小王和小明玩一个游戏,规则如下:把分别写有11、22、33、44的四张卡片全都放入一个暗盒中,每次摇匀后每人摸出一张.算出这两张上的数字之“和”;当“和”为奇数时,小王胜,当“和”为偶数时,小明胜,玩了一会,小王对小明说:“好象这个游戏不公平,但我说不明道理.” (1)这个游戏真的不公平吗?对谁有利?请你说明道理? (2)若真的不公平,能否只改动一张卡片上的数字,使该游戏公平?请把你的改动方案表达在下面,供同学们分享.

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完整解法

(1)

1. 列出摸出两张卡片的所有等可能结果并计算卡片数字之和

从分别写有 11、22、33、44 的四张卡片中随机摸出两张,共有以下 66 种等可能的结果:
(1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4)(1, 2),\ (1, 3),\ (1, 4),\ (2, 3),\ (2, 4),\ (3, 4)
计算各组合的两数之和:

  • 1+2=31+2=3(奇数)
  • 1+3=41+3=4(偶数)
  • 1+4=51+4=5(奇数)
  • 2+3=52+3=5(奇数)
  • 2+4=62+4=6(偶数)
  • 3+4=73+4=7(奇数)

2. 计算两人获胜的概率并说明理由

在全部 66 种等可能结果中:

  • “和为奇数”(小王胜)的组合有 44 种:(1,2),(1,4),(2,3),(3,4)(1,2), (1,4), (2,3), (3,4),故小王胜的概率为 P(小王胜)=46=23P(\text{小王胜}) = \dfrac{4}{6} = \dfrac{2}{3};
  • “和为偶数”(小明胜)的组合有 22 种:(1,3),(2,4)(1,3), (2,4),故小明胜的概率为 P(小明胜)=26=13P(\text{小明胜}) = \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3}。

因为 23>13\dfrac{2}{3} > \dfrac{1}{3},小王获胜的概率大于小明获胜的概率,所以这个游戏真的不公平,对小王有利。

答案

这个游戏真的不公平,对小王有利。理由是小王获胜的概率为 23\dfrac{2}{3},小明获胜的概率为 13\dfrac{1}{3},小王获胜的概率大于小明。

(2)

1. 分析游戏公平的条件并给出改动方案

能只改动一张卡片上的数字使游戏公平。

理由与分析:
要使游戏公平,需使摸出两张卡片“和为奇数”与“和为偶数”的结果数相等,即各占 33 种。
设 44 张卡片中有 OO 张奇数、EE 张偶数(O+E=4O+E=4)。两数之和为奇数的情况只能是“11个奇数 ++ 11个偶数”,其组合数为 O×EO \times E。
要使 O×E=3O \times E = 3,由于 O+E=4O+E=4,解得 O=1,E=3O=1, E=3 或 O=3,E=1O=3, E=1。
即只需把卡片调整为“11个奇数与33个偶数”或“33个奇数与11个偶数”。

改动方案(写出一种即可):
将卡片“22”改为奇数“55”(此时 44 张卡片为 1,3,4,51, 3, 4, 5)。
验证:

  • 和为奇数的组合:(1,4),(3,4),(5,4)(1,4), (3,4), (5,4),共 33 种,概率为 36=12\dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2};
  • 和为偶数的组合:(1,3),(1,5),(3,5)(1,3), (1,5), (3,5),共 33 种,概率为 36=12\dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2}。
    两人胜率相等,游戏公平。
答案

能。改动方案:将卡片“2”改为奇数“5”(此时四张卡片数字为 11、33、44、55)。验证:和为奇数的组合有 (1,4),(3,4),(5,4)(1,4), (3,4), (5,4) 共 33 种;和为偶数的组合有 (1,3),(1,5),(3,5)(1,3), (1,5), (3,5) 共 33 种,两人获胜概率均为 12\dfrac{1}{2},游戏公平。(注:把“1”或“3”改为任意偶数,或把“2”或“4”改为任意奇数均可)。

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