概率题的二三事(8)——「外部」和「内部」分开简化

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1.「正确答案」?——意想不到
2.把出题者都弄蒙的「概率题」
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在「概率题」中,有的元素是有区别的,但有的没区别,在解题时一定要注意分清两者之间的差异,如果不清楚,可以通过「外部」和「内部」的区别分开简化,今天带来的就是这样一道题目。

一、「正确答案」?——意想不到
【2021年山东省考44题】将15名实习生名额随机分配给12个部门,每个部门至少分配1人。
有部门获取的名额是3的概率是有部门获取的名额是4的概率的多少倍?
(A)5.5
(B)6
(C)11
(D)1

有部门获取的名额是3的概率是有部门获取的名额是4的概率的多少倍?
(A)5.5
(B)6
(C)11
(D)1
本题正确答案为33,无对应选项。
正确率——,%易错项——

通过之前几篇文章的分析可知,本题当然不能直接去算C(12,3)或C(15,12)的结果,而是要尽量将计算过程简化。
不难看出,「每个部门至少分配1人」=「每个部门先分配1人,然后再分配剩下的人」。
根据「先固定一个位置,再计算接下来的概率」的技巧可知,我们无论给每个部门分配哪个人,总共分配哪12个人,都不影响「最终要将剩余3人分配给12个部门」的结果,因此本题可简化为:
将3人分配给12个部门,「有部门分到2人」的概率是「有部门分到3人」概率的多少倍?
不难看出:
「有部门分到3人」=「3人分到1个部门」
「有部门分到2人」=「2人分到1个部门,1人分到其他部门」
求「分到2人的『概率』是3人的多少倍」=「分到2人的『所有可能次数』是3人的多少倍」
因此本题最简单的做法为:
先从「外部」入手,思考两种情况的对比。
在将题干简化为「将3人分配给12个部门」后,先将「3人中选出2人」,并把这「选出的2个人」视为整体,分配到第1个部门(将「2人」这个元素固定)。
此时可发现,将「3人中的2人」分配到任何一个部门都不影响继续分配「第3个人」的概率,此时:
如果将第3个人继续分配到第1个部门,有1种情况;
将第3个人分配到第2~12个部门,有11种情况。
此时再分析「内部」情况,即「3人中选2人」的可能性。很明显C(3,2)=3,共有3种做法,即最后结果要在刚才计算的基础上再乘以3,答案为11×3=33。因此,「分到2人的『所有可能次数』是3人的33倍」,本题无正确选项。
刚才说的是最简便的方法,如果有的小伙伴不太理解,也可以用另一种方法:
「有部门分到3人」=「3人全部分到1个部门」=12种可能
「有部门分到2人」=「2人分到1个部门,1人分到其他部门」
此时我们需要将「外部」和「内部」分开简化计算。
所谓「外部」,就是指3个人以「2人1个部门」「1人另一个部门」来分配,有多少种方式;所有「内部」,就是指「3个人在确定分配方式后,内部有多少种分配方式」。分开计算「外部」「内部」后,将其相乘即可。
首先求「外部」分配方式数量。
设3个人中的1个人分配给第1部门,则另外两个人需要一起分配到第2~12部门中的1个,共有11种方式。
依此类推,将1个人分配到第2、3……12部门时,另外两个人也有11种方式。
因此总分配方式为12×11种。
然后求「内部」分配方式数量。
可发现3个人分为两部分,第1个人一部分,其余2人一部分,将3人命名为「甲乙丙」,很明显有「甲-乙丙」「乙-甲丙」和「丙-甲乙」3种情况。
因此「内部」分配方式总共为3种。
「有部门分到2人」的总情况数=外部情况数×内部情况数
=12×11×3
「倍数」关系
=12×11×3÷12
=33种,本题无正确选项。

二、把出题者都弄蒙的「概率题」
联考偶尔会出现一些错题,大家也要理解。不过,从这道错题中也能发现,「概率题」不仅很难,而且很细,一不小心就可能做错,甚至可能把出题者都弄蒙了。
本题难在什么地方呢?难在一个细节上。
分析后可以发现,这道题说的是「15名实习生名额随机分配给12个部门」,没有说实习生的名字叫「甲乙丙」还是「张三李四王五」,所以包括出题者在内,很多人潜意识里都觉得「实习生」是没区别的。
但事实上是这样吗?当然不是,没有两个人是完全相同的,我们在计算「3个人分给两个部门,1个部门1人,另一个部门2人」的次数的时候,「甲-乙丙」「乙-甲丙」和「丙-甲乙」当然不是一回事。
如果本题题干是「15个红球放在12个白盒子里」,正确选项就应该是C「11」了,但「实习生」和「红球」的性质不一样,所以这道题的选项均不正确。

总结:
本题相当少见,大概相当于出题者挖了个坑,然后自己「扑通」一下跳进去了,然后……就把所有考生都坑了。
事实上,不考虑选项出错的情况,这道题的陷阱相当巧妙,巧妙点就在于开始的「15人选12人,每个部门1人」是可以直接简化的,因为无论怎么选12人,对结果都没有影响。
但第二步「3人分配给2个部门,1个部门1人,1个部门2人」是不能直接简化的,即「甲-乙丙」「乙-甲丙」和「丙-甲乙」虽然都符合上述要求,但不能混为一谈,是3种不同的情况。
以「2人1个部门」「1人另一个部门」来分配3人,属于「外部」情况;在确定上述分配方式后,是「甲-乙丙」「乙-甲丙」还是「丙-甲乙」,属于「内部」情况。
「内部」「外部」两种情况都要考虑,所以本题的计算较为复杂,最终需要把两种情况相乘,得结果为33。
「人」是一定有区别的,而「球」「瓶子」「面包」等物体如果没有特殊说明,是没有区别的,做题时一定要注意这一点。