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解: 不公平。理由:大圆面积为$\pi \times 3^2 = 9\pi \, \text{m}^2,$阴影区域(小圆)面积为$\pi \times 2^2 = 4\pi \, \text{m}^2,$小红胜的概率为$\frac{4\pi}{9\pi}=\frac{4}{9},$小明胜的概率为$1 - \frac{4}{9}=\frac{5}{9},$因为$\frac{4}{9} \neq \frac{5}{9},$所以游戏不公平。
【分析】
要判断游戏是否公平,需明确游戏公平的本质是小红和小明获胜的概率相等,而本题中获胜概率可通过对应区域面积与大圆面积的比值来计算。因此我们需要分别计算阴影区域(小红获胜区域)和非阴影区域(小明获胜区域)的面积,再比较两者面积是否相等,进而判断概率是否相等,得出游戏是否公平的结论。
【解析】
1. 计算各区域面积
已知大圆半径$R=3\ \mathrm{m}$,小圆半径$r=2\ \mathrm{m}$,根据圆的面积公式$S=πr^2$:
大圆面积:$S_{大圆}=πR^2=π×3^2=9π\ \mathrm{m}^2$;
小圆面积:$S_{小圆}=πr^2=π×2^2=4π\ \mathrm{m}^2$;
阴影区域(环形)面积:$S_{阴影}=S_{大圆}-S_{小圆}=9π-4π=5π\ \mathrm{m}^2$。
2. 判断游戏公平性
小红获胜的概率为$\frac{S_{阴影}}{S_{大圆}}=\frac{5π}{9π}=\frac{5}{9}$,
小明获胜的概率为$\frac{S_{小圆}}{S_{大圆}}=\frac{4π}{9π}=\frac{4}{9}$。
因为$\frac{5}{9}≠\frac{4}{9}$,即两人获胜的概率不相等,所以此游戏不公平。
【答案】
不公平。因为阴影区域面积为$5π\ \mathrm{m}^2$,小明获胜的区域面积为$4π\ \mathrm{m}^2$,两者面积不相等,导致两人获胜的概率不同,故游戏不公平。
【知识点】
圆的面积公式、游戏公平性判定
【点评】
本题借助几何概型考查游戏公平性的判断,解题核心是理解“游戏公平”的本质是参与游戏的双方获胜的概率相等,通过计算圆的面积来比较概率大小,属于基础题型,需掌握圆的面积公式和公平性判断的方法。
【难度系数】
0.8