У Рассеянного Учёного в лаборатории стоит ящик, в котором 96 болтов с правой резьбой и 5 таких же с виду болтов с левой резьбой. Для создания уникальной установки Учёному потребовалось 4 болта с левой резьбой. Он по очереди вынимает наугад болты из ящика до тех пор, пока ему не попадутся 4 нужных болта. Найдите математическое ожидание числа вынутых к этому моменту болтов.

Для удобства дадим название каждой стороне прямоугольника (см. рисунок). и распишем, чему равен периметр каждого маленького прямоугольника по часовой стрелке: p1 = 2a + 2c = 24 p2 = 2b + 2c = 28 p3 = 2b + 2d = 16 p4 = 2a + 2d = ? выразим стороны a и d из первого и третьего периметра и подставим их в периметр четвертого прямоугольника: 2a = 24 – 2c 2d = 16 – 2b p4 = 24 – 2c + 16 – 2b мы также можем выразить сторону b через второй периметр, чтобы периметр четвертого прямоугольника был выражен только через одну сторону: 2b = 28 – 2c p4 = 24 – 2c + 16 – (28 – 2c) = 24 – 2c + 16 – 28 + 2c = 24 + 16 – 28 = 12 в результате все неизвестные сократились и был найден периметр четверного прямоугольника, равный 12.

Для построения графика \left|x\right| + \left|y\right| = 1∣x∣+∣y∣=1 воспользуемся определением модуля числа:

\begin{lgathered}\left|a\right| = \begin{cases} a, & a \geqslant 0 \\ -a & a < 0\end{cases}\end{lgathered}

∣a∣={

a,

−a

a⩾0

a<0

Вся координатная плоскость состоит из четырёх квадрантов, в каждом из которых знак xx и yy остаётся постоянным, поэтому в каждом квадранте можно избавиться от модулей и построить соответствующие фрагменты графика \left|x\right| + \left|y\right| = 1∣x∣+∣y∣=1 .

1. Пусть x > 0x>0 и y > 0y>0 , тогда \left|x\right| + \left|y\right| = x + y = 1∣x∣+∣y∣=x+y=1 , поэтому в I-й четверти строим график функции y = 1 - xy=1−x .

2. Пусть x < 0x<0 и y > 0y>0 , тогда \left|x\right| + \left|y\right| = -x + y = 1∣x∣+∣y∣=−x+y=1 , поэтому во II-й четверти строим график функции y = 1 + xy=1+x .

3. Пусть x < 0x<0 и y < 0y<0 , тогда \left|x\right| + \left|y\right| = -x - y = 1∣x∣+∣y∣=−x−y=1 , поэтому в III-й четверти строим график функции y = -1 - xy=−1−x .

4. Пусть x > 0x>0 и y < 0y<0 , тогда \left|x\right| + \left|y\right| = x - y = 1∣x∣+∣y∣=x−y=1 , поэтому в IV-й четверти строим график функции y = x - 1y=x−1 .

График с пояснениями и этапами построения приведён на прилагаемом рисунке.