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数学
题目

袋中有编号为1到10的10个球,今从袋中任取3个球,求:(1)3个球的最小号码为5的概率;(2)3个球的最大号码为5的概率。

袋中有编号为1到10的10个球,今从袋中任取3个球,求: (1)3个球的最小号码为5的概率; (2)3个球的最大号码为5的概率。

题目解答

答案

我们来一步一步解决这个概率问题。

袋中有编号为 1 到 10 的 10 个球,从中任取 3 个球,即从 10 个球中随机不放回地取出 3 个,所有可能的取法是组合数:

$\binom{10}{3} = \frac{10 \times 9 \times 8}{3 \times 2 \times 1} = 120$

这是总的样本空间数量。

(1)求:3个球的最小号码为5的概率

分析:

最小号码为 5,意味着:

  • 取出的 3 个球中,最小的是 5;
  • 所以 5 必须被选中;
  • 而比 5 小的号码(即 1, 2, 3, 4)都不能被选中;
  • 另外两个球必须从比 5 大的号码中选取,即从 6, 7, 8, 9, 10 中选。

比 5 大的号码是:6, 7, 8, 9, 10,共 5 个。

我们要从这 5 个中选 2 个,和 5 一起组成 3 个球。

所以满足条件的取法数为:

$\binom{5}{2} = 10$

因此,所求概率为:

$P_1 = \frac{10}{120} = \frac{1}{12}$

(2)求:3个球的最大号码为5的概率

分析:

最大号码为 5,意味着:

  • 取出的 3 个球中,最大的是 5;
  • 所以 5 必须被选中;
  • 比 5 大的号码(6, 7, 8, 9, 10)都不能被选中;
  • 另外两个球必须从比 5 小的号码中选取,即从 1, 2, 3, 4 中选。

比 5 小的号码是:1, 2, 3, 4,共 4 个。

我们要从这 4 个中选 2 个,和 5 一起组成 3 个球。

所以满足条件的取法数为:

$\binom{4}{2} = 6$

因此,所求概率为:

$P_2 = \frac{6}{120} = \frac{1}{20}$

最终答案:

(1)最小号码为 5 的概率是:$\boxed{\dfrac{1}{12}}$

(2)最大号码为 5 的概率是:$\boxed{\dfrac{1}{20}}$

解析

考查要点:本题主要考查组合概率的计算,涉及条件限制下的组合数计算,需要明确事件的构成条件,正确选择符合条件的组合方式。

解题核心思路:

  1. 确定总样本空间:从10个球中任取3个的组合数$\binom{10}{3}$。
  2. 分析事件条件:
    • 最小号码为5:必须包含5,且另外两球均大于5。
    • 最大号码为5:必须包含5,且另外两球均小于5。
  3. 计算符合条件的组合数:根据条件选择对应范围内的球进行组合。

破题关键点:

  • 明确边界条件:最小或最大号码的存在意味着必须包含该号码,并排除其他范围的球。
  • 正确划分组合范围:根据条件限制,确定剩余球的选择范围。

第(1)题:最小号码为5的概率

条件分析

  • 必须包含5:若不包含5,则最小号码可能小于5。
  • 排除小于5的球:若选到1-4中的任意球,最小号码将小于5。
  • 剩余两球从6-10中选:需保证最小号码为5,因此另外两球必须大于5。

组合数计算

  • 可选范围:6-10共5个球。
  • 组合方式:从5个球中选2个,组合数为$\binom{5}{2} = 10$。

概率计算

  • 概率:$\frac{10}{120} = \frac{1}{12}$。

第(2)题:最大号码为5的概率

条件分析

  • 必须包含5:若不包含5,则最大号码可能小于5。
  • 排除大于5的球:若选到6-10中的任意球,最大号码将大于5。
  • 剩余两球从1-4中选:需保证最大号码为5,因此另外两球必须小于5。

组合数计算

  • 可选范围:1-4共4个球。
  • 组合方式:从4个球中选2个,组合数为$\binom{4}{2} = 6$。

概率计算

  • 概率:$\frac{6}{120} = \frac{1}{20}$。

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