擲三粒均勻骰子一次,則在至少出現一粒 $4$ 點的條件下,其點數和為偶數的機率為 $\text{____}$。
詳解
我們定義兩個事件:
- 事件 $A$:擲三粒骰子,「至少出現一粒 $4$ 點」。
- 事件 $B$:三粒骰子的「點數和為偶數」。
本題所求即為在事件 $A$ 發生的條件下,事件 $B$ 發生的條件機率 $P(B \mid A)$:
$$P(B \mid A) = \dfrac{n(A \cap B)}{n(A)}$$
**Step 1: 計算 $n(A)$ 的方法數**
利用反面做法,投擲三粒骰子之總樣本數為 $6^3 = 216$ 種,完全沒有出現 $4$ 點(即每粒骰子僅能出現 $1, 2, 3, 5, 6$ 點)的方法數為 $5^3 = 125$ 種。因此,至少出現一粒 $4$ 點的方法數為:
$$n(A) = 6^3 - 5^3 = 216 - 125 = 91 \text{ 種}$$
**Step 2: 計算 $n(A \cap B)$ 的方法數**
即至少出現一粒 $4$ 點,且三粒骰子之點數和為偶數。我們依「出現 $4$ 點的個數」進行分類討論:
1. **出現三次 $4$ 點:**
點數組合為 $(4, 4, 4)$,其點數和為 $12$(偶數)。
方法數為:
$$1 \text{ 種}$$
2. **出現二次 $4$ 點:**
點數組合為 $(4, 4, x)$,其中 $x \ne 4$。
點數和為 $4 + 4 + x = 8 + x$。若要點數和為偶數,則 $x$ 必為偶數。在排除 $4$ 後,偶數點可為 $2, 6$(共 $2$ 種選擇)。
而此組合中兩個 $4$ 點與一個非 $4$ 點之排列方法數為 $\dfrac{3!}{2!} = C^3_1 = 3$ 種。
方法數為:
$$2 \times 3 = 6 \text{ 種}$$
3. **出現一次 $4$ 點:**
點數組合為 $(4, x, y)$,其中 $x, y \ne 4$。
點數和為 $4 + x + y$。若要點數和為偶數,則 $x+y$ 必須為偶數。這代表 $x$ 與 $y$ 必須同為偶數,或同為奇數:
- **$x, y$ 皆為偶數**:排除 $4$ 後,可選擇 $2, 6$(共有 $2 \times 2 = 4$ 種選擇)。排列方法為 $C^3_1 = 3$ 種(選定哪一粒是 $4$ 點)。
方法數為 $2 \times 2 \times C^3_1 = 12$ 種。
- **$x, y$ 皆為奇數**:可選擇 $1, 3, 5$(共有 $3 \times 3 = 9$ 種選擇)。排列方法同為 $C^3_1 = 3$ 種。
方法數為 $3 \times 3 \times C^3_1 = 27$ 種。
此分類之方法數總和為 $12 + 27 = 39$ 種。
綜合上述三種情況,至少出現一粒 $4$ 點且點數和為偶數之方法數為:
$$n(A \cap B) = 1 + 6 + 39 = 46 \text{ 種}$$
**Step 3: 計算條件機率 $P(B \mid A)$**
$$P(B \mid A) = \dfrac{46}{91}$$
答案為 $\dfrac{46}{91}$。
題目來源:民國86年大學聯考數學科試題(自然組) 第11題(來源PDF第11頁)
資料版本:2026-07-04(commit 790505b5)
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