Математический курс «Комбинаторика»
Урок 8
Тема: классическая вероятность
для 1-9 классов
Содержание урока
1. Видеоразбор задач

2. Объяснение темы на конкретных примерах

3. Математический лайфхак

4. Задачи для самостоятельного решения
КОМБИНАТОРИКА — УРОК 8
Видеоразбор задач
Задача 1
Задача 2
Во всех предыдущих уроках мы учились подсчитывать количество способов совершить то или иное СОБЫТИЕ. В этом уроке мы познакомимся с понятием вероятности – меры случайности события.

Вероятностью события A называется число
Классическая вероятность
Математический лайфхак
Для того, чтобы не допускать ошибок, нужно уметь чётко определять, что является событием, какие исходы благоприятствуют его наступлению (m) и какие исходы вообще возможны (n). Часто ошибки заключаются в неправильном определении того, что нужно считать, или в неверном подсчёте количества общих исходов.

Например, в коробке лежит 7 игрушек – 3 зайчика и 4 куклы. Сколькими способами можно вытащить две игрушки? Нам НЕ ВАЖЕН порядок выбора, то есть при выборе пары зайчик-кукла нас интересует сама пара, а не что мы вытащили сначала – зайчика или куклу. Значит перестановки зайчик-кукла и кукла-зайчик, подсчитанные дважды, нужно исключить (делением на 2). И количество способов выбрать 2 игрушки рассчитывается как 7 * 6 : 2 = 21.

! Также всегда проверяй, что полученная вероятность меньше 1. Если это условие не выполнено – задача решена не верно.
Условие
Торик и Боня пришли на встречу участников олимпиады «Пифагоровы штаны». Кроме них пришло ещё 11 участников. Всех рассадили за круглый стол. Какова вероятность, что Торик и Боня окажутся рядом?
1
ПРИМЕР
где 0 ≤ m ≤ n,

m – количество исходов, благоприятствующих наступлению события А

n – количество всевозможных исходов одного действия.

Вероятность, то есть значение p(A), всегда находится в пределах от 0 до 1, то есть 0 ≤ p(A) ≤ 1.
Условие
У Пифа есть 23 мячика, из которых 10 красных и 13 синих.
а) Какова вероятность, что Пиф не глядя выберет два мячика одного цвета?
б) два мячика разных цветов?
2
ПРИМЕР
Давайте рассмотрим два примера:
Торик и Боня пришли на встречу участников олимпиады «Пифагоровы штаны». Кроме них пришло ещё 11 участников. Всех рассадили за круглый стол. Какова вероятность, что Торик и Боня окажутся рядом?
Посадим Торика на какое-нибудь место. Сколькими способами Боня может сесть рядом? Двумя – справа или слева от Торика. Сколькими способами Боня может сесть на ЛЮБОЕ место? Двенадцатью – то есть на любое место, кроме того, которое занял Торик. Причём нам не важно, на каком конкретном стуле Торик будет сидеть (не считаем перемещение участников по кругу).

В данной задаче событие А – Боня сидит рядом с Ториком, m = 2, n = 12.
Вероятность, что Торик и Боня окажутся рядом, рассчитываем по формуле:
УСЛОВИЕ
РЕШЕНИЕ
У Пифа есть 23 мячика, из которых 10 красных и 13 синих.

а) Какова вероятность, что Пиф не глядя выберет два мячика одного цвета?
б) Два мячика разных цветов?
а) Событие А в этой задаче – вытащить два мячика ОДНОГО ЦВЕТА. Действие, которое совершает Пиф – вытащить 2 мячика. То есть для того, чтобы вычислить вероятность выбора именно двух шариков одного цвета, нужно подсчитать количество способов вытащить 2 любых шарика (n – количество всевозможных исходов одного действия) и количество способов вытащить 2 шарика одного цвета, то есть 2 красных или 2 синих (m – количество исходов, благоприятствующих наступлению события А).

Подсчитаем количество способов выбрать 2 любых шарика. Всего их 23. Первым можно вытащить любой шарик из 23, вторым – любой из 22 оставшихся. Нас интересует только цвет выбранных шариков, но не порядок выбора – исключаем варианты перестановки (красный-синий и синий-красный) делением на два.

Получаем 23 * 22 : 2 = 253 исхода.

Подсчитаем количество исходов, когда Пиф выберет 2 шарика одного цвета (2 красных ИЛИ 2 синих).

Для подсчёта количества исходов, при которых Пиф выберет 2 красных мячика используем формулу сочетаний из десяти элементов по два (всего красных мячиков 10, k = 2, n = 10):

УСЛОВИЕ
Более сложный случай рассмотрим на примере уже знакомой задачи:
Для подсчёта количества исходов, при которых Пиф выберет 2 синих мячика, используем формулу сочетаний из тринадцати элементов по два (всего синих мячиков 13, k = 2, n = 13):
Поскольку выбор двух красных шариков исключает выбор двух синих и наоборот, используем правило суммы:

45 + 78 = 123 исхода.

Используя формулу, рассчитываем вероятность выбора двух шариков одного цвета:
РЕШЕНИЕ
б) Событие B - вытащить два мячика РАЗНЫХ цветов. Действие, которое совершает Пиф – то же, вытащить 2 мячика.

Есть два способа рассчитать вероятность выбора двух мячиков разных цветов.

СПОСОБ 1

Подсчитаем количество исходов, при которых будут выбраны 2 мячика разных цветов (m – количество исходов, благоприятствующих наступлению события А). Пиф выбирает красный шарик (один из 10) и синий (один из 13). Порядок выбора не важен. Количество таких исходов будет равно

10 * 13 = 130.

Количество всевозможных исходов выбора двух мячиков мы уже считали – 253.

Используя формулу, рассчитываем вероятность выбора двух шариков разного цвета:

СПОСОБ 2

Выбрать два шарика разных цветов – всё равно, что НЕ выбрать 2 шарика одного цвета. И вероятность такого выбора можно рассчитать, вычтя из 1 вероятность выбора двух шариков одного цвета, т.е.:
Задачи для самостоятельного решения
Ниже ты найдёшь 5 задач для самостоятельного решения. Каждая задача помечена звёздочкой — это уровень сложности. Не спеши сразу смотреть решение с ответами. Постарайся самостоятельно разобраться в каждой задачке. У тебя всё получится! :)
Боня написала какое-то двузначное число. Какова вероятность, что сумма цифр этого числа равна 5?
Пиф, Боня и Торик пришли в гости к деду Пифагору и повесили свои шляпы на крючок при входе. Дед Пифагор так утомил друзей сложными задачками, что, уходя, они были не в состоянии отличить одну шляпу от другой и поэтому разобрали три шляпы наугад. Найдите вероятность того, что никто из них не взял свою собственную шляпу.
Задача №1
Дед Пифагор легко запоминает телефонный номер из семи цифр, если этот номер палиндром, то есть он одинаково читается слева направо и справа налево. Например, номер 4435344 дед Пифагор запоминает легко, потому что этот номер палиндром. А номер 3723627 – не палиндром, поэтому дед Пифагор такой номер запоминает с трудом. Найдите вероятность того, что телефонный номер нового случайного знакомого дед Пифагор запомнит легко. (С 0 номер начинаться не может)
Торик начертил таблицу 3×3. В четыре случайно выбранные ячейки Пиф поставил в эту таблицу 4 одинаковые фишки (в одну клетку – одна фишка). Найдите вероятность того, что среди этих четырёх фишек найдутся три, которые стоят в один ряд по вертикали, по горизонтали или по диагонали.
В киоске продаются 20 лотерейных билетов. Среди них 5 выигрышных. Какова вероятность, что Боня купит 4 билета, среди которых будет:

а) хотя бы 1 выигрышный
б) ровно 1 выигрышный
Задача №5
Задача №3
Задача №4
Задача №2
Боня написала какое-то двузначное число. Какова вероятность, что сумма цифр этого числа равна 5?
Событие А – написано число, сумма цифр которого равна 5.

m – количество чисел, сумма цифр которых равна 5, n – количество двузначных чисел.

Подсчитаем количество двузначных чисел, сумма цифр которых равна 5:

14, 23,32, 41, 50 – 5 чисел.

Количество двузначных чисел – 90.

Используя формулу, рассчитываем вероятность:

УСЛОВИЕ
РЕШЕНИЕ
Пиф, Боня и Торик пришли в гости к деду Пифагору и повесили свои шляпы на крючок при входе. Дед Пифагор так утомил друзей сложными задачками, что, уходя, они были не в состоянии отличить одну шляпу от другой и поэтому разобрали три шляпы наугад. Найдите вероятность того, что никто из них не взял свою собственную шляпу.
Событие А – никто не взял свою шляпу.

n – количество способов разобрать три шляпы

m – количество способов разобрать три шляпы так, чтобы никто не взял свою

Представим, что Пиф, Боня и Торик стоят в ряд, а мы раздаем им шляпы. Порядок выдачи шляп важен, можем посчитать количество перестановок трёх элементов:

Но только в двух вариантах из шести никто из зверят не возьмет свою шляпу, поскольку тот, кто берет шляпу первым, может взять любую из двух шляп других зверят. У оставшихся же зверят выбора нет, так как шляпа одного из них по-прежнему никем не взята, и значит, он обязательно должен взять другую шляпу.

Тогда искомая вероятность:

УСЛОВИЕ
РЕШЕНИЕ
Дед Пифагор легко запоминает телефонный номер из семи цифр, если этот номер палиндром, то есть он одинаково читается слева направо и справа налево. Например, номер 4435344 дед Пифагор запоминает легко, потому что этот номер палиндром. А номер 3723627 – не палиндром, поэтому дед Пифагор такой номер запоминает с трудом.

Найдите вероятность того, что телефонный номер нового случайного знакомого дед Пифагор запомнит легко. (С 0 номер начинаться не может)
Событие А – дед Пифагор запомнит номер

m – количество номеров, которые дед Пифагор легко запомнит

n – количество всех возможных семизначных телефонных номеров

Подсчитаем количество возможных семизначных телефонных номеров. Первой цифрой может быть любая, кроме 0, а на любом из оставшихся 6 мест может стоять любая из 10 цифр. Тогда количество возможных номеров 9 * = 9 000 000.

Номер-палиндром, который дед Пифагор легко запомнит, однозначно определяется четырьмя первыми цифрами. Например, abcdcba – достаточно знать abcd, чтобы знать весь номер. Тогда таких номеров 9 * 10 * 10 * 10 = 9 000.

Подставляем полученные значения в формулу вероятности:

УСЛОВИЕ
РЕШЕНИЕ
А сколько из этих исходов благоприятствуют нашему событию А? Посчитаем расстановки, где занята вертикаль, горизонталь или диагональ. Три фишки могут стоять в ряд в трех строках, трёх столбцах и двух диагоналях (8 вариантов), при каждой из этих расстановок четвертая фишка может занять любую из свободных шести клеток. Тогда таких расстановок 8 * 6 = 48.

Подставляем полученные значения в формулу вероятности:
Событие А - нашлись 3 фишки, которые стоят в ряд по вертикали, горизонтали или диагонали.

m – количество исходов, когда будут три фишки, стоящие в по вертикали, горизонтали или диагонали

n – количество способов расставить в таблице 4 фишки

Сначала посчитаем количество способов расставить в таблице 4 фишки. Нас не интересует порядок расстановки – важен только результат, то есть как в итоге будут расположены фишки. Используем формулу сочетаний из 9 по 4:
Торик начертил таблицу 3×3. В четыре случайно выбранные ячейки Пиф поставил в эту таблицу 4 одинаковые фишки (в одну клетку – одна фишка). Найдите вероятность того, что среди этих четырёх фишек найдутся три, которые стоят в один ряд по вертикали, по горизонтали или по диагонали.
УСЛОВИЕ
РЕШЕНИЕ
В киоске продаются 20 лотерейных билетов. Среди них 5 выигрышных. Какова вероятность, что Боня купит 4 билета, среди которых будет

а) хотя бы 1 выигрышный
б) ровно 1 выигрышный
а) Событие А – покупка четырех лотерейных билетов, среди которых хотя бы 1 выигрышный

m – количество исходов, когда среди купленных билетов один, два, три или четыре – выигрышных

n – количество способов, которыми можно купить 4 любых билета.

Подсчитаем количество способов купить 4 любых билета из 20. Порядок покупки билетов не важен, речь идет о сочетаниях из 20 по 4:

УСЛОВИЕ
Подсчитать количество исходов, когда среди купленных билетов один, два, три или четыре – выигрышных, это всё равно что из всех возможных исходов вычесть те, в которых нет ни одного выигрышного (все проигрышные).

Количество способов купить 4 проигрышных билета – количество сочетаний из 15 по 4 (всего 15 проигрышных билетов):
РЕШЕНИЕ
Тогда случаев, когда хотя бы 1 билет выигрышный:

4845 – 1365 = 3480

Подставляем полученные значения в формулу вероятности:
б) Событие А – покупка четырех лотерейных билетов, среди которых ровно 1 выигрышный

m – количество исходов, когда среди купленных билетов ровно один выигрышный

n – количество способов, которыми можно купить 4 любых билета.

Количество способов купить 4 любых билета из 20 мы уже подсчитали. Их 4845.

Купить ровно 1 выигрышный билет из четырёх – значит купить 1 выигрышный И 3 проигрышных билета.

Количество способов купить 1 выигрышный билет – количество сочетаний из 5 по 1 (всего 15 проигрышных билетов):

Количество способов купить 3 проигрышных билета - количество сочетаний из 15 по 3 (всего 5 выигрышных билетов):
Используем правило произведения, т.к. покупку одного выигрышного и трёх проигрышных билетов мы совершаем одновременно. Получаем количество способов купить ровно 1 выигрышный билет из четырёх:

5 * 455 = 2275

Подставляем полученные значения в формулу вероятности:
Переходи в чат курса, чтобы задать вопросы!
website icon
Чат курса
При возникновении вопросов можете связаться с нами:
E-mail: pifshtany@gmail.com
WhatsApp: +7 905 743 04 39