2021高考数学总复习培优练习：几何概型（含答案）

高考数学总复习培优练习：几何概型（含答案）

培优点二十几何概型

1.长度类几何概型

例1：已知函数/（x）=/-x-2,xe［-5,5］,在定义域内任取一点飞,使〃与）40的概率是（）

A.—B.-C.—D.-

103105

【答案】C

【解析】先解出f（x（））40时X。的取值范围：X2-X-2<0^>-1<X<2.

从而在数轴上［T2］区间长度占［-5,5］区间长度的比例即为事件发生的概率，.••「=卷，故选C.

2.面积类几何概型

（1）图形类几何概型

例2-1：如图所示，在矩形ABCD中，AB=2a,AD=a,图中阴影部分是以/W为直径的半圆，现在向矩

形他CD内随机撒4000粒豆子（豆子的大小忽略不计），根据你所学的概率统计知识，下列四个选项中最

有可能落在阴影部分内的豆子数目是（）

A.1000B.2000C.3000D.4000

【答案】C

【解析】在矩形ABCD中，AB=2a,AD=a,面积为打，半圆的面积为兀,

2

故由几何概型可知，半圆所占比例为工，随机撒4000粒豆子，

4

落在阴影部分内的豆子数目大约为3000,故选C.

（2）线性规划类几何概型

例2-2：甲乙两艘轮船都要在某个泊位停靠6小时，假定他们在一昼夜的时间段中随机地到达，试求这两艘

船中至少有一艘在停泊位时必须等待的概率（）

【答案】D

【解析】设甲船到达的时间为x,乙船到达的时间为九

0<x<24

则所有基本事件构成的区域。满足

04y424'

04x424

这两艘船中至少有一艘在停泊位时必须等待包含的基本事件构成的区域A满足04y424,作出对应的平

卜-引46

面区域如图所示:

S1Qx1Q7

这两艘船中至少有一艘在停泊位时必须等待的概率为尸(A)=尚=l-^-zr=北，故选D.

3c24x24lo

(3)利用积分求面积

例2-3：如图，圆。:/+丁=兀2内的正弦曲线y=sinx与x轴围成的区域记为M(图中阴影部分)，随机往

圆O内投一个点A,则点A落在区域”内的概率是()

A.4D.1

Tf

【答案】B

【解析】构成试验的全部区域为圆内的区域，面积为

正弦曲线丫=411》与x轴围成的区域记为“，

根据图形的对称性得：面积为S=2jsinxdx=-2cosx|；=4,

0

由几何概率的计算公式可得，随机往圆O内投一个点A,

4

则点A落在区域M内的概率尸=卡，故选B.

3.体积类几何概型

例3：一个多面体的直观图和三视图所示，M是A3的中点，一只蝴蝶在几何体"尸-BCE内自由飞翔,

由它飞入几何体F-40CD内的概率为（）

【答案】D

［解析】所求概率为棱锥F-的体积与棱柱ADF-BCE体积的比值.

由三视图可得AD=OF=CD="，且AO,DF,CD两两垂直，

可得%"cE=SwgC=gADZ）FQC=；a3,

113

棱锥体积％…S.C，而Sa=54。«/+。0=丁2，

；•Vs=，,从而尸=y''/（/>=।•故选D.

4vADF-BCE乙

〉对点增分集训

一、单选题

2

1.如图，边长为2的正方形中有一阴影区域,在正方形中随机撒一粒豆子，它落在阴影区域内的概率为:.则

阴影区域的面积约为（)

A.j2B.14C.|8D.无法计算

【答案】C

【解析】设阴影区域的面积为s,：=；,.•.$=；.故选C.

433

2.某景区在开放时间内，每个整点时会有一趟观光车从景区入口发车，某人上午到达景区入口，准备乘坐

观光车，则他等待时间不多于10分钟的概率为()

A.—B.—C.-D.—

10656

【答案】B

【解析】由题意，此人在50分到整点之间的10分钟内到达，等待时间不多于10分钟，

概率尸=3=L.故选民

606

3.一只蚂蚁在边长为4的正三角形区域内随机爬行，则它在离三个顶点距离都大于2的区域内的概率为

()

【答案】A

【解析】满足条件的正三角形如图所示:

其中正三角形ABC的面积5.=苧*16=46

满足到正三角形ABC的顶点A,B,C的距离都小于2的平面区域如图中阴影部分所示,

则%=2兀，则使取到的点到三个顶点A,B,C的距离都大于2的概率为:

P=1—与=l-fg.故选A.

4V36

2

4.在区间［0』上随机取两个数x,九记「为事件"x+y4］"的概率，则尸=（）

「4「2

ABC.-D.一

-1-199

【答案】D

【解析】如图所示，04x41,04y41表示的平面区域为ABCD,

平面区域内满足x+y4|的部分为阴影部分的区域APQ,其中P（g，o）,Q（o，|

1x2x2

结合几何概型计算公式可得满足题意的概率值为2332,故选D.

Pn=-------------=-

1X19

5.在区间［0,2］上随机取一个数，sin^x的值介于。到g之间的概率为（）

A1n2n2

A.-B.-C.—D.一

37C23

【答案】A

7rl7rITTT15

【解析】由OKsin—工（一，f^0<—x<—,或一<—X<TI,0<x<-^（-<x<2,

22266233

TT1

记A=sin-x的值介于0到-之间，

22

ico

则构成事件A的区域长度为;-0+2-1=；；全部结果的区域［0,2］长度为2；

2

'P（A）=3=L故选A・

V723

6.点P在边长为1的正方形43C£）内运动，则动点尸到定点A的距离|朗上1的概率为（）

A.-B.-C.-D.兀

424

【答案】c

【解析】满足条件的正方形如图所示:

c

其中满足动点P到定点A的距离|尸川＜1的平面区域如图中阴影部分所示，

则正方形的面积品=1,阴影部分的面积九=；兀.

故动点P到定点A的距离|/科＜1的概率P=曾=-.故选C.

3正4

7.如图所示，在椭圆工+丁=1内任取一个点则P恰好取自椭圆的两个端点连线与椭圆围成阴影部分

4

的概率为（）

L.-----B------C.-D.-----

42兀44TI888兀

【答案】A

【解析】先求椭圆面积的!，由工+9=1知y「Z,

44'-V4

而［"-ddx表示y="一与x=0,x=2围成的面积，即圆Y+y2=4面积的《，

o4

22

jV4-xdx=7t,=|jV4-xdx=,,S1M=2几，

o42()2

工-1

・・・概率尸=2=」_J_,故选A.

2兀42兀

8.如图，若在矩形。4BC中随机撒一粒豆子，则豆子落在图中阴影部分的概率为（）

B.2D.1-马

A.1--c.4

兀It7C7T

【答案】A

［解析］S矩形=兀乂1=兀,又Jsindx=-cosx,=-（cos%-cos0）=2,S阴影=兀-2,

0

豆子落在图中阴影部分的概率为JTI-2=l-24.故选A.

兀71

9.把不超过实数x的最大整数记为3，则函数〃x）=［可称作取整函数,又叫高斯函数，在［L4］上任取x,

则［x］=［后］的概率为（）

A.-B.-C.-1）.-

4323

【答案】D

【解析】当xe［l,2）时，则［瓜］=1,满足3=［后］;

当xe［2,3）时，［x］=2,\/2xe^2,V6）,则［V^］=2,满足［x］=［V^7］；

当xe［3,4）时，［x］=3,岳e［遍,2&）,贝I」［反］=2不满足印=［后］;

当x=4时，3=4,y/2x=2>/2>则［X/^£］=2,不满足［x］=.

综上，满足区=［后］的xe［l,3）,则［司=［后］的概率为言=|,

故选D.

10.关于圆周率不，数学发展史上出现过许多有创意的求法，如著名的普丰实验和查理斯实验.受其启发,

我们也可以通过设计下面的实验来估计n的值：先请120名同学每人随机写下一个x,>’都小于1的正实数

对（x，A，再统计其中％,y能与1构成钝角三角形三边的数对（乂了）的个数加，最后根据统计个数机估计兀

的值.如果统计结果是〃?=34,那么可以估计兀的值为（）

【答案】B

,、0<x<l

【解析】由题意，120对都小于1的正实数（X,y）,满足面积为1,

两个数能与1构成钝角三角形的三边的数对（X,》,

满足c炉+c小且/［0<X”<l］，面积为0rr1，

•.•统计两数能与1构成钝角三角形三边的数对（x，y）的个数为机=34,

34Tt1.479丹「

则Mll西二一5,故选民

11.为了节省材料，某市下水道井盖的形状如图1所示，其外围是由以正三角形的顶点为圆心，正三角形

的边长为半径的三段圆弧组成的曲边三角形，这个曲边三角形称作“菜洛三角形”.现有一颗质量均匀的

弹珠落在如图2所示的莱洛三角形内，则弹珠恰好落在三角形43c内的概率为（）

【答案】A

［解析】弹珠落在莱洛三角形内的每一个位置是等可能的,

由几何概型的概率计算公式可知所求概率：

c—x22xsin60°/r

p________________________2______________________________________—3

双黑3xf-x—x22-2x1x22xsin60u^+-x22xsin60°2兀-

（232）2

（S幽混为莱洛三角形的面积），故选A.

12.下图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形.此图由三个半圆构成，三个半圆的直径分别为

直角三角形ABC的斜边8C,直角边A8,AC.△ABC的三边所围成的区域记为I,黑色部分记为H,其

余部分记为III.在整个图形中随机取一点，此点取自I,II,IH的概率分别记为八，p2,小，则（）

A.网=PiB.Py=P3C-P2=P3D.Px=P2+P3

【答案】A

【解析】设AC=6,AB=c,BC=a,则有+

从而可以求得/MBC的面积为£=gbc,

(c2b2a2

黑色部分的面积为$2=一十一+-bc

(444J2

C2+Z?2-

=7T-------------

42

其余部分的面积为邑=n•13j-；儿=苧-；乩，.•.有£=邑,

根据面积型几何概型的概率公式，可以得到月=%,故选A.

二、填空题

13.在区间［02］内任取一个实数a,则使函数/(x)=log(2“fx在(0,+8)上为减函数的概率是

【答案】7

4

【解析】,・,函数/(刈=1。&2.7产在(。，+8)上为减函数，

1、］-1

/.0<2a-l<l,-<^<1,因此所求概率为21・

2------------------=—

/2-04

14.记集合A={(x,y)|f+y24i6},集合3={(乂曰卜+丫-440,(x,y)wA}表示的平面区域分别为。一

Q2.若在区域Q内任取一点P(x，y),则点P落在区域。2中的概率为.

【答案】岑2

4冗

【解析】画出A={(x,y)|x2+y2G6}表示的区域5,即图中以原点为圆心，半径为2的圆;

集合3=｛（a），）,+〉一440,（%封€4｝表示的区域复2,即图中的阴影部分.

31

由题意可得S。，=16兀，SQ,^^xl67t+-x4x4=127t+8）

根据几何概型概率公式可得所求概率为尸=£S生==37r一+2.