余建國
幾何概型中的每個基本事件可以視為從區(qū)域D內(nèi)隨機取一點。例如,用剪刀隨機剪斷一根繩子,斷處就是一個點;又如,向一個網(wǎng)盤投擲飛鏢,飛鏢擊中網(wǎng)盤就是一個點;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點等等,但有些問題中的“點”看起來就不是很明顯,或根本就不是點,這樣的幾何概型如何求解呢?
與本題類似的是“會面問題”,都有兩個相互獨立的變量,從而將基本事件理解為平面直角坐標系中的點,同學們可以參照求解。
鑿例3 在圓O上隨機取三點A, B,c,求△ABC是銳角三角形的概率。
分析 三個點隨機取,是不是有三個獨立的變量,轉(zhuǎn)化為三維空間內(nèi)取點呢?還有同學說,不能面直徑,那就在直徑上方先面一條線AB,第3個點C不能在AB上方取,只能在AB下方取,所以概率是1/2。這些解法其實都沒有數(shù)學的邏輯推理和抽象概括,全憑感覺!
事實上,換一個等價的、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,如圖4。由于∠A=1/2∠BOC等,要使△ABC是銳角三角形,當且僅當∠BOC,∠COA,∠AOB都小于丌,而∠BOC十∠COA十∠AOB=2丌,故設兩個獨立變量,基本事件就轉(zhuǎn)化為點了。
在平面直角坐標系中,面出Ωn,A所對應的平面區(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)上面三個問題,解決幾何概型關(guān)鍵首先要看到“點”,任何基本事件都必須轉(zhuǎn)化為“點”,且保證取點的等可能性;其次,隨機事件A的發(fā)生可視為恰好取到區(qū)域D內(nèi)的某個指定區(qū)域d中的點,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,此時應該升維。
這個“點”可能是實實在在的點,如飛鏢的落點、繩子的斷點、到達車站的時間點等,也有可能是我們?yōu)榱说瓤赡苄远鴺?gòu)造出來的點,而不是題目條件中的幾何點,總之,要抓住幾何概型的關(guān)鍵“點”。endprint