Давайте разберем задачу пошагово и подробно.
Исходные данные:
- В первой партии: 30 деталей, из них стандартных — 30.
- Во второй партии: 30 деталей, из них стандартных — 25.
- В третьей партии: 30 деталей, из них стандартных — 20.
Процедура:
- Наудачу выбирается партия.
- Из выбранной партии извлекается деталь, которая оказывается стандартной.
- Деталь возвращается в партию.
- Из той же партии снова извлекается деталь, которая опять оказывается стандартной.
Нам нужно найти вероятность того, что обе извлеченные стандартные детали были взяты из третьей партии.
Обозначим:
- \( P(A_1) \) — вероятность выбрать первую партию.
- \( P(A_2) \) — вероятность выбрать вторую партию.
- \( P(A_3) \) — вероятность выбрать третью партию.
Поскольку выбор партии происходит произвольно, предположим, что вероятность выбора каждой партии равна:
\[ P(A_1) = P(A_2) = P(A_3) = \frac{1}{3} \]
Шаг 1: Вероятности извлечения стандартной детали из каждой партии
Поскольку детали возвращаются после первой выборки, вероятность извлечения стандартной детали из партии остается постоянной.
- В первой партии: \( P(\text{стандартная} | A_1) = \frac{30}{30} = 1 \)
- Во второй партии: \( P(\text{стандартная} | A_2) = \frac{25}{30} = \frac{5}{6} \)
- В третьей партии: \( P(\text{стандартная} | A_3) = \frac{20}{30} = \frac{2}{3} \)
Шаг 2: Вероятность того, что обе детали из выбранной партии оказались стандартными
Поскольку детали возвращаются, вероятности независимы, и вероятность того, что оба раза из одной и той же партии извлечена стандартная деталь, равна квадрату вероятности извлечения стандартной:
\[ P(\text{оба стандартные} | A_i) = \left( P(\text{стандартная} | A_i) \right)^2 \]
Т.е.:
- Для первой партии: \( 1^2 = 1 \)
- Для второй партии: \( \left(\frac{5}{6}\right)^2 = \frac{25}{36} \)
- Для третьей партии: \( \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9} \)
Шаг 3: Использование формулы Байеса
Нам нужно найти вероятность, что оба извлечения были из третьей партии, при условии, что оба раза извлеченные детали оказались стандартными.
Обозначим это событие как \( B \):
\[ P(A_3 | \text{оба стандартные}) = \frac{P(\text{оба стандартные} | A_3) P(A_3)}{ \sum_{i=1}^3 P(\text{оба стандартные} | A_i) P(A_i) } \]
Подставляем значения:
\[ P(A_3 | \text{оба стандартные}) = \frac{\left(\frac{4}{9}\right) \times \frac{1}{3}}{\left( 1 \times \frac{1}{3} \right) + \left(\frac{25}{36}\right) \times \frac{1}{3} + \left(\frac{4}{9}\right) \times \frac{1}{3}} \]
В числителе:
\[ \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = \frac{4}{27} \]
В знаменателе:
\[ \frac{1}{3} + \frac{25}{36} \times \frac{1}{3} + \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} \]
Посчитаем каждый слагаемый:
- \( \frac{1}{3} = \frac{12}{36} \)
- \( \frac{25}{36} \times \frac{1}{3} = \frac{25}{36} \times \frac{1}{3} = \frac{25}{108} \)
- \( \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = \frac{4}{27} \)
Приведем все к общему знаменателю (например, 108):
- \( \frac{12}{36} = \frac{36}{108} \)
- \( \frac{25}{108} \) — уже с этим знаменателем
- \( \frac{4}{27} = \frac{16}{108} \)
Теперь сложим:
\[ \frac{36}{108} + \frac{25}{108} + \frac{16}{108} = \frac{77}{108} \]
Итак,
\[ P(A_3 | \text{оба стандартные}) = \frac{\frac{4}{27}}{\frac{77}{108}} = \frac{\frac{4}{27}}{ \frac{77}{108} } = \frac{4}{27} \times \frac{108}{77} = \frac{4 \times 108}{27 \times 77} \]
Упростим дробь:
\[ \frac{4 \times 108}{27 \times 77} = \frac{432}{2079} \]
Делим числитель и знаменатель на 3:
\[ \frac{432 \div 3}{2079 \div 3} = \frac{144}{693} \]
Делим снова на 3:
\[ \frac{144 \div 3}{693 \div 3} = \frac{48}{231} \]
Это несократимая дробь (так как 48 и 231 не имеют общих делителей больше 1).
Итак, окончательный ответ:
\[ \boxed{ P(\text{обе детали из третьей партии} \mid \text{оба стандартные}) = \frac{48}{231} \approx 0,2078 \quad \text{или} \quad 20,78\% } \]
Если нужно, я могу помочь с более коротким или более формальным изложением, или другими вопросами!