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设集合 Ω={1,2,3,4}, 从 Ω 中不放回地随机抽取三个元素, 分别记为 x1,x2,x3, 求事件"log2⁡x1+log3⁡x2>2log4⁡x3"发生的概率.

解

依据换底公式, 事件等价于 lg⁡x1lg⁡2+lg⁡x2lg⁡3>lg⁡x3lg⁡2⟺log3⁡x2>log2⁡x3x1. 注意到 log3⁡x2≥log3⁡1=0.

  • 当 x3x1<1, 这个事件显然成立, 取法有 C43×2=12 种.
  • 当 x3x1>1, 关于 x2 进行讨论.
    • 当 x2=1, 事件不成立.
    • 当 x2=2, 有 log3⁡2+log2⁡3>2log3⁡2⋅log2⁡3=2=log2⁡4, 所以 log3⁡2>log2⁡43, 所以 (x1,x3) 只能取 (3,4).
    • 当 x2=3, 事件等价于 1>log2⁡x3x1, 也即 x1>2x3. 在 {1,2,4} 里面取不到结果.
    • 当 x2=4, 有 log3⁡4>1>log2⁡2, 所以 (x1,x3) 可取 (1,2) 或 (2,3). 但是 log2⁡3=lg⁡3lg⁡2>lg⁡3+lg⁡32lg⁡2+lg⁡32>lg⁡4lg⁡3=log3⁡4, 所以 (1,3) 不可取.

综上, 共有 15 种组合, 而总共的取法为 A43=24, 所以概率为 58.