Логический пробой тут:
"Так как один ребенок в семье известен - это девочка, то первый вариант мальчик-мальчик сразу отметается, и остается выбор из трех оставшихся"
Не только отметается первый вариант, но меняется вероятность последнего варианта. Т.е. если мы знаем, что один из детей девочка, но не знаем - старший или младший, то вероятность "девочка-девочка" будет в 2 раза выше, чем, например, "девочка-мальчик".
Т.е. мы получим не 33,(3)% на каждый вариант, а 25%, 25% и 50%.