概率(1) 生日問題

2021-06-17 21:37:31 字數 793 閱讀 8883

假設每人的生日在一年365天中的任何一天是等可能的,即都是1/365,那麼隨機選取n(n<=365)個人,他們的生日各不相同的概率為

p1 = 365*364*......*(365-n+1)  /  365^n

因而,n個人中至少有兩個人生日相同的概率為1-p1。

某大公司有這麼乙個規定:只要有乙個員工過生日,當天所有員工全部放假一天。但在其餘時候,所有員工都沒有假期,必須正常上班。這個公司需要雇用多少員工,才能讓公司一年內所有員工的總工作時間期望值最大?    假設一年有 365 天,每個員工的生日都概率均等地分布在這 365 天裡。

你的第一感覺或許是,公司應該雇用 100 多人,或者 200 多人吧。答案或許會讓你大吃一驚:公司應該雇用 365 個人。注意,雇用 365 個人並不意味著全體員工全年的總工作時間為 0 ,因為 365 個人的生日都是隨機的,恰好每天都有乙個人過生日的概率極小極小。下面我們就來證明,這個問題的最優解就是 365 人。

由於期望值滿足線性關係(即對於隨機變數 x 和 y 有 e(x) + e(y) = e(x+y) ),因此我們只需要讓每一天員工總工作時間的期望值最大就可以了。假設公司裡有 n 個人,那麼在特定的一天裡,沒有人過生日的概率是 (364/365)n 。因此,這一天的期望總工作時間就是 n · (364/365)n 個工作日。為了考察函式 n · (364/365)n 的增減性,我們來看一下 ((n+1) · (364/365)n+1) / (n · (364/365)n) 的值,它等於 (364 · (n+1)) / (365 · n) 。如果分子比分母小,解得 n > 364 。可見,要到 n = 365 以後,函式才是遞減的。

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