题目
随机地取两个正数x和y,这两个数中的每一个都不超过1,试求x与y之和不超过1,积不小于0.09的概率. .
随机地取两个正数
x
和y
,这两个数中的每一个都不超过1,试求x
与y
之和不超过1,积不小于0.09的概率. .题目解答
答案
0.2
.
解析
考查要点:本题主要考查几何概率的计算,涉及线性不等式与二次不等式的交集区域面积求解。
解题核心思路:
- 确定样本空间:两个变量$x$和$y$均在$[0,1]$范围内,构成单位正方形,面积为1。
- 确定目标区域:需同时满足$x + y \leq 1$(三角形区域)和$xy \geq 0.09$(双曲线右侧区域)。
- 求交集面积:通过积分计算满足条件的区域面积,最终概率即为该面积。
破题关键点:
- 联立方程求交点:找到直线$x + y = 1$与双曲线$xy = 0.09$的交点$(0.1, 0.9)$和$(0.9, 0.1)$。
- 积分区间与表达式:对称性简化计算,积分区间为$x \in [0.1, 0.9]$,积分表达式为$\int_{0.1}^{0.9} \left[(1 - x) - \frac{0.09}{x}\right] dx$。
-
确定样本空间
$x$和$y$均在$[0,1]$内,样本空间为边长为1的正方形,面积为$1 \times 1 = 1$。 -
分析约束条件
- 条件1:$x + y \leq 1$,对应单位正方形内的三角形区域,面积为$\frac{1}{2}$。
- 条件2:$xy \geq 0.09$,对应双曲线$xy = 0.09$上方的区域。
-
求交点
联立$x + y = 1$和$xy = 0.09$,解得交点为$(0.1, 0.9)$和$(0.9, 0.1)$。 -
积分计算目标区域面积
在$x \in [0.1, 0.9]$范围内,$y$的取值范围为$\frac{0.09}{x} \leq y \leq 1 - x$,面积为:
$\int_{0.1}^{0.9} \left[(1 - x) - \frac{0.09}{x}\right] dx = 0.4 - 0.09 \ln 9 \approx 0.2$