Пусть количество белых шариков равно Б, черных - Ч. Ясно, что хотя бы одно из этих чисел больше или равно 2, поскольку речь идет о двух одноцветных шариках. При этом минимальное количество шариков, которые нужно вынуть, чтобы получить 2 одноцветных, равно 3 (первые 2 могут быть разноцветными, третий совпадет с одним из первых двух). С другой стороны, чтобы гарантировано получить 2 разноцветных шарика, нужно взять max(Б,Ч) +1 шарик. Значит,
max(Б,Ч)+1=3, max(Б,Ч)=2.
Итак, возможны ситуации: Б=2, Ч=1 (симметричная ситуация Ч=2, Б=1), а также Б=Ч=2.
Разложим знаменатель на множители:
Сумма коэффициентов равна нулю, значит корни уравнения 1 и -1/3.
Интеграл примет вид:
Разложим дробь, стоящую под знаком интеграла, на составляющие:
Дроби равны, знаменатели равны, значит равны и числители:
Многочлены равны, когда равны коэффициенты при соответствующих степенях. Составим систему:
Выразим из второго уравнения А:
Подставляем в первое и находим В:
Находим А:
Сумма принимает вид:
Значит, интеграл примет вид:
Для второго слагаемого выполним приведение под знак дифференциала:
Интегрируем:
Упрощаем:
Применим свойство логарифмов: