2020 AMC 12A Problema 23

Intenta el Problema 23 del 2020 AMC 12A a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2020 AMC 12A, o revisar la clave de respuestas.

Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

23.

Jason lanza tres dados justos estándar de seis caras. Luego mira los resultados y elige un subconjunto de los dados (posiblemente vacío, posiblemente los tres dados) para relanzar. Después de relanzar, gana si y solo si la suma de los números que quedan hacia arriba en los tres dados es exactamente 7.7. Jason siempre juega para optimizar sus posibilidades de ganar. ¿Cuál es la probabilidad de que elija relanzar exactamente dos de los dados?

Jason rolls three fair standard six-sided dice. Then he looks at the rolls and chooses a subset of the dice (possibly empty, possibly all three dice) to reroll. After rerolling, he wins if and only if the sum of the numbers face up on the three dice is exactly 7.7. Jason always plays to optimize his chances of winning. What is the probability that he chooses to reroll exactly two of the dice?

736\dfrac{7}{36}

524\dfrac{5}{24}

29\dfrac{2}{9}

1772\dfrac{17}{72}

14\dfrac{1}{4}

Respuesta: A
Conceptos:dados (probabilidad)optimizaciónanálisis por casos
Nivel de dificultad: 2270
Pista pequeña:

Compara la probabilidad de ganar al relanzar un dado (conservando dos cuya suma sea a lo sumo 66) con la de relanzar dos (conservando un dado pequeño)

Compare the win chance from rerolling one die (keep two summing to at most 66) with rerolling two (keep one small die)

Pista grande:

Relanzar exactamente dos es lo mejor cuando ningún par de dados suma 66 o menos, pero el dado más pequeño es lo bastante pequeño como para superar el relanzar los tres

Rerolling exactly two is best when no two dice sum to 66 or less, yet the smallest die is small enough to beat rerolling all three

Solución:

Al volver a lanzar un dado y conservar dos que suman s,s, se gana con probabilidad 16\tfrac16 cuando s6s \le 6 y con 00 en caso contrario. Al volver a lanzar dos dados y conservar uno de valor v,v, la probabilidad de ganar es la cantidad de maneras en que dos dados suman 7v,7 - v, dividida entre 36;36; esta es mayor cuando vv es menor. Para v=1,2,3,v=1,2,3, las probabilidades son 536,436,336,\tfrac5{36},\tfrac4{36},\tfrac3{36}, todas mayores que la probabilidad de relanzar los tres, 15216=572;\tfrac{15}{216}=\tfrac{5}{72}; para v4,v\ge4, es mejor relanzarlos todos.

Relanzar exactamente dos dados es estrictamente óptimo precisamente cuando los dos dados menores suman al menos 77 (de modo que relanzar uno no puede llegar a 77) y el dado menor es 1,2,1, 2, o 33 (de modo que conservarlo supera a relanzar los tres).

Ordenemos el resultado como uvw.u\le v\le w. Si u=1,u=1, la única posibilidad es (1,6,6),(1,6,6), con 33 ordenaciones. Si u=2,u=2, las posibilidades (2,5,5),(2,5,6),(2,6,6)(2,5,5),(2,5,6),(2,6,6) tienen 3+6+3=123+6+3=12 ordenaciones. Si u=3,u=3, elegimos v,wv,w con repetición de {4,5,6};\{4,5,6\}; las seis ternas resultantes tienen 3+6+6+3+6+3=273+6+6+3+6+3=27 ordenaciones. Por tanto, hay 3+12+27=423+12+27=42 resultados ordenados válidos de 216,216, con probabilidad 42216=736.\dfrac{42}{216} = \dfrac{7}{36}.

Así, A es la respuesta correcta.

Rerolling one die, keeping two dice that sum to s,s, wins with probability 16\tfrac16 when s6s \le 6 and 00 otherwise. Rerolling two dice, keeping a die of value v,v, wins with probability equal to the number of ways two dice sum to 7v,7 - v, over 36;36; this is largest when vv is smallest. For v=1,2,3,v=1,2,3, these probabilities are 536,436,336,\tfrac5{36},\tfrac4{36},\tfrac3{36}, all greater than the reroll-all probability 15216=572;\tfrac{15}{216}=\tfrac{5}{72}; for v4,v\ge4, rerolling all is better.

Rerolling exactly two dice is strictly best precisely when the two smallest dice sum to at least 77 (so rerolling one cannot reach 77) while the smallest die is 1,2,1, 2, or 33 (so keeping it beats rerolling all three).

Sort the roll as uvw.u\le v\le w. If u=1,u=1, the only possibility is (1,6,6),(1,6,6), with 33 orderings. If u=2,u=2, the possibilities (2,5,5),(2,5,6),(2,6,6)(2,5,5),(2,5,6),(2,6,6) have 3+6+3=123+6+3=12 orderings. If u=3,u=3, choose v,wv,w with repetition from {4,5,6};\{4,5,6\}; the six resulting triples have 3+6+6+3+6+3=273+6+6+3+6+3=27 orderings. Thus there are 3+12+27=423+12+27=42 qualifying ordered rolls out of 216,216, a probability of 42216=736.\dfrac{42}{216} = \dfrac{7}{36}.

Thus, A is the correct answer.

Problema 22#22
Examen completo

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