Задача 17. Турнир по настольному теннису проводится по олимпийской системе: игроки случайным образом разбиваются на игровые пары; проигравший в каждой паре выбывает из турнира, а победитель выходит в следующий тур, где встречается со следующим противником, который определён жребием. Всего в турнире участвует 16 игроков, все они играют одинаково хорошо, поэтому в каждой встрече вероятность выигрыша и поражения у каждого игрока равна 0,5. Среди игроков два друга – Иван и Алексей. Какова вероятность того, что этим двоим в каком-то туре придётся сыграть друг с другом?

Ответ

ОТВЕТ: 0,125.

Решение

Решим задачу в общем виде. Пусть в турнире участвуют n игроков. Введём события:

«А – Иван прекратит турнир, проиграв Алексею»;

«В – Алексей прекратит турнир, проиграв Ивану».

Так как все игроки играют одинаково, то

\(p\left( A \right) = p\left( B \right)\)  и  \(p\left( {A + B} \right) = p\left( A \right) + p\left( B \right)\).  При этом сумма вероятностей \(p\left( A \right) + p\left( B \right)\)  есть вероятность того, что Иван и Алексей в каком-то туре сыграли друг с другом.

Найдём \(p\left( A \right)\). Введём события:

«Н1 – Иван выиграет турнир»;

«Н2 – Иван не выиграет турнир».

\(p\left( {{H_1}} \right) = \frac{1}{n}\) (так как у всех игроков одинаковые шансы выиграть турнир).

\(p\left( {{H_2}} \right) = \frac{{n — 1}}{n}\)

Найдём условные вероятности:

\(p\left( {A/{H_1}} \right) = 0\) (Иван не может прекратить турнир, проиграв Алексею, если он выиграл турнир).

\(p\left( {A/{H_2}} \right) = \frac{1}{{n — 1}}\) (если Иван не выиграл турнир, то любому из оставшихся участников он мог проиграть с одинаковой вероятностью).

Вероятность события А найдём по формуле полной вероятности:

\(p\left( A \right) = p\left( {{H_1}} \right) \cdot p\left( {A/{H_1}} \right) + p\left( {{H_2}} \right) \cdot p\left( {A/{H_2}} \right) = \frac{1}{n} \cdot 0 + \frac{{n — 1}}{n} \cdot \frac{1}{{n — 1}} = \frac{1}{n}.\)

Тогда:   \(p\left( {A + B} \right) = p\left( A \right) + p\left( B \right) = \frac{1}{n} + \frac{1}{n} = \frac{2}{n}.\)

Так как в данном случае в турнире участвуют 16 игроков, то:

\(p\left( {A + B} \right) = \frac{2}{{16}} = \frac{1}{8} = 0,125\).

Ответ:  0,125.