Давайте решим задачу пошагово, объясняя каждое действие.
Задача: Стрелок стреляет по 5 одинаковым мишеням. На каждую мишень делается не более двух выстрелов. Вероятность попасть по мишени одним выстрелом равна 0,8.
Нужно найти отношение вероятности того, что стрелок поразит ровно 5 мишеней, к вероятности того, что он поразит ровно 4 мишени.
Шаг 1. Разбор условий и событий
- Вероятность поразить мишень одним выстрелом: \( p = 0,8 \).
- Вероятность не поразить: \( q = 1 - p = 0,2 \).
- Мишень может быть поражена 0, 1 или 2 разами (так как не более двух выстрелов на мишень).
Шаг 2. Можно ли поразить мишень более одного раза?
Нет, так как всего есть только по два выстрела на мишень, и вероятность поражения каждым выстрелом равна 0,8. Это говорит о том, что:
Вероятность поразить мишень ровно один раз (один выстрел по ней был точный, другой – промах):
\[ P_{1} = 2 \times p \times q = 2 \times 0,8 \times 0,2 = 0,32 \] (так как есть два варианта: первый выстрел попал, второй – промах; или наоборот).Вероятность поразить мишень два раза (оба выстрела по ней):
\[ P_{2} = p \times p = 0,8 \times 0,8 = 0,64 \]Вероятность не поразить ни разу (оба промах):
\[ P_{0} = q \times q = 0,2 \times 0,2 = 0,04 \]
Проверим, сумма всех вероятностей:
\[ P_{0} + P_{1} + P_{2} = 0,04 + 0,32 + 0,64 = 1 \]
– всё корректно.
Шаг 3. Вероятность поразить ровно 5 мишеней
Это означает, что все пять мишеней поражены хотя бы один раз (по крайней мере по одному выстрелу). Так как по условию, мишень может быть поражена 0, 1 или 2 раза, то:
- Для того чтобы поразить ровно 5 мишеней – все мишени были поражены хотя бы один раз.
- Это событие включает случаи, когда мишени открыты 1 или 2 раза, то есть:
Посчитаем вероятность того, что все мишени были поражены хотя бы один раз.
Поскольку поражение каждого мишени независимо, и мы имеем вероятности для каждого мишени, то:
\[ P(\text{поразить ровно 5 мишеней}) = 1 - P(\text{есть хотя бы одна мишень, которая не поразена вообще}) \]
Вероятность, что мишень не поразена вообще (неважно, сколько выстрелов было сделано), равна \( P_0 = 0,04 \).
Обратное событие — где хотя бы одна мишень не поражена:
\[
P(\text{меньше 5 поразанных}) = 1 - (P_{обе поражены или один раз поражены})^5
\]
Но проще считать вероятность, что траектория поражения такая, что все 5 мишеней поражены хотя бы один раз, то есть суммарный случай, что все мишени имеют либо 1, либо 2 поражения, и сумма таких случаев.
Используем вероятность, что все 5 мишеней не остались без поражения:
\[ P_{\text{выигрыш}} = (P_{1} + P_{2})^5 \]
Где \[ P_{1} + P_{2} = 0,32 + 0,64 = 0,96 \]
Это вероятность, что конкретная мишень была поражена хотя бы один раз.
\[ P(\text{поразить 5 мишеней}) = (0,96)^5 \]
Шаг 4. Вероятность поразить ровно 4 мишени
Чтобы поразить ровно 4 мишени, одна из мишеней должна остаться непораженной, а остальные — поражёнными хотя бы один раз.
Вероятность, что одна конкретная мишень не поразена вообще (неважно, сколько выстрелов по ней было): \( P_0 = 0,04 \).
Значит, вероятность, что ровно одна мишень не поражена, а остальные 4 — поражены хотя бы один раз:
\[ C_5^1 \times P_0 \times (P_{1} + P_{2})^4 = 5 \times 0,04 \times (0,96)^4 \]
Шаг 5. Итоговые выражения и отношение
Итак,
\[ \boxed{ \text{Вероятность, что поразят ровно 5 мишеней} = (0,96)^5 } \]
и
\[ \boxed{ \text{Вероятность, что поразят ровно 4 мишени} = 5 \times 0,04 \times (0,96)^4 } \]
Нам нужно найти отношение:
\[ \frac{P_5}{P_4} = \frac{(0,96)^5}{5 \times 0,04 \times (0,96)^4} \]
Упростим:
\[ \frac{(0,96)^5}{5 \times 0,04 \times (0,96)^4} = \frac{(0,96)^4 \times 0,96}{5 \times 0,04 \times (0,96)^4} = \frac{0,96}{5 \times 0,04} \]
Посчитаем знаменатель:
\[ 5 \times 0,04 = 0,2 \]
Следовательно,
\[ \frac{0,96}{0,2} = 4,8 \]
Ответ:
**Вероятность того, что стрелок поразит ровно 5 мишеней, больше вероятности поразить ровно 4 мишени в в 4,8 раз.