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数学
题目

13.一俱乐部有5名一年级学生,2名二年级学生,3名三年级学生,2名四年级学生.(1)在其中任选4名学生,求一、二、三、四年级的学生各一名的概率.(2)在其中任选5名学生,求一、二、三、四年级的学生均包含在内的概率.

13.一俱乐部有5名一年级学生,2名二年级学生,3名三年级学生,2名四年级学生. (1)在其中任选4名学生,求一、二、三、四年级的学生各一名的概率. (2)在其中任选5名学生,求一、二、三、四年级的学生均包含在内的概率.

题目解答

答案

(1) **计算总选法数**: 从12人中选4人,总选法数为 $C_{12}^4 = 495$。 **计算满足条件的选法数**: 每一年级选1人,选法数为 $C_5^1 \times C_2^1 \times C_3^1 \times C_2^1 = 60$。 **概率**: \[ P = \frac{60}{495} = \frac{4}{33} \] (2) **计算总选法数**: 从12人中选5人,总选法数为 $C_{12}^5 = 792$。 **计算满足条件的选法数**: 确保每个年级至少1人,即一个年级2人,其他年级各1人。 \[ C_5^2 \times C_2^1 \times C_3^1 \times C_2^1 + C_2^2 \times C_5^1 \times C_3^1 \times C_2^1 + C_3^2 \times C_5^1 \times C_2^1 \times C_2^1 + C_2^2 \times C_5^1 \times C_2^1 \times C_3^1 = 240 \] **概率**: \[ P = \frac{240}{792} = \frac{10}{33} \] **答案**: (1) $\boxed{\frac{4}{33}}$ (2) $\boxed{\frac{10}{33}}$

解析

考查要点:本题属于组合概率问题,主要考查组合数的计算和分类讨论思想的应用。
解题思路:

  1. 总选法数:直接计算从全体学生中任选指定人数的组合数。
  2. 满足条件的选法数:
    • 第(1)题:要求每个年级恰好选1人,直接相乘各年级的选法数。
    • 第(2)题:要求每个年级至少选1人,需通过分类讨论确定可能的选法(即某一年级选2人,其余各选1人)。
      关键点:正确分类并避免重复或遗漏。

第(1)题

总选法数

从12名学生中任选4人,总选法数为:
$C_{12}^4 = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 495$

满足条件的选法数

每个年级选1人,选法数为各年级人数的乘积:
$C_5^1 \times C_2^1 \times C_3^1 \times C_2^1 = 5 \times 2 \times 3 \times 2 = 60$

概率计算

概率为满足条件的选法数除以总选法数:
$P = \frac{60}{495} = \frac{4}{33}$

第(2)题

总选法数

从12名学生中任选5人,总选法数为:
$C_{12}^5 = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9 \times 8}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} = 792$

满足条件的选法数

需保证每个年级至少1人,因此必有一个年级选2人,其余各选1人。分四种情况讨论:

  1. 一年级选2人:
    $C_5^2 \times C_2^1 \times C_3^1 \times C_2^1 = 10 \times 2 \times 3 \times 2 = 120$
  2. 二年级选2人:
    $C_2^2 \times C_5^1 \times C_3^1 \times C_2^1 = 1 \times 5 \times 3 \times 2 = 30$
  3. 三年级选2人:
    $C_3^2 \times C_5^1 \times C_2^1 \times C_2^1 = 3 \times 5 \times 2 \times 2 = 60$
  4. 四年级选2人:
    $C_2^2 \times C_5^1 \times C_2^1 \times C_3^1 = 1 \times 5 \times 2 \times 3 = 30$

总满足条件的选法数为:
$120 + 30 + 60 + 30 = 240$

概率计算

概率为满足条件的选法数除以总选法数:
$P = \frac{240}{792} = \frac{10}{33}$

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