【題目】用隨機(jī)模擬的方法估算邊長是2的正方形內(nèi)切圓的面積(如圖所示),并估計(jì)π的近似值.

【答案】見解析;

【解析】試題分析: 隨機(jī)模擬的步驟:產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),統(tǒng)計(jì)次數(shù),根據(jù)古典概型概率公式計(jì)算概率,利用幾何概型概率計(jì)算概率,由兩者相等求出π的近似值

試題解析:解:(1)利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生兩組[0,1]上的均勻隨機(jī)數(shù)a1,b1.

(2)平移和伸縮變換,a=(a1-0.5)×2,b=(b1-0.5)×2,得到兩組[-1,1]上的均勻隨機(jī)數(shù).

(3)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)總次數(shù)N和點(diǎn)落在圓內(nèi)的次數(shù)N1(滿足a2+b21的點(diǎn)(a,b)的個數(shù)).

(4)計(jì)算頻率,即為點(diǎn)落在圓內(nèi)的概率.

(5)如圖,設(shè)圓面積為S,則由幾何概型概率公式得P=.

所以,S,即圓面積的近似值為.

又因?yàn)?/span>S=πr2

點(diǎn)睛:利用隨機(jī)模擬的方法計(jì)算不規(guī)則圖形的面積的一個常用思路是:在不規(guī)則圖形外加一個規(guī)則圖形,利用幾何概型的概率公式求出落在所求面積的圖形內(nèi)任意一點(diǎn)的事件發(fā)生的概率;再利用隨機(jī)模擬的方法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),計(jì)算相關(guān)頻率.當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)增加到一定程度,所得的頻率就可以看成用幾何概型的概率公式求出的概率,進(jìn)而可求出所求的面積.用類似方法也可求出不規(guī)則幾何體的體積.

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