袋中有六個乒乓球,分別編號為 $1$、$2$、$3$、$4$、$5$、$6$。每次自袋中隨機抽取一球,然後將袋中編號為該球號碼之因數或倍數者一併自袋中取出(例如第一次抽中 $2$ 號球,則將 $1$ 號、$2$ 號、$4$ 號、$6$ 號四球皆取出),再進行下一次的抽取。試問最後一次抽取時,袋中只剩 $5$ 號球的機率是多少
- $\frac{7}{18}$
- $\frac{9}{18}$
- $\frac{11}{18}$
- $\frac{13}{18}$
- $\frac{15}{18}$
詳解
若要最後一次抽取時袋中只剩 $5$ 號球,表示 $5$ 號球是最後一次被抽中的球,且在它之前所有其他的球都被取出了。
因為 $5$ 被抽中時會取走其因數 $1$ 與本身 $\{1, 5\}$,其他球被抽中時帶走的球集合為:
- 抽 $1$:取走 $\{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$(全部取完,若首抽 $1$,則最後一次並非剩 $5$)。
- 抽 $2$:取走 $\{1, 2, 4, 6\}$。
- 抽 $3$:取走 $\{1, 3, 6\}$。
- 抽 $4$:取走 $\{1, 2, 4\}$。
- 抽 $5$:取走 $\{1, 5\}$。
- 抽 $6$:取走 $\{1, 2, 3, 6\}$。
最後一次抽中的球號只能是 $\{2, 3, 4, 6\}$ 之一:
- 狀況 ①:第一次抽 $2$,第二次抽 $3$:機率為 $\frac{1}{6} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{12}$。
- 狀況 ②:第一次抽 $3$,第二次抽 $2$ 或 $4$:機率為 $\frac{1}{6} \times \frac{1}{3} \times 2 = \frac{1}{9}$。
- 狀況 ③:第一次抽 $4$,第二次抽 $3$ 或 $6$:機率為 $\frac{1}{6} \times \frac{1}{3} \times 2 = \frac{1}{9}$。
- 狀況 ④:第一次抽 $6$,第二次抽 $4$:機率為 $\frac{1}{6} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{12}$。
故所求機率為:
$$\frac{1}{12} + \frac{1}{9} + \frac{1}{9} + \frac{1}{12} = \frac{14}{36} = \frac{7}{18}$$
答案選 $(1)$。
題目來源:民國89年大學聯考數學科試題(自然組) 第4題(來源PDF第5頁)
資料版本:2026-07-05(commit 06b4ff14)
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