概率题

1. 抛硬币游戏

两个人玩抛硬币的游戏,谁先抛到正面就获胜。那么先抛的人获胜概率为多少?

思路一:把A、B都抛硬币一次看成一局游戏。
情况1: A第一次抛正面 -> A胜 p= 1/2
情况2: A第一次抛反面、B抛正面 -> B胜 p= (1/2) * (1/2)=1/4
情况3: A第一次抛反面、B抛反面 -> 平局,进行下一局
P(A胜)/ P(B胜)= 2
P(A胜)+ P(B胜)= 1
所以可算出 P(A胜)=2/3
P(B胜)=1/3

思路二:计算A失败的总概率
首先我们会发现A抛硬币之后是不会失败的,只有当B抛到正面才代表A失败了。
第一次A抛硬币不会失败
第二次B抛到正面 A失败 概率1/4
第三次A抛硬币不会失败
第四次B抛到正面 A失败 概率1/4 * 1/4

所以有
P(A胜) = 1 - \sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{4^n} = \frac{2}{3}
原文链接:https://blog.csdn.net/artistkeepmonkey/article/details/123248223

1. 抛硬币次数

抛一枚硬币,当出现连续的三次(或k次)正面向上的时候停止,抛硬币的次数期望是多少?
题目分析:
首先提一下期望的定义:设 x_{1},x_2, x_3, ..., x_n 为离散型随机变量 x 的可能取值,其分布律为 p_k = p\{x=x_k\},则期望为:
E_x = \sum_{k=1}^{\infty}x_k p_k

本题需要用归纳法的思想,假设连续出现 k-1 次正面朝上的期望是 E_{k-1},现在我们进行下一次抛硬币,有2种情况:

  • 正面朝上。此时达到要求,总次数为 E_{k-1} + 1,而此时概率为 1/2
  • 反面朝上。未达到要求,要重新抛。次数为 E_{k-1} + 1 + E_k,此时概率也为 1/2

综上有:
E_k = \frac{1}{2} (E_{k-1}+1) + \frac{1}{2}(E_{k-1} + 1 + E_k)

求得通项:
E_k = 2E_{k-1} + 2, k=2,3,4...
也即
E_{k+1} = 2E_k+2, k=1,2,3...

k=1 时,即 E_1 表示连续抛硬币,当出现一次正面朝上时停止,平均抛硬币的次数。
E_1 = 1*p(正)+2*p(反正) + 3*p(反反正) + ...
即为
E_1 = \frac{1}{2}*1 + ( \frac{1}{2})^2 *2+ ( \frac{1}{2})^3 *3+ ... + ( \frac{1}{2})^n *n

求得 E_1 = 2
由于 E_{k+1} + 2 = 2(E_k+2),可推出 E_n = 2^{n+1}-2
所以 E_3 = 14

还有一种相对简单的方法:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/68358814

3. 利用不均匀硬币产生等概率

问题描述:有一枚不均匀的硬币,抛出此硬币后,可用foo()表示其结果。已知foo()能返回0和1两个值,其概率分别为0.6和0.4。问怎么利用foo()得到另一个函数,使得返回0和1的概率均为0.5。

问题分析:分析连续抛出两次硬币的情况,正反面的出现有四种情况,概率依次为:
(1) 两次均为正面:0.6*0.6=0.36
(2)第一次正面,第二次反面:0.6*0.4=0.24
(3)第一次反面,第二次正面:0.4*0.6=0.24
(4)两次均为反面:0.4*0.4=0.16

可以看到中间两种情况的概率是完全一样的,于是问题的解法就是连续抛两次硬币,如果两次得到的相同则重新抛两次;否则根据第一次(或第二次)的正面反面情况,就可以得到两个概率相等的事件。

    public float coin() {
        while (true) {
            int a = foo();
            if (a != foo()) {
                return a;
            }
        }
    }

4. 利用均匀硬币产生不等概率

问题描述:有一枚均匀的硬币,抛出此硬币后,可用foo()表示其结果。已知foo()能返回0和1两个值,其概率均为0.5。问怎么利用foo()得到另一个函数,使得返回0和1的概率分别为0.3和0.7。

问题分析:0和1随机生成,可以理解为二进制。可以令a=foo()*2^4+foo()*2^3+foo()*2^2+foo()*2^1+foo()等概率生成0-31的所有数,去掉30和31后,在0-29之间进行一个\%3输出。

int generator()
{
    // 生成一个 0 - 31 之间的数字
    return a = fun() * 2^4 + fun() * 2^3 + fun() * 2^2 + fun() * 2^1 + fun();
}

int fun2()
{
    int a = generator();

        // 缩减到 0 - 29 的范围
    while(a == 30 || a == 31){
        a = generator();
    }
        // 3*1 - 3*9 共9个能被3 整除,返回0
    // 剩余30 -9 = 21 个不能被整除,返回1
    // 比例为9:21 = 3:7
    if(a != 0){
        int b = a % 3; // 3*1 - 3*9
        if(b == 0){
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

5. 红球50个,蓝球50个,放在两个盒子里,怎么放拿红球的概率最高?

两个箱子概率是1/2,选中某个箱子后又有选择的是不是红球的概率,所以最大概率就是一个红球放在一个箱子里,其余的99个球全放到另一个箱子。 这样概率=0.5+0.5*(49/99)约等于0.75,这样为最大概率。

6. 假如有8个球,其中一个球偏重,给你一个天平,最少称几次能找出偏重的球?

最少要两次先从8个球中拿出六个球,天平两端各三个,若平衡,则较重的那个球在剩余的两个里,把剩余的两个球放在天平上,较重的那端就是较重的球;若不平衡,则将6个球中较重一端的其中两个放在天平上,若平衡,则剩余的那个就是较重的球;若不平衡,较重的那端,就是较重的球。

7. 一副扑克54张,平均分成2份,求这2份都有2张A的概率?

先求分母:
54张牌,分成2份,每份应该27张。
第一步:我们从54张牌取27张,作为第一份,就是C(54,27)
第二步:剩下的27张牌取27张,作为第二份,就是C(27,27)

再求分子:
一副牌有4张A,50张非A的牌。
为了保证两份都要有2张A,在挑第一份的时候,应该先在4张A里面挑2个A,50张非A的牌里挑25个非A。然后第二份就是在剩下的2个A里挑选2个,25个非A里面挑25个非A。

第一步:从4张A里挑2张A,50张非A里挑25张,C(4,2)*C(50,25)
第二步:从2张A里挑2张A,25张非A里挑25张,C(2,2)*C(25,25)

所以概率为

C(4,2)*C(50,25)*C(2,2)*C(25,25) / (C(54,27)*(C27,27))
=(27*13)/(53*17)
=0.389567147614

8. 一副扑克54张,平均分成2份(或者三份),大小王在一份的概率?

总的分法 M=(C54,18)*(C36,18)*(C18,18)
大小王在同一份 N=(C3,1)*(C52,16)*(C36,18)*(C18,18)
N /M=17/53

9. 一副扑克(52张,不含大小王),抽出两张牌,一红一黑(不考虑先后顺序)的概率是多少?

第一次抽到红色的情况有C(1,26)种,第二次抽到黑色的情况有C(1,26)种,而总的情况有C(2,52)种,所以用C(1,26)*C(1,26)/C(2,52)=26/51

概率方法:假设第一次抽到红色概率是1/2,第二次抽到黑色概率是26/51,所以用(1/2)*(26/51),又因为第一次有可能抽到黑色这一种情况,所以应该再乘2,故(1/2)*(26/51)*2=26/51

10. 50人的班级,至少两人同一天生日的概率是多少?

365天里选50天不同的生日,有C(50,365)种选法,总共有365^{50}种生日选法,1-(C(50,365)/365^{50})
参考知乎解答
https://www.zhihu.com/question/19691577/answer/19157843

11. 1000瓶饮料,3个空瓶能换1瓶饮料,问最多喝多少饮料?

1000分为能被3整除的,和不能整除的。1000=999+1:999又可以换333瓶水,1可以先放着,等和后面换的凑成3的倍数,就可以接着换了(没换到也计入总数)。然后333瓶接着换..., 结果为1499

写成程序分析如下
假设一开始有n瓶水,f(n) = n/3*3 + f(n/3 + n\%3),当n<3,直接返回n

    public int count(int n) {
        if (n < 3) return n;
        int m = n / 3 * 3;
        int t = n % 3 + n / 3;
        return m + count(t);
    }

12. 烧香/绳子问题,有两根不均匀的香,燃烧完都需要一个小时,问怎么确定15分钟的时长?

第一根香点燃一端, 第二根香点燃两端。 当第二根香燃尽时,过去了半小时,因此第一根香总长度剩下半小时。 此时若点燃第一根香的两端,直到燃尽就是15分钟了。

13. 63瓶药剂,1瓶毒药,小白鼠喝了 3天会死,一只小白鼠可以混合喝,问只剩3天,最少需要多少只小白鼠?

因为 2^6 = 64 > 63对每瓶药进行6位二进制编码,
拿6只小白鼠,每一只喂对应位置编码喂1的药,3天后死掉的小白鼠对应的位置编码都是1,即可确定这个数字。

14. A和B比赛,A、B获胜的概率分别是0.6、0.4,如果你是A,3局2胜和5局3胜你会选择哪个?

本题考查相互独立事件同时发生的概率.每局比赛只有两个结果,甲获胜或乙获胜,每局比赛可以看成是相互独立的。
1)在采用3局2胜制中,甲获胜包括两类互斥事件,即3次独立重复试验中,甲获胜的次数为2或3,所以甲获胜的概率为
C_{3}^{2} * 0.6 *0.6 *0.4 + C_{3}^{3}*0.6*0.6*0.6 = 0.648

2)在采用5局3胜制中,甲获胜包括三类互斥事件,即5次独立重复试验中,甲获胜的次数为3,4,5,所以甲获胜的概率为
C_{5}^{3} * 0.6^3 *0.4^2 + C_{4}^{5}*0.6^4 0.4 + C_{5}^{5}*0.6^5 = 0.683

  1. 当比赛无限多局,则甲获胜的概率为1。
    二项式定理
    (a+b)^n = C_n^0*a^n*b^0 + C_n^1*a^{n-1}*b^1 + C_n^2*a^{n-2}*b^2+...+ C_n^r*a^{n-r}*b^r + ...+ C_n^n*a^0*b^n

甲获胜的概率为
p = C_n^m*a^m*b^{n-m} + C_n^{m+1}*a^{m+1}*b^{n-m-1} + ... + C_n^n*a^0*b^n
= (a+b)^n - [C_n^0*a^n*b^0 + ... + C_n^{m-1}*a^{m-1}*b^{n-m+1}]
=(0.6+0.4)^n - [C_n^0*a^n*b^0 + ... + C_n^{m-1}*a^{m-1}*b^{n-m+1}] = 1
其中 m = (n//2)+1

https://blog.csdn.net/weixin_41888257/article/details/108371738

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,684评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,143评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,214评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,788评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,796评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,665评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,027评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,679评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,346评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,664评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,766评论 1 331
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,412评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,015评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,974评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,073评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,501评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 一. 几何 1. 在半径为1的圆中随机选取一点 方法1: 在x轴[-1,1],y轴[-1,1]的正方形随机选取一点...
    木子十千阅读 4,339评论 0 2
  • (2020.09.23/29/30 Wed/Tues/Wed) Case 1 Random Walk 随机游走问题...
    Mc杰夫阅读 1,506评论 0 0
  • 看到常见题目,顺手记下。 常见概率题二十道概率题 1. 扔硬币直到连续两次出现正面,求扔的期望次数。 假设期望次数...
    大王叫我来巡老和山阅读 1,326评论 0 2
  • 某日,深夜,外甥女发来贺电: 当掷5个硬币时,已知至少出现2个正面,则正好出现3个正面的概率是多少?当时我就呵呵呵...
    Woody_Sinb_b49d阅读 606评论 0 1
  • 题目是这样的,在一个抛硬币的游戏里,抛出的前99个硬币都朝上,问你抛第100个硬币时,硬币朝下的概率。 先自己思考...
    心水阅读 389评论 0 1