Давайте обозначим детей в семье Ковалёвых. Пусть девочки - это \( D_1 \) и \( D_2 \), а мальчики - \( M_1 \) и \( M_2 \).
Сначала найдем все возможные порядки (перестановки) детей. Общее число детей - 4, следовательно, общее количество различных последовательностей (элементарных событий) можно найти как \( 4! = 24 \).
Теперь выпишем все элементарные события (перестановки):
- \( D_1 D_2 M_1 M_2 \)
- \( D_1 D_2 M_2 M_1 \)
- \( D_1 M_1 D_2 M_2 \)
- \( D_1 M_1 M_2 D_2 \)
- \( D_1 M_2 D_1 M_2 \)
- \( D_1 M_2 M_1 D_2 \)
- \( D_2 D_1 M_1 M_2 \)
- \( D_2 D_1 M_2 M_1 \)
- \( D_2 M_1 D_1 M_2 \)
- \( D_2 M_1 M_2 D_1 \)
- \( D_2 M_2 D_1 M_1 \)
- \( D_2 M_2 M_1 D_1 \)
- \( M_1 D_1 D_2 M_2 \)
- \( M_1 D_1 M_2 D_2 \)
- \( M_1 M_2 D_1 D_2 \)
- \( M_1 M_2 D_2 D_1 \)
- \( M_2 D_1 D_2 M_1 \)
- \( M_2 D_1 M_1 D_2 \)
- \( M_2 M_1 D_1 D_2 \)
- \( M_2 M_1 D_2 D_1 \)
- \( D_1 M_2 D_1 M_2 \)
- \( D_2 M_1 M_2 D_1 \)
- \( M_1 D_2 M_2 D_1 \)
- \( M_2 D_2 D_1 M_1 \)
Теперь перейдем к заданным вопросам:
а) Вероятность того, что первой будет играть девочка.
Из всех 24 перестановок, возможные события, где первой играет девочка (это \( D_1 \) или \( D_2 \)):
- \( D_1 D_2 M_1 M_2 \)
- \( D_1 D_2 M_2 M_1 \)
- \( D_1 M_1 D_2 M_2 \)
- \( D_1 M_1 M_2 D_2 \)
- \( D_1 M_2 D_2 M_1 \)
- \( D_1 M_2 M_1 D_2 \)
- \( D_2 D_1 M_1 M_2 \)
- \( D_2 D_1 M_2 M_1 \)
- \( D_2 M_1 D_1 M_2 \)
- \( D_2 M_1 M_2 D_1 \)
- \( D_2 M_2 D_1 M_1 \)
- \( D_2 M_2 M_1 D_1 \)
Всего таких событий 12.
Вероятность \( P_1 \): \[ P_1 = \frac{12}{24} = \frac{1}{2} \]
б) Вероятность того, что первой и последней будет играть девочка.
Возможные события, где первой и последней играет девочка (это \( D_1 \) или \( D_2 \)):
- \( D_1 M_1 M_2 D_2 \)
- \( D_1 M_2 M_1 D_2 \)
- \( D_2 M_1 M_2 D_1 \)
- \( D_2 M_2 M_1 D_1 \)
Всего таких событий 4.
Вероятность \( P_2 \): \[ P_2 = \frac{4}{24} = \frac{1}{6} \]
в) Вероятность того, что будет чередование мальчика и девочки.
Чтобы было чередование мальчика и девочки, возможно 2 сценария:
- Старт с мальчика: \( M D M D \) - возможные перестановки: (1, 2, 3, 4) и (1, 2, 4, 3) = 2 события.
- Старт с девочки: \( D M D M \) - возможные перестановки: (2, 3, 1, 4) и (2, 3, 4, 1) = 2 события.
Всего таких событий 4.
Вероятность \( P_3 \): \[ P_3 = \frac{4}{24} = \frac{1}{6} \]
Итак, окончательные результаты:
а) Вероятность того, что первой будет играть девочка: \( \frac{1}{2} \).
б) Вероятность, что первой и последней будет играть девочка: \( \frac{1}{6} \).
в) Вероятность, что будет чередование мальчика и девочки: \( \frac{1}{6} \).