Gọi số phần thưởng theo các cặp Toán-Lý, Toán-Hóa, Lý-Hóa lần lượt là x,y,z
Theo đề, ta có hệ: \(\begin{cases} x + y = 7 \\ x + z = 6 \\ y + z = 5 \end{cases} \implies \begin{cases} x = 4 \\ y = 3 \\ z = 2 \end{cases}\)
n(Ω)=9!
Trường hợp 1: A và B cùng nhận bộ (Toán + Lý).
Số cách chọn 2 bộ (Toán + Lý) trong số 4 bộ là: \(C_4^2\) (cách)
Số cách trao 2 bộ này cho 2 bạn A và B là 2! cách
7 bộ phần thưởng còn lại phân phối ngẫu nhiên cho 7 học sinh còn lại có 7! cách.
Số cách là: \(C_4^2 \cdot 2! \cdot 7! = 4 \cdot 3 \cdot 7! = 12 \cdot 7!\)
Trường hợp 2: A và B cùng nhận bộ (Toán + Hóa).
Số cách chọn 2 bộ (Toán + Hóa) trong số 3 bộ có \(C_3^2\) (cách)
Số cách trao cho A và B là 2! cách.
7 bộ phần thưởng còn lại phân phối cho 7 học sinh còn lại có 7! cách.
Số cách là: \(C_3^2 \cdot 2! \cdot 7! = 3 \cdot 2 \cdot 7! = 6 \cdot 7!\)
Trường hợp 3: A và B cùng nhận bộ (Lý + Hóa).
Số cách chọn 2 bộ (Lý + Hóa) trong số 2 bộ là: \(C_2^2\) (cách)
Số cách trao cho A và B là 2! cách.
7 bộ phần thưởng còn lại phân phối cho 7 học sinh còn lại có 7! cách.
Số cách là: \(C_2^2 \cdot 2! \cdot 7! = 1 \cdot 2 \cdot 7! = 2 \cdot 7!\)
Tổng số cách thuận lợi cho biến cố A và B nhận phần thưởng giống nhau là:
\(n(A) = 12 \cdot 7! + 6 \cdot 7! + 2 \cdot 7! = 20 \cdot 7!\)
Xác suất là:
\(P(A) = \frac{n(A)}{n(\Omega)} = \frac{20 \cdot 7!}{9!} = \frac{20 \cdot 7!}{9 \cdot 8 \cdot 7!} = \frac{20}{72} = \frac{5}{18}\)