Известно, что ученик подготовил ответы не на все из 16 выносимых на зачет вопросов.
а) Сколько вопросов он выучил, если известно, что вероятность того, что он сможет ответить на оба из случайно выбранных им двух вопросов, не меньше, чем
б) Сколько вопросов он выучил, если известно, что вероятность того, что он сможет ответить только на один из случайно выбранных им двух вопросов, равна
в) В каком случае вероятность того, что он сможет ответить на один случайно выбранный им вопрос, больше, чем вероятность того, что ему удастся ответить на два (по его выбору) из случайно выбранных им трех вопросов?
г) Учитель распределил случайным образом вопросы по восьми билетам (по два вопроса в каждом). Какова вероятность того, что ученик в состоянии ответить хотя бы на один вопрос каждого из билетов, если известно, что он подготовил ответы на 10 вопросов?
а) По определению вероятность успешного ответа равна отношению числа способов выбора двух вопросов из тех, ответы на которые ему известны, к числу способов выбора двух вопросов из 16 вынесенных на зачет. Число способов выбора двух предметов из k различных равна биномиальному коэффициенту — числу сочетаний из k
), то вероятность его успешного ответа на оба поставленных вопроса равна
значит,
откуда и следует ответ.
б) Этот вопрос немногим сложнее предыдущего. Однако в нем имеется следующая психологическая трудность: неискушенному учащемуся может показаться очевидным, что в данных условиях ученик выучил ответы на половину из общего числа вопросов, и так и написать в своем решении, сославшись на некую «симметрию». Однако это «очевидное» — неверно.
Если ученик знает ответы на p вопросов, то выбрать пару вопросов, из которых ответ на один ему известен, а ответ на второй — нет, он может способами. Поэтому
в) Вероятность того, что он знает один случайно выбранный им вопрос, равна Число вариантов выбора им трех вопросов, ответы по крайней мере на два из которых ему известны, равно
Поэтому условие задачи записывается неравенством
г) Решим задачу в общем виде. Вначале подсчитаем число способов разбить вопросов по n занумерованным билетам. Поскольку вопросы для первого билета можно выбрать
способами, для второго —
способами, и так далее, то общее число вариантов равно
Предположим теперь, что ученик знает ответы на p вопросов и найдем число «удачных» для него способов распределения вопросов по n билетам (здесь, конечно,
). Расставим вначале n вопросов из p известных по n билетам; это можно сделать
способами. Оставшиеся n вопросов произвольным образом расставляем по билетам, что можно осуществить
способами. В итоге имеем
вариантов, однако необходимо учесть, что у нас окажется
билетов, ответы на оба вопроса в каждом из которых ученику известны, и такие билеты мы сосчитали дважды. Поэтому число удачных вариантов равно
а искомая вероятность есть
Подставив
получим ответ.
Ответ:

