Для решения данной задачи, давайте сначала разберемся с понятием независимых испытаний Бернулли. В каждом испытании есть два возможных исхода: успех (вероятность \(p\)) и неудача (вероятность \(q\)). В нашем случае:
- Вероятность успеха \(p = \frac{1}{4}\)
- Вероятность неудачи \(q = 1 - p = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}\)
Теперь у нас имеется 6 независимых испытаний Бернулли, и мы ищем вероятность события, при котором первым происходят 2 успеха, а затем 4 неудачи. Это событие можно записать как:
- Успех, Успех, Неудача, Неудача, Неудача, Неудача (или сокращенно: У, У, Н, Н, Н, Н).
Шаг 1: Определение последовательности успехов и неудач
У нас есть 2 успеха и 4 неудачи, следовательно, общее количество испытаний — 6.
Шаг 2: Нахождение вероятности конкретной последовательности
Вероятность конкретной комбинации (2 успеха, 4 неудачи) рассчитывается как произведение вероятностей успехов и неудач:
\[ P(У, У, Н, Н, Н, Н) = P(У) \cdot P(У) \cdot P(Н) \cdot P(Н) \cdot P(Н) \cdot P(Н) \]
Подставляем значения вероятностей:
\[ P(У, У, Н, Н, Н, Н) = p \cdot p \cdot q \cdot q \cdot q \cdot q = p^2 \cdot q^4 \]
Подставим \(p\) и \(q\):
\[ P(У, У, Н, Н, Н, Н) = \left(\frac{1}{4}\right)^2 \cdot \left(\frac{3}{4}\right)^4 \]
Шаг 3: Вычисление вероятностей
Теперь вычислим:
- \(p^2 = \left(\frac{1}{4}\right)^2 = \frac{1}{16}\)
- \(q^4 = \left(\frac{3}{4}\right)^4 = \frac{3^4}{4^4} = \frac{81}{256}\)
Теперь можем перемножить:
\[ P(У, У, Н, Н, Н, Н) = \frac{1}{16} \cdot \frac{81}{256} \]
Шаг 4: Упрощение
Перемножим дроби:
\[ P(У, У, Н, Н, Н, Н) = \frac{1 \times 81}{16 \times 256} = \frac{81}{4096} \]
Ответ
Таким образом, вероятность элементарного события, в котором сначала происходят 2 успеха, а затем 4 неудачи, равна:
\[ \boxed{\frac{81}{4096}} \]