kaoyan1advanced 概率论与数理统计 第282题

教材习题

📝 题目

### 第282题

袋中装有 $2 n-1$ 个白球, $2 n$ 个黑球,一次取出 $n$ 个球,发现都是同一种颜色,则这种颜色是黑色的概率为 (A)$\displaystyle \frac{n}{4 n-1}$ . (B)$\displaystyle \frac{n}{3 n-1}$ . (C)$\displaystyle \frac{1}{3}$ . (D)$\displaystyle \frac{2}{3}$ .

建衩答题时间 $\leqslant 4 \mathrm{~min}$

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:设事件A为“取出的n个球全是同一种颜色”,事件B为“取出的球全是黑色”。 步骤2:总球数为$4n-1$,取n个球的总取法数为$\mathrm{C}_{4n-1}^{n}$。 步骤3:全为白球的取法数为$\mathrm{C}_{2n-1}^{n}$,全为黑球的取法数为$\mathrm{C}_{2n}^{n}$。 步骤4:$\displaystyle P(A)=\frac{\mathrm{C}_{2n-1}^{n}+\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}$,$\displaystyle P(B)=\frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}$。 步骤5:所求概率$\displaystyle P(B|A)=\frac{P(B)}{P(A)}=\frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n}+\mathrm{C}_{2n}^{n}}$。 步骤6:计算$\displaystyle \mathrm{C}_{2n}^{n}=\frac{2n}{n}\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}=2\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}$,$\mathrm{C}_{2n-1}^{n}=\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}$,代入得$\displaystyle P(B|A)=\frac{2\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}+2\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}}=\frac{2}{3}$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:设事件
设事件 $A$ 为“取出的 $n$ 个球全是同一种颜色”,事件 $B$ 为“取出的球全是黑色”。
提示:注意事件A包含全白和全黑两种情况
步骤 2/6
目标:计算总取法数
总球数为 $2n-1 + 2n = 4n-1$,从 $4n-1$ 个球中取出 $n$ 个球的总取法数为 $\mathrm{C}_{4n-1}^{n}$。
公式:$$\mathrm{C}_{4n-1}^{n}$$
提示:注意总球数为4n-1
步骤 3/6
目标:计算事件A和B的取法数
全为白球的取法数为 $\mathrm{C}_{2n-1}^{n}$,全为黑球的取法数为 $\mathrm{C}_{2n}^{n}$。因此,事件 $A$ 的取法数为 $\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}$,事件 $B$ 的取法数为 $\mathrm{C}_{2n}^{n}$。
提示:注意区分事件A和事件B的取法数
步骤 4/6
目标:计算概率
由古典概型,$P(A) = \frac{\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}$,$P(B) = \frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}$。
公式:$$P(A) = \frac{\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}, \quad P(B) = \frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{4n-1}^{n}}$$
提示:注意条件概率,分母是取到同色球的总数
步骤 5/6
目标:计算条件概率
所求概率为 $P(B|A) = \frac{P(B)}{P(A)} = \frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}}$。
公式:$$P(B|A) = \frac{P(B)}{P(A)} = \frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}}$$
提示:注意条件概率公式中P(A)为取出同色球的概率
步骤 6/6
目标:化简并得出答案
利用组合数性质:$\mathrm{C}_{2n}^{n} = \frac{2n}{n} \mathrm{C}_{2n-1}^{n-1} = 2 \mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}$,且 $\mathrm{C}_{2n-1}^{n} = \mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}$。代入得 $P(B|A) = \frac{2 \mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n-1} + 2 \mathrm{C}_{2n-1}^{n-1}} = \frac{2}{3}$。因此,这种颜色是黑色的概率为 $\frac{2}{3}$,对应选项 D。
公式:$$P(B|A) = \frac{\mathrm{C}_{2n}^{n}}{\mathrm{C}_{2n-1}^{n} + \mathrm{C}_{2n}^{n}} = \frac{2}{3}$$
提示:注意组合数化简技巧

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