106_02M_q19
106 學測數學 第 19 題
📅 106 年 📝 學測數學 第 19 題 題型:選填 課綱:99課綱
一隻青蛙位於坐標平面的原點,每步隨機朝上、下、左、右跳一單位長,總共跳了四步。青蛙跳了四步後恰回到原點的機率為 $\text{____}$。(化成最簡分數)
機率機率
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

$\dfrac{9}{64}$

選填題

詳解
每一步青蛙有上、下、左、右四個方向的均等機會,因此總共跳四步的所有路徑數為: $$4^4 = 256\text{ 種}$$ 要使得四步後恰好回到原點,其上($U$)與下($D$)的步數必須相等,且左($L$)與右($R$)的步數必須相等。設步數分別為 $u, d, l, r$,則 $u = d$ 且 $l = r$,並滿足 $u + d + l + r = 4 \implies 2u + 2l = 4 \implies u + l = 2$。 共有以下三種可能的情況: 1. **情況一**:$u = 2, d = 2, l = 0, r = 0$(即兩步向上、兩步向下)。 這四步的排列數為: $$\dfrac{4!}{2! 2!} = 6\text{ 種}$$ 2. **情況二**:$u = 0, d = 0, l = 2, r = 2$(即兩步向左、兩步向右)。 這四步的排列數為: $$\dfrac{4!}{2! 2!} = 6\text{ 種}$$ 3. **情況三**:$u = 1, d = 1, l = 1, r = 1$(即上、下、左、右各一步)。 這四步的排列數為: $$\dfrac{4!}{1! 1! 1! 1!} = 24\text{ 種}$$ 恰回到原點的所有路徑數為: $$6 + 6 + 24 = 36\text{ 種}$$ 因此其機率為: $$P = \dfrac{36}{256} = \dfrac{9}{64}$$ 故得答案。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。