Для решения этой задачи нужно использовать концепцию вероятностей и комбинаторики.
Шаг 1: Определим общее количество способов, которыми кролики могут разбежаться
У нас есть 10 кроликов, и каждый из них может выбрать одну из трёх нор, следовательно, общее количество способов, которыми кролики могут распределиться по норам, равно:
[
3^{10}
]
Это количество всех возможных распределений 10 кроликов в 3 норы.
Шаг 2: Вычислим количество благоприятных исходов
Теперь нам нужно определить, в каком количестве случаев одна из нор будет пустой. Мы можем использовать метод включения-исключения.
- Сначала рассчитаем количество способов, при которых хотя бы одна нора пустая.
- Рассмотрим случай, когда некая нора (например, Нора 1) пустая. В этом случае 10 кроликов могут распределиться только по оставшимся двум норам (Нора 2 и Нора 3). Количество таких распределений будет:
[
2^{10}
]
Поскольку у нас есть 3 норы, по аналогии это верно для всех 3 нор, следовательно:
[
3 \times 2^{10}
]
- Считаем пересечения, когда две норы пустые.
Если, например, Нора 1 и Нора 2 пустые, тогда все кролики должны быть в Норе 3. Это имеет только один вариант — все кролики в одной норе:
[
1
]
Поскольку это может произойти для любой комбинации двух нор, есть (\binom{3}{2} = 3) таких случаев.
Применение метода включения-исключения
Теперь у нас есть 3 норы:
- Количество способов, когда одна из нор пустая:
[
3 \times 2^{10}
]
- Вычтем количество способов, когда две норы пустые:
[
- 3 \times 1
]
Таким образом, общее число способностей, при которых хотя бы одна нора пустая:
[
3 \times 2^{10} - 3
]
Шаг 3: Находим вероятность
Теперь, чтобы найти вероятность того, что одна из нор пустая, мы делим количество благоприятных исходов на общее количество распределений:
[
P(A) = \frac{3 \times 2^{10} - 3}{3^{10}}
]
Упрощаем формулу
Подсчитаем значения:
- (2^{10} = 1024)
- (3^{10} = 59049)
Подставим значения:
[
P(A) = \frac{3 \times 1024 - 3}{59049} = \frac{3072 - 3}{59049} = \frac{3069}{59049}
]
Примерный расчет
Теперь найдем приближенное численное значение:
[
P(A) \approx \frac{3069}{59049} \approx 0.0519
]
Шаг 4: Сравнение с интервалами
Этот результат лежит в интервале:
Ответ
Вероятность того, что одна из нор останется пустой, примерно равна 0.0519, что попадает в интервал ([0; 0.3)).