题目就是那个巨难的概率压轴题,很多人考场直接放弃。网上有解析,但学霸的解法核心是暴力分类讨论+二项式定理逆用,思路和普通解法不一样。
题目核心(凭记忆复述):李老师、张老师各随机选k个学生发通知(独立进行),系里一共n个学生。问(1)学生甲收到至少一个老师通知的概率;(2)求使P(X=m)最大的整数m,其中X是收到通知的总人数。
学霸解法拆解:
1. 第一问(送分,但别粗心):
正难则反。甲收不到信息的概率 = (李老师没选他) (张老师没选他) = [C(n-1, k)/C(n, k)]²。
所以甲收到的概率 = 1
2. 第二问(真正的战场,学霸拉开差距的地方):
普通思路:直接列P(X=m)的表达式,式子复杂到爆炸,涉及双重求和和组合数连乘,求最大值很棘手。
学霸思路(降维打击):
重新定义事件:不直接看“收到通知的人数”,而是看“没收到通知的人数”。设Y=n-X,即两个老师都没选到的人数。
关键转化:因为两个老师选择独立,对于任意一个特定的学生集合S(大小为y),S中所有人都没被李老师选中的概率是 [C(n-y, k)/C(n, k)],张老师同理。但这里要注意,“恰好有y个人两个老师都没选” 这个事件,对应的是李老师和张老师选择的k名学生,全部来自剩下的n-y人之中。
构建模型:可以想象成,李老师从n人中选k人,张老师也从n人中选k人。他们俩的选择范围都必须是那n-y个人(即那y个“倒霉蛋”不能出现在任何一张名单里)。
概率表达式:P(Y=y) = [C(n-y, k) / C(n, k)] [C(n-y, k) / C(n, k)] C(n, y)。解释:前两个因子分别是李、张老师从(n-y)人中成功选出k人的概率,最后一个C(n, y)是确定“哪y个人是倒霉蛋”的组合数。
求最大值:问题转化为求P(Y=y)最大时的y,然后m=n-y。学霸会考虑相邻项比值 P(Y=y)/P(Y=y-1),令其≥1,来找出y的递增递减趋势点。这个比值化简后是一个关于y的有理分式,比原式简单太多。
最终结论(直接套用的结果):通过比值法,可以得到当 y ≈ n [(n-k)/n]² 时,概率最大。因为y是整数,所以取最接近这个值的整数。那么 m = n
说人话总结学霸套路:
别硬刚X=m,去搞Y=n-X(都没收到的人)。
把“两个老师都没选”转化为“两个老师的选择池子同时缩小”的概率问题。
用相邻项比值法判断最大值点,这是处理复杂组合概率最常用的技巧。
记住,这道题在考场上目标不是完全推导,而是用最简洁的路径写出关键表达式和比值,拿到大部分步骤分。很多学霸其实也做不到在考场上完美解出,但他们清晰的转化思路能保证比其他人多拿分。
真题答案:官方解析给出的最终结果(经简化)是,使P(X=m)取最大值的整数m满足 m = [2k - k²/n] (方框表示取整函数,可能是四舍五入或向下取整,需根据具体数值验证)。