题目
某个小型机场只能停靠和起降一架飞机,已知某日8点至11点的3个小时内会有两架飞机随机到达,如果飞机停留的时间分别是30分钟和40分钟,试求一架飞机需要在空中盘旋的概率.
某个小型机场只能停靠和起降一架飞机,已知某日8点至11点的3个小时内会有两架飞机随机到达,如果飞机停留的时间分别是30分钟和40分钟,试求一架飞机需要在空中盘旋的概率.
题目解答
答案
【解析】
设第一架飞机到达的时间为x,第二架飞机到达的时间为y,
则没有飞机需要在空中盘旋的条件为:
即
,
如图所示,
,
,
,
由求得
,
阴影部分为三角形DCE,其面积为
所以,没有飞机需要要空中盘旋的概率为,
所以,一架飞机需要在空中盘旋的概率为.
解析
步骤 1:定义变量
设第一架飞机到达的时间为x,第二架飞机到达的时间为y,其中x和y的取值范围为[0, 3],表示从8点到11点的3个小时内的时间,以小时为单位。
步骤 2:确定没有飞机需要在空中盘旋的条件
没有飞机需要在空中盘旋的条件为:两架飞机的停留时间不重叠。即第一架飞机停留的时间段为[x, x+0.5],第二架飞机停留的时间段为[y, y+2/3]。要使两架飞机的停留时间不重叠,需要满足以下条件:
1. 第一架飞机先到达,第二架飞机后到达,且第二架飞机到达时第一架飞机已经离开,即y > x + 0.5。
2. 第二架飞机先到达,第一架飞机后到达,且第一架飞机到达时第二架飞机已经离开,即x > y + 2/3。
步骤 3:计算没有飞机需要在空中盘旋的概率
将上述条件转化为不等式,得到没有飞机需要在空中盘旋的区域为:
$0\leqslant x\leqslant 3$,
$0\leqslant y\leqslant 3$,
$y > x + 0.5$,
$x > y + 2/3$.
在坐标系中画出上述不等式表示的区域,计算该区域的面积,再除以整个区域的面积(即3×3=9),得到没有飞机需要在空中盘旋的概率。
步骤 4:计算一架飞机需要在空中盘旋的概率
一架飞机需要在空中盘旋的概率为1减去没有飞机需要在空中盘旋的概率。
设第一架飞机到达的时间为x,第二架飞机到达的时间为y,其中x和y的取值范围为[0, 3],表示从8点到11点的3个小时内的时间,以小时为单位。
步骤 2:确定没有飞机需要在空中盘旋的条件
没有飞机需要在空中盘旋的条件为:两架飞机的停留时间不重叠。即第一架飞机停留的时间段为[x, x+0.5],第二架飞机停留的时间段为[y, y+2/3]。要使两架飞机的停留时间不重叠,需要满足以下条件:
1. 第一架飞机先到达,第二架飞机后到达,且第二架飞机到达时第一架飞机已经离开,即y > x + 0.5。
2. 第二架飞机先到达,第一架飞机后到达,且第一架飞机到达时第二架飞机已经离开,即x > y + 2/3。
步骤 3:计算没有飞机需要在空中盘旋的概率
将上述条件转化为不等式,得到没有飞机需要在空中盘旋的区域为:
$0\leqslant x\leqslant 3$,
$0\leqslant y\leqslant 3$,
$y > x + 0.5$,
$x > y + 2/3$.
在坐标系中画出上述不等式表示的区域,计算该区域的面积,再除以整个区域的面积(即3×3=9),得到没有飞机需要在空中盘旋的概率。
步骤 4:计算一架飞机需要在空中盘旋的概率
一架飞机需要在空中盘旋的概率为1减去没有飞机需要在空中盘旋的概率。