几何概型

甲乙两人约定在下午6:00至7:00之间在公园会面,并约定先到者等候对方20分钟,过时即可离开。求两人会面的概率。 本题的关键是明确和目标事件。具体分析如下:
  • 代表的是“所有可能的到达时间”。设甲、乙两人到达公园的时间分别为,根据题意有:

    这对应于下图中的正方形区域

  • 目标事件代表的是“所有可能的相遇时间”。若甲先到,则乙必须在甲到达后的20分钟内到达,此时有;若乙先到,则甲必须在乙到达后的20分钟内到达,此时有。综合起来,有:

    这对应于下图中由两条斜线与正方形边界围成的红色多边形区域

中,概率是目标事件的样本点数与样本空间的样本点数之比。但对于本题而言,这两者的样本点数是无限的,因此我们改用面积之比来计算概率。这种方法就是中的 几何概型 (需要注意的是,用面积之比来计算概率是基于一种直观的推导:样本空间中的每个点被认为是等概率的,而相同面积的区域因为包含了“相同多”的点,所以也是等概率的。这种朴素的推导受限于当时数学发展的水平,在后续学习中,我们将介绍更严格的处理方法)

下面来求出的面积(这里表示的是面积,而非样本点数)以及目标事件的面积,为了方便计算,我们将上图中的时间转为实数,如下图所示。

可以看出,是边长为的正方形区域,而目标事件是该正方形去掉两侧小三角形的部分,因此:

从而两人会面的概率为:

关注马同学
马同学高等数学
微信公众号:matongxue314