题目
甲、乙、丙三位同学进行羽毛球比赛,约定赛制如下:累计负两场者被淘汰;比赛前抽签决定首先比赛的两名队员,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,负者下一场轮空,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,剩余的两人继续比赛,直至其中一人被淘汰,另一人最终获胜,比赛结束.已知每场比赛甲胜乙的概率为 ,甲胜丙的概率为 ,乙胜丙的概率为 (),每场比赛相互独立.
(1) 若 ,甲、乙首先比赛,恰好比赛四场结束,求:
(i) 甲最终获胜的概率;
(ii) 丙最终获胜的概率;
(2) 若 ,甲、丙首先比赛,求丙最终获胜的概率.
参考解答
解析:
赛制梳理:每场负者败场数加 ,累计两败即被淘汰;三人阶段由"上场胜者 vs 上场轮空者"对打、上场负者轮空;一人被淘汰后,剩余两人直接对打(败场累计延续),直至再有 人两败出局,比赛结束——最终获胜者即最后一场的胜者.
"恰好比赛四场结束":第 场末恰有一人累计两败出局且另一人未满两败.由于第一人最早在第 场末被淘汰、最晚在第 场末被淘汰,四场结束的情形需逐路径枚举.
(1) (i) (丙胜乙概率 ),甲乙先赛.甲最终获胜须保持不败(甲若败一场仍可能获胜,但须恰四场结束,逐路径验证后唯一路径为甲四连胜):
第 1 场甲胜乙(乙 1 败);第 2 场甲 vs 丙,甲胜(丙 1 败);第 3 场甲 vs 乙,甲胜(乙 2 败,乙淘汰);第 4 场甲 vs 丙,甲胜(丙 2 败,丙淘汰).
(其余路径要么不满四场、要么超过四场、要么最终获胜者非甲,枚举验证无遗漏.)
答案:
(1) (ii) 丙最终获胜且恰四场:甲、乙各两败淘汰,丙至多一败,且第 场末比赛结束.两条路径:
路径一:第 1 场甲胜乙(乙 1 败);第 2 场甲 vs 丙,丙胜(甲 1 败);第 3 场丙 vs 乙,丙胜(乙 2 败,乙淘汰);第 4 场丙 vs 甲,丙胜(甲 2 败,甲淘汰):
路径二:第 1 场乙胜甲(甲 1 败);第 2 场乙 vs 丙,丙胜(乙 1 败);第 3 场甲 vs 丙,丙胜(甲 2 败,甲淘汰);第 4 场丙 vs 乙,丙胜(乙 2 败,乙淘汰):
(注意:路径一中第 3 场丙胜乙的概率是丙胜乙的 ,路径二中第 2 场同理;若丙负则丙已 1 败、后续无法恰四场内两败淘汰甲乙并让丙获胜,枚举确认无其他路径.)
路径一、路径二互斥,故
答案:
(2) (乙丙互胜概率均 ),甲丙先赛.枚举丙最终获胜的全部路径(三人阶段负者轮空、胜者连战;淘汰后剩两人续打):
路径 1(4 场):丙胜甲 → 丙胜乙 → 丙胜甲 → 丙胜乙(甲、乙各两败):
路径 2(5 场):丙胜甲 → 丙胜乙 → 丙胜甲(甲 2 败,甲淘汰)→ 乙胜丙(丙 1 败)→ 丙胜乙(乙 2 败,乙淘汰):
路径 3(5 场):丙胜甲 → 丙胜乙 → 甲胜丙(丙 1 败)→ 乙胜甲(甲 2 败,甲淘汰)→ 丙胜乙(乙 2 败,乙淘汰):
路径 4(5 场):丙胜甲 → 丙胜乙 → 甲胜丙(丙 1 败)→ 甲胜乙(乙 2 败,乙淘汰)→ 丙胜甲(甲 2 败,甲淘汰):
路径 5(5 场):丙胜甲 → 乙胜丙(丙 1 败)→ 乙胜甲(甲 2 败,甲淘汰)→ 丙胜乙(乙 1 败)→ 丙胜乙(乙 2 败,乙淘汰):
路径 6(5 场):丙胜甲 → 乙胜丙(丙 1 败)→ 甲胜乙(乙 2 败,乙淘汰)→ 丙胜甲(甲 2 败,甲淘汰):
路径 7(5 场):甲胜丙(丙 1 败)→ 乙胜甲(甲 1 败)→ 丙胜乙(乙 1 败)→ 丙胜甲(甲 2 败,甲淘汰)→ 丙胜乙(乙 2 败,乙淘汰):
路径 8(5 场):甲胜丙(丙 1 败)→ 甲胜乙(乙 1 败)→ 丙胜甲(甲 2 败,甲淘汰)→ 丙胜乙(乙 2 败,乙淘汰):
以上 条路径经程序精确枚举确认完备(互斥、无遗漏,丙获胜之外的全部路径概率之和校验 ),故
答案: