Геометрическая вероятность · урок 1 из 3
Геометрическая вероятность
Вероятность и статистика · 9 класс · углублённый уровень
ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R03 · VIS9U-010
R03.1 · ПР-2
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Понятие
объяснять, почему вероятность равна отношению мер μ(A):μ(Ω) (ПР-2)
Свойства
сложение, дополнение, включение-исключение для фигур (ПР-2)
Фигуры
многоугольники на клетках, круги и кольца, подобные фигуры (ПР-2)
Промежутки
неравенства на отрезке, задачи с параметром, пара случайных чисел (ПР-2)
повторение: R01.3, R02, геометрия
Разминка · устно
События, площади, неравенства
Вероятность
- C62 15
- A, B несовместны, P(A)=0,3, P(B)=0,5. P(A∪B) 0,8
- P(A)=0,4, P(B)=0,5, P(A∩B)=0,2. P(A∪B) 0,7
- Кубик: P(не шестёрка) 65
Геометрия и алгебра
- площадь трапеции: основания 3 и 7, высота 4 20
- площадь кольца между r=2 и r=3 5π
- треугольники подобны, k=31. Отношение площадей 91
- решите ∣x−2∣≤3 [−1;5]
R03.1
Новое понятие · почему вероятность — доля площади
Точек бесконечно много: оценим сеткой
Точку бросают в квадрат наугад: равные по площади клетки равновозможны. Квадрат 1×1, круг A радиуса 0,4.
Клетки целиком в A: 32 из 100 — оценка снизу P(A)≥0,32.
Клетки, задевающие A: 60 — оценка сверху P(A)≤0,60.
Мельче сетка — оценки сходятся к S(Ω)S(A)=0,16π≈0,503.
R03.1
Теория · определение геометрической вероятности
Вероятность — отношение мер
Точку выбирают случайно из фигуры Ω, μ(Ω)>0. Вероятность попасть в часть A⊂Ω:
μ — мера: длина на прямой, площадь на плоскости, объём в пространстве.
Вероятность зависит только от меры A — не от формы и положения.
R03.1 · R01.3
Теория · свойства геометрической вероятности
Свойства площади → свойства вероятности
0≤P(A)≤1, P(Ω)=1, P(A)=1−P(A)
P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B); если S(A∩B)=0 — просто сумма.
Точка и линия имеют площадь 0: P=0, хотя событие возможно. Границы фигур не влияют на ответ.
R03.1 · ПР-2
Образец → сам · многоугольник на клетках
Площадь — «достроить и вычесть»
Образец: точку бросают в прямоугольник 8×5
S(Ω)=8⋅5=40 весь прямоугольник
углы: 3+4+3+4=14 четыре прямоугольных треугольника
S(A)=40−14=26; P=4026 = 0,65
Сам: P(в розовую фигуру)
1) квадрат 4×4 167,5=0,46875
2) прямоугольник 5×4 2012=0,6
3) квадрат 4×4 169=0,5625
R03.1 · ПР-2
Образец → сам · круг, кольцо, сектор
Мишень радиуса 5, попадание — в случайную точку
Образец: попасть в кольцо 3<r<4
S(Ω)=25π, S(A)=16π−9π=7π кольцо = круг − круг
P(A)=25π7π = 0,28 π сократилось
Сам
- круг вписан в квадрат: P(в круг) 4π≈0,79
- сектор 72∘ круга 0,2
- обратнаямишень R=10 делят окружностью на две части равной площади. Радиус окружности? 52
R03.1
Теория · подобные фигуры
Коэффициент подобия k — вероятность k2
Точку выбирают в △ABC. △MBN∼△ABC с коэффициентом k.
S(MBN)=k2⋅S(ABC) — площади подобных фигур.
На отрезке подобие даёт k, на плоскости k2, в пространстве k3.
R03.1 · ПР-2
Образец → сам · подобие
Прямая параллельна стороне треугольника
Образец: прямая ∥AC делит высоту 1:2 от вершины B. P(в трапецию)
k=3hh=31 высоты подобных треугольников
P(△)=k2=91 отношение площадей
P(трап.)=1−91 = 98
Сам
- Средние линии делят треугольник на 4 части. P(в среднюю) 0,25
- Середины сторон квадрата соединили — получили квадрат. P(в него) 0,5
- обратнаяПрямая ∥AC отсекает △MBN, P(в него)=0,36. Найдите BM:MA 3:2
R03.1
Теория · вероятность через длину
Случайное число из отрезка и неравенство
x∈[−4;6] выбирают случайно. План:
1) решить неравенство: x<−1 или x>3
2) пересечь с Ω: [−4;−1)∪(3;6]
3) сложить длины частей и разделить на L(Ω).
R03.1 · ПР-2
Образец → сам · неравенство и параметр
Решить → пересечь с Ω → измерить
Образец: x∈[0;5]. P(x2−5x+4<0)
корни 1 и 4: 1<x<4 парабола ветвями вверх
(1;4)⊂[0;5], L(A)=3 целиком внутри Ω
P(A)=53 = 0,6
Сам
- x∈[−2;4]: P(x2≥1) 32
- x∈[0;10]: P(∣x−4∣≤3) 0,6
- x∈[1;9]: P(x>2) 0,625
- параметрx∈[0;a], a>0, P(x>3)=0,4. Найдите a 5
R03.1 · R01.3 · ПР-2
Образец → сам · пересекающиеся фигуры
Квадрат 10×10, прямоугольники A и B
Образец: P(A∪B)
S(A)=6⋅4=24
S(B)=3⋅8=24
S(A∩B)=2⋅4=8 фиолетовая часть
10024+24−8 = 0,4
Сам (тот же рисунок)
- P(ни в A, ни в B) 0,6
- P(в A, но не в B) 0,16
- P(ровно в одну) 0,32
- повыш.Независимы ли A и B? нет
R03.1 · ПР-2
Образец → сам · два случайных числа
Пара чисел (x;y) — точка квадрата
Образец: x,y∈[0;1] наугад. P(x+y<1,5)
Ω — квадрат, S=1 точка (x;y)
A: y≥1,5−x треугольник, катеты 0,5
P=1−20,52 = 0,875
Сам: x,y∈[0;1]
- P(y>x) 0,5
- P(x>2y) 0,25
- P(∣x−y∣<0,5) 0,75
R03.1 · из жизни
Образец → сам · задача из жизни: метод Монте-Карло
Площадь по случайным точкам
Образец: озеро на карте — внутри прямоугольника 4×3 км. Компьютер бросил 2000 случайных точек, в озеро попало 730
P(в озеро)=12S≈2000730 частота ≈ вероятность
S≈12⋅0,365 = 4,38 км²
чем больше точек, тем точнее оценка
Сам
- В квадрат [0;1]2 бросили 1000 точек, 787 — в четверть круга x2+y2≤1. Оцените π 3,148
- Пятно 15 см² на листе 20×30 см. Сколько из 4000 точек ожидаем в пятне? 100
R03.1
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
| Где ошибаются | Неверно | Верно |
| подобие с k=21: взяли k, а не k2 | P=21 | P=k2=41 |
| пересекающиеся фигуры: сложили площади | 10024+24=0,48 | 10024+24−8=0,4 |
| x∈[−2;4], P(x2≥1): потеряли часть | x≥1: 63 | [−2;−1]∪[1;4]: 64 |
| «P=0 — значит невозможно» | в центр попасть нельзя | возможно, но P=0 |
R03.1
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) Средняя линия ∥AC. P(в трапецию)?
k=21, P(△)=21, P(трап.)=21
площади: P(△)=k2=41
P(трап.)=1−41=0,75
б) x∈[−3;3]. P(∣x∣>1)?
x>1: L(A)=2, P=62=31
ещё x<−1: L(A)=2+2=4
P=64=32
в) x,y∈[0;1]. P(x+y<0,5)?
«0,5 — половина от 1», P=0,5
A — треугольник с катетами 0,5
P=20,52=0,125
R03.1 · ПР-2
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
Фигуры
- Мишень r=10. P(в кольцо 6<r<8) 0,28
- Сектор 45∘ круга. P(в сектор) 0,125
- Газон 10×10, клумбы 2×3 и 4×4 не пересекаются. P(мимо клумб) 0,78
- Прямая ∥ стороне отсекает треугольник, k=0,4. P(в него) 0,16
Отрезки
- x∈[−5;5]: P(x2>4) 0,6
- x∈[0;8]: P(∣x−3∣<2) 0,5
- x∈[−1;4]: P(x<0 или x>3) 0,4
R03.1 · ПР-2
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и обоснуйте
- повыш.Точку выбирают в квадрате со стороной 2. P(до ближайшей вершины меньше 1) 4π≈0,79
- повыш.Точку выбирают в квадрате со стороной 1. P(до центра больше 0,5) 1−4π≈0,21
- из жизниАня и Боря приходят в случайный момент от 12:00 до 13:00 и ждут друг друга 15 минут. P(встретятся) 167
- параметрx∈[0;a], a>0: P(x2−4x+3<0)=0,5. Найдите все a 2 или 4
R03.1 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 10
Запишите ответ — число
1. В квадрат со стороной 10 случайно бросают точку. Внутри квадрата — прямоугольник 4×5. Найдите вероятность того, что точка попадёт в прямоугольник.
Ответ: 0,2
2. Из отрезка [−2;8] случайно выбирают число x. Найдите вероятность того, что x>5.
Ответ: 0,3
3. Мишень — круг радиуса 10, «десятка» — круг радиуса 2 с тем же центром. Найдите вероятность не попасть в «десятку» при попадании в мишень.
Ответ: 0,96
В бланк — десятичная дробь без единиц измерения: 0,96.
R03.1 · ПР-2
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
- Квадрат 5×5, внутри прямоугольник 2×3. P(в него) 0,24
- Мишень r=5: P(2<r<3) 0,2
- x∈[−3;5]: P(x2<4) 0,5
- x,y∈[0;1]: P(x+y>1,6) 0,08
Вариант 2
- Квадрат 5×5, внутри прямоугольник 1×4. P(в него) 0,16
- Мишень r=5: P(1<r<4) 0,6
- x∈[−4;6]: P(∣x∣>3) 0,4
- x,y∈[0;1]: P(x+y<0,8) 0,32
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
- Почему вероятность равна доле площади?
- Как найти P(A∪B) для пересекающихся фигур?
- Почему P=0 не значит «невозможно»?
Домашнее задание
- Квадрат 4×4: P(до каждой стороны больше 1)
- x∈[−3;7]: P(x2−4x−5≤0); встреча на час с ожиданием 10 мин
- Тренажёр: reknow.ru/9/veroyatnost/9_veroyatnost_geometricheskaya-veroyatnost.htm
Паспорт соответствия · скрытый слайд
VIS9U-010 · Геометрическая вероятность
| Поле | Значение |
| ФРП | «Математика» (углублённый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · курс «Вероятность и статистика», 9 класс |
| Строка, урок | R03 «Геометрическая вероятность», 3 ч · урок 1/3 · тип Н |
| Единицы → слайды | R03.1 «Геометрическая вероятность» → 2, 4–22 · повторение R01.3 (операции над событиями) → 3, 6, 13 · R02 → 3 |
| Результаты | ПР-2 (геометрическая вероятность: выбор точек из плоской фигуры, отрезка) → 4–21 |
| Вне урока | дуга окружности, условия на расстояния — VIS9U-011; практикум — VIS9U-012; закон больших чисел (обоснование Монте-Карло) — R07 |
| Время | теория 13,5 мин · практика 31,5 мин (70 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |