例题:几何概率 链接到标题

在区间 ((0,1)) 内任取两个数,求这两个数之和小于 6/5 的概率。 五边形面积可以用S正-S三角形,三角形面积取x=1的特殊值计算 链接到标题

1 建立几何模型 链接到标题

设两个随机数分别为

$$ x , y $$

由于

$$ 0 < x < 1 ,\quad 0 < y < 1 $$

样本空间为

$$ \Omega = {(x,y) \mid 0<x<1,0<y<1} $$

在平面上对应 单位正方形区域

因此

$$ S_\Omega = 1 $$


2 事件区域 链接到标题

题目条件为

$$ x+y < \frac{6}{5} $$

对应直线

$$ x+y=\frac{6}{5} $$

这条直线与坐标轴交点为

$$ (1,\frac{1}{5}) ,\quad (\frac{1}{5},1) $$

因此在单位正方形中,右上角形成一个 三角形区域

事件区域 (A) 为

$$ G={(x,y)\mid x+y<\frac{6}{5}} $$


3 面积计算 链接到标题

可以利用补集思想:

五边形面积 = 正方形面积 − 三角形面积

三角形两条直角边长度为

$$ \frac{4}{5} $$

因此三角形面积

$$ S_{\triangle}=\frac12\left(\frac45\right)^2 $$

$$ S_{\triangle}=\frac{8}{25} $$


4 概率计算 链接到标题

几何概率公式:

$$ P(A)=\frac{m(G)}{m(\Omega)} $$

代入面积:

$$ P(A)=\frac{1-\frac{8}{25}}{1} $$

得到

$$ P(A)=\frac{17}{25} $$


总结 链接到标题

解决几何概率问题的一般步骤:

  1. 设随机变量建立坐标系
  2. 写出样本空间区域
  3. 根据条件确定事件区域
  4. 通过面积比计算概率

核心公式:

$$ P(A)=\frac{\text{事件区域面积}}{\text{样本空间面积}} $$