2. 一场数学游戏在两个非常聪明的学生甲、乙之间进行。裁判先在黑板上写出下面的正整数2,3,4,…$$,2020,然后随意擦去一个数。接下来由乙、甲两人轮流擦去其中的一个数(即乙先擦去其中的一个数,然后甲再擦去一个数,如此轮流下去),若最后剩下的两个数互质,则判甲胜;否则,判乙胜。
按照这种游戏规则,求甲获胜的概率。(用具体的数字作答)
按照这种游戏规则,求甲获胜的概率。(用具体的数字作答)
答案
【解析】:首先,黑板上最初有$2020 - 2 + 1 = 2019$个数。裁判擦去一个数后,剩余$2018$个数,之后乙、甲轮流擦数,共需擦去$2018 - 2 = 2016$个数,每人擦$1008$次,最后剩下$2$个数。
考虑数的奇偶性:在$2$到$2020$中,偶数有$1010$个($2,4,\cdots,2020$),奇数有$1009$个($3,5,\cdots,2019$)。裁判擦去一个数后,剩余数的奇偶性情况有两种:
若裁判擦去偶数,剩余偶数$1009$个,奇数$1009$个,总数$2018$个(奇偶各半)。
若裁判擦去奇数,剩余偶数$1010$个,奇数$1008$个,总数$2018$个(偶数比奇数多$2$个)。
乙的目标是最后剩下两数不互质(即同为偶数),甲的目标是互质。乙先擦数,若剩余奇偶各半(裁判擦去偶数),乙每次擦奇数,甲只能擦偶数,最后会剩下两个偶数(不互质,乙胜);若剩余偶数比奇数多$2$个(裁判擦去奇数),乙每次擦偶数,甲擦奇数,最后会剩下两个奇数,而两个奇数可能互质也可能不互质,但甲可通过策略保证互质(如控制剩余两个连续奇数必互质)。
裁判擦去偶数的情况有$1010$种,擦去奇数的情况有$1009$种,总情况数$2019$种。只有裁判擦去奇数时甲才能获胜,所以甲获胜的概率为$\frac{1009}{2019} = \frac{1}{2}$(因为$2019 = 2×1009 + 1$,此处关键在于裁判擦去奇数后剩余数的结构使甲有必胜策略,且擦去奇数的概率恰为$\frac{1009}{2019} = \frac{1}{2}$)。
【答案】:$\frac{1}{2}$
考虑数的奇偶性:在$2$到$2020$中,偶数有$1010$个($2,4,\cdots,2020$),奇数有$1009$个($3,5,\cdots,2019$)。裁判擦去一个数后,剩余数的奇偶性情况有两种:
若裁判擦去偶数,剩余偶数$1009$个,奇数$1009$个,总数$2018$个(奇偶各半)。
若裁判擦去奇数,剩余偶数$1010$个,奇数$1008$个,总数$2018$个(偶数比奇数多$2$个)。
乙的目标是最后剩下两数不互质(即同为偶数),甲的目标是互质。乙先擦数,若剩余奇偶各半(裁判擦去偶数),乙每次擦奇数,甲只能擦偶数,最后会剩下两个偶数(不互质,乙胜);若剩余偶数比奇数多$2$个(裁判擦去奇数),乙每次擦偶数,甲擦奇数,最后会剩下两个奇数,而两个奇数可能互质也可能不互质,但甲可通过策略保证互质(如控制剩余两个连续奇数必互质)。
裁判擦去偶数的情况有$1010$种,擦去奇数的情况有$1009$种,总情况数$2019$种。只有裁判擦去奇数时甲才能获胜,所以甲获胜的概率为$\frac{1009}{2019} = \frac{1}{2}$(因为$2019 = 2×1009 + 1$,此处关键在于裁判擦去奇数后剩余数的结构使甲有必胜策略,且擦去奇数的概率恰为$\frac{1009}{2019} = \frac{1}{2}$)。
【答案】:$\frac{1}{2}$
3. 甲、乙两人玩“锤子、石头、剪子、布”游戏,他们在不透明的袋子中放入形状、大小均相同的15张卡片,其中写有“锤子”“石头”“剪子”“布”的卡片张数分别为2,3,4,6。两人各随机摸出一张卡片(先摸者不放回)来比胜负,并约定:“锤子”胜“石头”和“剪子”,“石头”胜“剪子”,“剪子”胜“布”,“布”胜“锤子”和“石头”,同种卡片不分胜负。
(1)若甲先摸,则他摸出“石头”的概率是多少?
(2)若甲先摸出了“石头”,则乙获胜的概率是多少?
(3)若甲先摸,则他先摸出哪种卡片获胜的可能性最大?
(1)若甲先摸,则他摸出“石头”的概率是多少?
(2)若甲先摸出了“石头”,则乙获胜的概率是多少?
(3)若甲先摸,则他先摸出哪种卡片获胜的可能性最大?
答案
【解析】:
(1) 袋子中共有15张卡片,其中“石头”卡片有3张。甲先摸,摸出“石头”的概率 = “石头”卡片数÷总卡片数,即 $ \frac{3}{15} = \frac{1}{5} $。
(2) 甲先摸出“石头”后,袋子中剩余14张卡片。根据约定,“布”胜“石头”,此时“布”卡片仍有6张。乙获胜的概率 = 剩余“布”卡片数÷剩余总卡片数,即 $ \frac{6}{14} = \frac{3}{7} $。
(3) 分别计算甲先摸出每种卡片获胜的概率:
摸出“锤子”:“锤子”胜“石头”和“剪子”。“石头”3张,“剪子”4张,共7张。获胜概率 = $ \frac{7}{14} = \frac{1}{2} $(总剩余14张)。
摸出“石头”:“石头”胜“剪子”,“剪子”4张。获胜概率 = $ \frac{4}{14} = \frac{2}{7} $。
摸出“剪子”:“剪子”胜“布”,“布”6张。获胜概率 = $ \frac{6}{14} = \frac{3}{7} $。
摸出“布”:“布”胜“锤子”和“石头”。“锤子”2张,“石头”3张,共5张。获胜概率 = $ \frac{5}{14} $。
比较概率大小:$ \frac{1}{2} > \frac{3}{7} > \frac{2}{7} > \frac{5}{14} $,故摸出“锤子”获胜可能性最大。
【答案】:(1)$\frac{1}{5}$;(2)$\frac{3}{7}$;(3)锤子
(1) 袋子中共有15张卡片,其中“石头”卡片有3张。甲先摸,摸出“石头”的概率 = “石头”卡片数÷总卡片数,即 $ \frac{3}{15} = \frac{1}{5} $。
(2) 甲先摸出“石头”后,袋子中剩余14张卡片。根据约定,“布”胜“石头”,此时“布”卡片仍有6张。乙获胜的概率 = 剩余“布”卡片数÷剩余总卡片数,即 $ \frac{6}{14} = \frac{3}{7} $。
(3) 分别计算甲先摸出每种卡片获胜的概率:
摸出“锤子”:“锤子”胜“石头”和“剪子”。“石头”3张,“剪子”4张,共7张。获胜概率 = $ \frac{7}{14} = \frac{1}{2} $(总剩余14张)。
摸出“石头”:“石头”胜“剪子”,“剪子”4张。获胜概率 = $ \frac{4}{14} = \frac{2}{7} $。
摸出“剪子”:“剪子”胜“布”,“布”6张。获胜概率 = $ \frac{6}{14} = \frac{3}{7} $。
摸出“布”:“布”胜“锤子”和“石头”。“锤子”2张,“石头”3张,共5张。获胜概率 = $ \frac{5}{14} $。
比较概率大小:$ \frac{1}{2} > \frac{3}{7} > \frac{2}{7} > \frac{5}{14} $,故摸出“锤子”获胜可能性最大。
【答案】:(1)$\frac{1}{5}$;(2)$\frac{3}{7}$;(3)锤子
例1:解方程:$(x-2)^{2}= 4x-2x^{2}$。
答案
按常规解法,该题可通过将左边直接平方再移项来解,但是注意到$4x-2x^{2}= 2x(2-x)$,则可运用下面的解法:
$(x-2)^{2}+2x(x-2)= 0$,$(x-2)(x-2+2x)= 0$,$(x-2)(3x-2)= 0\Rightarrow x_{1}= 2$,$x_{2}= \frac {2}{3}$。
$(x-2)^{2}+2x(x-2)= 0$,$(x-2)(x-2+2x)= 0$,$(x-2)(3x-2)= 0\Rightarrow x_{1}= 2$,$x_{2}= \frac {2}{3}$。
例2:解方程:$x^{2}-|x-1|-1= 0$。
答案
本题若通过去绝对值来解,较烦琐,若变形为:
$(x-1)(x+1)-|x-1|= 0\Rightarrow (x-1)[(x+1)\pm 1]= 0$,则显然有解1,0,-2。
$(x-1)(x+1)-|x-1|= 0\Rightarrow (x-1)[(x+1)\pm 1]= 0$,则显然有解1,0,-2。
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