Давайте подробно разберём задачу и найдем вероятность того, что случайная точка (X(x; y)) в заданном прямоугольнике принадлежит области, определённой неравенствами (y \geq x) и (y \geq 1).
Шаг 1: Определение прямоугольника
Сначала определим координаты вершин прямоугольника:
- (A(-4; -4))
- (B(-4; 6))
- (C(8; 6))
- (D(8; -4))
Мы можем представить прямоугольник на координатной плоскости. Его стороны:
- По оси x: от -4 до 8 (длина равна (8 - (-4) = 12))
- По оси y: от -4 до 6 (высота равна (6 - (-4) = 10))
Таким образом, площадь прямоугольника (S_{прямоугольника}) составляет:
[
S_{прямоугольника} = 12 \times 10 = 120
]
Шаг 2: Построение неравенств
Теперь рассмотрим область, образованную неравенствами:
Неравенство (y \geq x):
Это прямая, проходящая через начало координат с углом 45°. Эта прямая делит плоскость на две половины: одна часть выше этой прямой, вторая — ниже.
Неравенство (y \geq 1):
Это горизонтальная линия на уровне (y = 1), которая также делит плоскость. Область выше этой линии соответствует всем точкам, где (y) больше или равно 1.
Шаг 3: Нахождение области, которая удовлетворяет обоим неравенствам
Чтобы найти область, соответствующую обоим неравенствам, мы можем нарисовать эти линии.
Линия (y = x):
- Пересекает прямоугольник в точке где (y = x) и (y \geq 1).
Линия (y = 1):
- Пересекает прямую (y = x) в точке (x = 1) (разрешая (y = 1) в втором неравенстве).
Таким образом, точка пересечения линии (y = x) и линии (y = 1) происходит в ( (1; 1) ).
Шаг 4: Определение вершин области
Теперь находим пересечение линий внутри прямоугольника:
- Линия (y = x): начинается с точки (-4, -4), но интересует только часть, где (y) больше или равно 1. Эта часть проходит через (1; 1).
- Начальная точка (1; 1) и пересечь другую линию в (8; 1).
Теперь мы видим, что область, представляющая интерес (плоскость над линиями) выглядит следующим образом:
- Вершины области: (1; 1), (8; 1), (8; 6), (1; 6).
Шаг 5: Нахождение площади области
Теперь нужно вычислить площадь этой области:
- Горизонтальная сторона: (8 - 1 = 7)
- Вертикальная сторона: (6 - 1 = 5)
Площадь области, удовлетворяющей обоим неравенствам:
[
S_{области} = 7 \times 5 = 35
]
Шаг 6: Нахождение вероятности
Теперь, чтобы найти вероятность того, что случайная точка (X(x; y)) принадлежит данной области, делим площадь области (S_{области}) на площадь прямоугольника (S_{прямоугольника}):
[
P = \frac{S_{области}}{S_{прямоугольника}} = \frac{35}{120} = \frac{7}{24}
]
Ответ
Таким образом, вероятность того, что случайная точка (X(x; y)) принадлежит области, заданной неравенствами (y \geq x) и (y \geq 1), равна (\frac{7}{24}).