2015年10月24日 星期六

[數學] 抽球挑戰題(概率)

問題:袋中有2個紅球,3個白球和4個黑球,如每次在袋中抽出一球並不把球放回袋中,紅球先抽完的機率是多少?
(出處忘了,前幾天看到的,但尾指指根關節發炎所以沒發文,還在痛)

剛看到題目的時候沒甚麼頭緒,現在也是,想不到簡明的方法,總之先把我的解法給大家看一下吧:




解:
以R表示紅球,W表示白球,B表示黑球,
把問題轉換成把9球並列,從左算起,兩個R出現在第3個W和第4個B前,
例如
R W W B B B R W B
R W B R W W B B B

設F(n)是符合題目條件,而最後一個R在第n個位置的組合數,
T是9球隨便排列的組合數

$T=9!=362880$

n只可能是2, 3, 4, 5, 6或7,

F(2)表示球以以下方式排列(X表示在第2個R後的球):
R R X X X X X X X
$F(2)=2!7!=10080$

F(3)表示球以以下方式排列(Y表示在第2個R前非R的球):
R Y R X X X X X X
Y R R X X X X X X
$F(3)=2!2!6! \times (C^{3}_{1}+C^{4}_{1})=20160$

F(4)表示球以以下方式排列:
R Y Y R X X X X X
...
$F(4)=2!3!5! \times (C^{3}_{2}+C^{3}_{1}C^{4}_{1}+C^{4}_{2})=30240$

F(5)表示球以以下方式排列:
R Y Y Y R X X X X
...
$F(5)=2!4!4! \times (C^{3}_{2}C^{4}_{1}+C^{3}_{1}C^{4}_{2}+C^{4}_{3})=39168$

F(6)表示球以以下方式排列:
R Y Y Y Y R X X X
...
$F(6)=2!5!3! \times (C^{3}_{2}C^{4}_{2}+C^{3}_{1}C^{4}_{3})=43200$

F(7)表示球以以下方式排列:
R Y Y Y Y Y R X X
...
$F(6)=2!6!2! \times (C^{3}_{2}C^{4}_{3})=34560$

所以
$P(先抽完紅色)$$\\ =\frac{F(2)+F(3)+F(4)+F(5)+F(6)+F(7)}{T}
\\ =\frac{177408}{362880}
\\ =\frac{22}{45}$

如果有更好的解法請告訴我。

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