题目
电路如下图所示,其中a,b,c,d为开关,设各开关闭合与否相互独立,且每一开关闭合的概率均为dfrac (1)(3),则L与R为通路的概率为().dfrac (1)(3)
电路如下图所示,其中a,b,c,d为开关,设各开关闭合与否相互独立,且每一开关闭合的概率均为,则L与R为通路的概率为().

题目解答
答案
解:用A,B,C,D分别来表示开关a,b,c,d闭合,用T表示L与R为通路,于是因为各开关闭合与否相互独立,所以事件A,B,C,D相互独立,
从而
L与R为通路的概率为。
解析
考查要点:本题主要考查独立事件的概率计算,以及电路通路条件的分析能力。
解题核心思路:
- 确定通路条件:分析电路结构,明确哪些开关组合能形成通路。
- 分解事件:将通路事件分解为多个独立事件的并集或交集。
- 应用概率公式:利用独立事件的概率乘法公式和加法公式计算最终结果。
破题关键点:
- 电路结构分析:开关a、b串联与开关c、d串联形成两条并联路径,通路条件为“a和b同时闭合”或“c和d同时闭合”。
- 事件独立性:各开关独立,因此事件AB(a、b闭合)与事件CD(c、d闭合)独立,需用并事件概率公式计算。
电路通路条件分析
电路由两条并联路径组成:
- 路径1:开关a和b串联,需同时闭合(事件AB)。
- 路径2:开关c和d串联,需同时闭合(事件CD)。
通路事件为 AB或CD至少有一条路径导通,即 $T = AB \cup CD$。
概率计算步骤
事件AB的概率
$P(AB) = P(A) \cdot P(B) = p \cdot p = p^2$,其中$p = \dfrac{1}{3}$。
事件CD的概率
同理,$P(CD) = p^2$。
事件AB与CD的交集概率
因AB与CD独立,交集概率为:
$P(AB \cap CD) = P(AB) \cdot P(CD) = p^2 \cdot p^2 = p^4$。
并事件概率公式
根据并事件概率公式:
$P(T) = P(AB) + P(CD) - P(AB \cap CD) = p^2 + p^2 - p^4 = 2p^2 - p^4.$
代入数值计算
将$p = \dfrac{1}{3}$代入:
$P(T) = 2 \left( \dfrac{1}{3} \right)^2 - \left( \dfrac{1}{3} \right)^4 = \dfrac{2}{9} - \dfrac{1}{81} = \dfrac{18}{81} - \dfrac{1}{81} = \dfrac{17}{81}.$