16.有 6 个相同的球,分别标有数字 $1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6$ ,从中不放回地随机抽取 3 次,每次取 1 个球.记 $m$为前两次取出的球上数字的平均值,$n$ 为取出的三个球上数字的平均值,则 $m$ 与 $n$ 差的绝对值不超过 $\frac{1}{2}$ 的概率是
有 6 个相同的球,分别标有数字 1、 2、 3、 4、…——2024 高考数学第 16 题答案解析
2024_全国甲卷 (2024·理)
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【答案】 $\frac{7}{15}$
【解析】
【分析】根据排列可求基本事件的总数,设前两个球的号码为 $a, b$ ,第三个球的号码为 $c$ ,则 $a+b-3 \leq 2 c \leq a+b+3$ ,就 $c$ 的不同取值分类讨论后可求随机事件的概率.
【详解】从 6 个不同的球中不放回地抽取 3 次,共有 $\mathrm{A}_{6}^{3}=120$ 种,
设前两个球的号码为 $a, b$ ,第三个球的号码为 $c$ ,则 $\left|\frac{a+b+c}{3}-\frac{a+b}{2}\right| \leq \frac{1}{2}$ ,
故 $|2 c-(a+b)| \leq 3$ ,故 $-3 \leq 2 c-(a+b) \leq 3$ ,
故 $a+b-3 \leq 2 c \leq a+b+3$ ,
若 $c=1$ ,则 $a+b \leq 5$ ,则 $(a, b)$ 为:$(2,3),(3,2)$ ,故有 2 种,
若 $c=2$ ,则 $1 \leq a+b \leq 7$ ,则 $(a, b)$ 为:$(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(3,4)$ ,
$(3,1),(4,1),(5,1),(6,1),(4,3)$ ,故有 10 种,
当 $c=3$ ,则 $3 \leq a+b \leq 9$ ,则 $(a, b)$ 为:
$(1,2),(1,4),(1,5),(1,6),(2,4),(2,5),(2,6),(4,5)$,
$(2,1),(4,1),(5,1),(6,1),(4,2),(5,2),(6,2),(5,4)$,
故有 16 种,
当 $c=4$ ,则 $5 \leq a+b \leq 11$ ,同理有 16 种,
当 $c=5$ ,则 $7 \leq a+b \leq 13$ ,同理有 10 种,
当 $c=6$ ,则 $9 \leq a+b \leq 15$ ,同理有 2 种,
共 $m$ 与 $n$ 的差的绝对值不超过 $\frac{1}{2}$ 时不同的抽取方法总数为 $2(2+10+16)=56$ ,
故所求概率为 $\frac{56}{120}=\frac{7}{15}$ .
故答案为:$\frac{7}{15}$