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1、 第六章 导 数 第 01 讲:导数的概念、几何意义及其运算 常见基本初等函数的导数公式和常用导数运算公式:NnnxxCCnn,)(;)(01为常数;;sin)(cos;cos)(sinxxxx aaaeexxxxln)(;)(;exxxxaalog1)(log;1)(ln 法则 1:)()()()(xvxuxvxu 法则 2:)()()()()()(xvxuxvxuxvxu 法则 3:)0)()()()()()()()(2xvxvxvxuxvxuxvxu 一基础知识回忆:1.导数的定义:函数)(xfy 在0 x处的瞬时变化率xxfxxfxyoxx)()(limlim000称为函数)(xfy
2、在0 xx 处的导数,记作)(0/xf或0/xxy,即xxfxxfxfx)()(lim)(0000/如果函数)(xfy 在开区间),(ba内的每点处都有导数,此时对于每一个),(bax,都对应着一个确定的导数)(/xf,从而构成了一个新的函数)(/xf。称这个函数)(/xf为函数)(xfy 在开区间内的导函数,简称导数,也可记作/y,即)(/xf/yxxfxxfx)()(lim0 导数与导函数都称为导数,这要加以区分:求一个函数的导数,就是求导函数;求函数)(xfy 在0 x处的导数0/xxy,就是导函数)(/xf在0 x处的函数值,即0/xxy)(0/xf。2.由导数的定义求函数)(xfy
3、的导数的一般方法是:(1).求函数的改变量)()(fxfxxf;2.求平均变化率xxfxxfx)()(f;3.取极限,得导数/yxxflim0。3.导数的几何意义:函数)(xfy 在0 x处的导数是曲线)(xfy 上点()(,00 xfx)处的切线的斜率。因此,如果)(0 xf 存在,则曲线)(xfy 在点)(,00 xfx处的切线方程为_。4.常用的求导公式、法则除上面大纲所列出的以外,还有:1公式1/)(nnnxx的特例:)x(_;x1_,)x(_.2法则:/)(xfc_;假设)(),(xuufy,则xy=_.二例题分析:例 1.已知y=x1,用导数的定义求y.11xyx在点(3 2),处
4、的切线与直线10axy 垂直,则a D A2 B12 C12 D2 例 3.曲线 y=xx 331在点1,34处的切线与坐标轴围成的三角形面积为A A91 B 92 C 31 D32 例 4.已知直线1l为曲线22xxy在点1,0处的切线,2l为该曲线的另一条切线,且.21ll 求直线2l的方程;求由直线1l、2l和x轴所围成的三角形的面积.第 02 讲:导数在研究函数中的应用 一基础知识回忆:1.设函数)(xfy 在某个区间 a,b 内有导数,如果在这个区间内,则)(xfy 在这个区间内单调递增;如果在这个区间内,则)(xfy 是这个区间内单调递减.2.求函数的单调区间的方法:1求导数)x(
5、fy;2解方程0)x(f;3使不等式0)x(f成立的区间就是递增区间,使0)x(f成立的区间就是递减区间。3.求函数)(xfy 的极值的方法:1求导数)x(fy;2求方程的根临界点;3如果在根0 x附近的左侧)x(f _0,右侧)x(f _0,那么)x(f0是)(xfy 的极大值;如果在根0 x附近的左侧)x(f _0,右侧)x(f _0,那么)x(f0是)(xfy 的极小值 4在区间 ba,上求函数)(xfy 的最大值与 最小值 的步骤:1求函数)(xfy 在),(ba内的导数;2求函数)(xfy 在),(ba内的极值;3将函数)(xfy 在),(ba内的各极值与端点处的函数值)(),(bf
6、af作比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值 第 03 讲:导数的实际应用 一基础知识回忆:1.结论:假设函数 f(x)在区间 A 上有唯一一个极值点0 x,且)(0 xf是这个函数的极大小值,那么这个极值必定就是函数 f(x)在区间 A 上的最大小值。2.定积分的几何意义:badxxf)(表示由直线_,_,_和曲线y=f(x)所围成的曲边梯形的面积。3微积分基本定理牛顿-莱布尼兹公式:如果 f(x)是区间a,b 上的连续函数,并且)()(xfxF,那么baaFbFdxxf)()()(。常常把)()(aFbF记作baxF|)(。高中数学专题六 数列 数列知识点总结 第一部分 等差数列
7、 一、定义式:1nnaad 二、通项公式:na1()(1)manm dand 一个数列是等差数列的等价条件:banan(a,b 为常数),即na是关于n 的一次函数,因为nZ,所以na关于n 的图像是一次函数图像的分点表示形式。三、前n 项和公式:1()2nnn aaSna中间项 1(1)2n nnad 一个数列是等差数列的另一个充要条件:bnanSn2(a,b 为常数,a 0),即nS是关于n 的二次函数,因为nZ,所以nS关于n 的图像是二次函数图像的分点表示形式。四、性质结论 1.3 或4 个数成等差数列求数值时应按对称性原则设置,如:3 个数a-d,a,a+d;4 个数a-3d,a-d
8、,a+d,a+3d 2.a与b的等差中项2abA;在等差数列na中,假设mnpq ,则 mnpqaaaa;假设2mnp,则2mnpaaa;Nnn,则,奇偶ndSS 1nnaaSS偶奇;假设等差数列的项数为 Nnn12,则nnanS1212,且naSS偶奇,1nnSS偶奇 4.凡按一定规律和次序选出的一组一组的和仍然成等差数列。设12,nA aaa ,122nnnBaaa,21223nnnCaaa,则有CAB2;5.10a,mnSS,则前2m nS(m+n 为偶数)或12m nS(m+n 为奇数)最大 第二部分 等比数列 一、定义:1(2,0,0)nnnnaq naqaa成等比数列。二、通项公式
9、:11nnqaa,n mnmaa q 数列an是等比数列的一个等价条件是:(1),(0,01nnSa bab,)当0q 且0q 时,na关于 n 的图像是指数函数图像的分点表示形式。三、前n 项和:1111(1)(1)(1)11nnnnaqSaaqaqqqq;(注意对公比的讨论)四、性质结论:1.a与b的等比中项G2GabGab(,a b同号);na中,假设mnpq ,则mnpqaaaa;假设2mnp,则2mnpaaa;12,nA aaa ,122nnnBaaa,21223nnnCaaa,则有2BA C 第三部分 求杂数列通项公式na 一 构造等差数列:递推式不能构造等比时,构造等差数列。第一
10、类:但凡出现分式递推式都可以构造等差数列来求通项公式,例如:112111nnnaaa,两 边 取 倒 数11112111nnnaaa是 公 差 为2的 等 差 数 列)1(211111naan,从而求出na。第二类:221(1)(1)nnnan an n 1111nnnnaann 1nnan是公差为1 的等差数列 111 1211nnnnaaann 二。递推:即按照后项和前项的对应规律,再往前项推写对应式。例如 1211nnnnnanaan naan a!【注:!(1)(2)1nn nn】求通项公式na的题,不能够利用构造等比或者构造等差求na的时候,一般通过递推来求na。第四部分 求前n 项
11、和nS 一、裂项相消法:11111 22 33 4111111111()()()()122334111111n nnnnnn()、11111,2,3,4,n39278111111 2 3 4392781的前 和是:(+)+(+)二、错位相减法:凡等差数列和等比数列对应项的乘积构成的数列求和时用此方法,求:23n-2n-1nnS=x3x5x(2n-5)x(2n-3)x(2n-1)x (x1)23n-2n-1nnS=x3x5x(2n-5)x(2n-3)x(2n-1)x (x1)234n-1nn+1nxS=x3x5x(2n-5)x(2n-3)x(2n-1)x(x1)减得:23n-1nn+1n2n-1
12、n+1(1 x)S=x2x2x2x2x2n 1 x2x 1 xx2n 1 x1 x 从而求出nS。三 倒序相加法:前两种方法不行时考虑倒序相加法 例:等差数列求和:n123n 2n 1nnnn 1n 2321S=aaaaaaS=aaaaaa 两式相加可得:n1n2n 13n 23n 22n 11n1nn2S=aaaaaaaaaaaan aaS 高中数学专题九 概率 概率部分知识点 事件:随机事件 random event ,确定性事件:必然事件(certain event )和不可能事件(impossible event)随机事件的概率(统计定义):一般的,如果随机事件 A 在n次实验中发生了
13、m次,当实验的次数n很大时,我们称事件 A 发生的概率为 nmAP 概率必须满足三个基本要求:对任意的一个随机事件A,有 10AP 0,1,PP则有可能事件分别表示必然事件和不和用如果事件 BPAPBAPBA:,则有互斥和 古典概率Classical probability model:所有基本领件有限个 每个基本领件发生的可能性都相等 满足这两个条件的概率模型成为古典概型 如果一次试验的等可能的基本领件的个数为个n,则每一个基本领件发生的概率都是n1,如果某个事件A包含了其中的m个等可能的基本领件,则事件A发生的概率为 nmAP 几何概型geomegtric probability mode
14、l:一般地,一个几何区域D中随机地取一点,记事件“改点落在其内部的一个区域d内”为事件A,则事件A发生的概率为 的侧度的侧度DdAP 这里要求D的侧度不为 0,其中侧度的意义由D确定,一般地,线段的侧度为该线段的长度;平面多变形的侧度为该图形的面积;立体图像的侧度为其体积 几何概型的基本特点:基本领件等可性 基本领件无限多 说明:为了便于研究互斥事件,我们所研究的区域都是指的开区域,即不含边界,在区域D内随机地取点,指的是该点落在区域D内任何一处都是等可能的,落在任何部分的可能性大小只与该部分的侧度成正比,而与其形状无关。互斥事件(exclusive events):不能同时发生的两个事件称为
15、互斥事件 对立事件complementary events:两个互斥事件中必有一个发生,则称两个事件为对立事件 ,事件A的对立事件 记为:A 独立事件的概率:BPAPAABP ,B ,则为相互独立的事件事件若,假设 n21n2121A.AA.AAAP ,.,PPPAAAn则为两两独立的事件 说明:假设,B ,B ,中最多有一个发生则为互斥事件AA可能都不发生,但不可能同时发生,从集合的关来看两个事件互斥,即指两个事件的集合的交集是空集 对立事件是指的两个事件,而且必须有一个发生,而互斥事件可能指的很多事件,但最多只有一个发生,可能都不发生 对立事件一定是互斥事件 从集合论来看:表示互斥事件和对
16、立事件的集合的交集都是空集,但两个对立事件的并集是全集,而两个互斥事件的并集不一定是全集 两个对立事件的概率之和一定是 1,而两个互斥事件的概率之和小于或者等于 1 假设事件BA,是互斥事件,则有 BPAPBAP 一 般 地,如果 nAAA,.,21 两 两互 斥,则 有 nnAPAPAPAAAP.2121 APAP 1 在本教材中nAAA.21 指的是nAAA,.,21 中至少发生一个 例题选讲:新课标必修 3 概率部分知识点总结及典型例题解析 事件:随机事件 random event ,确定性事件:必然事件(certain event )和不可能事件(impossible event)随机
17、事件的概率(统计定义):一般的,如果随机事件 A 在n次实验中发生了m次,当实验的次数n很大时,我们称事件 A 发生的概率为 nmAP 说明:一个随机事件发生于具有随机性,但又存在统计的规律性,在进行大量的重复事件时某个事件是否发生,具有频率的稳定性,而频率的稳定性又是必然的,因此偶然性和必然性对立统一 不可能事件和确定事件可以看成随机事件的极端情况 随机事件的频率是指事件发生的次数和总的试验次数的比值,它具有一定的稳定性,总在某个常数附近摆动,且随着试验次数的不断增多,这个摆动的幅度越来越小,而这个接近的某个常数,我们称之为概事件发生的概率 概率是有巨大的数据统计后得出的结果,讲的是一种大的
18、整体的趋势,而频率是具体的统计的结果 概率是频率的稳定值,频率是概率的近似值 概率必须满足三个基本要求:对任意的一个随机事件A,有 10AP 0,1,PP则有可能事件分别表示必然事件和不和用如果事件 BPAPBAPBA:,则有互斥和 古典概率Classical probability model:所有基本领件有限个 每个基本领件发生的可能性都相等 满足这两个条件的概率模型成为古典概型 如果一次试验的等可能的基本领件的个数为个n,则每一个基本领件发生的概率都是n1,如果某个事件A包含了其中的m个等可能的基本领件,则事件A发生的概率为 nmAP 几何概型geomegtric probability
19、 model:一般地,一个几何区域D中随机地取一点,记事件“改点落在其内部的一个区域d内”为事件A,则事件A发生的概率为 的侧度的侧度DdAP 这里要求D的侧度不为 0,其中侧度的意义由D确定,一般地,线段的侧度为该线段的长度;平面多变形的侧度为该图形的面积;立体图像的侧度为其体积 几何概型的基本特点:基本领件等可性 基本领件无限多 颜老师说明:为了便于研究互斥事件,我们所研究的区域都是指的开区域,即不含边界,在区域D内随机地取点,指的是该点落在区域D内任何一处都是等可能的,落在任何部分的可能性大小只与该部分的侧度成正比,而与其形状无关。互斥事件(exclusive events):不能同时发
20、生的两个事件称为互斥事件 对立事件complementary events:两个互斥事件中必有一个发生,则称两个事件为对立事件 ,事件A的对立事件 记为:A 独立事件的概率:BPAPAABP ,B ,则为相互独立的事件事件若,假设 n21n2121A.AA.AAAP ,.,PPPAAAn则为两两独立的事件 颜老师说明:假设,B ,B ,中最多有一个发生则为互斥事件AA可能都不发生,但不可能同时发生,从集合的关来看两个事件互斥,即指两个事件的集合的交集是空集 对立事件是指的两个事件,而且必须有一个发生,而互斥事件可能指的很多事件,但最多只有一个发生,可能都不发生 对立事件一定是互斥事件 从集合论
21、来看:表示互斥事件和对立事件的集合的交集都是空集,但两个对立事件的并集是全集,而两个互斥事件的并集不一定是全集 两个对立事件的概率之和一定是 1,而两个互斥事件的概率之和小于或者等于 1 假设事件BA,是互斥事件,则有 BPAPBAP 一 般 地,如果 nAAA,.,21 两 两互 斥,则 有 nnAPAPAPAAAP.2121 APAP 1 在本教材中nAAA.21 指的是nAAA,.,21 中至少发生一个 在具体做题中,希望大家一定要注意书写过程,设处事件来,利用哪种概型解题,就按照那种概型的书写格式,最重要的是要设出所求的事件来,具体的格式请参照我们课本上新课标试验教科书-苏教版的例题
22、例题选讲:例 1.在大小相同的 6 个球中,4 个是红球,假设从中任意选 2 个,求所选的 2 个球至少有一个是红球的概率?【分析】题目所给的 6 个球中有 4 个红球,2 个其它颜色的球,我们可以根据不同的思路有不同的解法 解法 1:互斥事件设事件 A 为“选取 2 个球至少有 1 个是红球”,则其互斥事件为A 意义为“选取 2 个球都是其它颜色球”1514 151-1AP -1 AP 151 2)56(1AP 答:所选的 2 个球至少有一个是红球的概率为 1514.解法 2:古典概型由题意知,所有的基本领件有15256种情况,设事件 A 为“选取2 个球至少有1 个是红球”,而事件A所含有
23、的基本领件数有1423424 所以 1514AP 答:所选的 2 个球至少有一个是红球的概率为 1514.解法3:独立事件概率不妨把其它颜色的球设为白色求,设事件 A 为“选取 2 个球至少有 1 个是红球”,事件A有三种可能的情况:1 红 1 白;1 白 1 红;2 红,对应的概率分别为:5364 ,5462 ,5264,则有 15145364 5462 5264AP 答:所选的 2 个球至少有一个是红球的概率为 1514.评价:此题重点考察我们对于概率基本知识的理解,综合所学的方法,根据自己的理解用不同的方法,但是基本的解题步骤不能少!变式训练 1:在大小相同的 6 个球中,2 个是红球,
24、4 个是白球,假设从中任意选取 3 个,求至少有 1 个是红球的概率?解法 1:互斥事件设事件 A 为“选取 3 个球至少有 1 个是红球”,则其互斥事件为A,意义为“选取 3 个球都是白球”54 51-1AP -1 AP 51425364 123)456(123234AP 3634CC 答:所选的 3 个球至少有一个是红球的概率为 54.解法2:古典概型由题意知,所有的基本领件有2012345636C种情况,设事件 A 为“选取 3 个球至少有 1 个是红球”,而事件A所含有的基本领件数有16234241224 C,所以 542016AP 答:所选的 3 个球至少有一个是红球的概率为 54.
25、解法3:独立事件概率设事件 A 为“选取 3 个球至少有 1 个是红球”,则事件A的情况如下:红 白 白 51435462 1 红 2 白 白 白 红 51425364 白 红 白 51435264 红 红 白 151445162 2 红 1 白 红 白 红 151415462 白 红 红 151415264 所以 541513513AP 答:所选的 3 个球至少有一个是红球的概率为 54.变式训练 2:盒中有 6 只灯泡,其中 2 只次品,4 只正品,有放回的从中任抽 2 次,每次抽取 1 只,试求以下事件的概率:1第 1 次抽到的是次品 2抽到的 2 次中,正品、次品各一次 解:设事件A为
26、“第 1 次抽到的是次品”,事件B为“抽到的 2 次中,正品、次品各一次”则 3162AP ,94664224BP或者 9462646462BP 答:第 1 次抽到的是次品的概率为31,抽到的 2 次中,正品、次品各一次的概率为94 变式训练 3:甲乙两人参加一次考试共有 3 道选择题,3 道填空题,每人抽一道题,抽到后不放回,求1甲抽到选择题而乙抽到填空题的概率?2求至少 1 人抽到选择题的概率?【分析】1由于是不放回的抽,且只抽两道题,甲抽到选择题而乙抽到填空题是独立的,所以可以用独立事件的概率 2 事件“至少 1 人抽到选择题”和事件“两人都抽到填空题”时互斥事件,所以可以用互斥事件的概
27、率来 解:设事件A为“甲抽到选择题而乙抽到填空题”,事件B为“至少 1 人抽到选择题”,则B 为“两人都抽到填空题”1 1035633 1035363261313PPPAPAP或者 2 51 5152632623PPBPBP或者 则 545111BPBP 答:甲抽到选择题而乙抽到填空题的概率为 103,少 1 人抽到选择题的概率为 54.变式训练 4:一只口袋里装有 5 个大小形状相同的球,其中 3 个红球,2 个黄球,从中不放回摸出 2 个球,球两个球颜色不同的概率?【分析】先后抽出两个球颜色相同要么是 1 红 1 球,要么是 1 黄 1 球 略解:536 534352425325CAPAP
28、或者 变式训练 5:设盒子中有 6 个球,其中 4 个红球,2 个白球,每次人抽一个,然后放回,假设连续抽两次,则抽到 1 个红球 1 个白球的概率是多少?略解:946642662464626264AP 例 2.急救飞机向一个边长为 1 千米的正方形急救区域空头急救物品,在该区域内有一个长宽分别为 80 米和 50 米的水池,当急救物品落在水池及距离水池 10 米的范围内时,物品会失效,假设急救物品落在正方形区域内的任意一点是随机的 不考虑落在正方形区域范围之外的,求发放急救物品无效的概率?【分析】为题属于几何概型,切是平面图形,其测度用面积来衡量 解:如图,设急救物品投放的所有可能的区域,即
29、边长为 1 千米的正方形为区域 D,事件“发放急救物品无效”为A,距离水池 10 米范围为区域 d,即为图中的阴影部分,则有 测度测度DdAP 100010004104105021080250802 答:略 颜老师说明:这种题目要看清题目意思,为了利用 几何概率,题目中一般都会有落在所给的大的区域 之外的不计的条件,但如果涉及到网格的现象是一 般则不需要这个条件,因为超出一个网格,就会进入另外一个网格,分析是同样的 变式训练 1:在地上画一正方形线框,其边长等于一枚 硬币的直径的 2 倍,向方框中投掷硬币硬币完全落在正方形外的不计,求硬币完全落在aa/6FEDC1CABB1A1BPA正方形内的
30、概率?略解:324141442222测度测度DdAP 变式训练 2:如图,设有一个正方形网格,其中每个小正三角形的边长都是a,现有一直径等于2a的硬币落在此网格上,求硬币落下后与网格有公共点的概率?【分析】因为圆的位置由圆心确定,所以要与网格线有公共点 只要圆心到网格线的距离小于等于半径 解:如图,正三角形ABC内有一正三角形 111CBA ,其中 tan30DABEAD ,61FAEBDA ,1111aaAB a63,aaaADAB331332BA 11 当圆心落在三角形 111CBA 之外时,硬币与网格有公共点 111CBA111ABCCBA-SP SS有公共点的概率 82.0433314
31、3432222aaa 答:硬币落下后与网格有公共点的概率为 0.82.变 式 训 练3:如 图,已 知 矩 形在正方形内,中 ,7AC ,5AB ABCD ,P任取一点90 APB求的概率?略解:5657525212AP 变式训练 4:平面上画了彼此相距 2a 的平行线把一枚半径 r a 的 硬币,任意的抛在这个平面上,求硬币不与任何一条平行线相 碰的概率?解:设事件A为“硬币不与任何一条平行线相碰”为了确定硬币 的位置,有硬币的中心向距离最近的平行线作垂线OM,垂足 为M,线段OM的长度的取值范围为 a ,0 ,其长度就是 几何概型所有的可能性构成的区域D的几何测度,只有当 a OM 0时,
32、硬币不与平行线相碰,其长度就是满足 事件A 的区域d的几何测度,所以 araaarAP的长度的长度,0,答:硬币不与任何一条平行线相碰的概率为ara 【评价与链接】该题是几何概型的典型题目,要求我们正确确认区域D和区域d,理解它们的关系以及它们的测度如何来刻画。蒲丰投针问题:平面上画有等距离的一系列的平行线,平行线间距离为a2 0 a,向平面内任意的投掷一枚长为 2a ll的针,求针与平行线相交的概率?rM2a 解:以x表示针的中点与最近的一条平行线的距离,又以表示针与此直线的交角,如图易知 0 ,0ax,有这两式可以确定-x平面上的一个矩形,这是为了针与平行线相交,其充要条件为Sinlx2,
33、有这个不等式表示的区域A为图中的阴影部分,由等可能性知 aladSinlSSAPA0 2 如果 ,a ,的值如果已知反过来的值值代入上式即可计算则以已知APAPl 则也可以利用上式来求,而关于 AP的值,则可以用实验的方法,用频率去近似它,既:如果 投针 N 次,其中平行线相交的次数为 n 次,则频率为Nn,于是,n aN ,lNnalAP于是 注释:这也是历史上有名的问题之一,用试验的方法先用数学积分的手段结合几何概型求出概率,再用频率近似概率来建立等式,进而求出.在历史上有好多的数学家用不同的方法来计算,如中国的祖冲之父子俩,还有撒豆试验,也是可以用来求 的.2a 会面问题:甲乙两人约定在
34、 6 时到 7 时在某地会面,并约定先到者等候另一人一刻钟,过时即可离去,求两人能会面的概率?解:设“两人能会面”为事件A,以 x 和 y 分别表示 甲、乙两人到达约会地点的时间,则两人能够会面的充 要条件为:15yx 在平面上建立如下图的 坐标系,则 yx,的所有可能的结果是边长为 60 的 正方形,而可能会面的时间由图中阴影部分所表示,由几何概型知,167604560222SSAPA 答:两人能会面的概率167.课本上一道例题的变式训练:如图,在等腰直角三角形ABC中,在斜边AB上任取一点M,求ACAM 的概率?【分析】点M随机的落在线段AB上,故线段AB为区域 D,当点M位于如图的AC内
35、时ACAM,故线段 AC即为区域d 解:在AB上截取ACAC ,于是 22)(ABACABACACAMPACAMP 答:ACAM 的概率为22【变式训练】如图,在等腰直角三角形ABC中,在ACB内部任意作一条射线CM,与线段AB交于点M,求ACAM 的概率?错解:在AB上截取ACAC ,在ACB内部任意作一条射线CM,满足条件的M看作是在线段AC上任取一点M,则有 22)(ABACABACACAMPACAMP【分析】这种解法看似很有道理,但仔细一看值得深思,我们再看看题目的条件已经发生了改变,虽然在线段上取点是等可能的,但过和任取得一点所作的射线是均匀的,所以不能把等可能的取点看作是等可能的取
36、射线,在确定基本领件时一定要注意观察角度,注意基本领件的等可能性.正解:在ACB内的射线是均匀分布的,所以射线CM作在任何位置都是等可能的,在AB上截取ACAC ,则5.67ACC,故满足条件的概率为75.0905.67 评价:这就要求同学们根据不同的问题选取不同的角度,确定区域D和d,求出其测度,再利用几何概型来求概率.例3.利用随机模拟法计算曲线2,0,2xyxy和所围成的图形的面积.【分析】在直角坐标系中作出长方形2,4,0,2xyyxy 所围成的部分,用随机模拟法结合几何概型可以得到它的面积的近似值 解:1利用电脑或者计算器生成两组 0 到 1 区间上 的随机数,randbranda0
37、0,2进行平移变换:004,2bbaa,其中ba,分 别随机点的横坐标和纵坐标 3假设作N次试验,数处落在阴影部分的点数1N,用几何概型公式计算阴影部分的面积 由 NNS18 得出 7.281NNS 评价:这是一种用电脑模拟试验的方法,结合几何概型 公式来计算假设干函数围成的图形面积,其基本原理还是 利用我们教材上介绍的撒豆试验,只是用随机数来代替豆子而已,另外要求我们理解用试验的频率来近似概率的思想.另外这种题目到我们学习了积分,还可以有下面的解法:7.23xdx 203202xS 例 1.在大小相同的 6 个球中,4 个是红球,假设从中任意选 2 个,求所选的 2 个球至少有一个是红球的概
38、率?例 2:甲乙两人参加一次考试共有 3 道选择题,3 道填空题,每人抽一道题,抽到后不放回,求1甲抽到选择题而乙抽到填空题的概率?2求至少 1 人抽到选择题的概率?例 3:一只口袋里装有 5 个大小形状相同的球,其中 3 个红球,2 个黄球,从中不放回摸出 2 个球,球两个球颜色不同的概率?例 4.急救飞机向一个边长为 1 千米的正方形急救区域空头急救物品,在该区域内有一个长宽分别为 80 米和 50 米的水池,当急救物品落在水池及距离水池 10 米的范围内时,物品会失效,假设急救物品落在正方形区域内的任意一点是随机的 不考虑落在正方形区域范围之外的,求发放急救物品无效的概率?aa/6FED
39、C1CABB1A1 例 5:如图,设有一个正方形网格,其中每个小正三角形的边长都是a,现有一直径等于2a的硬币落在此网格上,求硬币落下后与网格有公共点的概率?.例 6:如图,在等腰直角三角形ABC中,在斜边AB上任取一点M,求ACAM 的概率?例 7、利用随机模拟法计算曲线2,0,2xyxy和所围成的图形的面积.期望、方差、正态分布 期望、方差知识回忆:1数学期望:一般地,假设离散型随机变量的概率分布为 x1 x2 xn P p1 p2 pn 则称 E11px22pxnnpx 为的数学期望,简称期望 2.期望的一个性质:()E abaEb 3.假设Bpn,,则E=np 4.方差:D121)(p
40、Ex222)(pExnnpEx2)(:D的算术平方根D叫做随机变量的标准差,记作:DabaD2)(;假设Bpn,,则D)1(pnp 正态分布知识回忆:R,21)(222)(xexfx的图象,则其分布叫正态分布,常记作),(2N)(xf的图象称为正态曲线 三条正态曲线:5.0,1;1,0;2,1,其图象如以下图所示:观察以上三条正态曲线,得以下性质:曲线在 x 轴的上方,与x轴不相交 曲线关于直线x对称,且在x时位于最高点 当x时,曲线上升;当x时,曲 线下降并且当曲线向左、右两边无限延伸时,以x轴为渐近线,向它无限靠近 当一定时,曲线的形状由确定越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分布越分散;越小
41、,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中 注意:当1,0时,正态总体称为标准正态总体,相应的函数表示式是R,21)(22xexfx相应的曲线称为标准正态曲线 2.正态总体的概率密度函数:式中是参数,分别表示总体的平均数期望值与标准差;当0时得到标准正态分布密度函数:221,2 6xf xex .3.正态曲线的性质:,21)(222)(Rxexfx,曲线位于 x 轴上方,与 x 轴不相交;曲线是单峰的,关于直线 x 对称;曲线在 x处到达峰值;曲线与 x 轴之间的面积为 1;4.是参数是参数的意义:当一定时,曲线随质的变化沿 x 轴平移;当一定时,曲线形状由确定:越大,曲线越“矮胖”,表示总体分布
42、越集中;越小,曲线越“高瘦”,表示总体分布越分散。5对于2(,)N,取值小于 x 的概率 xF x.12201xxPxxPxxxP 21F xF x 21xx .典型例题:18.本小题总分值 12 分 某项选拔共有三轮考核,每轮设有一个问题,能正确答复以下问题者进入下一轮考试,否则21,即被淘汰,已知某选手能正确答复第一、二、三轮的问题的概率分别为54、53、52,且各轮问题能否正确答复互不影响.求该选手被淘汰的概率;该选手在选拔中答复以下问题的个数记为,求随机变量的分布列与数数期望.注:本小题结果可用分数表示 解法一:记“该选手能正确答复第i轮的问题”的事件为(12 3)iA i,则14()
43、5P A,23()5P A,32()5P A,该选手被淘汰的概率 112223112123()()()()()()()PP AA AA A AP AP A P AP A P A P A 142433101555555125 的可能值为12 3,11(1)()5PP A,1212428(2)()()()5525PP A AP A P A ,12124312(3)()()()5525PP AAP A P A 的分布列为 1 2 3 P 15 825 1225 1812571235252525E 解法二:记“该选手能正确答复第i轮的问题”的事件为(12 3)iA i,则14()5P A,23()5P
44、 A,32()5P A 该选手被淘汰的概率1231231()1()()()PP AA AP A P A P A 4321011555125 同解法一 18 本小题总分值 12 分 某射击测试规则为:每人最多射击 3 次,击中目标即终止射击,第i次击中目标得1 i(12 3)i,分,3 次均未击中目标得 0 分已知某射手每次击中目标的概率为 0.8,其各次射击结果互不影响 求该射手恰好射击两次的概率;该射手的得分记为,求随机变量的分布列及数学期望 解 设该射手第i次击中目标的事件为(12 3)iA i,则()0.8()0.2iiP AP A,()()()0.2 0.80.16iiiiP AAP
45、A P A 可能取的值为 0,1,2,3 的分布列为 0 1 2 3 P 0 0.0081 0.0322 0.163 0.82.752E .19(本小题总分值 12 分)某食品企业一个月内被消费者投诉的次数用表示,椐统计,随机变量的概率分布如下:0 1 2 3 p 2a a ()求 a 的值和的数学期望;假设一月份与二月份被消费者投诉的次数互不影响,求该企业在这两个月内共被消费者投诉 2 次的概率。的概率分布为 0 1 2 3 P 0*0.11*0.32*0.43*0.21.7E 2设事件 A 表示“两个月内共被投诉 2 次”事件1A表示“两个月内有一个月被投诉 2 次,另外一个月被投诉 0
46、次”;事件2A表示“两个月内每月均被投诉 12 次”则由事件的独立性得 11222212()(0)2*0.4*0.10.08()(1)0.30.09()()()0.080.090.17P AC PP APP AP AP A 20.如图,A 地到火车站共有路径两条1L和2L,据统计,通过两条路径所用的时间互不影响,所用时间落在个时间段内的频率如下表:时间分钟 1020 2030 3040 4050 5060 1L的频率 0.1 0.2 0.3 0.2 0.2 2L的频率 0 0.1 0.4 0.4 0.1 现甲、乙两人分别有 40 分钟和 50 分钟时间用于赶往火车站 1为了尽最大可能在各自允许
47、的时间内赶到火车站,甲和乙应如何选择各自的路径?2用 X 表示甲、乙两人中在允许的时间内能赶到火车站的人数,针对1的选择方案,求 X 的分布列和数学期望.20.本小题总分值 13 分 某银行柜台设有一个服务窗间统计结口,假设顾客办理业务所需的时间互相独立,且都是整数分钟,对以往顾客办理业务所需的时果如下:从第一个顾客开始办理业务时计时.估计第三个顾客恰好等待 4 分钟开始办理业务的概率;表示至第 2 分钟末已办理完业务的顾客人数,求的分布列及数学期望.高中数学专题十 排列组合 一基本原理 1加法原理:做一件事有 n 类方法,则完成这件事的方法数等于各类方法数相加。2乘法原理:做一件事分 n 步
48、完成,则完成这件事的方法数等于各步方法数相乘。二排列:从 n 个不同元素中,任取 m m n个元素,按照一定的顺序排成一 公式:1.2.(1)(2);(3)三组合:从 n 个不同元素中任取 mm n个元素并组成一组,叫做从 n 个不同的 m 元素中任取 m 个元素的组合数,记作 Cn。1.公式:;.mnmnA有排列的个数记为个元素的一个排列,所个不同元素中取出列,叫做从 !121mnnmnnnnAmn规定:0!1!(1)!,(1)!(1)!nnnnnn !(1)1!(1)!(1)!nnnnnnnnn 1 11111(1)!(1)!(1)!(1)!(1)!nnnnnnnnn CAAn nnmmn
49、m nmnmnmmm 11!10nC规定:组合数性质:.2nnnnnmnmnmnmnnmnCCCCCCCC21011,11112111212211rrrrrrrrrrrrrrrrrrnnrrrnnrrnnnCCCCCCCCCCCCCCC注:假设 四、二项式定理可以用以下公式表示:其中,又有 等记法,称为二项式系数,即取的组合数目。五处理排列组合应用题 1.明确要完成的是一件什么事审题 有序还是无序 分步还是分类。3排列应用题:1穷举法列举法 (2)、特殊元素优先考虑、特殊位置优先考虑;3相邻问题:捆邦法:4隔板法:不可分辨的球即相同元素分组问题 例 1.电视台连续播放 6 个广告,其中含 4
50、个不同的商业广告和 2 个不同的公益广告,要求首尾必须播放公益广告,则共有 种不同的播放方式 结果用数值表示.解:分二步:首尾必须播放公益广告的有 A22种;中间 4 个为不同的商业广告有12mm1212m=mm+mnnnCC则或A44种,从而应当填 A22 A4448.从而应填 48 例 2.6 人排成一行,甲不排在最左端,乙不排在最右端,共有多少种排法?例 3.有 4 个男生,3 个女生,高矮互不相等,现将他们排成一行,要求从左到右,女生从矮到高排列,有多少种排法?.例 4.从 4 台甲型和 5 台乙型电视机中任取 3 台,其中至少要甲型和乙型电视机各一台,则不同的取法共有 例 5从 5