/Szkoła średnia/Prawdopodobieństwo/Warunkowe i całkowite/Zbiory liczb

Zadanie nr 7462621

Ze zbioru wszystkich liczb naturalnych czterocyfrowych losujemy jedną liczbę. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że wylosowana liczba jest podzielna przez 4 lub 9, jeśli wiadomo, że jest ona podzielna przez 6.

Wersja PDF

Rozwiązanie

Sposób I

Ustalmy najpierw ile jest liczb czterocyfrowych podzielnych przez 6. Są to liczby

100 2 = 167 ⋅6, 10 08 = 168 ⋅6,...,999 6 = 1666 ⋅6.

Jest więc 16 66− 166 = 150 0 takich liczb.

Ile spośród tych liczb dzieli się przez 4? – są to liczby podzielne przez 12, czyli liczby

100 8 = 84 ⋅12, 10 20 = 85 ⋅12,...,999 6 = 833 ⋅12.

Jest ich więc 833 − 83 = 7 50 .

Analogicznie liczymy, ile jest liczb podzielnych przez 6 i 9 – czyli podzielnych przez 18

100 8 = 56 ⋅18, 10 26 = 57 ⋅18,...,999 0 = 555 ⋅18.

Jest ich więc 555 − 55 = 5 00 .

W tym miejscu trzeba jednak odrobinę uważać, bo niektóre liczby policzyliśmy dwa razy – tak jest w przypadku liczb, które jednocześnie dzielą się przez 4 i 9, czyli takich, które dzielą się przez 36. Obliczmy ile ich jest.

100 8 = 28 ⋅36, 10 44 = 29 ⋅36,...,997 2 = 277 ⋅36.

Jest ich więc 277 − 27 = 2 50 i interesujące nas prawdopodobieństwo jest równe

75-0+--500−--250 1000- 10- 2- 1500 = 1500 = 15 = 3.

Sposób II

Jeżeli oznaczymy przez A 1 , A 2 i B zdarzenia polegające na wylosowaniu liczby czterocyfrowej podzielnej odpowiednio przez 4, przez 9 i przez 6, to musimy obliczyć prawdopodobieństwo warunkowe

 P((A 1 ∪ A2) ∩ B) P((A 1 ∩ B) ∪ (A 2 ∩ B )) P((A 1 ∪ A 2)|B) = ------P-(B)-------= ---------P-(B)----------.

Liczby czterocyfrowe podzielne przez 6 tworzą skończony ciąg arytmetyczny (an) o różnicy r = 6 i taki, że

{ a1 = 1 002 = 167 ⋅6 an = 9996 = 16 66⋅6 .

Mamy stąd

9996 = a = a + (n − 1)r = 1 002+ 6(n − 1) / : 6 n 1 n − 1 = 1 499 ⇒ n = 1500.

Zatem

P (B) = 1-500 = 15-= 1- 9 000 90 6

(bo wszystkich liczb czterocyfrowych jest 999 9− 9 99 = 900 0 ).

Zajmijmy się teraz zdarzeniem A 1 ∩ B , czyli liczbami, które są jednocześnie podzielne przez 4 i 6. Takie liczby to dokładnie liczby podzielne przez 12. Tworzą one skończony ciąg arytmetyczny (an) o różnicy r = 12 i taki, że

{ a1 = 1 008 = 84 ⋅12 an = 9996 = 83 3⋅12 .

Mamy stąd

9996 = an = a1 + (n − 1)r = 10 08+ 12(n − 1) / : 12 n − 1 = 74 9 ⇒ n = 7 50.

Zatem

P (A ∩ B ) = -750- = -1-. 1 900 0 1 2

Analogicznie obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia A 2 ∩ B , czyli zdarzenia w którym liczby są podzielne jednocześnie przez 9 i 6, czyli przez 18. Liczby takie tworzą skończony ciąg arytmetyczny (an) o różnicy r = 18 i taki, że

{ a1 = 1 008 = 56 ⋅18 an = 9990 = 55 5⋅18 .

Mamy stąd

9990 = an = a1 + (n − 1)r = 10 08+ 18(n − 1) / : 18 n − 1 = 49 9 ⇒ n = 5 00.

Zatem

 500 1 P (A 2 ∩ B ) =----- = ---. 900 0 1 8

Wciąż mamy za mało danych aby obliczyć prawdopodobieństwo

P((A ∩ B) ∪ (A ∩ B)) = P(A ∩ B )+ P(A ∩ B )− P((A ∩ B )∩ (A ∩ B)) = 1 2 1 2 1 2 = P(A 1 ∩ B )+ P(A 2 ∩ B )− P(A 1 ∩ A 2 ∩ B).

Musimy jeszcze obliczyć prawdopodobieństwo zdarzenia A1 ∩ A 2 ∩ B = A 1 ∩ A 2 , czyli zdarzenia, w którym mamy liczby podzielne jednocześnie przez 4 i 9, czyli przez 36. Liczby te tworzą ciąg arytmetyczny (an) o różnicy r = 36 i taki, że

{ a1 = 1 008 = 28 ⋅36 an = 9972 = 27 7⋅36 .

Mamy stąd

9972 = an = a1 + (n − 1)r = 10 08+ 36(n − 1) / : 36 n − 1 = 24 9 ⇒ n = 2 50.

Zatem

 -250- -1- P (A1 ∩ A 2 ∩ B ) = 900 0 = 36

i interesujące nas prawdopodobieństwo jest równe

 P (A ∩ B) + P (A ∩ B )− P (A ∩ A ∩ B ) P ((A1 ∪ A 2)|B ) = ----1-------------2------------1----2----- = P(B ) -1 + -1 − -1 1 1 1 3 + 2 − 1 4 2 = 12---181---36-= --+ --− --= ----------= --= -. 6 2 3 6 6 6 3

 
Odpowiedź: 2 3

Wersja PDF
spinner