Для решения задачи сначала разберем процесс извлечения и возвращения мячей, а затем найдем вероятность того, что оба мяча, извлеченные во второй раз, будут новыми.
Шаг 1: Выбор первых двух мячей
В ящике 6 новых и 4 игранных мячей, то есть всего 10 мячей. Извлекаются 2 мяча.
Общее количество способов выбрать 2 мяча из 10 можно найти по формуле сочетаний:
[ \binom{10}{2} = \frac{10!}{2!(10-2)!} = \frac{10 \times 9}{2 \times 1} = 45 ]
Шаг 2: Вероятности различных комбинаций
Рассмотрим все возможные комбинации первых двух мячей:
- Оба мяча новые
- Один новый, один игранный
- Оба мяча игранные
Комбинация 1: Оба мяча новые
Количество способов выбрать 2 новых мяча из 6:
[ \binom{6}{2} = \frac{6!}{2!(6-2)!} = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} = 15 ]
Комбинация 2: Один новый, один игранный
Количество способов выбрать 1 новый мяч из 6 и 1 игранный мяч из 4:
[ \binom{6}{1} \times \binom{4}{1} = 6 \times 4 = 24 ]
Комбинация 3: Оба мяча игранные
Количество способов выбрать 2 игранных мяча из 4:
[ \binom{4}{2} = \frac{4!}{2!(4-2)!} = \frac{4 \times 3}{2 \times 1} = 6 ]
Шаг 3: Вероятности для первой выборки
Теперь найдем вероятности для каждой комбинации:
Вероятность выбрать два новых мяча:
[ P(\text{оба новых}) = \frac{15}{45} = \frac{1}{3} ]
Вероятность выбрать один новый и один игранный мяч:
[ P(\text{один новый, один игранный}) = \frac{24}{45} = \frac{8}{15} ]
Вероятность выбрать два игранных мяча:
[ P(\text{оба игранные}) = \frac{6}{45} = \frac{2}{15} ]
Шаг 4: Возвращение мячей и вторая выборка
После возвращения мячей в ящик снова 6 новых и 4 игранных мяча. Извлекаем опять 2 мяча. Нам нужно найти вероятность того, что оба мяча будут новыми.
Общее количество способов выбрать 2 мяча из 10 остается:
[ \binom{10}{2} = 45 ]
Вероятность того, что оба мяча новые при второй выборке:
Количество способов выбрать 2 новых мяча из 6:
[ \binom{6}{2} = 15 ]
Теперь вероятность того, что оба мяча новые при второй выборке:
[ P(\text{оба новых при второй выборке}) = \frac{15}{45} = \frac{1}{3} ]
Шаг 5: Итоговая вероятность
Поскольку первая выборка и вторая выборка являются независимыми событиями (так как мячи возвращаются в ящик), итоговая вероятность будет равна вероятности того, что оба мяча будут новыми при второй выборке:
[ P(\text{оба новых при второй выборке}) = \frac{1}{3} ]
Ответ: Вероятность того, что оба мяча при второй выборке будут новыми, равна ( \frac{1}{3} ).