用几何方法分析求解概率问题

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:june_jt
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  【摘要】本文对几何概型中常见的两类典型问题进行了研究,在以往结果的基础上,通过设定参数,得到参数的取值范围与结果之间的关系,将此类问题的研究更一般化,并深化了几何概型的求解技巧,创新了实际问题中应用几何概型的灵活性和方便性.
  【关键词】几何概率;数学模型;平面区域;几何方法
  一、引 言
  古典概型的样本空间只有有限个样本点,每个样本点的出现都是等可能的.但是人们逐渐认识到,只考虑有限个等可能样本点对于实际应用是不够的,现实生活中还存在大量的“无限等可能”问题.为解决这类问题,后来引入了几何概型,由此也产生了概率的一种计算方法——几何方法.
  本文给出了几个比较典型的几何概型问题,通过设定合适的参数,利用几何分析方法,结合平面和立体图形的直观性,找到参数的取值范围,使得此类概率问题的求解更加一般化,对比以往的结果和方法得到此文的优势和创新.
  二、预备知识
  几何概型是一种最基本的数学模型,也是一种特殊的数学模型,在概率论中有着相当重要的地位.
  1.几何概型的特点
  (1)每次实验的结果(基本事件)有无限多个;
  (2)每次实验的各种结果是等可能的.
  2.“等可能”的意义
  设有限测度为L(Ω)的区域Ω中有任意一个小区域A,如果它的测度为L(A),则点落入A中的可能性大小与它的测度成正比,而与A的位置及形状无关.
  3.利用几何方法确定几何概型中概率的计算的基本思想
  (1)如果一个随机现象的样本空间Ω充满某个区域,其测度(长度、面积、体积等)大小可以用L(Ω)表示;
  (2)任意一点落在测度相同的子区域内是等可能的;
  (3)若事件A为Ω中的某个子区域,其测度大小可以用L(A)表示,则事件A发生的概率为P(A)=L(A)L(Ω).
  三、主要问题及结论
  问题1 在线段[0,1]上随机地投入三个点,由点O至三点形成三条线段,试分析三点的排布与三条线段构成三角形的概率之间的关系.
  解 令A=“三线段能构成一个三角形”.
  设任意放入一点的线段长度为a,其他两点所形成线段分别为x,y,因此三条线段能构成三角形的条件是:x y
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