平均要取多少个(0,1)中的随机数才能让和超过1

这不能算是一道概率题啊大哥!

两个特例

特例1: x + y < 1 x+y < 1 ——两个随机数之和小于1

在这里插入图片描述

结果是紫色部分,为 1 / 2 1/2

特例2: x + y + z < 1 x+y+z< 1 ——三个随机数之和小于1

在这里插入图片描述

结果为深底下面的,占整个体积的 1 / 6 1/6
= 1 / 3 = 1 / 3 1 / 2 1 1 锥体积=1/3*底面积*高=1/3 * 1/2 * 1 *1

这个 1/6 可以利用截面与底面的相似比关系,通过简单的积分求得:
0 1 x 2 2 d x = 1 / 6 \int_0^1 \frac{x^2}{2} dx = 1/6

推广

四个 0 到 1 之间的随机数之和小于 1 的概率就等于四维立方体一角的 “体积”,它的 “底面” 是一个体积为 1/6 的三维体,在第四维上对其进行积分便可得到其“体积”
0 1 ( x 3 ) 1 / 6 d x = 1 / 24 \int_0^1 (x^3)*1/6 dx = 1/24
依此类推, n 个随机数之和不超过 1 的概率就是 1/n! ,反过来 n 个数之和大于 1 的概率就是 1 – 1/n! ,因此加到第 n 个数才刚好超过 1 的概率就是
( 1 1 / n ! ) ( 1 1 / ( n 1 ) ! ) = ( n 1 ) / n ! (1 – 1/n!) – (1 – 1/(n-1)!) = (n-1)/n!
因此,要想让和超过 1 ,需要累加的期望次数为
n = 2 n ( n 1 ) / n ! = n = 1 n / n ! = e \sum_{n=2}^\infty n * (n-1)/n! = \sum_{n=1}^\infty n/n! = e

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