Чтобы решить эту задачу, мы используем биномиальное распределение, так как оно подходит для ситуации, где есть фиксированное количество независимых испытаний (в данном случае подбрасывания монеты), и каждый раз есть два возможных исхода (выпадет герб или решка).
Обозначим вероятность выпадения герба за одно подбрасывание как ( p = 0.5 ) (если монета честная), количество подбрасываний ( n = 5 ), а количество успешных исходов (выпадение герба) как ( k ).
Формула биномиального распределения выглядит так:
[
P(X = k) = C(n, k) \cdot p^k \cdot (1-p)^{n-k}
]
где ( C(n, k) ) – это число сочетаний из ( n ) по ( k ) и вычисляется как:
[
C(n, k) = \frac{n!}{k! \cdot (n-k)!}
]
а) Вероятность того, что герб выпадет точно 2 раза.
Подставим ( n = 5 ), ( k = 2 ) и ( p = 0.5 ):
[
P(X = 2) = C(5, 2) \cdot (0.5)^2 \cdot (0.5)^{5-2}
]
Сначала найдем ( C(5, 2) ):
[
C(5, 2) = \frac{5!}{2! \cdot (5-2)!} = \frac{5 \cdot 4}{2 \cdot 1} = 10
]
Теперь подставим в формулу:
[
P(X = 2) = 10 \cdot (0.5)^2 \cdot (0.5)^3 = 10 \cdot 0.25 \cdot 0.125 = 10 \cdot 0.03125 = 0.3125
]
Таким образом, вероятность того, что герб выпадет точно 2 раза, равна 0.3125.
б) Вероятность того, что герб выпадет хотя бы 2 раза.
Для этого нужно найти вероятность того, что герб выпадет 2, 3, 4 или 5 раз, и сложить эти вероятности. Однако проще найти вероятность противоположного события (герб выпадет 0 или 1 раз) и вычесть её из 1.
Вероятность того, что герб выпадет 0 раз:
[
P(X = 0) = C(5, 0) \cdot (0.5)^0 \cdot (0.5)^5 = 1 \cdot 1 \cdot 0.03125 = 0.03125
]
Вероятность того, что герб выпадет 1 раз:
[
P(X = 1) = C(5, 1) \cdot (0.5)^1 \cdot (0.5)^4 = 5 \cdot 0.5 \cdot 0.0625 = 5 \cdot 0.03125 = 0.15625
]
Сложим эти вероятности:
[
P(X = 0) + P(X = 1) = 0.03125 + 0.15625 = 0.1875
]
Теперь найдём вероятность того, что герб выпадет хотя бы 2 раза:
[
P(X \geq 2) = 1 - (P(X = 0) + P(X = 1)) = 1 - 0.1875 = 0.8125
]
Таким образом, вероятность того, что герб выпадет хотя бы 2 раза, равна 0.8125.