Для решения задачи, давайте сначала рассмотрим числа, которые у нас есть: \(2021, 2021^2, 2021^3, \ldots, 2021^{10}\). Обозначим их как \(a_1 = 2021\), \(a_2 = 2021^2\), \(a_3 = 2021^3\), и так далее до \(a_{10} = 2021^{10}\).
Наша цель — найти вероятность того, что произведение двух меньших чисел из трех случайно выбранных карточек делится на третье самое большое число.
Пусть мы выберем три карточки, на которых записаны числа \(a_i\), \(a_j\), и \(a_k\) (где \(i < j < k\)). В этом случае два меньших числа — это \(a_i\) и \(a_j\), а третье самое большое — \(a_k\). Нам надо проверить условие:
\[ a_i \cdot a_j \text{ делится на } a_k \]
Запишем это условие в терминах степеней:
\[ 2021^i \cdot 2021^j \text{ делится на } 2021^k \]
Это равносильно тому, что:
\[ i + j \geq k \]
Теперь давайте найдем все возможные комбинации \(i, j, k\), где \(1 \leq i < j < k \leq 10\). Нас сначала интересует общее количество таких троек \((i, j, k)\).
Общее количество способов выбрать 3 карточки из 10 можно вычислить по формуле сочетаний:
\[ C(10, 3) = \frac{10!}{3!(10-3)!} = \frac{10 \times 9 \times 8}{3 \times 2 \times 1} = 120 \]
Теперь найдем количество благоприятных случаев. Мы должны пересчитать количество троек \((i, j, k)\), удовлетворяющих условию \(i + j \geq k\).
- Для \(k=3\): возможные пары (i, j) — (1, 2) → 1 случай
- Для \(k=4\): (1, 2), (1, 3), (2, 3) → 3 случая
- Для \(k=5\): (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4), (3, 4) → 6 случаев
- Для \(k=6\): (1, 2, 3), (1, 2, 4), (1, 2, 5), (1, 3, 4), (1, 3, 5), (1, 4, 5), (2, 3, 4), (2, 3, 5), (2, 4, 5), (3, 4, 5) → 10 случаев
- Для \(k=7\): 15 случаев
- Для \(k=8\): 21 случай
- Для \(k=9\): 28 случаев
- Для \(k=10\): 36 случаев
Суммируем количество случаев по всем значениям \(k\): \[ 1 + 3 + 6 + 10 + 15 + 21 + 28 + 36 = 120 \]
Каждый из 120 случаев удовлетворяет условию \(i + j \geq k\). Таким образом, все тройки дают успешный результат.
Теперь найдем вероятность: \[ P = \frac{\text{Количество благоприятных случаев}}{\text{Общее количество случаев}} = \frac{120}{120} = 1 \]
Таким образом, вероятность того, что произведение двух меньших чисел делится на третье самое большое число, равна 1.
