Задание 5. Теоремы о вероятностях событий . ЕГЭ 2027 по математике профильного уровня
Средний процент выполнения: 65%
Ответом к заданию 5 по математике (профильной) может быть целое число или конечная десятичная дробь.
Алгоритм решения задания 5:
Выписать все события, которые явно заданы в условии, и указать искомое событие.
Установить связи между событиями по условию (что объединяется, что происходит одновременно, что зависит от выбора/ветви).
Если в условии предусмотрено графическое представление, построить/использовать его для разбиения на случаи и подсчёта вероятностей.
Выбрать нужный набор формул из перечисленных в спецификации (сложение, умножение, полная вероятность, комбинаторные факты/формулы) в соответствии со связями событий.
Выполнить вычисления по выбранным формулам и получить вероятность искомого события.
Подпишись на суперполезные материалы
Задачи для практики
Задача 1
Стрелок из арбалета четыре раза стреляет по мишеням. Вероятность попадания в мишень при одном выстреле равна $0{,}8$. Найдите вероятность того, что стрелок первые три раза попал в мишень, а последний раз — промахнулся. Результат округлите до десятых.
Решение
Вероятность промаха равна $1 − 0,8 = 0,2$. Вероятность того, что стрелок первые три раза попал в мишени равна $0,8^3 = 0,512$. Откуда, вероятность события, при котором стрелок сначала три раза попадает в мишени, а четвертый раз промахивается равна $0,512 · 0,2 = 0,1024$. Округляем до десятых и получаем ответ $0,1$
Задача 2
Вероятность того, что батарейка бракованная, равна $0{,}05$. Покупатель в магазине выбирает случайную упаковку, в которой две такие батарейки. Найдите вероятность того, что обе батарейки окажутся исправными.
Решение
Вероятность того, что батарейка исправна, равна $1-0{,}05=0{,}95$. В упаковке две батарейки, тогда вероятность того, что обе батарейки окажутся исправными, равна $0{,}95⋅0{,}95=0{,}9025$.
Задача 3
В городе $N$ $29{,}8%$ взрослых жителей имеют водительские удостоверения. При этом водительские удостоверения имеют $35%$ взрослых мужчин и $25%$ взрослых женщин. Мэрия проводит розыгрыш автомобиля среди всех жителей города, имеющих водительские удостоверения. Какова вероятность, что автомобиль выиграет мужчина? Ответ округлите до сотых.
Решение
1. Обозначим переменные:
Пусть $m$ — доля мужчин в городе. Тогда доля женщин будет равна $1 - m$.
2. Преобразуем проценты в десятичные дроби:
- 35% мужчин имеют водительские удостоверения: $0.35$;
- 25% женщин имеют водительские удостоверения: $0.25$;
- 29.8% всех жителей города имеют водительские удостоверения: $0.298$.
3. Составим уравнение для всех жителей с водительскими удостоверениями:
Общее количество людей с водительскими удостоверениями — это сумма мужчин и женщин с удостоверениями:
$0.35m + 0.25(1 - m) = 0.298$.
4. Решим уравнение:
Раскроем скобки:
$0.35m + 0.25 - 0.25m = 0.298$.
Приведём подобные члены:
$0.1m + 0.25 = 0.298$.
Вычитаем 0.25 с обеих сторон:
$0.1m = 0.048$.
Теперь найдём $m$:
$m = 0.048 / 0.1 = 0.48$.
5. Найдём вероятность того, что автомобиль выиграет мужчина:
Из 0.48 мужчин в городе, 35% имеют водительские удостоверения. Поэтому количество мужчин с удостоверениями равно:
$0.48 * 0.35 = 0.168$.
Теперь, вероятность того, что автомобиль выиграет мужчина, будет отношением числа мужчин с удостоверениями к общему числу людей с удостоверениями:
$P = 0.168 / 0.298≈ 0.5638$.
Ответ: $0.56$
Задача 4
Две фабрики выпускают одинаковые столовые наборы. Первая фабрика выпускает $70%$ этих наборов, вторая — $30%$. Первая фабрика выпускает $3%$ бракованных наборов, а вторая — $2%$. Найдите вероятность того, что случайно купленный столовый набор окажется бракованным.
Решение
Вероятность купить столовый набор первой фабрики равна $0{,}7$. Вероятность брака у первой фабрики равна $0{,}03$. Вероятность события «куплен бракованный столовый набор первой фабрики» равна: $0{,}7⋅0{,}03=0{,}021$. Вероятность купить столовый набор второй фабрики равна $0{,}3$. Вероятность брака у второй фабрики равна $0{,}02$. Вероятность события «куплен бракованный столовый набор второй фабрики» равна: $0{,}3⋅0{,}02=0{,}006$. Искомая вероятность равна вероятности объединения несовместимых событий: $0{,}021+0{,}006=0{,}027$.
Задача 5
В коробке лежат чайные пакетики: $8$ — чёрного чая, $6$ — зелёного и $2$ — травяного. Виктор достаёт случайным образом два пакетика. Какова вероятность того, что он достал два пакетика зелёного чая?
Решение
Вероятность того, что первым достанут зелёный пакетик:
$P_1 = 6 / 16 = 3 / 8.$
Вероятность того, что вторым достанут зелёный пакетик, если первый уже зелёный:
$P_2 = 5 / 15 = 1 / 3.$
Искомая вероятность:
$P = P_1 * P_2 = (3 / 8) ⋅ (1 / 3) = 1 / 8=0.125$
Ответ: $0.125$.
Задача 6
В коробке лежит $21$ воздушный шарик: $8$ белых, $6$ синих, остальные — красные. Юля достаёт случайным образом два шарика. Какова вероятность того, что оба они красные?
Решение
Заметим, что красных шариков $21-8-6=7$. Будем считать все шарики различными. Результатом эксперимента является неупорядоченная пара шариков, которые достанет Юля. Всего есть $C_{21}^{2}={21!} / {19!⋅2!}={21⋅20} / {2}=210$ равновозможных способов выбрать два шарики. Пару из шариков красного цвета можно составить $C_{7}^{2}={7!} / {5!⋅2!}={7⋅6} / {2}=21$ способами. Следовательно, искомая вероятность равна ${21} / {210}=0{,}1$.
Задача 7
Склад освещается двумя фонарями с лампами. Вероятность перегорания лампы одного фонаря в течение одного месяца равна $0{,}4$. Найдите вероятность того, что в течение месяца хотя бы одна лампа не перегорит.
Решение
Вероятность того, что в течение месяца обе лампы перегорят:
$0{,}4⋅ 0{,}4=0{,}16$. Тогда вероятность того, что в течение месяца хотя бы одна лампа не перегорит, равна $1-0{,}16=0{,}84$.
Задача 8
Чтобы поступить в университет на специальность «Прикладная математика», абитуриент должен набрать на ЕГЭ не менее $80$ баллов по каждому из трёх предметов — математика, русский язык и информатика. Чтобы поступить на специальность «Психология», нужно набрать не менее $80$ баллов по каждому из трёх предметов — математика, русский язык и биология. Вероятность того, что абитуриент Ася получит не менее $80$ баллов по математике, равна $0{,}6$, по русскому языку — $0{,}8$, по информатике — $0{,}8$, по биологии — $0{,}7$. Найдите вероятность того, что Ася сможет поступить хотя бы на одну из указанных специальностей.
Решение
Чтобы абитуриент смог поступить только на специальность "Прикладная математика" он должен набрать больше 80 баллов по математике, русскому, информатике и не набрать по биологии:
$P_{1}=0,6·0,8·0,8·0,3=0,1152.$
Чтобы абитуриент смог поступить только на специальность "Психология" он должен набрать больше 80 баллов по математике, русскому, биологии и не набрать по информатике:
$P_{2}=0,6·0,8·0,7·0,2=0,0672.$
Еще абитуриент может набрать больше 80 баллов по всем предметам, тогда он сможет поступить на обе специальности:
$P_{3}=0,6·0,8·0,8·0,7=0,2688.$
В каждом из этих случаев абитуриент сможет поступить хотя бы на одну специальность.
Эти события несовместные, искомая вероятность суммы этих событий равна сумме их вероятностей:
$P=P_{1}+P_{2}+P_{3}=0,1152+0,0672+0,2688=0,4512$
Задача 9
У Аделаиды есть два игральных кубика. Первый из них обычный, а на гранях второго кубика числа $1$ и $4$ встречаются по три раза. В остальном кубики одинаковые. Аделаида наудачу выбрала один из двух кубиков и бросила его два раза. Известно, что в каком-то порядке выпали $1$ и $4$ очка. Какова вероятность того, что она бросила второй кубик?
Решение
Рассмотрим две гипотезы: $H_1$ — «был взят первый кубик», $H_2$ — «был взят второй кубик». По условию обязательно наступает ровно одна из этих гипотез и $P(H_1)=P(H_2)={1} / {2}$. Пусть событие $A$ — «в каком-то порядке выпали числа $1$ и $4$». Тогда $P(A H_1)={1} / {36}+{1} / {36}={1} / {18}$. (Вероятность того, что сначала выпало $1$, а затем $4$, равна ${1} / {6}⋅{1} / {6}={1} / {36}$. Аналогично, вероятность того, что сначала выпало $4$, а затем $1$, тоже равна ${1} / {36}$.) $P(A H_2)={1} / {4}+{1} / {4}={1} / {2}$. (Вероятность того, что сначала выпало $1$, а затем $4$, равна ${1} / {2}⋅{1} / {2}={1} / {4}$. Аналогично, вероятность того, что сначала выпало $4$, а затем $1$, тоже равна ${1} / {4}$.) По формуле полной вероятности получаем, что
$P(A)=P(A H_1)⋅ P(H_1)+P(A H_2)⋅ P(H_2)={1} / {18}⋅{1} / {2}+{1} / {2}⋅{1} / {2}={5} / {18}$. Искомая вероятность $P(H_2 A)={P(A H_2)P(H_2)} / {P(A)}={{1} / {2}⋅{1} / {2}} / {{5} / {18}}=0{,}9$.
Задача 10
В городе $56%$ взрослого населения — женщины. Работающие составляют $86{,}6%$ взрослого населения. При этом доля работающих среди взрослых мужчин составляет $95%$. Для проведения исследования выбрали взрослую женщину случайным образом. Какая вероятность того, что выбранная женщина окажется работающей?
Решение
Пусть всего в городе $n$ взрослых жителей. Тогда женщин — $0{,}56n$, мужчин — $0{,}44n$. Доля работающих среди взрослых мужчин по условию равна $0{,}95$. Долю работающих среди взрослых женщин обозначим через $x$, причём $0⩽ x ⩽ 1$, число $x$ равно искомой вероятности (отношение числа работающих женщин к общему числу взрослых женщин). Тогда $0{,}95⋅0{,}44n+x⋅0{,}56n=0{,}866n$. Отсюда $0{,}95⋅0{,}44+x⋅0{,}56=0{,}866$; $0{,}56x=0{,}448$; $x=0{,}8$.
Задача 11
При артиллерийской стрельбе автоматическая система делает выстрел по цели. Если цель не уничтожена, то система делает повторный выстрел. Выстрелы повторяются до тех пор, пока цель не будет уничтожена. Вероятность уничтожения некоторой цели при первом выстреле равна $0{,}2$, а при каждом последующем — $0{,}7$. Сколько выстрелов потребуется для того, чтобы вероятность уничтожения цели была не менее $0{,}92$?
Решение
Вероятность уничтожения цели можно представить как сумму вероятностей того, что цель уничтожена на первом, втором, третьем и так далее выстрелах:
$P = P_1 + P_2 + P_3 + ...,$
где:
- $P_1$ — вероятность уничтожения цели на первом выстреле: $P_1 = 0{,}2$;
- $P_2$ — вероятность уничтожения цели на втором выстреле: цель не уничтожена на первом выстреле (с вероятностью $1 - 0{,}2 = 0{,}8$) и уничтожена на втором (с вероятностью $0{,}7$), то есть $P_2 = 0{,}8 * 0{,}7 = 0{,}56$;
- $P_3$ — вероятность уничтожения цели на третьем выстреле: цель не уничтожена на первых двух выстрелах (с вероятностью $0{,}8 * 0{,}3 = 0{,}24$) и уничтожена на третьем (с вероятностью $0{,}7$), то есть $P_3 = 0{,}24 * 0{,}7 = 0{,}168$.
Таким образом, общая вероятность уничтожения цели до третьего выстрела включительно:
$P = P_1 + P_2 + P_3 = 0{,}2 + 0{,}56 + 0{,}168 = 0{,}928$.
Итак, вероятность уничтожения цели становится не менее $0{,}92$ после трёх выстрелов.
Ответ: 3 выстрела.
Задача 12
Сельхозкомпания закупает кукурузную муку в двух сельхозкооперативах. $50%$ закупок из первого кооператива — кукурузная мука высшего сорта, из второго кооператива — $30%$ муки высшего сорта. Всего сельхозкомпания закупает $45%$ кукурузной муки высшего сорта. Найдите вероятность того, что мука, купленная у этой сельхозкомпании, окажется из первого сельхозкооператива.
Решение
Пусть $x$ и $y$ — общее количество муки, закупленной в первом и втором кооперативах соответственно.
Составим уравнение для высшего сорта:
$0.5x + 0.3y = 0.45(x + y)$.
Раскроем скобки в правой части:
$0.5x + 0.3y = 0.45x + 0.45y$.
Переносим все члены с $x$ в левую часть, а с $y$ — в правую:
$0.5x - 0.45x = 0.45y - 0.3y$.
Упростим уравнение:
$0.05x = 0.15y$.
Найдём отношение $y$ к $x$:
$y = (0.05 / 0.15) * x = (1 / 3) * x$.
Общая вероятность того, что мука была закуплена в первом кооперативе, равна:
$x / (x + y) ={ x / {x + {1 / 3}x}} = x / {{4 / 3}x} = 3 / 4 = 0.75$.
Ответ: $0.75$.
Задача 13
При подозрении на наличие некоторого заболевания пациента отправляют на ПЦР-тест. Если заболевание действительно есть, то тест подтверждает его в $86%$ случаев. Если заболевания нет, то тест выявляет отсутствие заболевания в среднем в $89$% случаев. Известно, что в среднем тест оказывается отрицательным у $80%$ пациентов некоторой поликлиники, направленных на тестирование. При обследовании пациента А. врач направил его на ПЦР-тест, который оказался отрицательным. Какова вероятность того, что пациент В. не имеет этого заболевание?
Решение
При подозрении на наличие некоторого заболевания пациента отправляют на ПЦР-тест. Если заболевание действительно есть, то тест подтверждает его в $86\%$ случаев. Если заболевания нет, то тест выявляет отсутствие заболевания в среднем в $89\%$ случаев. Известно, что в среднем тест оказывается отрицательным у $80\%$ пациентов некоторой поликлиники, направленных на тестирование. При обследовании пациента А. врач направил его на ПЦР-тест, который оказался отрицательным. Какова вероятность того, что пациент В. не имеет этого заболевания?
Обозначим:
- Вероятность того, что пациент имеет заболевание = $x$;
- Вероятность того, что пациент не имеет заболевание = $1 - x$;
- Вероятность отрицательного теста при наличии заболевания = $1 - 0{,}86 = 0{,}14$;
- Вероятность отрицательного теста при отсутствии заболевания = $0{,}89$.
Известно, что вероятность отрицательного теста для всех пациентов равна $0{,}8$. Запишем уравнение для общей вероятности отрицательного теста:
$x * 0{,}14 + (1 - x) * 0{,}89 = 0{,}8.$
Решим уравнение:
$0{,}14x + 0{,}89 - 0{,}89x = 0{,}8,$
$-0{,}75x + 0{,}89 = 0{,}8,$
$-0{,}75x = 0{,}8 - 0{,}89,$
$-0{,}75x = -0{,}09,$
$x = -0{,}09 / -0{,}75 = 0{,}12.$
Таким образом, вероятность того, что пациент имеет заболевание, равна $0{,}12$, а вероятность того, что пациент не имеет заболевание, равна $1 - 0{,}12 = 0{,}88$.
Теперь найдём вероятность того, что пациент не имеет заболевание при отрицательном тесте. Для этого используем формулу условной вероятности:
Вероятность не иметь заболевание при отрицательном тесте = (вероятность отрицательного теста при отсутствии заболевания * вероятность отсутствия заболевания) / общая вероятность отрицательного теста.
Подставляем значения:
Вероятность не иметь заболевание при отрицательном тесте = ${{0{,}89} * {0{,}88}} / {0{,}8} = {0{,}7832} / {0{,}8} = 0{,}979.$
Ответ: $0{,}979$.
Задача 14
Стрелок Онуфрий стреляет по шести одинаковым мишеням. На каждую мишень даётся не более двух выстрелов, и известно, что вероятность поразить мишень каждым отдельным выстрелом равна $0{,}4$. Чему равно отношение вероятности события «Онуфрий поразит ровно три мишени» к вероятности события «Онуфрий поразит ровно четыре мишени»?
Решение
Вероятность попадания при каждом отдельном выстреле равна $0{,}4$, а вероятность промаха составляет $1-0{,}4=0{,}6$. Тогда вероятность непопадания в цель за два выстрела равна $0{,}6⋅0{,}6=0{,}36$, а вероятность поражения отдельно взятой мишени равна $1-0{,}36=0{,}64$. Найдём вероятность события $A$ — «Онуфрий поразит ровно $3$ мишени». $3$ мишени из $6$ можно выбрать $C_6^3$ способами. Вероятность каждого такого способа равна $(0{,}64)^3⋅(0{,}36)^3$ (вероятность того, что будет $3$ попадания по конкретным мишеням и $3$ промаха). Значит $P(A)=C_6^3⋅(0{,}64)^3⋅(0{,}36)^3$ (схема Бернулли). Найдём вероятность события $B$ — «Онуфрий поразит ровно $4$ мишени». $4$ мишени из $6$ можно выбрать $C_6^4$ способами. Вероятность каждого такого способа равна $(0{,}64)^4⋅(0{,}36)^2$ (вероятность того, что будет $4$ попадания по конкретным мишеням и $2$ промаха). Значит, $P(B)=C_6^4⋅(0{,}64)^4⋅(0{,}36)^2$. Искомая величина ${P(A)} / {P(B)}={C_6^3⋅(0{,}64)^3⋅(0{,}36)^3} / {C_6^4⋅(0{,}64)^4⋅(0{,}36)^2}= {{6!} / {3!3!}⋅0{,}36} / {{6} / {4!2!}⋅0{,}64} = $
$ ={4!} / {3!}⋅{2!} / {3!}⋅{0{,}36} / {0{,}64}= {4} / {1}⋅{1} / {3}⋅{36} / {64}=0{,}75 $.
Задача 15
При подозрении на наличие некоторого заболевания пациента отправляют на специальный тест. Если заболевание действительно есть, то тест подтверждает его в $93%$ случаев. Если заболевания нет, то тест выявляет отсутствие заболевания в среднем в $97$% случаев. Известно, что в среднем тест оказывается положительным у $12%$ пациентов некоторой поликлиники, направленных на тестирование. При обследовании пациента А. врач направил его на соответствующий тест, который оказался положительным. Какова вероятность того, что пациент А. действительно имеет это заболевание?
Решение
Давай разберём задачу шаг за шагом. Пусть здоровых пациентов $x$, а больных $y$, тогда всего пациентов, поступивших в клинику $x+y$.
Если пациент болеет, то он получает положительный тест в 93% случаев, то есть $0,93y$ больных пациентов получат положительный тест.
Если пациент здоров, то он получает отрицательный тест в 97% случаев, значит 3% пациентов продет положительный тест, а это $0,03x$ человек.
В среднем тест оказывается положительным у 12% пациентов, то есть у $0,12(x+y)$
Получаем уравнение: $0,93y+0,03x=0,12(x+y)$, из него следует $x=9y$
Вероятность, что пациент, которому пришел положительный тест, действительно имеет заболевание: $P={0,93y}/{0,12(x+y)}=0,775$🔍
Задача 16
Если шахматист Дмитрий играет белыми, то он выигрывает у шахматиста Анатолия с вероятностью $0{,}65$. Если Дмитрий играет чёрными, то он выигрывает у Анатолия с вероятностью $0{,}5$. Шахматисты Дмитрий и Анатолий играют две шахматные партии, причём во второй партии меняют цвет фигур. Найдите вероятность того, что Дмитрий выиграет оба раза.
Решение
Задача 17
Екатерина бросает симметричную монету $19$ раз. Во сколько раз вероятность события «решка выпадет ровно $11$ раз» превосходит вероятность события «решка выпадет ровно $7$ раз»?
Решение
Вероятность того, что решка выпадет ровно $11$ раз в серии испытаний из $19$ бросков (используем схему Бернулли), равна $C_{19}^{11}⋅({1} / {2})^{11}⋅({1} / {2})^8= {19!} / {11!⋅8!}⋅({1} / {2})^{19}$. Вероятность того, что решка выпадет ровно $7$ раз в серии испытаний из $19$ бросков, равна $C_{19}^{7}⋅({1} / {2})^{7}⋅({1} / {2})^{12}= {19!} / {12!⋅7!}⋅({1} / {2})^{19}$. Искомое отношение равно ${{19!} / {11!⋅8!}⋅({1} / {2})^{19}} / {{19!} / {12!⋅7!}⋅({1} / {2})^{19}}= {12!⋅7!} / {11!⋅8!}= {12!} / {11!}⋅{7!} / {8!}=
={12} / {1}⋅ {1} / {8}=1{,}5$.
Задача 18
Телефон передаёт SMS-сообщение. В случае неудачи он делает следующую попытку. Вероятность того, что SMS-сообщение удастся передать без ошибок, в каждой отдельной попытке равна $0{,}5$. Найдите вероятность того, что для передачи сообщения потребуется не больше трёх попыток.
Решение
Вероятность неудачи в случае одной отдельной попытки равна $0{,}5={1} / {2}$. Найдём вероятность противоположного события: «потребовалось более трёх попыток» или, что то же самое, «первые три попытки были неудачными». Вероятность этого события равна ${1} / {2}⋅{1} / {2}⋅{1} / {2}={1} / {8}$. Тогда искомая вероятность равна $1-{1} / {8}={7} / {8}=0{,}875$.
Задача 19
Марианна бросила одновременно две игральные кости и ни на одной из них не выпало четыре очка. Какова вероятность при этом условии, что в сумме выпало $12$ очков?
Решение
Эксперимент заключается в подбрасывании двух игральных костей, исходом является упорядоченная пара чисел, в которой на первом месте стоит число очков, выпавшее на первом кубике, а на втором месте — число очков, выпавшее на втором кубике. Эксперимент имеет $6⋅6=36$ равновозможных исходов. Пусть событие $A$ — «ни разу не выпало четыре очка», это событие наступит, если при первом броске выпадет любое число очков, кроме $4$ (всего $5$ вариантов) и аналогично при втором броске. Всего $5⋅5=25$ исходов благоприятствуют событию $A$, отсюда $P(A)={25} / {36}$. Пусть событие $B$ — «в сумме выпало $12$ очков». Тогда $A∩ B$ — «в сумме выпало $12$ очков и ни разу не выпало $4$». Событию $A∩ B$ благоприятствует единственный исход $(6;6)$. $P(A∩ B)={1} / {36}$. Тогда $P(B A)={P(A∩ B)} / {P(A)}={{1} / {36}} / {{25} / {36}}={1} / {25}=0{,}04$. Можно рассуждать чуть-чуть иначе. Посчитаем вероятность события $B$ при условии, что $A$ наступило. Если $A$ наступило, то возможен любой из $25$ исходов, из которых $1$ благоприятствуют событию $A$. Искомая вероятность равна ${1} / {25}=0{,}04$.
Задача 20
Найдите вероятность того, что при бросании четырёх кубиков на каждом выпадет более $3$ очков.
Решение
Чтобы найти вероятность того, что на каждом из четырех кубиков выпадет более $3$ очков, определим сначала возможные исходы для одного кубика.
1. У кубика $6$ граней. Более $3$ очков можно получить на гранях $4$, $5$, $6$. Это $3$ благоприятных исхода из $6$ возможных. Вероятность для одного кубика: $P = 3 / 6 = 1 / 2$.
2. Кубики бросаются независимо, поэтому вероятность того, что на всех четырех кубиках выпадет более $3$ очков, равна произведению вероятностей для каждого кубика: $P = (1 / 2) * (1 / 2) * (1 / 2) * (1 / 2) = (1 / 2)^4 = 1 / 16$.
Ответ: $1 / 16=0.0625$.
Рекомендуемые курсы подготовки
- Научишься решать основные прототипы уравнений задания №7
- Разберёшь все прототипы №8 на свойства степеней
- Заложишь большую базу для сложных заданий ЕГЭ
- Узнаешь лайфхаки по быстрому решению квадратных уравнений
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ