课时目标 1.了解均匀随机数的产生方法与意义.2.会用模拟实验求几何概型的概率.3.能利用模拟实验估计不规则图形的面积.
1.均匀随机数的产生
(1)计算器上产生[0,1]的均匀随机数的函数是______________函数.
(2)Excel软件产生[0,1]区间上均匀随机数的函数为“rand()”.
2.用模拟的方法近似计算某事件概率的方法
(1)____________的方法:制作两个转盘模型,进行模拟试验,并统计试验结果.
(2)____________的方法:用Excel软件产生[0,1]区间上均匀随机数进行模拟.注意操作步骤.
3.[a,b]上均匀随机数的产生.
利用计算器或计算机产生[0,1]上的均匀随机数x=RAND,然后利用伸缩和平移交换,x=x1*(b-a)+a就可以得到[a,b]内的均匀随机数,试验的结果是[a,b]上的任何一个实数,并且任何一个实数都是等可能的.
一、选择题
1.将[0,1]内的均匀随机数转化为[-3,4]内的均匀随机数,需要实施的变换为( )
2.在线段AB上任取三个点x1,x2,x3,则x2位于x1与x3之间的概率是( )
A.B.
C.D.1
3.与均匀随机数特点不符的是( )
A.它是[0,1]内的任何一个实数
B.它是一个随机数
C.出现的每一个实数都是等可能的
D.是随机数的平均数
4.如图,边长为2的正方形中有一封闭曲线围成的阴影区域,在正方形中随机撒一粒豆子,它落在阴影区域内的概率为,则阴影区域的面积为( )
A.B.
C.D.无法计算
5.在长为12 cm的线段AB上任取一点M,并以线段AM为边作正方形.这个正方形的面积介于36 cm2与81 cm2之间的概率为( )
A.B.C.D.
6.将一个长与宽不等的长方形,沿对角线分成四个区域,如图所示涂上四种颜色,中间装个指针,使其可以自由转动,对指针停留的可能性下列说法正确的是( )
A.一样大B.蓝白区域大
C.红黄区域大D.由指针转动圈数决定
题 号
1
2
3
4
5
6
答 案
二、填空题
7.在圆心角为90°的扇形中,以圆心O为起点作射线OC,使得∠AOC和∠BOC都不小于30°的概率为______.
8.在区间[-1,2]上随机取一个数x,则|x|≤1的概率为________.
9.在边长为2的正三角形ABC内任取一点P,则使点P到三个顶点的距离至少有一个小于1的概率是________.
三、解答题
10.利用随机模拟法近似计算图中阴影部分(曲线y=log3x与x=3及x轴围成的图形)的面积.
11.假设小军、小燕和小明所在的班级共有50名学生,并且这50名学生早上到校先后的可能性是相同的.设计模拟方法估计下列事件的概率:
(1)小燕比小明先到校;
(2)小燕比小明先到校,小明比小军先到校.
能力提升
12.如图所示,曲线y=x2与y轴、直线y=1围成一个区域A(图中的阴影部分),用模拟的方法求图中阴影部分的面积(用两种方法).
13.甲、乙两人约定在6时到7时之间在某处会面,并约定先到者应等候另一人一刻钟,过时即可离去.求两人能会面的概率(用两种方法).
1.[0,1]或[a,b]上均匀随机数的产生
利用计算器的RAND函数可以产生[0,1]的均匀随机数,试验的结果是区间[0,1]内的任何一个实数,而且出现任何一个实数是等可能的,因此,可以用计算器产生的0到1之间的均匀随机数进行随机模拟.
计算器不能直接产生[a,b]区间上的随机数,但可利用伸缩和平移变换得到:如果Z是[0,1]区间上的均匀随机数,则a+(b-a)Z就是[a,b]区间上的均匀随机数.
2.随机模拟试验是研究随机事件概率的重要方法.用计算机或计算器模拟试验,首先把实际问题转化为可以用随机数来模拟试验结果的概率模型,也就是怎样用随机数刻画影响随机事件结果的量.我们可以从以下几个方面考虑:
(1)由影响随机事件结果的量的个数确定需要产生的随机数的组数.如长度、角度型只用一组,面积型需要两组.
(2)由所有基本事件总体对应区域确定产生随机数的范围.
(3)由事件A发生的条件确定随机数所应满足的关系式.
答案:
3.3.2 均匀随机数的产生
知识梳理
1.(1)RAND 2.(1)试验模拟 (2)计算机模拟
作业设计
1.C [根据伸缩、平移变换a=a1*[4-(-3)]+(-3)=a1*7-3.]
2.B [因为x1,x2,x3是线段AB上任意的三个点,任何一个数在中间的概率相等且都是.]
3.D [A、B、C是均匀随机数的定义,均匀随机数的均匀是“等可能”的意思,并不是“随机数的平均数”.]
4.B [∵=,∴S阴影=S正方形=.]
5.D [由题意知,6
7.
解析 作∠AOE=∠BOD=30°,如图所示,随机试验中,射线OC可能落在扇面AOB内任意一条射线上,而要使∠AOC和∠BOC都不小于30°,则OC落在扇面DOE内,
∴P(A)=.
8.
解析 由|x|≤1,得-1≤x≤1.
由几何概型的概率求法知,所求的概率P==.
9.
解析 以A、B、C为圆心,以1为半径作圆,与△ABC交出三个扇形,
当P落在其内时符合要求.
∴P==.
10.解 设事件A:“随机向正方形内投点,所投的点落在阴影部分”.
(1)利用计算器或计算机产生两组[0,1]上的均匀随机数,x1=RAND,y1=RAND.
(2)经过伸缩变换x=x1*3,y=y1*3,得到两组[0,3]上的均匀随机数.
(3)统计出试验总次数N和满足条件y
设阴影部分的面积为S,正方形的面积为9,由几何概率公式得P(A)=,所以≈.
所以S≈即为阴影部分面积的近似值.
11.解 记事件A“小燕比小明先到校”;记事件B“小燕比小明先到校且小明比小军先到校”.
①利用计算器或计算机产生三组0到1区间的均匀随机数,a=RAND,b=RAND,c=RAND分别表示小军、小燕和小明三人早上到校的时间;
②统计出试验总次数N及其中满足b
12.解 方法一 我们可以向正方形区域内随机地撒一把豆子,数出落在区域A内的豆子数与落在正方形内的豆子数,根据
,即可求区域A面积的近似值.例如,假设撒1 000粒豆子,落在区域A内的豆子数为700,则区域A的面积S≈=0.7.
方法二 对于上述问题,我们可以用计算机模拟上述过程,步骤如下:
第一步,产生两组0~1内的均匀随机数,它们表示随机点(x,y)的坐标.如果一个点的坐标满足y≥x2,就表示这个点落在区域A内.
第二步,统计出落在区域A内的随机点的个数M与落在正方形内的随机点的个数N,可求得区域A的面积S≈.
13.解 方法一 以x轴和y轴分别表示甲、乙两人到达约定地点的时间,则两人能够会面的充要条件是|x-y|≤15.在如图所示平面直角坐标系下,(x,y)的所有可能结果是边长为60的正方形区域,而事件A“两人能够会面”的可能结果由图中的阴影部分表示.
由几何概型的概率公式得:
P(A)====.
所以两人能会面的概率是.
方法二 设事件A={两人能会面}.
(1)利用计算器或计算机产生两组0到1区间的均匀随机数,x1=RAND,y1=RAND;
(2)经过伸缩变换,x=x1*60,y=y1*60,得到两组[0,60]上的均匀随机数;
(3)统计出试验总次数N和满足条件|x-y|≤15的点(x,y)的个数N1;
(4)计算频率fn(A)=,即为概率P(A)的近似值.