3.3.2几何概型及均匀随机数的产生

3. 3.2几何概型及匀称随机数的产生 一、教材分析 1.几何概型是不同于古典概型的又一个最基本、最常见的概率模型，其概率计算原理通俗、简洁，对应随机事务及试验结果的几何量可以是长度、面积或体积. 2.假如一个随机试验可能出现的结果有无限多个，并且每个结果发生的可能性相等，那么该试验可以看作是几何概型.通过适当设置，将随机事务转化为几何问题，即可利用几何概型的概率公式求事务发生的概率. 二、教学目标 （1）正确理解几何概型的概念； （2）驾驭几何概型的概率公式； （3）会依据古典概型与几何概型的区分与联系来判别某种概型是古典概型还是几何概型； （4）了解匀称随机数的概念； （5）驾驭利用计算器（计算机）产生匀称随机数的方法； （6）会利用匀称随机数解决详细的有关概率的问题． 三、教学重点难点 1、几何概型的概念、公式及应用； 2、利用计算器或计算机产生匀称随机数并运用到概率的实际应用中． 四、学情分析 [来源Zxxk.Com] 五、教学方法 1．自主探究，互动学习 2．学案导学见后面的学案。 3．新授课教学基本环节预习检查、总结怀疑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前打算 1、通过对本节学问的探究与学习，感知用图形解决概率问题的方法，驾驭数学思想与逻辑推理的数学方法；2、教学用具投灯片，计算机及多媒体教学．七、课时支配1课时 七、教学过程 1、创设情境在概率论发展的早期，人们就已经留意到只考虑那种仅有有限个等可能结果的随机试验是不够的，还必需考虑有无限多个试验结果的状况。例如一个人到单位的时间可能是800至900之间的任何一个时刻；往一个方格中投一个石子，石子可能落在方格中的任何一点这些试验可能出现的结果都是无限多个。 2、基本概念（1）几何概率模型假如每个事务发生的概率只与构成该事务区域的长度（面积或体积）成比例，则称这样的概率模型为几何概率模型； （2）几何概型的概率公式 P（A）； （3）几何概型的特点1）试验中全部可能出现的结果（基本领件）有无限多个；2）每个基本领件出现的可能性相等． 3、例题分析 课本例题略 例1 判下列试验中事务A发生的概度是古典概型，还是几何概型。 （1）抛掷两颗骰子，求出现两个“4点”的概率； （2）如课本P132图3．3-1中的2所示，图中有一个转盘，甲乙两人玩转盘嬉戏，规定当指针指向B区域时，甲获胜，否则乙获胜，求甲获胜的概率。 分析本题考查的几何概型与古典概型的特点，古典概型具有有限性和等可能性。而几何概型则是在试验中出现无限多个结果，且与事务的区域长度有关。 解（1）抛掷两颗骰子，出现的可能结果有6636种，且它们都是等可能的，因此属于古典概型； （2）嬉戏中指针指向B区域时有无限多个结果，而且不难发觉“指针落在阴影部分”，概率可以用阴影部分的面积与总面积的比来衡量，即与区域长度有关，因此属于几何概型． 例2 某人欲从某车站乘车出差，已知该站发往各站的客车均每小时一班，求此人等车时间不多于10分钟的概率． 分析假设他在0～60分钟之间任何一个时刻到车站等车是等可能的,但在0到60分钟之间有无穷多个时刻,不能用古典概型公式计算随机事务发生的概率.可以通过几何概型的求概率公式得到事务发生的概率.因为客车每小时一班,他在0到60分钟之间任何一个时刻到站等车是等可能的,所以他在哪个时间段到站等车的概率只与该时间段的长度有关,而与该时间段的位置无关,这符合几何概型的条件. 解设A{等待的时间不多于10分钟},我们所关切的事务A恰好是到站等车的时刻位于[50,60]这一时间段内,因此由几何概型的概率公式,得PA ，即此人等车时间不多于10分钟的概率为． 小结在本例中，到站等车的时刻X是随机的，可以是0到60之间的任何一刻，并且是等可能的，我们称X听从[0,60]上的匀称分布，X为[0,60]上的匀称随机数． 练习1．已知地铁列车每10min一班，在车站停1min，求乘客到达站台马上乘上车的概率。 2．两根相距6m的木杆上系一根绳子，并在绳子上挂一盏灯，求灯与两端距离都大于2m的概率． 解1．由几何概型知，所求事务A的概率为PA ； 2．记“灯与两端距离都大于2m”为事务A，则PA ． 例3 在1万平方千米的海疆中有40平方千米的大陆架贮存着石油，假设在海疆中随意一点钻探，钻到油层面的概率是多少 分析石油在1万平方千米的海疆大陆架的分布可以看作是随机的而40平方千米可看作构成事务的区域面积，有几何概型公式可以求得概率。 解记“钻到油层面”为事务A，则PA 0.004． 答钻到油层面的概率是0.004． 例4 在1上升产小麦种子中混入了一种带麦诱病的种子，从中随机取出10毫升，则取出的种子中含有麦诱病的种子的概率是多少 分析病种子在这1升中的分布可以看作是随机的，取得的10毫克种子可视作构成事务的区域，1升种子可视作试验的全部结果构成的区域，可用“体积比”公式计算其概率。 解取出10毫升种子，其中“含有病种子”这一事务记为A，则 PA 0.01． 答取出的种子中含有麦诱病的种子的概率是0.01． 例5 取一根长度为3m的绳子，拉直后在随意位置剪断，那么剪得两段的长都不小于1m的概率有多大 分析在随意位置剪断绳子，则剪断位置到一端点的距离取遍[0，3]内的随意数，并且每一个实数被取到都是等可能的。因此在随意位置剪断绳子的全部结果（基本领件）对应[0，3]上的匀称随机数，其中取得的[1，2]内的随机数就表示剪断位置与端点距离在[1，2]内，也就是剪得两段长都不小于1m。这样取得的[1，2]内的随机数个数与[0，3]内个数之比就是事务A发生的概率。 解法1（1）利用计算器或计算机产生一组0到1区间的匀称随机数a1RAND． （2）经过伸缩变换，aa1*3． （3）统计出[1，2]内随机数的个数N1和[0，3] 内随机数的个数N． （4）计算频率fnA即为概率P（A）的近似值． 解法2做一个带有指针的圆盘，把圆周三等分，标上刻度[0，3]（这里3和0重合）．转动圆盘登记指针在[1，2]（表示剪断绳子位置在[1，2]范围内）的次数N1及试验总次数N，则fnA即为概率P（A）的近似值． 小结用随机数模拟的关键是把实际问题中事务A及基本领件总体对应的区域转化为随机数的范围。解法2用转盘产生随机数，这种方法可以亲自动手操作，但费时费劲，试验次数不行能很大；解法1用计算机产生随机数，可以产生大量的随机数，又可以自动统计试验的结果，同时可以在短时间内多次重复试验，可以对试验结果的随机性和规律性有更深刻的相识． 例6 在长为12cm的线段AB上任取一点M，并以线段AM为边作正方形，求这个正方形的面积介于36cm2与81cm2之间的概率． 分析正方形的面积只与边长有关，此题可以转化为在12cm长的线段AB上任取一点M，求使得AM的长度介于6cm与9cm