12个乒乓球中有9个新的,3个旧的,第一次比赛取出了3个,用完后放回去,第二次比赛又取出3个,求第二次取到的3个球中有2个新球的概率。
题目解答
答案
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解析
考查要点:本题主要考查条件概率和分类讨论的能力,需要结合组合数计算解决实际问题。
解题核心思路:
- 明确两次取球的关联性:第一次取球后放回旧球,导致第二次取球时新旧球数量发生变化。
- 分类讨论第一次取球的情况:根据第一次取出的新球数量(0、1、2、3个),分四种情况讨论。
- 计算每种情况下的概率:分别计算第一次取球的概率,以及对应第二次取到2个新球的概率,最后求和。
破题关键点:
- 动态更新新旧球数量:第一次取出$x$个新球后,第二次的新球数量变为$9 - x$,旧球数量变为$3 + x$。
- 组合数公式的应用:正确计算每种情况下的组合数,避免遗漏或重复。
第一次取球的四种情况
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全取新球($x=3$)
概率:$P_1 = \dfrac{C_9^3}{C_{12}^3} = \dfrac{21}{55}$
第二次新球数量:$9 - 3 = 6$,旧球数量:$3 + 3 = 6$
第二次取2新1旧的概率:$\dfrac{C_6^2 C_6^1}{C_{12}^3} = \dfrac{9}{22}$ -
取2新1旧($x=2$)
概率:$P_2 = \dfrac{C_9^2 C_3^1}{C_{12}^3} = \dfrac{27}{55}$
第二次新球数量:$9 - 2 = 7$,旧球数量:$3 + 2 = 5$
第二次取2新1旧的概率:$\dfrac{C_7^2 C_5^1}{C_{12}^3} = \dfrac{21}{44}$ -
取1新2旧($x=1$)
概率:$P_3 = \dfrac{C_9^1 C_3^2}{C_{12}^3} = \dfrac{27}{220}$
第二次新球数量:$9 - 1 = 8$,旧球数量:$3 + 1 = 4$
第二次取2新1旧的概率:$\dfrac{C_8^2 C_4^1}{C_{12}^3} = \dfrac{28}{55}$ -
全取旧球($x=0$)
概率:$P_4 = \dfrac{C_3^3}{C_{12}^3} = \dfrac{1}{220}$
第二次新球数量:$9 - 0 = 9$,旧球数量:$3 + 0 = 3$
第二次取2新1旧的概率:$\dfrac{C_9^2 C_3^1}{C_{12}^3} = \dfrac{27}{55}$
总概率计算
将四种情况的概率加权求和:
$P = P_1 \cdot \dfrac{9}{22} + P_2 \cdot \dfrac{21}{44} + P_3 \cdot \dfrac{28}{55} + P_4 \cdot \dfrac{27}{55} = \dfrac{1377}{3025}$