Чтобы решить эту задачу, рассмотрим отрезок \( [2, 5] \) и отрезок длины \( 1 \), который мы будем обозначать как \( [a, b] \). При этом \( b = a + 1 \). Поскольку \( a \) находится на отрезке \( [2, 5] \), то для \( b \) выполнено \( b \leq 5 \), что даёт неравенство:
\[ a + 1 \leq 5 \quad \Rightarrow \quad a \leq 4 \]
Следовательно, \( a \) может варьироваться от \( 2 \) до \( 4 \), т.е. \( a \in [2, 4] \). Обозначим также \( S \) - общий (допустимый) набор значений разбиения отрезка.
Теперь рассмотрим каждое из событий:
Вероятность события \( a < 3 \): Весь диапазон \( a \) от \( 2 \) до \( 4 \). Чтобы найти вероятность, мы определяем длину отрезка, соответствующего событию \( a < 3 \). Это отрезок \( [2, 3] \).
Длина отрезка \( [2, 3] \): \( 3 - 2 = 1 \).
Длина общего отрезка \( [2, 4] \): \( 4 - 2 = 2 \).
Вероятность:
\[ P(a < 3) = \frac{1}{2} = 0,5. \]
Вероятность события \( b < 4 \): Это событие соответствует \( a + 1 < 4 \), то есть \( a < 3 \). Мы уже нашли, что вероятность этого события равна:
\[ P(b < 4) = P(a < 3) = 0,5. \]
Вероятность события, что середина отрезка \( [a, b] \) заключена между числами \( 3 \) и \( 4 \): Середина отрезка определяется как \( \frac{a + b}{2} = \frac{2a + 1}{2} \). Это событие эквивалентно:
\[ 3 < \frac{2a + 1}{2} < 4. \]
Умножив все части неравенства на \( 2 \):
\[ 6 < 2a + 1 < 8, \]
что даёт:
\[ 5 < 2a < 7 \quad \Rightarrow \quad \frac{5}{2} < a < \frac{7}{2} \quad \Rightarrow \quad 2,5 < a < 3,5. \]
Рассмотрим длину подходящего отрезка \( [2, 4] \) в пределах \( [2, 3.5] \):
Длина отрезка \( [2.5, 3.5] \): \( 3,5 - 2,5 = 1 \).
Длина общего отрезка \( [2, 4] \): \( 2 \).
Вероятность:
\[ P(3 < \frac{a + (a + 1)}{2} < 4) = \frac{1}{2} = 0,5. \]
Вероятность события, что середина отрезка \( [a, b] \) заключена между числами \( 2,5 \) и \( 4 \): Здесь нужно определить, что:
\[ 2,5 < \frac{2a + 1}{2} < 4. \]
Умножив все части на \( 2 \):
\[ 5 < 2a + 1 < 8, \]
что дает:
\[ 4 < 2a < 7 \quad \Rightarrow \quad 2 < a < 3,5. \]
Параметры отрезка \( a \) должны находиться в пределах \( [2, 3.5] \):
Длина отрезка \( [2, 3.5] \): \( 3.5 - 2 = 1.5 \).
Длина общего отрезка \( [2, 4] \): \( 2 \).
Вероятность:
\[ P(2,5 < \frac{a + (a + 1)}{2} < 4) = \frac{1.5}{2} = 0,75. \]
Таким образом, выводим итоговые вероятности для каждого из событий:
- \( P(a < 3) = 0,5 \)
- \( P(b < 4) = 0,5 \)
- \( P(3 < \text{середина отрезка} < 4) = 0,5 \)
- \( P(2,5 < \text{середина отрезка} < 4) = 0,75 \)