Для решения задачи сначала обозначим детей. Пусть девочки обозначаются как Д1 и Д2, а мальчики как М1 и М2. Общее количество детей равно 4, поэтому общее число возможных упорядоченных сочетаний (перестановок) детей можно вычислить по формуле факториала:
\[ N = 4! = 24 \]
Элементарные события
Все возможные очереди (перестановки) детей:
- Д1, Д2, М1, М2
- Д1, М1, Д2, М2
- Д1, М1, М2, Д2
- Д1, М2, Д2, М1
- Д1, М2, М1, Д2
- М1, Д1, Д2, М2
- М1, Д1, М2, Д2
- М1, М2, Д1, Д2
- М1, Д2, Д1, М2
- М1, Д2, М2, Д1
- Д2, Д1, М1, М2
- Д2, М1, Д1, М2
- Д2, М1, М2, Д1
- Д2, М2, Д1, М1
- Д2, М2, М1, Д1
- М2, Д1, Д2, М1
- М2, Д1, М1, Д2
- М2, М1, Д1, Д2
- М2, Д2, Д1, М1
- М2, Д2, М1, Д1
- Д1, Д2, М2, М1
- Д2, Д1, М1, М2
- М2, М1, Д2, Д1
- М1, Д2, Д1, М2
Теперь найдем вероятность для каждой из указанных вами ситуаций.
А) Вероятность, что первой будет играть девочка
Номера очередей, где первой идет девочка (Д1 или Д2):
- Д1, Д2, М1, М2
- Д1, М1, Д2, М2
- Д1, М1, М2, Д2
- Д1, М2, Д2, М1
- Д1, М2, М1, Д2
- Д2, Д1, М1, М2
- Д2, М1, Д1, М2
- Д2, М1, М2, Д1
- Д2, М2, Д1, М1
- Д2, М2, М1, Д1
В общей сложности 10 из 24 перестановок начинаются с девочки, соответственно:
\[ P(A) = \frac{10}{24} = \frac{5}{12} \]
Б) Вероятность, что первым и последним будет играть девочка
Номера очередей, где первой и последней идут девочки:
- Д1, М1, М2, Д2
- Д1, М2, М1, Д2
- Д2, М1, М2, Д1
- Д2, М2, М1, Д1
Всего 4 варианта. Таким образом:
\[ P(B) = \frac{4}{24} = \frac{1}{6} \]
С) Вероятность чередования мальчика и девочки
Возможные варианты чередования мальчика и девочки могут выглядеть так:
- Д1, М1, Д2, М2
- Д1, М2, Д2, М1
- Д2, М1, Д1, М2
- Д2, М2, Д1, М1
- М1, Д1, М2, Д2
- М1, Д2, Д1, М2
- М2, Д1, Д2, М1
- М2, Д2, Д1, М1
Таким образом, у нас есть 8 вариантов. Значит,
\[ P(C) = \frac{8}{24} = \frac{1}{3} \]
Результаты
- \( P(A) = \frac{5}{12} \)
- \( P(B) = \frac{1}{6} \)
- \( P(C) = \frac{1}{3} \)