已知集合A={x∣x2+3x−4<0}A=\{x|x^{2}+3x-4 < 0\},B={x∣x+2x−4<0}.(1)B=\{x| \dfrac {x+2}{x-4} < 0\}.(1)在区间(−4,5)(-4,5)上任取一个实数xx,求“x∈A∩Bx∈A∩B”的概率; (2)设(a,b)(a,b)为有序实数对,其中aa,bb分别是集合AA,BB中任取的一个整数,求“a−b∈A∪Ba-b∈A∪B”的概率.

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完整解法

(1)

1. 求解不等式确定集合 A 和 B 的区间范围

由 x2+3x−4<0x^2+3x-4 < 0,可因式分解为 (x+4)(x−1)<0(x+4)(x-1) < 0,解得 −4<x<1-4 < x < 1。
所以集合 A={x∣−4<x<1}A = \{x | -4 < x < 1\}。
由 x+2x−4<0\dfrac{x+2}{x-4} < 0,等价于 (x+2)(x−4)<0(x+2)(x-4) < 0 且 x≠4x \neq 4,解得 −2<x<4-2 < x < 4。
所以集合 B={x∣−2<x<4}B = \{x | -2 < x < 4\}。

2. 求集合 A 与 B 的交集

集合 A=(−4,1)A = (-4, 1),集合 B=(−2,4)B = (-2, 4)。
求交集可得 A∩B={x∣−2<x<1}A \cap B = \{x | -2 < x < 1\}。

3. 利用几何概型概率公式计算概率

设“x∈A∩Bx \in A \cap B”为事件 MM。
由于 xx 在区间 (−4,5)(-4, 5) 上随机取值,总区域对应的线段长度为 5−(−4)=95 - (-4) = 9。
事件 MM 对应的区域为 A∩B=(−2,1)A \cap B = (-2, 1),其线段长度为 1−(−2)=31 - (-2) = 3。
由几何概型公式,其概率 P1=39=13P_1 = \dfrac{3}{9} = \dfrac{1}{3}。

答案

13\frac{1}{3}

(2)

1. 确定集合 A 和 B 中的整数元素并计算总基本事件数

因为 a∈A∩Za \in A \cap \mathbb{Z},且 A=(−4,1)A = (-4, 1),所以 a∈{−3,−2,−1,0}a \in \{-3, -2, -1, 0\},共 4 个可能值。
因为 b∈B∩Zb \in B \cap \mathbb{Z},且 B=(−2,4)B = (-2, 4),所以 b∈{−1,0,1,2,3}b \in \{-1, 0, 1, 2, 3\},共 5 个可能值。
有序实数对 (a,b)(a, b) 的总数为 4×5=204 \times 5 = 20 种,即基本事件总数 N=20N = 20。

2. 确定集合 A 与 B 的并集

集合 A=(−4,1)A = (-4, 1),集合 B=(−2,4)B = (-2, 4)。
求并集可得 A∪B={x∣−4<x<4}A \cup B = \{x | -4 < x < 4\}。
因此,“a−b∈A∪Ba - b \in A \cup B”等价于 −4<a−b<4-4 < a - b < 4。

3. 利用对立事件(或穷举法)计算满足条件的基本事件数及概率

要求 −4<a−b<4-4 < a - b < 4 成立的个数。考虑其对立事件 a−b≤−4a - b \le -4 或 a−b≥4a - b \ge 4。
因为 a≤0a \le 0,b≥−1b \ge -1,所以 a−b≤0−(−1)=1a - b \le 0 - (-1) = 1,故 a−b≥4a - b \ge 4 不可能发生。
只需找出满足 a−b≤−4  ⟺  b≥a+4a - b \le -4 \iff b \ge a + 4 的情况:

  1. 当 a=−3a = -3 时,b≥1b \ge 1,则 b∈{1,2,3}b \in \{1, 2, 3\},共 3 种情况;
  2. 当 a=−2a = -2 时,b≥2b \ge 2,则 b∈{2,3}b \in \{2, 3\},共 2 种情况;
  3. 当 a=−1a = -1 时,b≥3b \ge 3,则 b∈{3}b \in \{3\},共 1 种情况;
  4. 当 a=0a = 0 时,b≥4b \ge 4,无解。
    不满足条件的基本事件数共有 3+2+1=63 + 2 + 1 = 6 种。
    因此满足条件的基本事件数为 20−6=1420 - 6 = 14 种。
    所求概率 P=1420=710P = \dfrac{14}{20} = \dfrac{7}{10}。
答案

710\frac{7}{10}

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