Lớp 12E có 20 bạn nam và 20 bạn nữ.
a) [NB] Thầy quản nhiệm muốn chia lớp ra thành 4 tổ, mỗi tổ có 10 bạn thì có \(C_{40}^{10}.C_{30}^{10}.C_{20}^{10}\) cách.
Số cách chia lớp thành 4 tổ, mỗi tổ 10 bạn là \(C_{40}^{10}.C_{30}^{10}.C_{20}^{10}.C_{10}^{10} = C_{40}^{10}.C_{30}^{10}.C_{20}^{10}\) (cách)
Vậy a) đúng.
b) [TH] Xác suất để thầy quản nhiệm chia lớp ra thành 4 tổ, mỗi tổ có 10 bạn sao cho số lượng nam và nữ của mỗi tổ bằng nhau là \(0,03\). (Làm tròn đến hàng phần trăm)
Mỗi tổ 10 bạn sao cho số lượng nam và nữ của mỗi tổ bằng nhau thì mỗi tổ có 5 nam và 5 nữ. Xác suất chia như vậy là
\(\frac{{C_{20}^5.C_{20}^5.C_{15}^5.C_{15}^5.C_{10}^5.C_{10}^5}}{{C_{40}^{10}.C_{30}^{10}.C_{20}^{10}}} \approx 0,03\).
Vậy b) đúng.
c) [TH] Thầy quản nhiệm có thể chia lớp ra thành 4 tổ, mỗi tổ có 10 bạn sao cho số lượng các bạn nữ của các tổ lập thành một cấp số cộng và số lượng các bạn nam của mỗi tổ cũng vậy.
Mỗi tổ có 5 nam và 5 nữ hoặc 4 tổ có số lượng nữ lần lượt là 2, 4, 6, 8 và nam lần lượt là 8, 6, 4, 2 thì thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Vậy c) đúng.
d) [VD,VDC] Nghe lời thầy F có am hiểu về phong thủy, để cả lớp đạt NV1 trong kì thi quốc gia sắp tới thầy quản nhiệm chia lớp ra thành 4 tổ, mỗi tổ có 10 bạn sao cho tổ nào cũng có nam lẫn nữ và sự chênh lệch giữa số lượng nam và nữ trong tổ nhiều hơn 3 bạn. Nếu gọi \({k_1},{k_2},{k_3},{k_4}\)lần lượt là hiệu số giữa số lượng nam và nữ của tổ 1, 2, 3 và 4 thì \(\left\{ {{k_1},{k_2},{k_3},{k_4}} \right\}\) lập thành một cấp số nhân với công bội \(q \ne 1\). Xác suất để thầy quản nhiệm chia như vậy lớn hơn \(0,0015\).
Gọi \(a\) là số nam của một tổ, suy ra số nữ một tổ là \(10 - a\).
Vì sự chênh lệch giữa số lượng nam và nữ trong tổ nhiều hơn 3 bạn nên \(\left| {10 - a - a} \right| > 3\)
Suy ra \(\left[ \begin{array}{l}10 - 2a > 3\\10 - 2a < - 3\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}a < \frac{7}{2}\\a > \frac{{13}}{2}\end{array} \right.\). Mà \(a\) nguyên nên \(a \in \left\{ {1\,;\,2\,;\,3\,;\,7\,;\,8\,;\,9} \right\}\).
Do đó tương ứng \({k_i} \in \left\{ {8\,;\,6\,;\,4\,;\, - 4\,;\, - 6\,;\, - 8} \right\},\,i = 1,\,2,\,3,\,4\).
Lại có \(\left\{ {{k_1},{k_2},{k_3},{k_4}} \right\}\) lập thành một cấp số nhân với công bội \(q \ne 1\) nên \({k_i},\,i = 1,\,2,\,3,\,4\), đôi một khác nhau và \(k_i^2 = {k_{i - 1}}.{k_{i + 1}}\) nên bộ số \(\left\{ {{k_1},{k_2},{k_3},{k_4}} \right\}\) nhận các bộ số sau \(\left\{ {6, - 6,6, - 6} \right\}\), \(\left\{ {4, - 4,4, - 4} \right\}\), \(\left\{ {8, - 8,8, - 8} \right\}\). Như vậy thầy quản nhiệm có thể chia 4 tổ sao cho 2 tổ có 2 nam, 8 nữ và 2 tổ có 8 nam, 2 nữ hoặc 2 tổ có 3 nam, 7 nữ và 2 tổ 7 nam, 3 nữ hoặc 2 tổ có 1 nam, 9 nữ và 2 tổ 1 nữ, 9 nam. Xác suất chia như vậy là
\[\frac{{C_{20}^2.C_{20}^8.C_{18}^8.C_{12}^2.C_{10}^2.C_{10}^8 + C_{20}^3.C_{20}^7.C_{17}^7.C_{13}^3.C_{10}^3.C_{10}^3 + C_{20}^1.C_{20}^9.C_{19}^9.C_{11}^1.C_{10}^1.C_{10}^9}}{{C_{40}^{10}.C_{30}^{10}.C_{20}^{10}}} \approx 0,001534 > 0,0015\].
Vậy d) đúng.