设 12 个乒乓球中有 4 个是白球,8 个黄球。现从这 12 个球中随机地抽取两个,求下列事件的概率:(1) 取到两个黄球;(2) 取到两个白球;(3) 取到一个白球,一个黄球。
设 12 个乒乓球中有 4 个是白球,8 个黄球。现从这 12 个球中随机地抽取两个,求下列事件的概率: (1) 取到两个黄球; (2) 取到两个白球; (3) 取到一个白球,一个黄球。
题目解答
答案
我们来逐步分析并解答这个概率问题。
题目给出:
- 总共有 12 个乒乓球;
- 其中白球 4 个,黄球 8 个;
- 从中随机地抽取两个球(不放回抽取);
- 要求计算三个事件的概率。
我们使用古典概型来求解,即:
> 概率 = (有利情况数) / (所有可能情况总数)
第一步:计算总的取法数
从 12 个球中任取 2 个,组合数为:
$\binom{12}{2} = \frac{12 \times 11}{2} = 66$
所以,所有可能的取法共有 66 种。
(1) 取到两个黄球
黄球有 8 个,从中取 2 个黄球的取法数为:
$\binom{8}{2} = \frac{8 \times 7}{2} = 28$
所以,取到两个黄球的概率为:
$P_1 = \frac{28}{66} = \frac{14}{33}$
(2) 取到两个白球
白球有 4 个,从中取 2 个白球的取法数为:
$\binom{4}{2} = \frac{4 \times 3}{2} = 6$
所以,取到两个白球的概率为:
$P_2 = \frac{6}{66} = \frac{1}{11}$
(3) 取到一个白球,一个黄球
要取一个白球和一个黄球:
- 从 4 个白球中选 1 个:$\binom{4}{1} = 4$
- 从 8 个黄球中选 1 个:$\binom{8}{1} = 8$
- 所以组合数为:$4 \times 8 = 32$
注意:这里是组合,但由于两个球颜色不同,每种“一白一黄”组合只算一次,且在组合中不考虑顺序,所以直接相乘是合理的(因为是从不同集合中各取一个)。
因此,概率为:
$P_3 = \frac{32}{66} = \frac{16}{33}$
验算:三个概率之和是否为 1?
$\frac{14}{33} + \frac{1}{11} + \frac{16}{33} = \frac{14}{33} + \frac{3}{33} + \frac{16}{33} = \frac{33}{33} = 1$
验证无误,说明计算正确。
最终答案:
(1) 取到两个黄球的概率是:$\boxed{\dfrac{14}{33}}$
(2) 取到两个白球的概率是:$\boxed{\dfrac{1}{11}}$
(3) 取到一个白球、一个黄球的概率是:$\boxed{\dfrac{16}{33}}$
解析
本题考查古典概型概率的计算。解题思路是先确定从$12$个球中随机抽取$2$个球的所有可能情况数,再分别计算取到两个黄球、两个白球、一个白球和一个黄球的有利情况数,最后根据古典概型概率公式$P = \frac{有利情况数}{所有可能情况总数}$计算各事件的概率。
步骤一:计算总的取法数
从$n$个不同元素中取出$m$个元素的组合数记为$\binom{n}{m}$,其计算公式为$\binom{n}{m}=\frac{n!}{m!(n - m)!}$。
从$12$个球中任取$2$个,即$n = 12$,$m = 2$,则组合数为:
$\binom{12}{2}=\frac{12!}{2!(12 - 2)!}=\frac{12\times11}{2\times1}= 66$
所以,所有可能的取法共有$66$种。
步骤二:计算取到两个黄球的概率
黄球有$8$个,从中取$2$个黄球,即$n = 8$,$m = 2$,则取法数为:
$\binom{8}{2}=\frac{8!}{2!(8 - 2)!}=\frac{8\times7}{2\times1}= 28$
根据古典概型概率公式,取到两个黄球的概率为:
$P_1 = \frac{28}{66}=\frac{14}{33}$
步骤三:计算取到两个白球的概率
白球有$4$个,从中取$2$个白球,即$n = 4$,$m = 2$,则取法数为:
$\binom{4}{2}=\frac{4!}{2!(4 - 2)!}=\frac{4\times3}{2\times1}= 6$
根据古典概型概率公式,取到两个白球的概率为:
$P_2 = \frac{6}{66}=\frac{1}{11}$
步骤四:计算取到一个白球和一个黄球的概率
要取一个白球和一个黄球,需要分两步完成:
- 从$4$个白球中选$1$个,即$n = 4$,$m = 1$,取法数为$\binom{4}{1}=\frac{4!}{1!(4 - 1)!}=\frac{4}{1}= 4$。
- 从$8$个黄球中选$1$个,即$n = 8$,$m = 1$,取法数为$\binom{8}{1}=\frac{8!}{1!(8 - 1)!}=\frac{8}{1}= 8$。
根据分步乘法计数原理,完成一件事需要$n$个步骤,做第$1$步有$m_1$种不同的方法,做第$2$步有$m_2$种不同的方法……做第$n$步有$m_n$种不同的方法,那么完成这件事共有$N = m_1\times m_2\times\cdots\times m_n$种不同的方法。
所以取到一个白球和一个黄球的取法数为$4\times8 = 32$种。
根据古典概型概率公式,取到一个白球和一个黄球的概率为:
$P_3 = \frac{32}{66}=\frac{16}{33}$
步骤五:验算
三个概率之和为:
$\frac{14}{33}+\frac{1}{11}+\frac{16}{33}=\frac{14}{33}+\frac{3}{33}+\frac{16}{33}=\frac{33}{33}= 1$
验证无误,说明计算正确。