yàn)閳D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(gè)步驟
、倥袛啾敬卧囼(yàn)的結(jié)果是否是等可能的,設(shè)出所求事件A。
、诜謩e計(jì)算基本事件的總數(shù)n和所求事件A所包含的基本事件的個(gè)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(duì)立事件的概率,進(jìn)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(diǎn)的試驗(yàn),如果一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)有無限多個(gè)等可能的基本結(jié)果,每個(gè)基本結(jié)果可以用平面(或直線、空間)中的一點(diǎn)來表示,而所有基本結(jié)果對(duì)應(yīng)于一個(gè)區(qū)域Ω,這時(shí),與試驗(yàn)有關(guān)的問題即可利用幾何概型來解決。
(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(shí),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(yàn)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(biāo)有1,2,3,…,7的7個(gè)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________。
2.已知實(shí)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(gè)實(shí)根,則不等式00,f(1)<0,即建立平面直角坐標(biāo)系如圖。
滿足題意的區(qū)域?yàn)閳D中陰影部分,故所求概率P=。
3.(2014·陜西改編)從正方形四個(gè)頂點(diǎn)及其中心這5個(gè)點(diǎn)中,任取2個(gè)點(diǎn),則這2個(gè)點(diǎn)的距離不小于該正方形邊長的概率為________。
解析:取兩個(gè)點(diǎn)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(diǎn)O為這個(gè)圓柱底面圓的圓心,在這個(gè)圓柱內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn)P,則點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離大于1的概率為________。
答案解析:設(shè)點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離小于等于1的概率為P1,由幾何概型,則P1==,故點(diǎn)P到點(diǎn)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(jī)取一點(diǎn)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(diǎn),
當(dāng)點(diǎn)P位于陰影部分時(shí),
△PBC的面積小于,根據(jù)幾何概型,其概率為P=。
6.已知點(diǎn)A在坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)B在直線y=1上,點(diǎn)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(diǎn)D(,1),
若△ABC的面積小于或等于5,則×DB×4≤5,即DB≤,
所以點(diǎn)B的橫坐標(biāo)x∈[-,],而AB≤,
所以點(diǎn)B的橫坐標(biāo)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(jī)地取一個(gè)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(dāng)m≤2時(shí),由題意得=,解得m=2.5,矛盾,舍去。
當(dāng)2n。
如圖,由題意知,在矩形ABCD內(nèi)任取一點(diǎn)Q(m,n),點(diǎn)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(gè)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(dāng)硬幣中心落在陰影區(qū)域時(shí),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(gè)面的點(diǎn)數(shù)分別為1,2,3,4,5,6)先后拋擲兩次時(shí)第一次、第二次出現(xiàn)的點(diǎn)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(gè));
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(gè);
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(xué)參加省學(xué)業(yè)水平測試,物理、化學(xué)、生物成績獲得等級(jí)A和獲得等級(jí)不是A的機(jī)會(huì)相等,且三個(gè)學(xué)科成績獲得等級(jí)A的事件分別記為W1,W2,W3,獲得等級(jí)不是A的事件分別記為,。
(1)試列舉該同學(xué)在這次水平測試中物理、化學(xué)、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(xué)參加這次水平測試獲得兩個(gè)A的概率;
(3)試設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于該同學(xué)參加這次水平測試物理、化學(xué)、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(xué)在這次水平測試中物理、化學(xué)、生物成績是否為A的可能結(jié)果有8種,分別為(W1,W2,W3),(W1,W2,W3),(W1,W3),(W1,W2),(W3),(W2),(W1,)。
(2)由(1),知有兩個(gè)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(xué)參加這次水平測試物理、化學(xué)、生物成績不全為A的事件概率大于85%。
理由如下:該同學(xué)參加這次水平測試物理、化學(xué)、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(xué)、生物成績不全為A的概率是P1=0.875>85%。
方法二:該同學(xué)參加這次水平測試物理、化學(xué)、生物成績至少一個(gè)為A的事件概率大于85%。
理由如下:該同學(xué)參加這次水平測試物理、化學(xué)、生物成績?nèi)粸锳的事件有1種情況,其概率為,則物理、化學(xué)、生物成績至少一個(gè)為A的概率為P2=1=>85%。
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