题目
任意将10本书放在书架上,其中有两套书,一套3本,另一套4本,求下列事件的概率:(1)3本一套放在一起;(2)两套各自放在一起;(3)两套中至少有一套放在一起.
任意将10本书放在书架上,其中有两套书,一套3本,另一套4本,求下列事件的概率:
(1)3本一套放在一起;
(2)两套各自放在一起;
(3)两套中至少有一套放在一起.
题目解答
答案
(1)$$A_3^3\times A_8^8\div A_{10}^{10}=\frac{1}{15}$$
(2)$$A_3^3\times A_4^4\times A_5^5\div A_{10}^{10}=\frac{1}{210}$$
(3)先算出4本套在一起的概率$$A_4^4\times A_7^7\div A_{10}^{10}=\frac{1}{30}$$
同时
,
但这里面对于两套各方在一起重复一次,减(2)的结果,
应该是
解析
考查要点:本题主要考查排列组合中的捆绑法应用及概率计算,特别是涉及多个事件时的容斥原理。
解题核心思路:
- 捆绑法:将需要放在一起的书视为一个整体,计算整体排列数与内部排列数的乘积。
- 分步计算:对于多个独立事件(如两套各自捆绑),需分别计算各部分的排列数后相乘。
- 容斥原理:处理“至少一个”事件时,需用加法原理减去重复计算的部分。
破题关键点:
- 总事件数:所有书的全排列数为$A_{10}^{10}=10!$。
- 捆绑法应用:将套书视为整体时,需注意剩余书籍的数量。
- 容斥原理:正确计算单独事件概率后,减去同时满足两个事件的概率。
第(1)题
目标:3本一套放在一起。
- 捆绑处理:将3本套视为1个整体,剩余7本书,共$1+7=8$个元素。
- 排列数计算:
- 整体排列数:$A_8^8=8!$
- 内部排列数:$A_3^3=3!$
- 概率计算:
$P = \frac{A_3^3 \times A_8^8}{A_{10}^{10}} = \frac{3! \times 8!}{10!} = \frac{6}{10 \times 9} = \frac{1}{15}$
第(2)题
目标:两套各自放在一起。
- 双重捆绑:3本套和4本套分别视为2个整体,剩余3本书,共$2+3=5$个元素。
- 排列数计算:
- 整体排列数:$A_5^5=5!$
- 内部排列数:$A_3^3 \times A_4^4=3! \times 4!$
- 概率计算:
$P = \frac{A_3^3 \times A_4^4 \times A_5^5}{A_{10}^{10}} = \frac{3! \times 4! \times 5!}{10!} = \frac{144}{30240} = \frac{1}{210}$
第(3)题
目标:至少有一套放在一起。
- 容斥原理:
- 单独事件:
- 3本套概率:$P(A)=\frac{1}{15}$
- 4本套概率:$P(B)=\frac{1}{30}$(同第(1)题方法,将4本套视为整体)
- 交集事件:两套均放在一起的概率$P(A \cap B)=\frac{1}{210}$(即第(2)题结果)
- 单独事件:
- 概率计算:
$P = P(A) + P(B) - P(A \cap B) = \frac{1}{15} + \frac{1}{30} - \frac{1}{210} = \frac{2}{21}$