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經典概率題

不間斷收集一些經典概率題,不時讓大腦鍛鍊鍛鍊,活躍思維~

1.100萬個球隨機放入100萬個箱子,求空箱子的期望個數

概率論趣題:有空箱子的期望數是多少? - 知乎
https://www.zhihu.com/question/34620836
答案:100萬* e 1

,更一般地,設將n個球放入m個箱子,則空箱子的期望個數為 m ( 1 1 m ) n
,當m趨於無窮時,近似等於 m e n / m

解析:設二值隨機變數

B i 表示第i個箱子最後是否為空(1為空,0為非空),則

E ( B i ) = i B i P ( B i ) = P ( B i = 1 ) = ( 1 1 m ) n 注:每個球放入除第i個箱子以外的其它箱子的概率是1-1/m
根據“獨立隨機變數和的期望等於隨機變數期望的和”,空箱子的期望個數
E ( B ) = E ( i B i ) = i E ( B i ) = m ( 1 1 m ) n
再根據高數中的重要極限 lim x ( 1 + 1 x ) x = e ,令x=-m,則上式即可近似為 m e n / m

2.在一個圓上隨便取三個點,求這三個點組成一個銳角三角形的概率

圓上任選三點組成三角形,這個三角形是銳角、鈍角和直角三角形的概率分別是多少? - 知乎
https://www.zhihu.com/question/19824740
答案:1/4
解析:提供兩種解法

  • 積分法:
    https://www.zhihu.com/question/19824740/answer/13078308
  • 空間轉換+線性規劃法:三角形三個角對應的圓心角x,y,z滿足x+y+z=360,然後將該式看成是空間直角座標系中的平面,利用線性規劃結合銳角的約束條件即x,y,z均在(0,180度)範圍內容易算出概率是1/4,詳見連結