余建國
幾何概型中的每個(gè)基本事件可以視為從區(qū)域D內(nèi)隨機(jī)取一點(diǎn)。例如,用剪刀隨機(jī)剪斷一根繩子,斷處就是一個(gè)點(diǎn);又如,向一個(gè)網(wǎng)盤投擲飛鏢,飛鏢擊中網(wǎng)盤就是一個(gè)點(diǎn);再如,在1L高產(chǎn)小麥種子中混入l粒帶麥銹病的種子,可以將這粒種子看成一個(gè)點(diǎn)等等,但有些問題中的“點(diǎn)”看起來就不是很明顯,或根本就不是點(diǎn),這樣的幾何概型如何求解呢?
與本題類似的是“會(huì)面問題”,都有兩個(gè)相互獨(dú)立的變量,從而將基本事件理解為平面直角坐標(biāo)系中的點(diǎn),同學(xué)們可以參照求解。
鑿例3 在圓O上隨機(jī)取三點(diǎn)A, B,c,求△ABC是銳角三角形的概率。
分析 三個(gè)點(diǎn)隨機(jī)取,是不是有三個(gè)獨(dú)立的變量,轉(zhuǎn)化為三維空間內(nèi)取點(diǎn)呢?還有同學(xué)說,不能面直徑,那就在直徑上方先面一條線AB,第3個(gè)點(diǎn)C不能在AB上方取,只能在AB下方取,所以概率是1/2。這些解法其實(shí)都沒有數(shù)學(xué)的邏輯推理和抽象概括,全憑感覺!
事實(shí)上,換一個(gè)等價(jià)的、且仍然保證“等可能性”的說法:從圓心O出發(fā)任意作三條射線,與圓周分別交于A,B,C三點(diǎn),如圖4。由于∠A=1/2∠BOC等,要使△ABC是銳角三角形,當(dāng)且僅當(dāng)∠BOC,∠COA,∠AOB都小于丌,而∠BOC十∠COA十∠AOB=2丌,故設(shè)兩個(gè)獨(dú)立變量,基本事件就轉(zhuǎn)化為點(diǎn)了。
在平面直角坐標(biāo)系中,面出Ωn,A所對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域D,d,如圖5,其中D指等腰直角三角形,d指陰影部分。所以,P(A)=d的面積/D的面積=1/4。
總結(jié)上面三個(gè)問題,解決幾何概型關(guān)鍵首先要看到“點(diǎn)”,任何基本事件都必須轉(zhuǎn)化為“點(diǎn)”,且保證取點(diǎn)的等可能性;其次,隨機(jī)事件A的發(fā)生可視為恰好取到區(qū)域D內(nèi)的某個(gè)指定區(qū)域d中的點(diǎn),記住是指定區(qū)域!如果發(fā)現(xiàn)區(qū)域“飄忽不定”,可能是變量不夠用了,此時(shí)應(yīng)該升維。
這個(gè)“點(diǎn)”可能是實(shí)實(shí)在在的點(diǎn),如飛鏢的落點(diǎn)、繩子的斷點(diǎn)、到達(dá)車站的時(shí)間點(diǎn)等,也有可能是我們?yōu)榱说瓤赡苄远鴺?gòu)造出來的點(diǎn),而不是題目條件中的幾何點(diǎn),總之,要抓住幾何概型的關(guān)鍵“點(diǎn)”。endprint