Для решения задачи о вероятности выпадения четверки ровно 4 раза при броске игральной кости 8 раз, мы можем использовать формулу биномиального распределения.
Биномиальное распределение моделирует количество успехов в заданном числе независимых испытаний, где каждое испытание имеет два возможных исхода (успех или неудача).
Параметры задачи:
- n (общее количество бросков) = 8
- k (количество успехов, т.е. выпадений четверки) = 4
- p (вероятность успеха в каждом испытании, т.е. вероятность выпадения четверки) = 1/6, так как в иконой кости 6 граней.
Формула биномиального распределения:
Вероятность того, что событие произойдёт ровно \( k \) раз в \( n \) испытаниях, вычисляется по формуле:
\[ P(X = k) = C(n, k) \cdot p^k \cdot (1-p)^{n-k} \]
где:
- \( C(n, k) \) — биномиальный коэффициент, который вычисляется как \( C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} \)
- \( p \) — вероятность успеха (выпадение четверки)
- \( (1-p) \) — вероятность неуспеха (выпадение любой другой грани)
Шаг 1: Найдем биномиальный коэффициент \( C(8, 4) \)
\[ C(8, 4) = \frac{8!}{4! \cdot (8-4)!} = \frac{8!}{4! \cdot 4!} = \frac{8 \cdot 7 \cdot 6 \cdot 5}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = 70 \]
Шаг 2: Подставим известные значения в формулу
Теперь можем подставить все значения в формулу:
\[ P(X = 4) = C(8, 4) \cdot \left(\frac{1}{6}\right)^4 \cdot \left(\frac{5}{6}\right)^{8-4} \]
Шаг 3: Вычислим \( P(X = 4) \)
Сначала вычислим \( \left(\frac{1}{6}\right)^4 \):
\[ \left(\frac{1}{6}\right)^4 = \frac{1}{1296} \]
Теперь вычислим \( \left(\frac{5}{6}\right)^4 \):
\[ \left(\frac{5}{6}\right)^4 = \left(\frac{5^4}{6^4}\right) = \frac{625}{1296} \]
Теперь подставим все в формулу:
\[ P(X = 4) = 70 \cdot \frac{1}{1296} \cdot \frac{625}{1296} \]
Упрощаем выражение:
\[ = 70 \cdot \frac{625}{1296 \cdot 1296} = 70 \cdot \frac{625}{1679616} \]
Теперь, умножим:
\[ = \frac{43750}{1679616} \]
Шаг 4: Вычислим конечный результат
Теперь нужно вычислить \(\frac{43750}{1679616}\) и округлить до десятитысячных:
\[ \approx 0.0260 \]
Ответ
Таким образом, вероятность того, что четверка выпадет ровно 4 раза при 8 бросках игральной кости, составляет примерно 0.0260 (или 2.60%).