幾個概率題


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1,一根木棒,截成三截,組成三角形的概率是多少?

2,拋一個六面的色子,連續拋直到拋到6為止,問期望的拋的次數是多少?

3,一個木桶里面有M個白球,每分鍾從桶中隨機取出一個球塗成紅色(無論白或紅都塗紅)再放回,問將桶中球全部塗紅的期望時間是多少?

4,你有一把寶劍。每使用一個寶石,有50%的概率會成功讓寶劍升一級,50%的概率會失敗。如果寶劍的級數大於等於5的話,那么失敗會使得寶劍降1級。如果寶劍的級數小於5的話,失敗沒有效果。問題是:期望用多少個寶石可以讓一把1級的寶劍升到9級?

5,一個黑盒里是一個圖,結構未知,只知道點的個數是n,邊的個數是m,寫公式給出兩個點相連的概率。

6,54張牌,平均分成三堆,大小王在同一堆的概率?

 

Solutions:

1, 0.25

假設整體長度為1(因為這個值不影響概率的計算,所以可以這樣假設),第一段的長度是x,第二段為y,第三段為1-x-y。

x,y值要想成為木棍切出來的長度必須要滿足的條件為 0<x<1, 0<y<1,0<x+y<1,這些點構成了下圖1中紅色的部分。

而這三段要構成三角形還必須滿足:

x+y>1-x-y => x+y>0.5

x+1-x-y>y => y<0.5;

y+1-x-y>y => x<0.5

這些點構成圖2中黃色區域。黃色區域與紅色區域面積的比值就是,所有切割中能構成三角形的切割方式和所有切割方式的比值。也就是題目的答案。

 

2,這種一種概率模型?叫啥來着

因為每次拋到6的概率相等,都是1/6,於是期望的次數就是1/(1/6)=6次。

 

3,一個木桶里面有M個白球,每分鍾從桶中隨機取出一個球塗成紅色(無論白或紅都塗紅)再放回,問將桶中球全部塗紅的期望時間是多少?

這題目和上面的用到了同樣的概率模型。

在M個球中取到第1個未着色的取得次數期望是:1

在M個球中取到第2個未着色的取得次數期望是:1/(M-1/M)   ---- 這就是用題目2的模型得出的期望,就像拋色子(只有兩色),第一個着色的點數為1,其它所有未着色的是點數為2。

在M個球中取到第3個未着色的取得次數期望是:1/(M-2/M)

...

在M個球中取到第M個未作色的求所需要的取得次數的期望是:1/(1/M)

整體次數的期望就是 1+ 1/(M-1/M)+1/(M-2/M)+...+M

 

4,

用a[i]表示從第i-1級升到第i級期望使用的寶石數量。

當i<=5時,因為不會降級,則期望的數量均為2,即a[2] = a[3] = a[4] = a[5] = 2

當i>5時,因為會降級,成功時一個寶石就夠了,不成功時需要倒退一級,需要先使用a[i-1]個寶石先回到i-1級,再使用a[i]個寶石升到第i級,即

a[i] = 1 * 1/2 + (1 + a[i-1] + a[i]) * 1/2

即 a[i] = a[i-1] + 2

可知,a[6]= 4, a[7] = 6, a[8] = 8, a[9] = 10

則1級到9級需要的寶石數為 a[2]+…+a[9] = 36。

 

5,(only my solution, maybe it's not right...)

n個頂點可以有N=n*(n-1)/2條邊,所以這個問題與問題:進行N次實驗,每次實驗的結果符合伯努利分布,成功的概率為p(未知),N次實驗總的成功(平均)次數為m,那么p是多少?是相同的。設隨機變量A表示N次伯努利實驗成功的次數,Ai表示第i次實驗的結果,P(Ai=0)=p,那么A=A1+A2+... 。m=E(A)=E(A1)+E(A2)+.. 。而且E(Ai)=p,所以很容易就求出p來了。

 

6,

在高中時,這種題太小菜了!!可惜我已經高中過去七八年了~~~

隨機事件A: 小王和大王在同一堆

隨機事件Ai:小王和大王在第i堆, i=1,2,3 。 A1,A2和A3互斥

P(A)=P(A1+A2+A3)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=P(大王在第一堆,小王在第一堆)+P(大王在第二堆,小王在第二堆)+P(大王在第三堆,小王在第三堆)

=P(大王在第一堆|小王在第一堆)P(小王在第一堆)+P(大王在第二堆|小王在第二堆)P(小王在第二堆)+P(大王在第三堆|小王在第三堆)P(小王在第三堆)

=3*(17/53)*(1/3)

=17/53

 

 

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1, 給你一個數組,設計一個既高效又公平的方法隨機打亂這個數組

2,有一蘋果,兩個人拋硬幣來決定誰吃這個蘋果,先拋到正面者吃。問先拋這吃到蘋果的概率是多少?

3,快速生成10億個不重復的18位隨機數的算法(從n個數中生成m個不重復的隨機數)

 

Solution1:

1,對於A[i],i=0,1,2,...N,隨機在數組A[i,i+1,..N]中挑選一個數字交換到A[i]。

為什么這么做會隨機?

證明算法隨機,只需證明每個數字分配到每個位置的概率是相等的。

易得,數組0-N位置的任意一個數字到位置0的概率都是1/n

到位置1的概率是(1-1/n)*(1/(n-1))=1/n

解釋:P(到位置1)=P(第一次調用隨機算法的時候沒交換到位置0)P(第二次到位置1|第一次調用隨機算法的時候沒交換到位置0)

到位置2的概率是(1-1/n)(1-1/(n-1))(1/n-2)=1/n

...

2,A表示隨機事件先拋的人吃到蘋果,那么

i表示先拋的人一共拋了的次數,上面的式子可以求出,P(A)=2/3

3,


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