面积型概率
讲解
飞镖随机扎向一块圆形靶面,问扎中内圆的概率。飞镖落点有无穷多个,「数结果」这条路走不通了。但换个角度看:落点在靶面上处处等可能,那么扎中哪块区域,机会就和那块区域的面积成正比——面积大的区域更容易接到落点。于是 P(扎中内圆) = 内圆面积 ÷ 靶面面积。
拖动内圆半径 r:P = πr²/πR² = (r/R)²。注意红色标注——半径拖到靶面一半(r/R = 0.5)时,概率是 0.25 而不是 0.5!因为面积按平方增长:半径比 1:2 的两个圆,面积比是 1:4。这就是面积型概率最高频的失分点:概率比的是面积,不是半径;从半径到概率,中间隔着一次平方。
转盘是同一件事的另一种说法:指针停在某个扇形的概率 = 该扇形圆心角 ÷ 360°。扇形面积 = n/360 × πR²,除以整圆面积 πR²,还是 n/360——角度比就是面积比。方格撒豆子也是:P(豆落阴影) = 阴影格数 ÷ 总格数。一类问题,一个公式:P = 事件区域 ÷ 总区域。
- 确认落点等可能(题目出现「随机」「任意」)
- P = 事件区域面积 ÷ 总区域面积(同形状可约去公共因子)
- 圆套圆:P(内圆) = (r/R)²,先平方再作比
- 转盘:P = 圆心角度数 ÷ 360
- 反着用也常考:已知概率,反求区域边界(如「P = 1/4,求分割线位置」)
现实里能做什么
商场大转盘:奖项是怎么「设计」出来的
商场抽奖转盘上「一等奖」扇形只画 6°(占 360° 的 1/60),「谢谢参与」占了大半圈。概率 = 圆心角 ÷ 360,商家画扇形就是在画概率:一等奖 1/60,中一次奖(含小奖)约 1/8。你转多少次,都逃不出这块饼图——看懂转盘的概率构成,就明白「人人有奖」和「谢谢参与」可以同时为真。
知识要点
- P(A) = A 区域面积 / 总区域面积(面积比,不是长度比)
- 转盘:P = 圆心角度数 / 360(角度比 = 面积比)
- 圆中圆:P(内圆) = (r/R)²——半径比要平方,最高频易错点
- 前提:落点等可能(「随机」「任意」扎/停/撒)
典型例题(点击展开题解)
例 1如图是一个半径为 20cm 的圆形飞镖靶,中间有一个半径为 10cm 的同心…
如图是一个半径为 20cm 的圆形飞镖靶,中间有一个半径为 10cm 的同心圆。向靶面随机投掷飞镖(假设飞镖总能落在靶面上),求:① 飞镖落在内圆区域的概率;② 飞镖落在环形区域(内圆之外、靶面之内)的概率。
- ① 落点在靶面上处处等可能,概率 = 面积比:P(内圆) = π·10² / π·20² = 100/400 = 1/4
- 注意:半径比是 10/20 = 1/2,但概率是半径比的平方——面积按平方增长,P = (1/2)² = 1/4,不是 1/2。(r/R)² = (1/2)² = 1/4
- ② 环形面积 = 靶面 − 内圆,用对立事件最省事:P(环形) = 1 − 1/4 = 3/4
① 1/4;② 3/4。圆套圆的概率 = (r/R)²,半径比要平方。
例 2一个转盘被分成三个扇形区域,红色扇形圆心角 90°,黄色扇形圆心角 150°…
一个转盘被分成三个扇形区域,红色扇形圆心角 90°,黄色扇形圆心角 150°,其余为蓝色。转动转盘,求指针分别停在红、黄、蓝区域的概率。
- 蓝色圆心角 = 360 − 90 − 150 = 120°。360 − 90 − 150 = 120°
- 指针等可能停在任意方向,概率 = 圆心角 ÷ 360:P(红) = 90/360 = 1/4
- P(黄) = 150/360 = 5/12,P(蓝) = 120/360 = 1/3
- 验算:1/4 + 5/12 + 1/3 = 3/12 + 5/12 + 4/12 = 1 ✓
P(红) = 1/4,P(黄) = 5/12,P(蓝) = 1/3。转盘概率 = 圆心角/360,各事件概率之和为 1 可验算。