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March 01 投掷色子比大小的问题我们都玩过色子比大小的游戏。
如果使用一个色子的话,一般1,2,3点为小,4,5,6点为大。
昨天晚上,有人告诉我,说他们玩10颗色子的,30点以下为小,30点以上为大,然后她发现
开出大的几率要多出很多。我想当然的说,这怎么可能?我当时的理由如下:
如果将每颗色子看成是独立的,那么出现1,2,3和出现4,5,6的几率应该是一样的,所以出现
大于30和小于30的几率也应该是一样的。
其实,这种想法前一半是对的,后一半是错误的。
1,2,3出现的几率虽然和4,5,6的几率是一样的,但是,从这个前提,推不出大于30和小于30的几率
是一致的,可以从简单的开始,我们先考察2个色子:
按照惯例,我们将6及6以下称为小,7~12称为大,
不妨设两个色子为A和B,A出现点数1记为A1,则出现小的组合可以记为:
A1 B1, A1 B2, A1 B3, A1 B4, A1 B5,
A2 B1, A2 B2, A2,B3, A2 B4,
A3 B1, A3 B2, A3 B3,
A4 B1, A4 B2,
A5 B1,
总共有1+2+3+4+5=15种,则出现大的几率=6x6-15=21种。
所以说:当两个色子比大小的时候,把“小”的界限设为6是不合适的,因为出现“大”的次数要比出现小的次数多3次。
如果我把小的界限设为7,如何?
大家可以自己验证一下,把小的界限设为7的时候,出现“小”的几率为21次,则出现“大”的几率为15次,这样也是不合适
的,因为出现“小”的几率就比出现“大”的几率多了3次。
如此一来,两个色子比大小,不管把“小”设为什么整数,都是不合适的,因为满足此条件的整数不存在。
随着色子数目的增加,将“小”的界限设为最大值的一半时,出现小的几率为:
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色子数 小的几率
1 0.5
2 0.416667
3 0.375
4 0.335648
5 0.305170
6 0.279385
7 0.257169
8 0.237713
9 0.220442
10 0.204968
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最后,来讨论一下,即使不能做到完全公平,做到尽量公平,那么,界限应该如何来设置。
还是求助于计算机,下面给出了1~7个色子的情况
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色子数 建议“小”的界限 最好的比例
1 3 0.5
2 6或7 0.416667
3 10 0.5
4 13或14 0.443673
5 17 0.5
6 20或21 0.453575
7 24 0.5
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从上面的演算中,我们又发现一个有趣的规律,当色子数为偶数的时候,找不到合适的“小”界限,
使得出“大”和出“小”几率相等,而当色子数为奇数的时候,我们可以找到,而此数的值为:
设色子数为k=2n+1(n=0,1,2...),则“小”的界限为:3(2n+1)+n
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