题目
今有甲、乙两个同学在篮球场上比赛三分投篮,甲每次投中的概率均为0.3,乙每次投中的概率均为0.2,且两人每次投篮结果都相互独立.现在约定:甲先投,谁先投中谁得胜,求甲、乙得胜的概率各是多少?并讨论:若改为乙先投,其他方面不变,甲、乙得胜的概率会变吗?
今有甲、乙两个同学在篮球场上比赛三分投篮,甲每次投中的概率均为0.3,乙每次投中的概率均为0.2,且两人每次投篮结果都相互独立.现在约定:甲先投,谁先投中谁得胜,求甲、乙得胜的概率各是多少?并讨论:若改为乙先投,其他方面不变,甲、乙得胜的概率会变吗?
题目解答
答案
解:①甲先投时,P(甲胜)=0.3,P(乙胜)=0.7×0.2=0.14;
②乙先投时,P(甲胜)=0.8×0.3=0.24,P(乙胜)=0.2,
∴甲、乙得胜的概率会变.
②乙先投时,P(甲胜)=0.8×0.3=0.24,P(乙胜)=0.2,
∴甲、乙得胜的概率会变.
解析
步骤 1:计算甲先投时甲得胜的概率
甲得胜的情况包括甲第一次投中,或者甲第一次未中但乙也未中,甲第二次投中,以此类推。因此,甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = 0.3 + 0.7 \times 0.8 \times 0.3 + 0.7^2 \times 0.8^2 \times 0.3 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.3,公比为0.7×0.8=0.56,因此甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = \frac{0.3}{1-0.56} = \frac{0.3}{0.44} = \frac{30}{44} = \frac{15}{22} \]
步骤 2:计算甲先投时乙得胜的概率
乙得胜的情况包括甲第一次未中但乙第一次投中,或者甲第一次未中乙也未中,甲第二次未中但乙第二次投中,以此类推。因此,乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = 0.7 \times 0.2 + 0.7^2 \times 0.8 \times 0.2 + 0.7^3 \times 0.8^2 \times 0.2 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.7×0.2=0.14,公比为0.7×0.8=0.56,因此乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = \frac{0.14}{1-0.56} = \frac{0.14}{0.44} = \frac{14}{44} = \frac{7}{22} \]
步骤 3:计算乙先投时甲得胜的概率
乙先投时,甲得胜的情况包括乙第一次未中但甲第一次投中,或者乙第一次未中甲也未中,乙第二次未中但甲第二次投中,以此类推。因此,甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = 0.8 \times 0.3 + 0.8^2 \times 0.7 \times 0.3 + 0.8^3 \times 0.7^2 \times 0.3 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.8×0.3=0.24,公比为0.8×0.7=0.56,因此甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = \frac{0.24}{1-0.56} = \frac{0.24}{0.44} = \frac{24}{44} = \frac{6}{11} \]
步骤 4:计算乙先投时乙得胜的概率
乙得胜的情况包括乙第一次投中,或者乙第一次未中但甲也未中,乙第二次投中,以此类推。因此,乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = 0.2 + 0.8 \times 0.7 \times 0.2 + 0.8^2 \times 0.7^2 \times 0.2 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.2,公比为0.8×0.7=0.56,因此乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = \frac{0.2}{1-0.56} = \frac{0.2}{0.44} = \frac{20}{44} = \frac{5}{11} \]
步骤 5:讨论甲、乙得胜的概率是否会变
从上面的计算可以看出,当甲先投时,甲得胜的概率为$\frac{15}{22}$,乙得胜的概率为$\frac{7}{22}$;当乙先投时,甲得胜的概率为$\frac{6}{11}$,乙得胜的概率为$\frac{5}{11}$。因此,甲、乙得胜的概率会变。
甲得胜的情况包括甲第一次投中,或者甲第一次未中但乙也未中,甲第二次投中,以此类推。因此,甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = 0.3 + 0.7 \times 0.8 \times 0.3 + 0.7^2 \times 0.8^2 \times 0.3 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.3,公比为0.7×0.8=0.56,因此甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = \frac{0.3}{1-0.56} = \frac{0.3}{0.44} = \frac{30}{44} = \frac{15}{22} \]
步骤 2:计算甲先投时乙得胜的概率
乙得胜的情况包括甲第一次未中但乙第一次投中,或者甲第一次未中乙也未中,甲第二次未中但乙第二次投中,以此类推。因此,乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = 0.7 \times 0.2 + 0.7^2 \times 0.8 \times 0.2 + 0.7^3 \times 0.8^2 \times 0.2 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.7×0.2=0.14,公比为0.7×0.8=0.56,因此乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = \frac{0.14}{1-0.56} = \frac{0.14}{0.44} = \frac{14}{44} = \frac{7}{22} \]
步骤 3:计算乙先投时甲得胜的概率
乙先投时,甲得胜的情况包括乙第一次未中但甲第一次投中,或者乙第一次未中甲也未中,乙第二次未中但甲第二次投中,以此类推。因此,甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = 0.8 \times 0.3 + 0.8^2 \times 0.7 \times 0.3 + 0.8^3 \times 0.7^2 \times 0.3 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.8×0.3=0.24,公比为0.8×0.7=0.56,因此甲得胜的概率为:
\[ P(甲胜) = \frac{0.24}{1-0.56} = \frac{0.24}{0.44} = \frac{24}{44} = \frac{6}{11} \]
步骤 4:计算乙先投时乙得胜的概率
乙得胜的情况包括乙第一次投中,或者乙第一次未中但甲也未中,乙第二次投中,以此类推。因此,乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = 0.2 + 0.8 \times 0.7 \times 0.2 + 0.8^2 \times 0.7^2 \times 0.2 + \cdots \]
这是一个无穷等比数列求和问题,其中首项为0.2,公比为0.8×0.7=0.56,因此乙得胜的概率为:
\[ P(乙胜) = \frac{0.2}{1-0.56} = \frac{0.2}{0.44} = \frac{20}{44} = \frac{5}{11} \]
步骤 5:讨论甲、乙得胜的概率是否会变
从上面的计算可以看出,当甲先投时,甲得胜的概率为$\frac{15}{22}$,乙得胜的概率为$\frac{7}{22}$;当乙先投时,甲得胜的概率为$\frac{6}{11}$,乙得胜的概率为$\frac{5}{11}$。因此,甲、乙得胜的概率会变。