将3个球随机地放人4个杯子中问杯子中球的个数的最大值分别为123的概率各是多少?
总共有$4^3=64$种放法。对于球的个数最大值为1的情况,必定有一个杯子中有1个球,另外三个杯子中都没有球。选择放置1个球的杯子有4种选择,放置球的种类有3种选择,因此球的个数最大值为1的情况共有$4\times3=12$种可能。对于球的个数最大值为2的情况,要么有一个杯子中有2个球,另外两个杯子中各有1个球,要么有两个杯子中各有2个球,另外两个杯子中都没有球。对于第一种情况,选择放置2个球的杯子有4种选择,选择球的种类有$\binom{3}{2}=3$种选择,因此这种情况共有$4\times3=12$种可能。对于第二种情况,选择放置2个球的杯子有$\binom{4}{2}=6$种选择,选择球的种类有3种选择,因此这种情况共有$6\times3=18$种可能。因此,球的个数最大值为2的情况共有$12+18=30$种可能。对于球的个数最大值为3的情况,要么有一个杯子中有3个球,另外一个杯子中有1个球,另外两个杯子中都没有球,要么有一个杯子中有2个球,另外两个杯子中各有1个球,要么有三个杯子中各有1个球,另外一个杯子中没有球。对于第一种情况,选择放置3个球的杯子有4种选择,选择球的种类有3种选择,因此这种情况共有$4\times3=12$种可能。对于第二种情况,选择放置2个球的杯子有$\binom{4}{2}=6$种选择,选择球的种类有3种选择,因此这种情况共有$6\times3=18$种可能。对于第三种情况,选择放置1个球的杯子有4种选择,选择球的种类有$\binom{3}{1}=3$种选择,因此这种情况共有$4\times3=12$种可能。因此,球的个数最大值为3的情况共有$12+18+12=42$种可能。因此,球的个数最大值分别为1,2,3的概率分别为$\frac{12}{64}=\frac{3}{16}$,$\frac{30}{64}=\frac{15}{32}$,$\frac{42}{64}=\frac{21}{32}$。
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