Геометрическая вероятность · урок 3 из 3 · практикум
Практикум: геометрическая вероятность
Вероятность и статистика · 9 класс · углублённый уровень ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R03 · VIS9U-012
R03.1
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Пара чисел — точка
сводить задачу о встрече и о случайных коэффициентах к площади в квадрате (ПР-2)
Дуги и хорды
переводить условие на длину хорды в центральный угол (ПР-2)
Составные фигуры
пересечение и объединение, P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B) (ПР-2)
Обосновывать
описывать Ω, строить чертёж, проверять 0≤P≤1 и крайние случаи
повторение: VIS9U-010, VIS9U-011
Разминка · устно
Доли площадей, длин и дуг
Найдите вероятность
квадрат 4×4, в нём квадрат 2×2: попасть в малый 41
x∈[0;10]: P(3<x<7)0,4
точка окружности попала на дугу 90∘41
x,y∈[0;1]: P(x<0,5иy<0,5)0,25
Найдите
площадь четверти круга радиуса 2π
P(A)=0,35; P(A)0,65
x∈[0;1]: P(x=0,5)0
площадь квадрата, вписанного в окружность r=12
R03.1 · R03.2
Теория · сводка · три модели и операции
Вероятность — доля «меры»: длины, площади, дуги
Отрезок
P=L(Ω)L(A)
Фигура
P=S(Ω)S(A)
Дуга окружности
P=360∘α
P(A)=1−P(A)
P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)
точка, линия: мера 0 — P=0
R03.1 · R03.2
Образец → сам · расстояние до сторон и вершины
Точку M выбирают в квадрате 5×5
Образец: расстояние от M до каждой стороны больше 1
отступаем на 1 от каждой стороны остаётся квадрат 3×3
S(A)=9, S(Ω)=25
P(A)=259 = 0,36
Сам
до ближайшей стороны меньше 10,64
до вершины A меньше 2 (до сотых) 25π≈0,13
при каком dP(довсехсторон>d)=0,64? d=0,5
R03.1
Образец → сам · пересечение и объединение
x,y∈[0;1]; A={x+y<1}, B={x<0,5}
Образец: P(A∩B) и P(A∪B)
P(A)=0,5, P(B)=0,5треугольник, полоса
A∩B — трапеция: 21+0,5⋅0,5=0,375
P(A∪B)=0,5+0,5−0,375 = 0,625
Сам
P(A∩B)0,125
P(A∩B)0,375
Независимы ли A и B? нет: 0,375=0,25
R03.1
Теория · сводка · пара случайных чисел
Два числа выбирают независимо — точка прямоугольника
x∈[a;b], y∈[c;d] выбраны случайно и независимо ⇒M(x;y) — случайная точка прямоугольника, S(Ω)=(b−a)(d−c).
Условие на x и y — область: y<x, x+y<k — полуплоскость, ∣x−y∣≤t — полоса.
Сначала единица измерения: время, длину переводим в доли Ω.
R03.1
Теория · демонстрационный пример · задача о встрече
Встреча с 12:00 до 13:00, каждый ждёт 20 минут
x,y — моменты прихода в часах, Ω=[0;1]2
встреча ⟺∣x−y∣≤31(20 мин =31 ч)
вне полосы — два треугольника с катетами 32
S=2⋅21⋅(32)2=94
P=1−94=95≈0,56
R03.1
Образец → сам · задача о встрече
Меняем условия встречи
Образец: Аня ждёт 15 мин, Боря не ждёт
встреча ⟺x≤y≤x+41
S=21−21⋅(43)2=327
P=327≈0,22
Сам: найдите P(встреча)
в течение часа, оба ждут 10 мин 3611≈0,31
в течение 2 ч, оба ждут 30 мин 167
сколько минут ждать (оба, в течение часа), чтобы P=0,75? 30 мин
R03.1
Образец → сам · случайные коэффициенты
a,b∈(0;1] случайно; корень уравнения ax=b
Образец: P(x≤21)
x=ab≤21⟺b≤2aa>0
область — треугольник с катетами 1 и 21
P=21⋅1⋅21 = 0,25
Сам
P(x>2)0,25
P(x<1)0,5
P(21≤x≤2)0,5
R03.1 · R03.2
Теория · сводка · дуга, хорда, центральный угол
A на окружности закреплена, B выбирают случайно
Длина хорды растёт с центральным углом φ=∠AOB(0∘≤φ≤180∘).
AB
r
r2
r3
2r
φ
60∘
90∘
120∘
180∘
Точка B — по обе стороны от A: P(AB>r)=360∘360∘−2⋅60∘=32
R03.1 · R03.2
Образец → сам · хорды и углы
Окружность радиуса r; точку B выбирают случайно
Образец: P(AB>r3)
AB>r3⟺φ>120∘таблица
дуга: 360∘−2⋅120∘=120∘обе стороны
P=360∘120∘ = 31
Сам
P(AB<r)31
P(AB>r2)21
AC — диаметр: P(∠BAC<30∘)31
P(SAOB>4r2)32
R03.1 · R03.2
Образец → сам · пересечение кругов
Точку M выбирают в квадрате ABCD со стороной 2
Образец: MA≤2 и MC≤2
каждое условие — четверть круга, S=π
общая часть — два сегмента у BD: 2(π−2)π−SABD
P=42π−4=2π−2≈0,57
Сам
P(MA≤2илиMC≤2)1
P(MA>2)1−4π≈0,21
P(MA<MC)21
R03.1
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
Где ошибаются
Неверно
Верно
встреча, ждут 20 мин: вычли один угловой треугольник
1−21⋅(32)2=97
1−2⋅21⋅(32)2=95
хорда AB<r: дуга только с одной стороны от A
360∘60∘=61
360∘2⋅60∘=31
сложили пересекающиеся фигуры: MA≤2 или MC≤2
4π+4π≈1,57
2π−2π−2=1
x,y∈[0;3], P(x+y<2): не разделили на S(Ω)
21⋅2⋅2=2
92
R03.1
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) Приходят с 12:00 до 12:30, ждут 10 мин. P(встреча)?
t=6010=61;P=1−(65)2=3611
окно — 30 мин: t=3010=31
P=1−(32)2=95
б) Окружность r=1, A закреплена. P(AB>1)?
нужно φ>60∘: P=360∘300∘=65
исключаем по 60∘ с обеих сторон от A
P=360∘360∘−120∘=32
в) M — случайная точка △ABC. P(SABM<21SABC)?
высота <21h — половина треугольника, P=21
над средней линией — треугольник, подобный с k=21: доля 41
P=1−41=43
R03.1
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
Пара чисел x,y
x,y∈[0;1]: P(∣x−y∣>0,5)0,25
x,y∈[0;1]: P(x>2y)0,25
x,y∈[0;2]: P(x+y>3)0,125
Фигуры и окружность
Квадрат 4×4: P(доцентра>2)1−4π≈0,21
Окружность, A закреплена: P(AB>r)32
M в △ABC: P(SABM>31SABC)94
R03.1
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите — с чертежом и обоснованием
из жизниЗа сутки к причалу в случайные моменты подходят два судна. Стоянка первого — 6 ч, второго — 4 ч. P(одномупридётсяждать)288107≈0,37
повыш.Палочку ломают в двух случайных точках. P(изтрёхчастейможносложитьтреугольник)41
повыш.x,y∈[0;1]: P(min(x,y)<0,6)0,84
повыш.Квадрат ABCD со стороной 2, O — центр. P(MближекO,чемкA)87
R03.1 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 10
Запишите ответ — число
1. В квадрат со стороной 6 вписан круг. Найдите вероятность того, что случайная точка квадрата не попадёт в круг. Округлите до сотых.
Ответ: 0,21
2. Часы с двенадцатичасовым циферблатом остановились. Найдите вероятность того, что часовая стрелка остановилась, достигнув отметки 8, но не дойдя до отметки 2.
Ответ: 0,5
3. Из отрезка [−3;7] случайно выбирают число x. Найдите вероятность того, что x2≤4.
Ответ: 0,4
В бланк — десятичная дробь без единиц измерения: 0,5.
R03.1
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
x,y∈[0;1]: P(x+y>1,2)0,32
Встреча в течение часа, оба ждут 12 мин. P(встреча)0,36
Окружность, A закреплена: P(AB<r2)0,5
Квадрат 10×10: P(докаждойстороны>2)0,36
Вариант 2
x,y∈[0;1]: P(x+y<0,6)0,18
Встреча в течение часа, оба ждут 30 мин. P(встреча)0,75
Окружность, A закреплена: P(AB>r)32
Квадрат 10×10: P(докаждойстороны>1)0,64
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
Как два случайных числа превратить в точку?
Почему в задаче о хорде дуг две?
Как проверить ответ: крайние случаи, 0≤P≤1?
Домашнее задание
Встреча: окно 40 мин, оба ждут 10 мин
P(SAOB>43r2); * палочку ломают в двух точках: P(самаядлиннаячасть>21)
R03.1 «Геометрическая вероятность» → 2–20 · опора на R03.2 «Случайный выбор точки из фигуры на плоскости, из отрезка, из дуги окружности» (VIS9U-011) → 4, 5, 11–13, 16, 18
Результаты
ПР-2 (геометрическая вероятность: выбор точки из плоской фигуры, отрезка, окружности) → 3–19
Вне урока
понятие геометрической вероятности — VIS9U-010; выбор точки из фигуры, отрезка, дуги — VIS9U-011; испытания и серии Бернулли — VIS9U-013 и далее