Для решения этой задачи мы будем использовать формулу биномиального распределения, которая описывает вероятность успеха в определённом количестве испытаний.
Формула биномиальной вероятности выглядит следующим образом:
[ P(X = k) = C(n, k) \cdot p^k \cdot (1 - p)^{n - k} ]
где:
- ( P(X = k) ) — вероятность того, что событие произошло ровно ( k ) раз,
- ( C(n, k) ) — биномиальный коэффициент, который равен ( \frac{n!}{k!(n - k)!} ),
- ( n ) — общее количество испытаний (в нашем случае 12),
- ( k ) — количество успехов (попаданий в кольцо),
- ( p ) — вероятность успеха в одном испытании (в нашем случае 0.4),
- ( (1 - p) ) — вероятность неуспеха.
Теперь рассчитаем вероятность попадания ровно 4 раз и ровно 3 раз.
1. Вероятность ровно 4 попаданий:
Подставим значения в формулу:
- ( n = 12 )
- ( k = 4 )
- ( p = 0.4 )
[ P(X = 4) = C(12, 4) \cdot (0.4)^4 \cdot (0.6)^{8} ]
Сначала найдем биномиальный коэффициент ( C(12, 4) ):
[
C(12, 4) = \frac{12!}{4! \cdot (12 - 4)!} = \frac{12!}{4! \cdot 8!} = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 495
]
Теперь подставим значения в формулу:
[
P(X = 4) = 495 \cdot (0.4)^4 \cdot (0.6)^8
]
Посчитаем ( (0.4)^4 ) и ( (0.6)^8 ):
[
(0.4)^4 = 0.0256, \quad (0.6)^8 = 0.01679616
]
Теперь подставим эти значения:
[
P(X = 4) = 495 \cdot 0.0256 \cdot 0.01679616 \approx 0.2079
]
2. Вероятность ровно 3 попаданий:
Аналогично:
[
P(X = 3) = C(12, 3) \cdot (0.4)^3 \cdot (0.6)^{9}
]
Сначала найдем биномиальный коэффициент ( C(12, 3) ):
[
C(12, 3) = \frac{12!}{3! \cdot (12 - 3)!} = \frac{12!}{3! \cdot 9!} = \frac{12 \times 11 \times 10}{3 \times 2 \times 1} = 220
]
Теперь подставим значения в формулу:
[
P(X = 3) = 220 \cdot (0.4)^3 \cdot (0.6)^{9}
]
Посчитаем ( (0.4)^3 ) и ( (0.6)^9 ):
[
(0.4)^3 = 0.064, \quad (0.6)^9 \approx 0.010616
]
Теперь подставим эти значения:
[
P(X = 3) = 220 \cdot 0.064 \cdot 0.010616 \approx 0.1493
]
3. Ratio of probabilities:
Теперь найдем, во сколько раз вероятность события «ровно 4 попадания» больше вероятности события «ровно 3 попадания»:
[
\frac{P(X = 4)}{P(X = 3)} \approx \frac{0.2079}{0.1493} \approx 1.39
]
Ответ: Вероятность события «ровно 4 попадания» примерно в 1.39 раз больше вероятности события «ровно 3 попадания».