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数学
题目

甲乙两人约定在中午的 12 时 到 13 时之间在学校咖啡屋碰面,并约定先到者等另一人10 分钟,过时即可离去,求两人能碰面的概率.

甲乙两人约定在中午的 12 时 到 13 时之间在学校咖啡屋碰面,并约定先到者等另一人10 分钟,过时即可离去,求两人能碰面的概率.

题目解答

答案

解:

以 x 和 y分别表示甲、乙两人到达约会地点的时间,,则两人见面的充要条件是

作图如下:

∴两人能碰面的概率为阴影部分的面积占整个面积的比例,即

故答案为:

解析

考查要点:本题属于几何概率问题,考查学生运用几何方法解决概率问题的能力,需要理解时间差条件对应的几何区域,并计算其面积比例。

解题核心思路:

  1. 建立坐标系:用$x$和$y$分别表示甲、乙到达时间,时间范围为$0$到$60$分钟,形成边长为$60$的正方形区域。
  2. 确定相遇条件:两人见面的充要条件是时间差不超过10分钟,即$|x - y| \leq 10$。
  3. 几何区域分析:在正方形中,满足条件的区域是两条平行直线$y = x + 10$和$y = x - 10$之间的带状区域,不满足条件的区域是两个三角形。
  4. 概率计算:用满足条件的面积占总面积的比例表示概率。

破题关键点:

  • 正确绘制几何图形,明确满足条件的区域形状。
  • 准确计算三角形面积,避免混淆底和高的数值。

步骤1:建立坐标系与总区域

以甲到达时间为$x$轴,乙到达时间为$y$轴,时间范围均为$0$到$60$分钟,总区域为边长$60$的正方形,面积为:
$60 \times 60 = 3600$

步骤2:确定相遇条件

两人见面的条件是时间差不超过$10$分钟,即:
$|x - y| \leq 10$
对应的区域是正方形中两条直线$y = x + 10$和$y = x - 10$之间的部分。

步骤3:计算不满足条件的区域面积

不满足条件的区域是两个三角形:

  1. 上方三角形:当$y > x + 10$时,顶点为$(0, 10)$、$(50, 60)$、$(0, 60)$,底和高均为$50$,面积为:
    $\frac{1}{2} \times 50 \times 50 = 1250$
  2. 下方三角形:当$y < x - 10$时,顶点为$(10, 0)$、$(60, 50)$、$(60, 0)$,面积同样为$1250$。

两个三角形总面积为:
$1250 \times 2 = 2500$

步骤4:计算满足条件的面积

满足条件的面积为总面积减去不满足部分:
$3600 - 2500 = 1100$

步骤5:计算概率

概率为满足条件面积占总面积的比例:
$\frac{1100}{3600} = \frac{11}{36}$

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