Нубик размером 12 × 12 х 12, все стороны которого окрашены, распилен на 1728 кубиков одинакового размера. Полученные кубики тщательно перемешаны и помещены в мешок. Найти вероятность того, что наудачу выбранный из мешка кубик не имеет ни одной окрашенной стороны.
Другие предметыУниверситетВероятность и комбинаторикатеория вероятностейматематическая статистикауниверситетвероятностьокрашенные кубикислучайный выборстатистические задачикомбинаторикаучебные материалывысшая математика
Для решения данной задачи начнем с анализа исходных данных.
У нас есть куб размером 12 × 12 × 12, который окрашен снаружи. Этот куб распилен на 1728 меньших кубиков. Поскольку 1728 = 12 × 12 × 12, это подтверждает, что куб действительно распилен на равные части, и каждый из этих меньших кубиков имеет размер 1 × 1 × 1.
Теперь нам нужно найти вероятность того, что случайно выбранный кубик не имеет ни одной окрашенной стороны.
Шаг 1: Определение количества окрашенных и неокрашенных кубиковЧтобы определить количество кубиков, у которых нет окрашенных сторон, необходимо понять, какие кубики находятся внутри большого куба. Кубики, которые имеют окрашенные стороны, находятся на гранях, а кубики, которые не имеют окрашенных сторон, находятся внутри.
Внутренний куб, который не имеет окрашенных сторон, будет меньшего размера. Размер этого внутреннего куба можно найти, вычитая по 1 с каждой стороны (так как окрашены только внешние кубики). Таким образом, размер внутреннего куба будет:
Это означает, что внутренний куб имеет размер 10 × 10 × 10.
Шаг 2: Подсчет количества неокрашенных кубиковТеперь найдем количество кубиков внутри этого внутреннего куба:
Общее количество кубиков, которые мы имеем, равно 1728, как было указано в условии задачи.
Шаг 4: Вычисление вероятностиТеперь мы можем вычислить вероятность того, что случайно выбранный кубик не имеет ни одной окрашенной стороны:
Теперь упростим дробь: