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【機率】10男10女玩遊戲,男女1組用抽韱決定,當中有4對情侶,出現情侶同組的機率?

靜~靜 | 2021-01-11 21:01:02 | 巴幣 4 | 人氣 184

男「①②③④○○○○○○」
女「1234000000」
{1, 6, 43, 356, 3333}
{1, 4, 6, 4, 1}
{1*1, 6*4, 43*6, 356*4, 3333*1}={1, 24, 258, 1424, 3333}
Σ= 10!/6!= 10*9*8*7= 5040
機率:(5040-3333)/5040= 33.97%

4組情侶:      1/5040
3組情侶:    24/5040
2組情侶:  258/5040
1組情侶:1424/5040
0組情侶:3333/5040

有興趣想了解數據要怎麼簡單求出來,再看下去



先做一個表格(橫列直行)
第0列:!n,即{1, 0, 1, 2, 9, 44, 265, 1854, 14833, 133496, 1334961, …}
第0行:1
其餘,該格=項數*左格+上格
例:(1,-1)= 1*1+0= 1
例:(3,-2)= 3*7+11= 32
例:(5,-3)= 5*465+1214= 2539

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 0 1 2 9 44 265 1854 14833 133496
-1 1 1 3 11 53 309 2119 16687 148329 1468457
-2 1 2 7 32 181 1214 9403 82508 808393 8743994
-3 1 3 13 71 465 3539 30637 296967 3184129 37401155
-4 1 4 21 134 1001 8544 81901 870274 10146321 128718044
-5 1 5 31 227 1909 18089 190435 2203319 27772873 378673901
-6 1 6 43 356 3333 34754 398959 4996032 67741129 988344062
-7 1 7 57 527 5441 61959 770713 10391023 150869313 2346167879
-8 1 8 73 746 8425 104084 1395217 20157542 312129649 5155334720
-9 1 9 91 1019 12501 166589 2394751 36920799 607496041 10622799089
-10 1 10 1111 1352 17909 256134 3931555 64441684 1123029513 20730064706

拿大家都學過的「信封問題」說明:
把3封信任意裝進3個信封,每個信封只放1封信
信封「①②③」,信「123」
將信封位置固定,第一個位置①,第二個位置②,第三個位置③
123 21 312
 32 231 31」
對3封(錯0封):1/6
對2封(錯1封):0/6
對1封(錯2封):3/6
對0封(錯3封):2/6
集合{1, 0, 3, 2}

如果少了2封信呢
信封「①②③」,信「1」
-- -1- -1-
 -- --1 --1」
很清楚能知道信有3個選擇,對的機率 1/3,錯的機率 2/3,集合{1, 2}

也可以把少了的信以白紙「0」替代
信封「①②③」,信「100」
00 010 010
 00 001 001」
一樣是對的機率 1/3,錯的機率 2/3,集合{1, 2}

信封②和信封③沒有能對應的信,也能直接當成空白信封「○」
信封「①○○」,信「100」,集合{1, 2}

所以如果少了1封信
信封「①②③」,信「12」
信封「①②○」,信「120」
120 210 012
 02 201 01」
對2封(錯0封):1/6
對1封(錯1封):2/6
對0封(錯2封):3/6
集合{1, 2, 3}



現在直接用表格求解
少2封信:信封「①○○」,信「100」
共3組,最多1組符合,取「-2」那列的第0項~第1項{1, 2}

少1封信:信封「①②○」,信「120」
共3組,最多2組符合,取「-1」那列的第0項~第2項{1, 1, 3}
還沒完……
當出現1組相同時,那組可能是信封①放對,也可能是信封②放對
要再考慮組合數{22, 21, 20}={1, 2, 1}
{1*1, 1*2, 3*1}={1, 2, 3}

如果理解了,可試著挑戰下一題



將背號④~⑮的12件球衣任意發給學號1號~8號的同學,1人1件,有同學的球衣號碼跟學號相同的機率?
球衣「④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮」
同學「12345678」

ANS:
球衣「④⑤⑥⑦⑧○○○○○○○」
同學「000456780000」
共12組,最多5組符合,取「-7」那列的第0項~第5項
{1, 7, 57, 527, 5441, 61959}
{1, 5, 10, 10, 5, 1}
(12,-7)={1, 35, 570, 5270, 27205, 61959}
Σ= 12!/7!= 12*11*10*9*8= 95040
機率:(95040-61959)/95040= 34.8%

5位同學:        1/95040
4位同學:      35/95040
3位同學:    570/95040
2位同學:  5270/95040
1位同學:27205/95040
0位同學:61959/95040


數據整理
1
0{1, 0}

2
-1{1, 1}
0{1, 0, 1}

3
-2{1, 2}
-1{1, 2, 3}
0{1, 0, 3, 2}

4
-3{1, 3}
-2{1, 4, 7}
-1{1, 3, 9, 11}
0{1, 0, 6, 8, 9}

5
-4{1, 4}
-3{1, 6, 13}
-2{1, 6, 21, 32}
-1{1, 4, 18, 44, 53}
0{1, 0, 10, 20, 45, 44}

6
-5{1, 5}
-4{1, 8, 21}
-3{1, 9, 39, 71}
-2{1, 8, 42, 128, 181}
-1{1, 5, 30, 110, 265, 309}
0{1, 0, 15, 40, 135, 264, 265}

7
-6{1, 6}
-5{1, 10, 31}
-4{1, 12, 63, 134}
-3{1, 12, 78, 284, 465}
-2{1, 10, 70, 320, 905, 1214}
-1{1, 6, 45, 220, 795, 1854, 2119}
0{1, 0, 21, 70, 315, 924, 1855, 1854}

8
-7{1, 7}
-6{1, 12, 43}
-5{1, 15, 93, 227}
-4{1, 16, 126, 536, 1001}
-3{1, 15, 130, 710, 2325, 3539}
-2{1, 12, 105, 640, 2715, 7284, 9403}
-1{1, 7, 63, 385, 1855, 6489, 14833, 16687}
0{1, 0, 28, 112, 630, 2646, 7420, 14832, 14833}

9
-8{1, 8}
-7{1, 14, 57}
-6{1, 18, 129, 356}
-5{1, 20, 186, 908, 1909}
-4{1, 20, 210, 1340, 5005, 8544}
-3{1, 18, 195, 1420, 6975, 21234, 30637}
-2{1, 14, 147, 1120, 6335, 25494, 65821, 82508}
-1{1, 8, 84, 616, 3710, 17304, 59332, 133496, 148329}
0{1, 0, 36, 168, 1134, 5544, 22260, 66744, 133497, 133496}

10
-9{1, 9}
-8{1, 16, 73}
-7{1, 21, 171, 527}
-6{1, 24, 258, 1424, 3333}
-5{1, 25, 310, 2270, 9545, 18089}
-4{1, 24, 315, 2680, 15015, 51264, 81901}
-3{1, 21, 273, 2485, 16275, 74319, 214459, 296967}
-2{1, 16, 196, 1792, 12670, 67984, 263284, 660064, 808393}
-1{1, 9, 108, 924, 6678, 38934, 177996, 600732, 1334961, 1468457}
0{1, 0, 45, 240, 1890, 11088, 55650, 222480, 667485, 1334960, 1334961}

11
-10{1, 10}
-9{1, 18, 91}
-8{1, 24, 219, 746}
-7{1, 28, 342, 2108, 5441}
-6{1, 30, 430, 3560, 16665, 34754}
-5{1, 30, 465, 4540, 28635, 108534, 190435}
-4{1, 28, 441, 4690, 35035, 179424, 573307, 870274}
-3{1, 24, 364, 3976, 32550, 198184, 857836, 2375736, 3184129}
-2{1, 18, 252, 2688, 22806, 152964, 789852, 2970288, 7275537, 8743994}
-1{1, 10, 135, 1320, 11130, 77868, 444990, 2002440, 6674805, 14684570, 16019531}
0{1, 0, 55, 330, 2970, 20328, 122430, 611820, 2447445, 7342280, 14684571, 14684570}

12
-11{1, 11}
-10{1, 20, 111}
-9{1, 27, 273, 1019}
-8{1, 32, 438, 2984, 8425}
-7{1, 35, 570, 5270, 27205, 61959}
-6{1, 36, 645, 7120, 49995, 208524, 398959}
-5{1, 35, 651, 7945, 66815, 379869, 1333045, 2203319}
-4{1, 32, 588, 7504, 70070, 478464, 2293228, 6962192, 10146321}
-3{1, 27, 468, 5964, 58590, 445914, 2573508, 10690812, 28657161, 37401155}
-2{1, 20, 315, 3840, 38010, 305928, 1974630, 9900960, 36377685, 87439940, 103459471}
-1{1, 11, 165, 1815, 17490, 142758, 978978, 5506710, 24474285, 80765135, 176214841, 176214841}
0{1, 0, 66, 440, 4455, 34848, 244860, 1468368, 7342335, 29369120, 88107426, 176214840, 176214841}

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