Chương VIII. Làm quen với biến cố và xác suất của biến cố

Ôn tập chương VIII

Sách bài tập Toán 7 — Kết nối tri thức, tập 2 · 7 bài tập, mỗi câu ít nhất 2 cách giải.

Bài 1 · Bài 8.10★★Trang 45— Đồng khả năng và xác suất cổ điển với số có một/hai chữ số
8.10 (trang 45). Một bài thi trắc nghiệm có 18 câu hỏi được đánh số từ 1 đến 18. Chọn ngẫu nhiên một câu hỏi trong bài thi.
a) Xét hai biến cố sau:
A: “Số thứ tự của câu hỏi được chọn là số có một chữ số”;
B: “Số thứ tự của câu hỏi được chọn là số có hai chữ số”.
Hai biến cố A và B có đồng khả năng không? Tại sao?
b) Tính xác suất của hai biến cố A và B.
Kiến thức cần nhớ
  • Khi các kết quả có cùng khả năng xảy ra, hai biến cố có cùng số kết quả thuận lợi thì đồng khả năng với nhau.
  • Xác suất của một biến cố bằng số kết quả thuận lợi chia cho tổng số kết quả đồng khả năng.
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho phép chọn ngẫu nhiên trong 18 số liên tiếp từ 1 đến 18 — dấu hiệu chia hai nhóm theo số chữ số rồi so sánh số lượng để xét đồng khả năng. Hướng an toàn là đếm chính xác số câu có một chữ số (1 đến 9) và số câu có hai chữ số (10 đến 18) thay vì ước lượng cảm tính. Bẫy ở chỗ 18 không chia đôi rõ ràng theo trực giác (không phải 1-9 và 10-18 hiển nhiên bằng nhau nếu không đếm cẩn thận đầu-cuối).
1Cách 1. Liệt kê và đếm trực tiếp hai nhóm số

Định hướng. Liệt kê các số có một chữ số và hai chữ số trong khoảng 1 đến 18 rồi đếm số lượng từng nhóm.

Số có một chữ số từ 1 đến 18: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 — có 9 số.
Số có hai chữ số từ 1 đến 18: 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18 — có 9 số.
a) Hai nhóm đều có 9 số nên biến cố A và B có cùng số kết quả thuận lợi (9 trên tổng 18) nên A và B đồng khả năng.
b) và .

Vậy A và B đồng khả năng, .

2Cách 2. Dùng phép trừ để đếm nhanh số lượng mỗi nhóm

Định hướng. Không liệt kê từng số, chỉ dùng công thức đếm số nguyên trong một đoạn: số lượng số từ m đến n là n - m + 1.

Số có một chữ số trong đoạn [1; 18] chính là đoạn [1; 9], có số.
Số có hai chữ số trong đoạn [1; 18] chính là đoạn [10; 18], có số.
Kiểm tra tổng: đúng bằng tổng số câu hỏi.
a) Vì cùng 9 kết quả thuận lợi trên 18 nên A và B đồng khả năng.
b) .

Vậy kết quả khớp Cách 1: A và B đồng khả năng, đều có xác suất 1/2.

3Cách 3. Nhận xét A và B là hai biến cố đối lập nhau

Định hướng. Vì mỗi câu hỏi từ 1 đến 18 chỉ có thể là “một chữ số” hoặc “hai chữ số” (không có khả năng thứ ba), A và B là hai biến cố đối lập nên ; kết hợp với việc đếm một nhóm là suy ra được nhóm kia.

Đếm riêng nhóm một chữ số: 1 đến 9 có 9 số nên .
Vì A và B đối lập (mọi số từ 1 đến 18 hoặc một chữ số hoặc hai chữ số, không trùng nhau) nên .
Vì nên hai biến cố đồng khả năng.

Vậy chỉ cần đếm một nhóm là suy ra ngay cả hai: , đồng khả năng.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 3: chỉ cần đếm một nhóm (9 số một chữ số) rồi lấy 1 trừ đi, tránh đếm hai lần và giảm khả năng đếm nhầm đầu mút đoạn hai chữ số.
Đáp số. A và B đồng khả năng; P(A) = P(B) = 1/2.
Sai lầm thường gặp. Một số học sinh đếm nhóm hai chữ số là “10 đến 18 có 18 - 10 = 8 số” (quên cộng thêm 1), dẫn đến kết luận sai là A và B không đồng khả năng.
🚀 Mở rộng. Nếu bài thi có 99 câu hỏi đánh số 1 đến 99 thì số câu một chữ số chỉ có 9 (từ 1 đến 9) còn số câu hai chữ số có 90 (từ 10 đến 99) — khi đó hai biến cố tương ứng không còn đồng khả năng vì số lượng chênh lệch rất lớn.
Bài 2 · Bài 8.11★★Trang 45— Xác suất cổ điển: biến cố chắc chắn – không thể – đồng khả năng trên vòng quay 8 phần
8.11 (trang 45). Một tấm bìa cứng hình tròn được chia làm tám phần có diện tích bằng nhau và ghi các số 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8, được gắn vào trục quay có mũi tên ở tâm như Hình 8.3. Bạn Hùng quay tấm bìa. Tính xác suất để:
a) Mũi tên dừng ở hình quạt ghi số nhỏ hơn 9;
b) Mũi tên dừng ở hình quạt ghi số 0;
c) Mũi tên dừng ở hình quạt ghi số chẵn;
d) Mũi tên dừng ở hình quạt ghi số 7 hoặc 8.
12345678
Kiến thức cần nhớ
  • Biến cố chắc chắn có xác suất bằng 1; biến cố không thể có xác suất bằng 0.
  • Nếu một phép thử có k kết quả đồng khả năng thì xác suất mỗi kết quả bằng .
  • Trong dãy số nguyên liên tiếp, số lượng số chẵn và số lẻ bằng nhau khi tổng số phần tử là số chẵn.
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho phép quay với 8 kết quả đồng khả năng — dấu hiệu dùng xác suất cổ điển, nhưng câu a) và b) thực chất là biến cố chắc chắn và không thể nên có thể suy luận trực tiếp không cần đếm. Câu c) dùng tính đối xứng chẵn – lẻ, câu d) cần gộp đúng hai số 7 và 8 thành một nhóm. Bẫy ở chỗ dễ nhầm câu b) “ghi số 0” với việc tính xác suất bằng công thức đếm/8 dù thực tế đáp số chỉ có thể là 0 (không tồn tại hình quạt số 0), không cần chia gì cả.
1Cách 1. Liệt kê 8 kết quả rồi đếm thuận lợi cho từng câu

Định hướng. Liệt kê tám số trên vòng quay rồi đếm số hình quạt thoả mãn từng điều kiện, chia cho 8.

Tám số trên vòng quay: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8.
a) Cả 8 số đều nhỏ hơn 9 nên có 8 kết quả thuận lợi trên 8, .
b) Không có hình quạt nào ghi số 0 nên có 0 kết quả thuận lợi, .
c) Số chẵn trong 8 số: 2; 4; 6; 8, có 4 kết quả thuận lợi, .
d) Số 7 hoặc 8 có 2 kết quả thuận lợi, .

Vậy , , , .

2Cách 2. Dùng định nghĩa biến cố chắc chắn – không thể cho a, b

Định hướng. Nhận diện câu a) là biến cố chắc chắn, câu b) là biến cố không thể để trả lời ngay không cần đếm; câu c), d) mới dùng công thức đếm.

a) Cả 8 số 1 đến 8 đều nhỏ hơn 9 nên biến cố “ghi số nhỏ hơn 9” luôn xảy ra nên biến cố chắc chắn, .
b) Trong 8 số của vòng quay không có số 0 nên biến cố “ghi số 0” không bao giờ xảy ra nên biến cố không thể, .
c) Trong 8 số liên tiếp 1 đến 8, số chẵn (2, 4, 6, 8) và số lẻ (1, 3, 5, 7) có số lượng bằng nhau (đều 4 số) nên P(chẵn) = .
d) Số 7 và số 8 là 2 kết quả thuận lợi trên 8 kết quả nên .

Vậy , , , , khớp Cách 1.

3Cách 3. Gộp thành các “siêu kết quả” đồng khả năng cho câu c, d

Định hướng. Nhóm 8 hình quạt thành 4 cặp liên tiếp {1;2}, {3;4}, {5;6}, {7;8} — mỗi cặp có 1 số lẻ và 1 số chẵn, và mỗi cặp đại diện cho 2/8 = 1/4 khả năng; từ đó suy luận nhanh câu c và d mà không cần liệt kê hết.

a), b) suy luận trực tiếp như Cách 2: , .
c) Trong mỗi cặp {1;2}, {3;4}, {5;6}, {7;8} luôn có đúng 1 số chẵn, vậy tổng cộng có 4 số chẵn trên 8 số nên P(chẵn) = (bằng đúng một nửa vòng quay).
d) Cặp {7; 8} là đúng 1 trong 4 cặp nói trên, mỗi cặp chiếm vòng quay (2 hình quạt trên 8) nên P(7 hoặc 8) = .

Vậy kết quả không đổi: , , , .

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 2: trả lời câu a, b ngay bằng định nghĩa biến cố chắc chắn/không thể mà không cần đếm, chỉ tốn công đếm ở câu c, d — nhanh và khó sai hơn Cách 1.
Đáp số. P(a) = 1; P(b) = 0; P(c) = 1/2; P(d) = 1/4.
Sai lầm thường gặp. Một số học sinh viết P(b) bằng một phân số khác 0 (ví dụ nhầm với xác suất của số nhỏ nhất) thay vì nhận ra ngay đây là biến cố không thể vì không hề có hình quạt ghi số 0 trên vòng quay.
🚀 Mở rộng. Nếu tấm bìa được chia thành 8 phần nhưng KHÔNG bằng nhau (ví dụ hình quạt số 8 chiếm diện tích gấp đôi các số còn lại) thì các kết quả không còn đồng khả năng, khi đó phải tính theo tỉ số diện tích chứ không phải tỉ số 1/8 cho mỗi số.
Bài 3 · Bài 8.12★★Trang 45— Xác suất cổ điển trên dãy 14 số liên tiếp 10 đến 23
8.12 (trang 45). Một hộp đựng 14 quả cầu được đánh các số 10; 11; …; 23. Lấy ngẫu nhiên một quả cầu trong hộp. Tính xác suất để:
a) Quả cầu lấy được ghi số 24;
b) Quả cầu lấy được ghi số lẻ;
c) Quả cầu lấy được ghi số 11;
d) Quả cầu lấy được mang số 12 hoặc 13.
Kiến thức cần nhớ
  • Số lượng số nguyên trong đoạn [m; n] bằng n - m + 1.
  • Trong một dãy chẵn số nguyên liên tiếp, số lượng số chẵn và số lẻ bằng nhau.
  • Xác suất của một biến cố bằng số kết quả thuận lợi chia cho tổng số kết quả đồng khả năng.
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho một dãy 14 số nguyên liên tiếp từ 10 đến 23 — dấu hiệu dùng xác suất cổ điển với tổng 14 kết quả đồng khả năng. Câu a) rơi vào biến cố không thể vì 24 nằm ngoài dãy, câu b) dùng tính đối xứng chẵn – lẻ trong dãy 14 số liên tiếp (luôn chia đôi đúng 7-7), câu c), d) chỉ cần đếm trực tiếp. Bẫy ở chỗ dễ đếm nhầm số lượng phần tử của dãy 10 đến 23 (phải tính 23 - 10 + 1 = 14, không phải 23 - 10 = 13).
1Cách 1. Liệt kê đủ 14 số rồi đếm thuận lợi từng câu

Định hướng. Liệt kê nguyên văn 14 số từ 10 đến 23 rồi đếm số quả cầu thoả điều kiện của từng câu.

Mười bốn số: 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23.
a) Không có số 24 trong dãy nên 0 kết quả thuận lợi, .
b) Số lẻ trong dãy: 11; 13; 15; 17; 19; 21; 23 — đếm được 7 số, .
c) Chỉ có đúng 1 quả cầu ghi số 11 nên .
d) Số 12 hoặc 13 có 2 kết quả thuận lợi nên .

Vậy , , , .

2Cách 2. Đếm bằng công thức n - m + 1 và tính đối xứng chẵn lẻ

Định hướng. Xác nhận tổng số quả cầu bằng công thức đếm đoạn, rồi dùng tính chất “dãy chẵn số nguyên liên tiếp chia đôi đúng số chẵn – số lẻ” cho câu b thay vì liệt kê.

Tổng số quả cầu: quả, khớp với đề bài.
a) 24 nằm ngoài đoạn [10; 23] nên biến cố “ghi số 24” là biến cố không thể, .
b) Dãy 10 đến 23 có 14 số (số chẵn) nên số lẻ và số chẵn bằng nhau, mỗi loại 7 số nên P(lẻ) = .
c) Số 11 là 1 trong 14 kết quả đồng khả năng nên .
d) Số 12, 13 là 2 trong 14 kết quả nên .

Vậy kết quả khớp Cách 1: , , , .

3Cách 3. Gộp 14 số thành 7 cặp liên tiếp để xử lí nhanh câu d

Định hướng. Chia 14 số thành 7 cặp liên tiếp {10;11}, {12;13}, …, {22;23} — mỗi cặp chiếm đúng khả năng, nên xác suất của biến cố ở câu d) đọc ra ngay từ cách chia này.

Bảy cặp: {10;11}, {12;13}, {14;15}, {16;17}, {18;19}, {20;21}, {22;23} — mỗi cặp gồm đúng 2 quả cầu trên 14 quả.
d) Biến cố “mang số 12 hoặc 13” chính là cặp thứ hai, chiếm khả năng nên .
a) 24 không thuộc bất kì cặp nào trong 7 cặp nên .
b), c) tính như Cách 1: P(lẻ) = ; .

Vậy , , , — thống nhất cả ba cách.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 2: kiểm tra nhanh tổng số phần tử bằng công thức n - m + 1 để tránh đếm nhầm, rồi dùng tính đối xứng chẵn-lẻ cho câu b thay vì liệt kê tay.
Đáp số. P(a) = 0; P(b) = 1/2; P(c) = 1/14; P(d) = 1/7.
Sai lầm thường gặp. Nhiều học sinh đếm số lượng quả cầu là (quên cộng 1), dẫn đến toàn bộ các phân số ở câu b, c, d đều sai mẫu số.
🚀 Mở rộng. Nếu hộp đánh số từ 10 đến 24 (thêm quả cầu số 24, tổng 15 quả) thì câu a) không còn là biến cố không thể nữa mà có xác suất — cho thấy chỉ cần thay đổi phạm vi đánh số là loại biến cố có thể thay đổi hoàn toàn.
Bài 4 · Bài 8.13★★Trang 45— Đồng khả năng và xác suất cổ điển với 5 nhóm bằng số lượng
8.13 (trang 45). Một hộp đựng 20 quả bóng có cùng kích thước, khác nhau về màu sắc, trong đó có 4 quả bóng màu xanh, 4 quả bóng màu đỏ, 4 quả bóng màu tím, 4 quả bóng màu vàng và 4 quả bóng màu trắng. Bạn Minh lấy ngẫu nhiên một quả bóng từ trong hộp.
Xét 5 biến cố sau:
A: “Minh lấy được quả bóng màu xanh”; B: “Minh lấy được quả bóng màu đỏ”; C: “Minh lấy được quả bóng màu tím”; D: “Minh lấy được quả bóng màu vàng”; E: “Minh lấy được quả bóng màu trắng”.
a) Hãy giải thích vì sao các biến cố A, B, C, D, E là đồng khả năng.
b) Tính xác suất của các biến cố A, B, C, D, E.
Kiến thức cần nhớ
  • Khi các quả bóng có cùng kích thước và được lấy ngẫu nhiên, mỗi quả có khả năng được lấy như nhau.
  • Các biến cố có cùng số kết quả thuận lợi trong một phép thử đồng khả năng thì đồng khả năng với nhau.
  • Nếu k biến cố đồng khả năng và luôn xảy ra đúng một trong chúng thì mỗi biến cố có xác suất bằng .
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho 5 màu bóng với số lượng bằng nhau (đều 4 quả) trên tổng 20 quả — dấu hiệu rõ ràng của 5 biến cố đồng khả năng vì cùng số kết quả thuận lợi. Hướng làm an toàn là kiểm tra lại tổng 5 nhóm có đúng bằng 20 hay không trước khi kết luận, tránh trường hợp đề cho số liệu không khớp. Bẫy ở chỗ dễ quên giải thích “vì sao” (chỉ ra số lượng bằng nhau) mà chỉ nêu kết luận suông “đồng khả năng”.
1Cách 1. Kiểm tra số lượng từng màu rồi tính xác suất bằng công thức cổ điển

Định hướng. Xác nhận số lượng bóng mỗi màu bằng nhau, từ đó suy ra 5 biến cố đồng khả năng, rồi áp dụng công thức xác suất cổ điển cho từng biến cố.

Số bóng mỗi màu: xanh 4, đỏ 4, tím 4, vàng 4, trắng 4 — kiểm tra tổng: , khớp với đề bài.
a) Vì mỗi quả bóng có khả năng được lấy như nhau và số bóng của 5 màu bằng nhau (đều 4 quả trên 20 quả) nên 5 biến cố A, B, C, D, E có cùng số kết quả thuận lợi nên chúng đồng khả năng.
b) .

Vậy A, B, C, D, E đồng khả năng, mỗi biến cố có xác suất 1/5.

2Cách 2. Dùng tổng xác suất của 5 biến cố đối lập từng đôi một bằng 1

Định hướng. Vì mỗi lần lấy chỉ được đúng 1 trong 5 màu (không trùng, không sót), 5 biến cố này luôn có đúng một biến cố xảy ra nên tổng xác suất của chúng bằng 1; kết hợp với việc chúng đồng khả năng để suy ra từng xác suất bằng 1/5 mà không cần chia riêng 4/20.

a) Mỗi quả bóng chỉ mang đúng một trong năm màu, và số lượng mỗi màu bằng nhau (4 quả) nên A, B, C, D, E đồng khả năng.
b) Vì luôn xảy ra đúng một trong năm biến cố (mọi lần lấy đều ra một màu trong năm màu) nên .
Do năm biến cố đồng khả năng nên năm xác suất bằng nhau: .

Vậy , khớp Cách 1.

3Cách 3. Suy luận từ tỉ lệ số quả mỗi màu trên tổng số quả

Định hướng. Nhận xét ngay 20 quả bóng chia đều cho 5 màu ( quả mỗi màu, đúng như đề cho) nên đây là phép chia đều — dấu hiệu trực quan nhất của tính đồng khả năng, không cần lập luận qua nhiều bước.

Lấy tổng 20 quả chia cho 5 màu: (quả mỗi màu) — đúng bằng số liệu đề cho (4 xanh, 4 đỏ, 4 tím, 4 vàng, 4 trắng), chứng tỏ 20 quả được chia đều tuyệt đối cho 5 màu.
a) Vì chia đều nên 5 biến cố lấy được từng màu có cùng số kết quả thuận lợi nên đồng khả năng.
b) Xác suất mỗi biến cố bằng tỉ lệ chia đều: cho mỗi màu.

Vậy A, B, C, D, E đồng khả năng, mỗi biến cố có xác suất 1/5 — thống nhất với hai cách trên.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 3: chỉ cần phép chia để vừa kiểm tra số liệu đề bài vừa suy ra ngay xác suất 1/5 cho mỗi màu, ngắn gọn nhất trong ba cách.
Đáp số. A, B, C, D, E đồng khả năng; P(A) = P(B) = P(C) = P(D) = P(E) = 1/5.
Sai lầm thường gặp. Một số học sinh chỉ trả lời “các biến cố đồng khả năng vì đề bài cho vậy” mà không chỉ rõ căn cứ số lượng bằng nhau (4 quả mỗi màu), bị trừ điểm phần giải thích dù đáp số xác suất vẫn đúng.
🚀 Mở rộng. Nếu đổi số lượng thành 5 xanh, 5 đỏ, 4 tím, 3 vàng, 3 trắng (vẫn tổng 20 quả) thì 5 biến cố không còn đồng khả năng nữa; khi đó phải tính riêng từng xác suất theo đúng số lượng của mỗi màu (, , , , ).
Bài 5 · Bài 8.14★★★Trang 46— Suy ngược số lượng từ tính đồng khả năng của hai biến cố đối lập
8.14 (trang 46). Một thùng kín có 40 quả bóng cùng kích thước, một số quả có màu trắng và một số quả có màu đen. Sơn lấy ngẫu nhiên một quả bóng trong thùng. Biết rằng biến cố “Sơn chọn được quả bóng màu trắng” và biến cố “Sơn chọn được quả bóng màu đen” là đồng khả năng. Hỏi trong thùng chứa bao nhiêu quả bóng màu trắng?
Kiến thức cần nhớ
  • Hai biến cố đối lập nhau (chỉ có đúng một trong hai biến cố xảy ra ở mỗi lần thử) và đồng khả năng thì mỗi biến cố có xác suất 1/2.
  • Nếu hai biến cố đồng khả năng ứng với hai nhóm kết quả tách biệt của cùng một phép thử thì hai nhóm đó có số lượng bằng nhau.
🧠 Phân tích tư duy
Đề không cho trực tiếp số quả từng màu mà chỉ cho biết hai biến cố “trắng” và “đen” đồng khả năng — dấu hiệu của bài toán ngược: từ tính chất xác suất suy ra số lượng. Vì mỗi quả bóng chỉ có một trong hai màu (trắng hoặc đen, không có màu thứ ba), hai biến cố này vừa đồng khả năng vừa đối lập nên số lượng mỗi màu phải bằng nhau và bằng một nửa tổng số bóng. Bẫy ở chỗ dễ quên rằng “đồng khả năng” ở đây tương đương với “số lượng bằng nhau” chỉ vì tất cả 40 quả bóng có khả năng được lấy như nhau (không có gì đặc biệt phân biệt ngoài màu sắc).
1Cách 1. Suy luận trực tiếp từ tính đồng khả năng ra số lượng bằng nhau

Định hướng. Vì mỗi quả bóng chỉ có đúng một trong hai màu, biến cố “trắng” và “đen” đồng khả năng có nghĩa là số quả bóng mỗi màu bằng nhau; từ đó chia đôi tổng số 40 quả.

Mỗi quả bóng trong thùng chỉ có thể là màu trắng hoặc màu đen, không có màu thứ ba, nên hai biến cố “chọn được bóng trắng” và “chọn được bóng đen” đối lập nhau.
Đề cho hai biến cố này đồng khả năng, mà chúng đối lập nên số quả bóng trắng bằng số quả bóng đen.
Tổng số bóng là 40 quả nên số quả mỗi màu là quả.

Vậy trong thùng có 20 quả bóng màu trắng.

2Cách 2. Lập phương trình từ định nghĩa xác suất cổ điển

Định hướng. Gọi ẩn là số bóng trắng, biểu diễn số bóng đen theo tổng, rồi dùng điều kiện “xác suất hai biến cố bằng nhau” để lập và giải phương trình.

Gọi (quả) là số bóng màu trắng trong thùng (, ). Khi đó số bóng màu đen là (quả).
Xác suất chọn được bóng trắng là , xác suất chọn được bóng đen là .
Hai biến cố đồng khả năng nghĩa là , suy ra , tức , suy ra .

Vậy , tức trong thùng có 20 quả bóng màu trắng — khớp Cách 1.

3Cách 3. Dùng tổng xác suất bằng 1 của hai biến cố đối lập

Định hướng. Với hai biến cố đối lập, tổng hai xác suất luôn bằng 1; kết hợp với giả thiết đồng khả năng (hai xác suất bằng nhau) để suy ra mỗi xác suất bằng 1/2, rồi nhân với tổng số bóng.

Gọi là xác suất chọn được bóng trắng, là xác suất chọn được bóng đen. Vì đối lập nên .
Vì đồng khả năng nên , suy ra , tức .
Số quả bóng trắng bằng xác suất nhân với tổng số bóng: (quả).

Vậy trong thùng có 20 quả bóng màu trắng, thống nhất với hai cách trên.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: nhận ra ngay hai biến cố đối lập và đồng khả năng thì số lượng bằng nhau, chia đôi 40 là ra đáp số ngay, không cần đặt ẩn hay lập phương trình.
Đáp số. Trong thùng có 20 quả bóng màu trắng (và 20 quả bóng màu đen).
Sai lầm thường gặp. Có học sinh hiểu nhầm “đồng khả năng” là “có khả năng xảy ra” (biến cố ngẫu nhiên) chứ không phải “hai xác suất bằng nhau”, dẫn đến không lập được mối liên hệ số lượng bằng nhau và bỏ trống bài toán.
🚀 Mở rộng. Nếu đề cho thêm bóng màu xám sao cho ba biến cố “trắng”, “đen”, “xám” đồng khả năng với tổng vẫn 40 quả thì mỗi màu sẽ có quả — không phải số nguyên, chứng tỏ đề bài dạng này chỉ “đẹp” khi tổng số bóng chia hết cho số nhóm màu.
Bài 6 · Bài 8.15★★★Trang 46— Lập phương trình từ xác suất cổ điển để tìm số lượng chưa biết
8.15 (trang 46). Một chuyến xe khách có 28 hành khách nam và 31 hành khách nữ. Đến một bến xe có một số hành khách nữ xuống xe. Chọn ngẫu nhiên một hành khách còn lại trên xe. Biết rằng xác suất để chọn được hành khách nữ là 1/2. Hỏi có bao nhiêu hành khách nữ đã xuống xe?
Kiến thức cần nhớ
  • Xác suất của một biến cố bằng số kết quả thuận lợi chia cho tổng số kết quả đồng khả năng.
  • Nếu xác suất chọn được một nhóm bằng 1/2 thì nhóm đó có số lượng bằng đúng một nửa tổng, tức bằng số lượng nhóm còn lại.
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho tổng số nam (không đổi, 28 người) và tổng số nữ ban đầu (31 người), sau đó một số nữ xuống xe làm thay đổi số nữ còn lại — dấu hiệu bài toán ngược, cần đặt ẩn cho số nữ xuống xe rồi dùng điều kiện xác suất bằng 1/2 để lập phương trình. Hướng an toàn là để ý xác suất 1/2 tương đương với “số nữ còn lại bằng số nam còn lại” (vì nam không đổi) thay vì lập phương trình phức tạp với tổng số hành khách còn lại. Bẫy ở chỗ dễ quên rằng số nam trên xe không đổi (vẫn 28), chỉ có số nữ giảm.
1Cách 1. Đặt ẩn số hành khách nữ xuống xe, lập phương trình từ xác suất

Định hướng. Gọi là số hành khách nữ xuống xe, biểu diễn số nữ còn lại theo , rồi dùng công thức xác suất cổ điển để lập phương trình với dữ kiện P(nữ) = .

Gọi (người) là số hành khách nữ xuống xe (, ). Khi đó số hành khách nữ còn lại trên xe là (người), số hành khách nam trên xe vẫn là 28 người (không đổi).
Tổng số hành khách còn lại trên xe là (người).
Xác suất chọn được hành khách nữ trong số hành khách còn lại là , theo đề bài bằng .
Suy ra , tức , suy ra , tức .

Vậy có 3 hành khách nữ đã xuống xe.

2Cách 2. Nhận xét xác suất 1/2 nghĩa là số nữ còn lại bằng số nam còn lại

Định hướng. Vì mỗi hành khách còn lại chỉ có thể là nam hoặc nữ, xác suất chọn được nữ bằng 1/2 tương đương với số nữ còn lại bằng đúng số nam còn lại — không cần lập phương trình với mẫu số biến thiên.

Trên xe chỉ có hai loại hành khách là nam và nữ, nên biến cố “chọn được nữ” và “chọn được nam” đối lập nhau.
Xác suất chọn được nữ bằng 1/2 nghĩa là hai biến cố đối lập này đồng khả năng, tức số hành khách nữ còn lại bằng số hành khách nam còn lại.
Số hành khách nam trên xe không đổi, vẫn là 28 người, nên số hành khách nữ còn lại cũng là 28 người.
Số hành khách nữ đã xuống xe là (người).

Vậy có 3 hành khách nữ đã xuống xe — khớp Cách 1 nhưng không cần lập phương trình với mẫu số.

3Cách 3. Thử trực tiếp giá trị rồi kiểm tra lại bằng xác suất

Định hướng. Từ nhận xét số nữ còn lại phải bằng số nam còn lại (28 người), suy luận ngược lại số nữ xuống xe, rồi thử lại bằng định nghĩa xác suất cổ điển để chắc chắn không sai sót.

Dự đoán: vì nam không đổi ở mức 28 người và xác suất chọn nữ là 1/2 (bằng xác suất chọn nam) nên nữ còn lại cũng phải là 28 người, tức có người nữ xuống xe.
Thử lại: nếu 3 nữ xuống xe, số nữ còn lại là người, tổng số hành khách còn lại là người.
Xác suất chọn được nữ khi đó là , đúng khớp với giả thiết của đề bài.

Vậy việc thử lại xác nhận có 3 hành khách nữ đã xuống xe.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 2: nhận ra xác suất 1/2 nghĩa là số nữ còn lại bằng số nam còn lại (28 người), từ đó trừ thẳng mà không cần lập và giải phương trình có ẩn ở cả tử và mẫu.
Đáp số. Có 3 hành khách nữ đã xuống xe.
Sai lầm thường gặp. Nhiều học sinh lập phương trình xác suất nhưng quên trừ số nữ đã xuống ở tổng số hành khách còn lại (vẫn dùng mẫu số 59 thay vì ), dẫn đến phương trình sai và ra đáp số khác 3.
🚀 Mở rộng. Nếu thay vì nữ xuống, có thêm một số hành khách NAM lên xe sao cho xác suất chọn được nữ vẫn là 1/2, ta sẽ lập được phương trình dạng khác (ẩn là số nam lên xe) nhưng cùng bản chất: số nam và số nữ trên xe phải bằng nhau.
Bài 7 · Bài 8.16★★Trang 46— Suy ngược số lượng mỗi nhóm từ 5 biến cố đồng khả năng
8.16 (trang 46). Một chiếc hộp chứa 50 viên bi cùng kích thước gồm một số viên bi màu xanh; một số viên bi màu đỏ; một số viên bi màu trắng; một số viên bi màu tím và một số viên bi màu vàng. Bạn Bình lấy ngẫu nhiên một viên bi trong hộp. Biết rằng 5 biến cố sau đây là đồng khả năng:
A: “Bình lấy được viên bi màu xanh”; B: “Bình lấy được viên bi màu đỏ”; C: “Bình lấy được viên bi màu trắng”; D: “Bình lấy được viên bi màu tím”; E: “Bình lấy được viên bi màu vàng”.
Hỏi trong hộp chứa bao nhiêu viên bi mỗi loại?
Kiến thức cần nhớ
  • Nếu k biến cố đồng khả năng và luôn xảy ra đúng một trong chúng (không trùng, không sót các trường hợp) thì số kết quả thuận lợi của mỗi biến cố bằng nhau.
  • Xác suất của một biến cố bằng số kết quả thuận lợi chia cho tổng số kết quả đồng khả năng.
🧠 Phân tích tư duy
Đề không cho trực tiếp số bi từng màu mà chỉ cho biết 5 biến cố đồng khả năng trên tổng 50 viên — dấu hiệu chia đều 50 viên cho 5 màu. Vì mỗi viên bi chỉ có đúng một trong năm màu (không trùng, không sót) và 5 biến cố đồng khả năng thì số lượng mỗi màu phải bằng nhau, nên chỉ cần lấy 50 chia cho 5. Bẫy ở chỗ dễ nhầm “đồng khả năng” với “xảy ra ngẫu nhiên” rồi không suy ra được số lượng bằng nhau.
1Cách 1. Suy luận trực tiếp: đồng khả năng nghĩa là số lượng bằng nhau

Định hướng. Vì mỗi viên bi chỉ mang đúng một trong năm màu, 5 biến cố đồng khả năng có nghĩa là số viên bi mỗi màu bằng nhau; chia đều tổng 50 viên cho 5 màu.

Mỗi viên bi trong hộp chỉ có đúng một trong năm màu xanh, đỏ, trắng, tím, vàng, không viên nào mang hai màu hay không màu.
Đề cho 5 biến cố A, B, C, D, E đồng khả năng, nghĩa là số viên bi của 5 màu này bằng nhau.
Vậy số viên bi mỗi màu là (viên).

Vậy mỗi màu có đúng 10 viên bi (xanh, đỏ, trắng, tím, vàng đều 10 viên).

2Cách 2. Đặt ẩn số bi mỗi màu và lập phương trình từ xác suất bằng nhau

Định hướng. Gọi là số bi mỗi màu (vì 5 xác suất bằng nhau nên có thể dùng chung một ẩn), lập phương trình tổng số bi bằng 50 rồi giải.

Vì 5 biến cố A, B, C, D, E đồng khả năng nên , suy ra số viên bi của 5 màu bằng nhau; gọi số bi mỗi màu là (viên), .
Tổng số bi trong hộp: , tức .
Giải ra .

Vậy , mỗi màu có 10 viên bi — khớp Cách 1.

3Cách 3. Dùng tổng xác suất 5 biến cố đồng khả năng bằng 1

Định hướng. Vì luôn xảy ra đúng một trong 5 biến cố (mỗi lần lấy chỉ ra một màu), tổng 5 xác suất bằng 1; kết hợp tính đồng khả năng suy ra mỗi xác suất bằng 1/5, rồi nhân với tổng 50 viên để ra số lượng.

Vì mỗi lần lấy bi chỉ được đúng một trong năm màu nên .
Do 5 biến cố đồng khả năng nên 5 xác suất bằng nhau: , suy ra .
Số viên bi màu xanh là (viên); tương tự cho bốn màu còn lại.

Vậy mỗi màu có 10 viên bi, thống nhất với hai cách trên.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: nhận ra ngay 5 biến cố đồng khả năng nghĩa là chia đều, tính trực tiếp, không cần đặt ẩn hay lập phương trình.
Đáp số. Mỗi màu (xanh, đỏ, trắng, tím, vàng) có đúng 10 viên bi.
Sai lầm thường gặp. Một số học sinh cộng nhầm số biến cố (đếm thành 4 màu do bỏ sót một màu trong danh sách A, B, C, D, E) nên chia 50 cho 4 thay vì 5, ra đáp số 12,5 (không phải số nguyên) mà không nhận ra dấu hiệu tính sai.
🚀 Mở rộng. Nếu hộp có 48 viên bi (không chia hết cho 5) mà vẫn yêu cầu 5 biến cố đồng khả năng thì đề bài sẽ vô lí vì không thể chia 48 thành 5 phần nguyên bằng nhau — cho thấy điều kiện “đồng khả năng” với số nguyên đòi hỏi tổng phải chia hết cho số nhóm.

🎯 Học tiếp

📚 Cùng chương: Chương VIII. Làm quen với biến cố và xác suất của biến cố