高二数学选修谈概率中钥匙开门问题在高中概率这一章的学习中,钥匙开门问题是经常碰到的问题,对于这一问题,尤其是求在钥匙放回或不放回这两种情况下第几次将门打开的概率,学生经常出错,本文对这一问题进行归纳、对比
例1某人有5把外形相同的钥匙,其中只有一把能打开房门,不幸的是他忘了是那一把,只好随意逐把试开,若每次试过的钥匙不再重复试开
求第3次将房门打开的概率
分析某人五次顺次拿出钥匙的结果相当于5把钥匙的一个排列,由于他每次拿哪一把是任意的,所以不同的拿钥匙的结果的可能性相同,本题是等可能事件的概率问题.解答第三次打开房门锁相当于第三次拿出的钥匙正好是房门钥匙
把五次顺次拿出钥匙的结果相当于5把钥匙的一个排列共有种方法;在5把钥匙的一个排列中的第3把钥匙正好是开房门的钥匙,其它4把不能打开房门的钥匙任意排在第1、2、4、5的位置上
因此第3次打开房门的结果有种
所以恰好第三次将房门打开的概率为
解本题时也可以只考虑前三次的情况,将前三次顺次拿出钥匙的结果相当于从5把钥匙中取出3把钥匙的一个排列,共有种;第三次打开房门即在3把钥匙的排列中第3把恰好是打开房门的钥匙,前面两个位置是从4把不能打开房门的钥匙中取2把钥匙的一个排列,共有种
故说明此题也可以运用条件概率求解
在发生的条件下,发生的概率
故由得:5把钥匙中只有1把能打开房门,且第三次打开房门说明前两次都没有打开房门
第一次打不开的概率为,由于不放回,第二次仍然打不开的概率为,第三次打开的概率为
所以恰好第三次将房门打开的概率为
变1若每次试过的钥匙又放回,求第3次将房门打开的概率
用心爱心专心解答每次试过的钥匙又放回,所以每次从5把钥匙中任取1把去开门是相互独立的
第三次将房门打开说明第三次在5把钥匙中任意取一把且取到的恰好是打开房门的钥匙,于是其概率为
综上,把钥匙的把数推广到则在放回或不放回的条件下,若把钥