主攻40个必考点(十七)古典概型与几何概型1.(2019·全国卷Ⅰ)我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化,每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“——”和阴爻“——”,如图就是一重卦.在所有重卦中随机取一重卦,则该重卦恰有3个阳爻的概率是()A.516B.1132C.2132D.1116解析:选A在所有重卦中随机取一重卦,其基本事件总数n=26=64,恰有3个阳爻的基本事件数为C36C33=20,所以在所有重卦中随机取一重卦,该重卦恰有3个阳爻的概率P=2064=516.2.(2018·全国卷Ⅱ)我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是()A.112B.114C.115D.118解析:选C不超过30的所有素数为2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共10个,随机选取两个不同的数,共有C210=45种情况,而和为30的有7+23,11+19,13+17这3种情况,∴所求概率为345=115.故选C.3.(2018·全国卷Ⅰ)如图,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BC,直角边AB,AC.△ABC的三边所围成的区域记为Ⅰ,黑色部分记为Ⅱ,其余部分记为Ⅲ.在整个图形中随机取一点,此点取自Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的概率分别记为p1,p2,p3,则()A.p1=p2B.p1=p3C.p2=p3D.p1=p2+p3解析:选A不妨设△ABC为等腰直角三角形,AB=AC=2,则BC=22,所以区域Ⅰ的面积即△ABC的面积,为S1=12×2×2=2,区域Ⅱ的面积S2=π×12-222-2=2,区域Ⅲ的面积S3=222-2=π-2.根据几何概型的概率计算公式,得p1=p2=2π+2,p3=π-2π+2,所以p1≠p3,p2≠p3,p1≠p2+p3,故选A.4.(2016·全国卷Ⅰ)某公司的班车在7:30,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是()A.13B.12C.23D.34解析:选B如图,7:50至8:30之间的时间长度为40分钟,而小明等车时间不超过10分钟是指小明在7:50至8:00之间或8:20至8:30之间到达发车站,此两种情况下的时间长度之和为20分钟,由几何概型概率公式知所求概率为P=2040=12.故选B.5.(2016·全国卷Ⅰ)为美化环境,从红、黄、白、紫4种颜色的花中任选2种花种在一个花坛中,余下的2种花种在另一个花坛中,则红色和紫色的花不在同一花坛的概率是()A.13B.12C.23D.56解析:选C从4种颜色的花中任选2种颜色的花种在一个花坛中,余下2种颜色的花种在另一个花坛的种数有:红黄—白紫、红白—黄紫、红紫—白黄、黄白—红紫、黄紫—红白、白紫—红黄,共6种,其中红色和紫色的花不在同一花坛的种数有:红黄—白紫、红白—黄紫、黄紫—红白、白紫—红黄,共4种,故所求概率为P=46=23,故选C.[把脉考情]考什么1.古典概型2.几何概型(长度、面积)考多深多以选择题形式考查,古典概型也会在解答题中涉及,试题难度中等偏下,分值5分或12分考多宽古典概型多以实际生活为背景,考查古典概型的概率公式,也常以数学文化为背景考查.几何概型常结合函数考查长度有关问题,结合平面图形考查与面积有关问题、高考中也常以数学文化为背景考查,考查数学运算、直观想象的核心素养求解古典概型的概率问题[典例1]从分别标有1,2,…,9的9张卡片中不放回地随机抽取2次,每次抽取1张,则抽到的2张卡片上的数奇偶性不同的概率是()A.518B.49C.59D.79[一题多解](在发散思维中整合知识)法一:分类法9张卡片中有5张奇数卡片,4张偶数卡片,且为不放回地随机抽取,所以P(第一次抽到奇数,第二次抽到偶数)=59×48=518,P(第一次抽到偶数,第二次抽到奇数)=49×58=518.所以P(抽到的2张卡片上的数奇偶性不同)=518+518=59.法二:直接法依题意,得P(抽到的2张卡片上的数奇偶性不同)=5×4C29=59.故选C.[答案]C[典例2](2019·河北六校联考)某中学一教师统计甲、乙两位同学高三学年的数学成绩(满分150分),现有甲、乙两位同学的20次成绩的茎叶图如图所示:(1)根据茎叶图求甲、乙两位同学成绩的中位数,并将乙同学成绩的频率分布直方图(如图所示)补充完整;(2)根据茎叶图比较甲、乙两位同学数学成绩的平均值及稳定程度(不要求计算出具体值,给出结论即可);(3)现从甲、乙两位同学不低于140分的成绩中任意选出2个成绩,设事件A为“其中2个成绩分别属于不同的同学”,求事件A发生的概率.[解](1)甲同学成绩的中位数是119,乙同学成绩的中位数是128.乙同学成绩的频率分布直方图如图所示:(2)从茎叶图可以看出,乙同学成绩的平均值比甲同学成绩的平均值高,乙同学的成绩比甲同学的成绩更稳定.(3)甲同学不低于140分的成绩有2个,分别设为a,b,乙同学不低于140分的成绩有3个,分别设为c,d,e,现从甲、乙两位同学不低于140分的成绩中任意选出2个成绩的情况有(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),共10种,其中2个成绩分别属于不同的同学的情况有(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),共6种,因此事件A发生的概率P(A)=610=35.增分方略1.古典概型的概率求解步骤(1)求出所有基本事件的个数n;(2)求出事件A包含的所有基本事件的个数m;(3)代入公式P(A)=mn求解.2.基本事件个数的确定方法(1)列举法:此法适合于基本事件个数较少的古典概型.(2)列表法:此法适合于从多个元素中选定两个元素的试验,也可看成坐标法.(3)树状图法:树状图是进行列举的一种常用方法,适用于有顺序的问题及较复杂问题中基本事件数的探求.(4)运用排列组合知识计算.几何概型[典例3](1)(2019·吉林名校联考)已知定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,若x∈[-3,3],则不等式f(x)≤f(1)成立的概率是()A.12B.13C.23D.34(2)(2019·合肥三模)如图是一个正六边形及其内切圆,现采取随机模拟的方法估计圆周率π的值.随机撒一把豆子,若落在正六边形内的豆子个数为N,落在正六边形内切圆内的豆子个数为M,则估计圆周率π的值为()A.23MNB.3MNC.3MND.23MN(3)(2019·咸阳二模)一只蚊子在一个正方体容器中随机飞行,当蚊子在该正方体的内切球中飞行时属于安全飞行,则这只蚊子安全飞行的概率是________.[解析](1)由题意,定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,则不等式f(x)≤f(1)等价于|x|≤1,解得-1≤x≤1,所以当x∈[-3,3]时,不等式f(x)≤f(1)对应的概率P=1--13--3=13.故选B.(2)设正六边形的边长为1,则其内切圆的半径为32,依题意得π×3226×34×12=MN,解得π=23MN,故选D.(3)设正方体的棱长为2a,其体积V1=(2a)3=8a3,所以正方体内切球的直径为2a,该内切球的体积V2=43πa3,利用几何概型的概率公式可得,这只蚊子安全飞行的概率P=V2V1=43πa38a3=π6.[答案](1)B(2)D(3)π6增分方略几何概型的适用条件及应用关键(1)当试验的结果构成的区域为长度、面积、体积等时,应考虑使用几何概型求解.(2)利用几何概型求概率时,关键是试验的全部结果构成的区域和事件发生的区域的寻找,有时需要设出变量,在坐标系中表示所需要的区域.