а) Пусть (A), (B) и (C) - множества учеников, решивших первую, вторую и третью задачи соответственно. Используем формулу включений-исключений:
\(|A cup B cup C| = |A| + |B| + |C| - |A cap B| - |A cap C| - |B cap C| + |A cap B cap C|\)
По условию: (|A| = |B| = |C| = 9), (|A cap B| = |A cap C| = |B cap C| = 4), (|A cap B cap C| = 1).
Подставляем значения:
\(|A cup B cup C| = 9 + 9 + 9 - 4 - 4 - 4 + 1 = 27 - 12 + 1 = 16\)
Количество учеников, не решивших ни одной задачи:
\(28 - |A cup B cup C| = 28 - 16 = 12\)
б) Вероятность того, что ученик решил 1 и 3 задачу, а 2 не решил:
Нужно найти количество учеников, которые решили 1 и 3 задачи, но не решили 2 задачу, то есть (|A \cap C \cap B^c|).
\(|A \cap C \cap B^c| = |A \cap C| - |A \cap B \cap C| = 4 - 1 = 3\)
Вероятность:
\(P = \frac{3}{28}\)
в) Вероятность, что ученик решил только 1 задачу:
Количество учеников, решивших только одну задачу, равно:
\(|A \cap B^c \cap C^c| + |B \cap A^c \cap C^c| + |C \cap A^c \cap B^c|\)
Воспользуемся формулой:
\(|A \cap B^c \cap C^c| = |A| - |A \cap B| - |A \cap C| + |A \cap B \cap C| = 9 - 4 - 4 + 1 = 2\)
Аналогично, (|B \cap A^c \cap C^c| = 2) и (|C \cap A^c \cap B^c| = 2).
Следовательно, количество учеников, решивших только одну задачу, равно (2 + 2 + 2 = 6).
Вероятность:
\(P = \frac{6}{28} = \frac{3}{14}\)
г) Вероятность, что ученик решили 1 и/или 3 задачу, а 2 не решил:
Это означает, что ученик решил хотя бы одну из задач 1 или 3, но не решил 2. Необходимо найти (|(A \cup C) \cap B^c|).
\(|(A \cup C) \cap B^c| = |A \cap B^c| + |C \cap B^c| - |A \cap C \cap B^c|\)
Мы уже знаем, что (|A \cap C \cap B^c| = 3).
\(|A \cap B^c| = |A| - |A \cap B| = 9 - 4 = 5\)
\(|C \cap B^c| = |C| - |C \cap B| = 9 - 4 = 5\)
Тогда:
\(|(A \cup C) \cap B^c| = 5 + 5 - 3 = 7\)
Вероятность:
\(P = \frac{7}{28} = \frac{1}{4}\)
Ответ: а) 12, б) 3/28, в) 3/14, г) 1/4