有 6 个相同的球, 分别标有数字 1、2、3、4、5、6…——2024 高考数学第 16 题答案解析

2024_全国甲卷

2024 全国 第 16 题 填空题 区分题
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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 \_\_\_\_.

参考答案

$\frac{7}{15}$

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完整解析 · 逐步详解

【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 $a + b - 3 \leq 2c \leq a + b + 3$ ,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 $A_{6}^{3}=120$ 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 $\left|2c-(a+b)\right|\leq3$ ,故 $-3\leq2c-(a+b)\leq3$ ,

故 $a + b - 3 \leq 2c \leq a + b + 3$

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: $\frac{7}{15}$

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