В квадрате ABCD случайным образом выбирают точку X. Найдите вероятность того, что эта точка принадлежит трапеции AMCD, где точка М:
а)  является серединой стороны ВС;
б)  делит отрезок ВС в отношении т : п, считая от точки В.
от

1 Ответ

Дано:

- Квадрат ABCD со стороной длиной L.
- Случайно выбирается точка X внутри квадрата ABCD.
- Точка M на стороне BC.

Найти:
а) Вероятность того, что точка X принадлежит трапеции AMCD, если точка M является серединой стороны BC.
б) Вероятность того, что точка X принадлежит трапеции AMCD, если точка M делит отрезок BC в отношении t : p, считая от точки B.

Решение:

а) Если точка M является серединой стороны BC, то координаты точек квадрата можно задать следующим образом:

A(0, 0), B(L, 0), C(L, L), D(0, L).
Точка M будет иметь координаты M(L, L/2).

Трапеция AMCD включает в себя треугольник AMD и прямоугольник MCD.

1. Найдем площадь треугольника AMD.

Площадь треугольника можно найти по формуле:

площадь AMD = (1/2) * основание * высота.

Здесь основание AD = L, а высота из точки M к основанию AD равна L/2. Таким образом:

площадь AMD = (1/2) * L * (L/2) = (L^2) / 4.

2. Площадь прямоугольника MCD:

ширина MC = L - L = 0,
высота MD = L/2.

Площадь MCD = ширина * высота = L * (L/2) = (L^2) / 2.

3. Теперь найдем общую площадь трапеции AMCD:

площадь AMCD = площадь AMD + площадь MCD = (L^2) / 4 + (L^2) / 2 = (L^2) / 4 + (2L^2) / 4 = (3L^2) / 4.

Теперь найдем вероятность того, что случайно выбранная точка X принадлежит трапеции AMCD. Площадь всего квадрата ABCD равна:

площадь ABCD = L^2.

Вероятность P(X принадлежит AMCD) = площадь AMCD / площадь ABCD = ((3L^2) / 4) / L^2 = 3/4.

Ответ:
а) Вероятность P(X принадлежит AMCD) = 3/4.

б) Если точка M делит отрезок BC в отношении t : p, то длины отрезков BM и MC будут:

BM = (t / (t + p)) * L,
MC = (p / (t + p)) * L.

Точка M будет иметь координаты M(L, (t / (t + p)) * L).

Теперь найдем площадь трапеции AMCD. Площадь треугольника AMD:

площадь AMD = (1/2) * L * ((t / (t + p)) * L) = (t * L^2) / (2 * (t + p)).

Площадь прямоугольника MCD остается прежней:

площадь MCD = L * (L - (t / (t + p)) * L) = L * ((p / (t + p)) * L) = (p * L^2) / (t + p).

Общая площадь трапеции AMCD:

площадь AMCD = площадь AMD + площадь MCD = ((t * L^2) / (2 * (t + p))) + ((p * L^2) / (t + p)).

Приведем к общему знаменателю:

площадь AMCD = (t * L^2) / (2 * (t + p)) + (2p * L^2) / (2 * (t + p)) = ((t + 2p) * L^2) / (2 * (t + p)).

Вероятность P(X принадлежит AMCD):

P(X принадлежит AMCD) = площадь AMCD / площадь ABCD = (((t + 2p) * L^2) / (2 * (t + p))) / L^2 = (t + 2p) / (2 * (t + p)).

Ответ:
б) Вероятность P(X принадлежит AMCD) = (t + 2p) / (2 * (t + p)).
от