Для решения этой задачи мы воспользуемся формулой биномиального распределения, поскольку мы имеем дело с независимыми событиями (каждое подбрасывание игральной кости), и интересует нас вероятность определенного числа успехов (в нашем случае — выпадение числа 4).
Шаг 1: Определение параметров задачи
- Общее число подбрасываний (n): 11 (Петя подбрасывает кость 11 раз).
- Число успехов (k): 1 (мы хотим, чтобы число 4 выпало 1 раз).
- Вероятность успеха (p): вероятность того, что при одном подбрасывании выпадет 4. На стандартной игральной кости 6 граней, и вероятность того, что выпадет 4, равна \(\frac{1}{6}\).
- Вероятность неуспеха (q): вероятность того, что не выпадет 4, равна \(1 - p = \frac{5}{6}\).
Шаг 2: Применение формулы биномиального распределения
Формула для вычисления вероятности k успехов из n испытаний выражается как:
\[ P(k; n, p) = C(n, k) \cdot p^k \cdot q^{n-k} \]
где \(C(n, k)\) — это биномиальный коэффициент, который вычисляется по формуле:
\[ C(n, k) = \frac{n!}{k! \cdot (n-k)!} \]
Шаг 3: Подставляем значения
Подставим наши значения в формулу:
- \(n = 11\)
- \(k = 1\)
- \(p = \frac{1}{6}\)
- \(q = \frac{5}{6}\)
Вычисление биномиального коэффициента:
\[ C(11, 1) = \frac{11!}{1! \cdot (11-1)!} = \frac{11!}{1! \cdot 10!} = \frac{11 \cdot 10!}{1 \cdot 10!} = 11 \]
Вставляем в формулу:
\[ P(1; 11, \frac{1}{6}) = 11 \cdot \left(\frac{1}{6}\right)^1 \cdot \left(\frac{5}{6}\right)^{11-1} \]
\[ P(1; 11, \frac{1}{6}) = 11 \cdot \frac{1}{6} \cdot \left(\frac{5}{6}\right)^{10} \]
Шаг 4: Вычисление вероятности
Сначала посчитаем \(\left(\frac{5}{6}\right)^{10}\):
\[ \left(\frac{5}{6}\right)^{10} \approx 0.1615 \quad \text{(воспользуемся калькулятором)} \]
Теперь подставим это значение обратно в уравнение:
\[ P(1; 11, \frac{1}{6}) \approx 11 \cdot \frac{1}{6} \cdot 0.1615 \]
\[ P(1; 11, \frac{1}{6}) \approx 11 \cdot 0.02691666667 \approx 0.296 \]
Ответ
Вероятность того, что при 11 подбрасываниях игральной кости только один раз выпадет число 4, составляет примерно 0.296 или 29.6%.