Давайте подробно разберём эту задачу.
Дано:
- Бросают игральную кость дважды (то есть два независимых испытания).
- Известна сумма очков, выпавших за два броска, и она меньше 10 (то есть сумма \(\leq 9\)).
- Нужно найти вероятность того, что:
- В первый раз выпало меньше четырёх очков (то есть 1, 2 или 3),
- Или сумма выпавших очков равна 7.
Шаг 1: Обозначим события
Обозначим:
- \(A\) — событие, что в первый бросок выпало меньше 4 (то есть 1, 2 или 3).
- \(B\) — событие, что сумма очков за два броска равна 7.
Нам нужно найти условную вероятность:
\[
P(A \cup B \mid \text{сумма} \leq 9)
\]
Обозначим:
- \(C\) — событие, что сумма двух бросков меньше или равна 9 (то есть \(\leq 9\)).
Нас интересует:
\[
P(A \cup B \mid C) = \frac{P((A \cup B) \cap C)}{P(C)}
\]
Шаг 2: Находим \(P(C)\) — вероятность, что сумма \(\leq 9\)
Общее количество вариантов броска: \(6 \times 6 = 36\), так как каждый бросок — это число от 1 до 6.
Подсчитаем количество пар \((i,j)\), где \(i,j \in \{1,2,3,4,5,6\}\) и сумма \(i + j \leq 9\).
Рассмотрим случаи:
- \(i=1\), \(j \leq 8\), возможные \(j = 1..6\) (все), так как \(1+6=7 \leq 9\).
- Аналогично, для \(i=2\), \(j \leq 7\), все возможные \(j=1..6\).
- Продолжаем до \(i=6\):
- \(i=6\), \(j \leq 3\), так как \(6+4=10 >9\), значит возможные \(j=1,2,3\).
Подсчитаем количество:
| i | допустимые j | количество пар |
|---|---|---|
| 1 | 1..6 | 6 |
| 2 | 1..6 | 6 |
| 3 | 1..6 | 6 |
| 4 | 1..6 | 6 |
| 5 | 1..6 | 6 |
| 6 | 1..3 | 3 |
Итого:
\[
6 + 6 + 6 + 6 + 6 + 3 = 33
\]
Следовательно:
\[
P(C) = \frac{33}{36} = \frac{11}{12}
\]
Шаг 3: Находим \(P((A \cup B) \cap C)\)
Это — вероятность того, что выполняются либо событие \(A\) (первый бросок < 4), либо событие \(B\) (сумма равна 7), и при этом сумма \(\leq 9\).
Разобьём на части:
\[
P((A \cup B) \cap C) = P(A \cap C) + P(B \cap C) - P(A \cap B \cap C)
\]
Шаг 4: Найдём \(A \cap C\) — случаи, когда в первый раз выпало 1, 2 или 3, и сумма \(\leq 9\)
- Первый бросок: 1, 2, 3.
- Второй бросок: любой от 1 до 6.
Количество вариантов:
- Для первого броска 1:
- Второй: 1..6, все суммы \(1 + j \leq 9\) для \(j=1..6\), так как максимум \(1+6=7 \leq 9\).
- Аналогично для первого броска 2 и 3.
Поскольку все такие пары возможны, то для каждого из трёх вариантов первого броска — все 6 вариантов второго.
Итого:
\[
3 \times 6 = 18
\]
Вероятность:
\[
P(A \cap C) = \frac{18}{36} = \frac{1}{2}
\]
Шаг 5: Найдём \(B \cap C\) — случаи, когда сумма равна 7 и сумма \(\leq 9\)
Тут всё проще: если сумма 7, то это и есть \(\leq 9\), так что \(B \cap C = B\).
Нам нужны все пары, где сумма равна 7:
\[ (1,6), (2,5), (3,4), (4,3), (5,2), (6,1) \]
Всего 6 случаев.
Вероятность:
\[
P(B \cap C) = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}
\]
Шаг 6: Найдём \(A \cap B \cap C\)
Это — случаи, когда:
- В первый раз выпало 1, 2 или 3.
- Сумма равна 7.
- Следовательно, второй бросок: так, чтобы сумма была 7:
Для каждого варианта первого броска:
- Первый бросок = 1:
- Второй бросок = 6, сумма=7.
- Первый бросок = 2:
- Второй бросок = 5, сумма=7.
- Первый бросок = 3:
- Второй бросок = 4, сумма=7.
Всего 3 такие пары:
\[ (1,6), (2,5), (3,4) \]
Всего 3 варианта.
Вероятность:
\[
P(A \cap B \cap C) = \frac{3}{36} = \frac{1}{12}
\]
Шаг 7: Итоговое вычисление
Подставим все значения:
\[ P((A \cup B) \cap C) = P(A \cap C) + P(B \cap C) - P(A \cap B \cap C) = \frac{1}{2} + \frac{1}{6} - \frac{1}{12} \]
Приведём к общему знаменателю 12:
\[ \frac{6}{12} + \frac{2}{12} - \frac{1}{12} = \frac{6 + 2 - 1}{12} = \frac{7}{12} \]
Итог:
\[ P(A \cup B \mid C) = \frac{P((A \cup B) \cap C)}{P(C)} = \frac{\frac{7}{12}}{\frac{11}{12}} = \frac{7}{12} \times \frac{12}{11} = \frac{7}{11} \]
Ответ:
Вероятность того, что в первый бросок выпало меньше 4 очков или сумма очков равна 7, при условии, что сумма двух бросков меньше или равна 9, равна \(\boxed{\frac{7}{11}}\).