Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2098
i

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 \dfrac78?

б)  Сколь­ко во­про­сов он вы­учил, если из­вест­но, что ве­ро­ят­ность того, что он смо­жет от­ве­тить толь­ко на один из слу­чай­но вы­бран­ных им двух во­про­сов, равна \dfrac12?

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?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

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 C_k в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: k левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби   — числу со­че­та­ний из k по 2. Таким об­ра­зом, если уче­ник знает от­ве­ты на p во­про­сов (при­чем по усло­вию p мень­ше 16), то ве­ро­ят­ность его успеш­но­го от­ве­та на оба по­став­лен­ных во­про­са равна

 дробь: чис­ли­тель: C_p в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: C_16 в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: p левая круг­лая скоб­ка p минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 15 умно­жить на 16 конец дроби боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби ,

зна­чит,

p в квад­ра­те минус p минус 210= левая круг­лая скоб­ка p минус 15 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p плюс 14 пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant0,

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 p левая круг­лая скоб­ка 16 минус p пра­вая круг­лая скоб­ка спо­со­ба­ми. По­это­му

 дробь: чис­ли­тель: p левая круг­лая скоб­ка 16 минус p пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: C_16 в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби от­ку­даp в квад­ра­те минус 16p плюс 60=0.

в) Ве­ро­ят­ность того, что он знает один слу­чай­но вы­бран­ный им во­прос, равна  дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: конец дроби 16. Число ва­ри­ан­тов вы­бо­ра им трех во­про­сов, от­ве­ты по край­ней мере на два из ко­то­рых ему из­вест­ны, равно C_p в кубе плюс C_p в квад­ра­те умно­жить на C_16 минус p в сте­пе­ни 1 . По­это­му усло­вие за­да­чи за­пи­сы­ва­ет­ся не­ра­вен­ством

 дробь: чис­ли­тель: C_p в кубе плюс C_p в квад­ра­те умно­жить на C_16 минус p в сте­пе­ни 1 , зна­ме­на­тель: C_16 в кубе конец дроби = дробь: чис­ли­тель: p левая круг­лая скоб­ка p минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 23 минус p пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 7 умно­жить на 15 умно­жить на 16 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: конец дроби 16

т. е. (после пре­об­ра­зо­ва­ний)

p левая круг­лая скоб­ка p в квад­ра­те минус 24p плюс 128 пра­вая круг­лая скоб­ка =p левая круг­лая скоб­ка p минус 8 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус 16 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0.

г) Решим за­да­чу в общем виде. Вна­ча­ле под­счи­та­ем число спо­со­бов раз­бить 2n во­про­сов по n за­ну­ме­ро­ван­ным би­ле­там. По­сколь­ку во­про­сы для пер­во­го би­ле­та можно вы­брать C_2n в квад­ра­те спо­со­ба­ми, для вто­ро­го  — C_2n минус 2 в квад­ра­те спо­со­ба­ми, и так далее, то общее число ва­ри­ан­тов равно

 дробь: чис­ли­тель: 2n левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка }2 дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 2n минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2n минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \ldots дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: {, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка конец дроби 2n пра­вая круг­лая скоб­ка !, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни n конец дроби =n! левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка !!.

Пред­по­ло­жим те­перь, что уче­ник знает от­ве­ты на p во­про­сов и най­дем число «удач­ных» для него спо­со­бов рас­пре­де­ле­ния 2n во­про­сов по n би­ле­там (здесь, ко­неч­но, p боль­ше или равно n). Рас­ста­вим вна­ча­ле n во­про­сов из p из­вест­ных по n би­ле­там; это можно сде­лать A_p в сте­пе­ни n = дробь: чис­ли­тель: p!, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка ! конец дроби спо­со­ба­ми. Остав­ши­е­ся n во­про­сов про­из­воль­ным об­ра­зом рас­став­ля­ем по би­ле­там, что можно осу­ще­ствить n! спо­со­ба­ми. В итоге имеем  дробь: чис­ли­тель: p!n!, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка ! конец дроби ва­ри­ан­тов, од­на­ко не­об­хо­ди­мо учесть, что у нас ока­жет­ся p минус n би­ле­тов, от­ве­ты на оба во­про­са в каж­дом из ко­то­рых уче­ни­ку из­вест­ны, и такие би­ле­ты мы со­счи­та­ли два­жды. По­это­му число удач­ных ва­ри­ан­тов равно  дробь: чис­ли­тель: p!n!, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка ! конец дроби , а ис­ко­мая ве­ро­ят­ность есть

 дробь: чис­ли­тель: p!, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус n пра­вая круг­лая скоб­ка ! левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка !! конец дроби .

Под­ста­вив p=10, n=8, по­лу­чим ответ.

 

Ответ: а) 15; б) 6; 10; в)  левая круг­лая скоб­ка 0; 8 пра­вая круг­лая скоб­ка ; г)  дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 143 конец дроби .

? Источники:
? Классификатор: Ком­би­на­то­ри­ка, ве­ро­ят­но­сти
?
Сложность: 11 из 10