几个有趣的概率问题

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例子来源于《悖论-破解科学史上最复杂的9大谜团》第一章

  1. 消息的一块钱之谜

  2. 贝特箱子悖论 & 小猫问题

  3. 蒙提霍尔悖论

  4. 生日悖论

贝特朗箱子悖论

题目

● 有三个箱子,每个箱子里各有两枚硬币

● 每个箱子分成两半,每一半都有一个球,可以单独打开看球的颜色

● 球的颜色有绿色和红色两种

● 箱子里球的搭配分为3种

问题

现在随机选择一个箱子,然后随机打开一半,假设发现的是红球。

问:另一边也红球的概率是多少?

解答

我相信第一反应都是1/2,因为有红球的情况只有两种, 红红和红绿,所以红红的概率不就是1/2了吗?

但是答案是2/3。为什么?

下面给所有小球进行标记

看下各个可能的组合出现的概率

看完这个表格,我相信你已经明白了。

小猫问题

题目

假设你想购买两只猫,打电话给宠物店老板,老板说有两只猫

● 一只花猫,一只橘猫

然后问老板他们的性别,这时候可能有两种回答:

  1. “检查了其中一只,是公猫”

  2. “检查了花猫,是公猫”

问:这两种情况下,两只猫都是公猫的概率分别是多少?

解答

绝大多数人第一反应我猜和我一样,两种情况的概率就是1/2 (耶稣来了也没用)。

但是既然这个题出现在这,肯定就不会是1/2了,真正的情况是:

● 情况一:1/3

● 情况二:1/2

至于为什么,看下面的组合概率表就知道了

蒙提霍尔悖论

题目

假如你现在参加一个节目,主持有让你选择一个箱子,假如选中有红球的箱子可以获得10W元。

已知:

● 有三个箱子

● 一个箱子有球,两个箱子没有球

问题

  1. 假设你随机选择一个箱子,放到A的位置

  2. 这时主持人打开一个箱子,为空,放到C位置

主持人问:你是否愿意交换A和B?

解答

● 如果不交换,猜中的概率为 = 1/3

● 如果交换,猜中的概率为 = 2/3

文字解释:如果交换,问题就从选择有球的箱子变成了选择没有球的箱子。

生日问题

生日问题是指最少需要几人,当中的两个人生日相同的概率才会大于50%。

● 一年365天

● 不存在双胞胎等类似情况

解答

假设有两个人

  1. 先求不相同的概率

q(2)=(365365364365)q(2) = (\frac{365}{365} * \frac{364}{365})

  1. 得出相同的概率

p(2)=1q(2)=1(365365364365)=1365p(2) = 1 - q(2) = 1 - (\frac{365}{365} * \frac{364}{365}) =\frac{1}{365}

可以推算出

$p(n) = 1 - q(n)

= 1 - (\frac{365}{365} * \frac{364}{365} ... \frac{365-n+1}{365})

= 1 - \frac{365!}{365^n(365-n)!}$

现在要求 p(n) >= 0.5 时候的n最小值,最终可以求出p(23) = 0.507

扩展一下

现在100个数字,连续随机拿75次,存在重复数字的概率为多少?

exp=1100!10075(10075)!99.999%exp = 1 - \frac{100!}{100^{75}(100-75)!} ≈ 99.999\%

这就是HashMap中负载因子为什么为0.75的原因