题目
8.把甲、乙、丙三名学生随机地分配到5间空置的宿舍中去,假设每间宿舍最多可住8人,试求这三名学生住在不同宿舍的概率.
8.把甲、乙、丙三名学生随机地分配到5间空置的宿舍中去,假设每间宿舍最多可住8人,试求这三名学生住在不同宿舍的概率.
题目解答
答案
将甲、乙、丙三名学生随机分配到5间宿舍中,每间宿舍最多可住8人。
1. **样本点总数**:
每名学生有5种选择,总共有 $5^3 = 125$ 种分配方式。
2. **事件A(不同宿舍)的样本点数**:
甲有5种选择,乙有4种(除甲外),丙有3种(除甲、乙外),共 $5 \times 4 \times 3 = 60$ 种。
3. **概率计算**:
$P(A) = \frac{60}{125} = \frac{12}{25}$。
**答案**:
\[
\boxed{\frac{12}{25}}
\]
解析
本题考查古典概型概率的计算。解题思路是先确定样本点总数,即所有可能的分配方式,再确定满足“三名学生住在不同宿舍”这一事件的样本点数,最后根据古典概型概率公式计算概率。
步骤一:计算样本点总数
因为要把甲、乙、丙三名学生随机地分配到$5$间空置的宿舍中,且每间宿舍最多可住$8$人,这意味着每名学生都有$5$种不同的选择。
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。
所以三名学生总的分配方式有$5\times5\times5 = 5^3=125$种。
步骤二:计算事件“三名学生住在不同宿舍”的样本点数
要使三名学生住在不同宿舍,甲学生先选宿舍,有$5$种选择方法;甲选好后,乙学生不能和甲住同一宿舍,所以乙有$4$种选择方法;甲、乙都选好后,丙学生不能和甲、乙住同一宿舍,所以丙有$3$种选择方法。
同样根据分步乘法计数原理,三名学生住在不同宿舍的分配方式有$5\times4\times3 = 60$种。
步骤三:根据古典概型概率公式计算概率
古典概型概率公式为$P(A)=\frac{m}{n}$,其中$n$是样本点总数,$m$是事件$A$包含的样本点数。
设“三名学生住在不同宿舍”为事件$A$,由前面计算可知$n = 125$,$m = 60$,则$P(A)=\frac{60}{125}$,对$\frac{60}{125}$进行约分,分子分母同时除以$5$,可得$P(A)=\frac{12}{25}$。