(转)几道概率题

1、考虑一个特殊的hash函数h,能将任一字符串hash成一个整数k,其中概率P(k)=2^(-k),k=1,2,…∞。对一个未知大小的字符串集合S中的每一个元素取hash值所组成的集合为h(S)。若h(S)中最大的元素max h (S) = 10,那么S的大小的期望是_______。

先来一个简单的问题,一个色子,掷到6的期望是多少次呢。我相信这题目应该都能答出来,6次。六分之一的倒数就是6次了,但是要讲出里面的原因可不太简单。其实算这个期望次数可以按如下过程,假设期望是E。假设第一次掷到不是6,则概率是5/6,那么就期望还需要E次才能够掷到6,这个过程的期望是5/6*(1+E),假设第一次掷到6,那么这个过程的期望就是1,概率是 1/6,综合以上可以看出来,E=5/6*(1+E) + 1/6 * 1
解出来的到E=6。

因此这个笔试题一样可以这样解决,假设期望大小是E,假设第一个字符串大小不是10,那么概率是1-1/(2^10),并且这个过程的期望就变成了E+1,如果第一次字符串大小是10,那么这个过程的期望变为1,但是概率变为1/(2^10)。因此E=(1-1/(2^10))*(1+E) + 1/(2^10)1/6 * 1 解出来E就是2^10=1024了。

2、有1,2,3,......无穷个格子,你从1号格子出发,每次1/2概率向前跳一格,1/2概率向前跳两格,走到格子编号为4的倍数时结束,结束时期望走的步数为____。

设f(i)表示在第i号格子上时,期望再走多少步结束。
则从1号开始走,我们的目标是求f(1)
f(1) = 0.5 * ( 1 + f(2) ) + 0.5 * ( 1 + f(3) )                即有0.5概率走一步到2号,0.5概率走两步到3号
f(2) = 0.5 * ( 1 + f(3) ) + 0.5 * ( 1 + f(4) )                即有0.5概率走一步到3号,0.5概率走两步到4号(结束)
f(3) = 0.5 * ( 1 + f(4) ) + 0.5 * ( 1 + f(1) )                即有0.5概率走一步到4号,0.5概率走两步到5号(5号即可看做1号)
f(4) = 0                走到4号就结束了,故为0

可以解上述方程,得f(1) = 18/5.

3、平均要取多少个(0,1)中的随机数才能让和超过1。

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!
    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

4、老王有两个孩子,已知至少有一个孩子是在星期二出生的男孩。问:两个孩子都是男孩的概率是多大? (13 / 27)

http://www.gocalf.com/blog/the-probability-of-two-boys.html#id6

5、有三个黑气球,其中只有一个黑气球中有金币,你可以任意选择任何一个气球,而主持人在剩下的气球中打破一个气球,然后告诉你里边没有金币:你还有一次机会,既可以坚持选择,也可以换另外一个未打破的气球。如果你选择换的话获得金币的概率为()

如果你第一次选择有金币的气球(1/3的概率),那么你换了之后肯定得不到金币,所以这种情况下得到金币的概率是1/3*0=0。如果你第一次选择没有金币的气球(2/3的概率),那么你换了之后,剩下的那个没有破的气球里面就是金币,所以这种情况下得到金币的概率是2/3*1=2/3。总概率0+2/3=2/3。 

除了主持人排除了一扇门这个明显的限制条件之外,还有一个隐含的限制条件:改变第一次的选择。就是说,只要你改变第一次的选择,那么你就不是在剩下的“两”扇门中间做选择,你只有唯一的一扇门可选了。这个时候,你更像是跟之前的自己作对:如果之前你的选择有1/3的概率中奖,那么此时改变选择之后,你就有1/3的概率与大奖擦肩而过;如果之前你的选择有2/3的概率落空,那么此时改变选择之后,你就有2/3的概率把大奖抱回家。

6、有4副相同的牌,每副牌有4张不同的牌.先从这16张牌中,随机选4张出来.然后,在这4张牌中随机选择一张牌,然后把抽出的一张放回3张中,再随机选择一张牌.与上次选出的牌一样的概率是()

直接看第二次抽样即可,与第一次抽的是同一张牌的概率是1/4,不同张的概率是3/4,同一张的话肯定是一样,不同张的时候如果抽中一样的牌的概率是3/15,所以答案是1/4+3/4 * 3/15 = 2/5

7、a和b两个人每天都会在7点-8点之间到同一个车站乘坐公交车,a坐101路公交车,每5分钟一班【7:00,7:05……】,b坐102路公交车,每10分钟一班【7:03,7:13…】,问a和b碰面的概率是多少?( )

以b的前10分钟来分析:
b在0到3分钟与a相遇的概率是:3/60 *3/60,即a也要在前3分钟到达,才可能与b相遇。到第3分钟的时候,b肯定上车了。
b在第3分钟到第5分钟与a相遇的概率是:a在3到5分钟这个时间段到,相遇;a在5到10分钟这个时间段到,相遇;a在10到13分钟到,也相遇,所以是2/60 * 13/60;
b在第5分钟到10分钟:a在5分钟到10分钟之间到,相遇;a在10分钟到13分钟之间到,仍相遇,所以5/60 * 8/60;

最后一个10分钟,因为没有60到63分钟,所以需要特殊处理。

 

8、有3个包,每个包里各放了两个球。包A里的球都是白球。包B里的球都是黑球。包C里的球一黑一白。现随机取一个球。发现该球是白色的。那么这个包里剩下的球也是白色的概率是____________。

发现该球是白色的,说明只可能在A 或者 C中,在A中剩下的球是白色的概率为1,在C中剩下的球是白色的概率为0,A与C等概率,所以为 (1/2 × 1) + (1/2 × 0) = 0.5。

9、某公司有这么一个规定:只要有一个员工过生日,当天所有员工全部放假一天。但在其余时候,所有员工都没有假期,必须正常上班。假设一年有365天,每个员工的生日都概率均等地分布在这365天里。那么,这个公司需要雇用多少员工,才能让公司一年内所有员工的总工作时间期望值最大?

解法一:由于期望值满足线性关系(即对于随机变量 X 和 Y 有 E(X) + E(Y) = E(X+Y) ),因此我们只需要让每一天员工总工作时间的期望值最大就可以了。假设公司里有 n 个人,那么在特定的一天里,没有人过生日的概率是 (364/365) n  。因此,这一天的期望总工作时间就是 n · (364/365) n  个工作日。为了考察函数 n · (364/365) n  的增减性,我们来看一下 ((n+1) · (364/365) n+1 ) / (n · (364/365) n ) 的值,它等于 (364 · (n+1)) / (365 · n) 。如果分子比分母小,解得 n > 364 。可见,要到 n = 365 以后,函数才是递减的。

答案:365 

解法二:一个人,对于任意一天,过生日的概率是 1 / 365, 不过生日的概率是 364 / 365
n个人,对于任意一天,没任何人过生日的概率是(364 / 365)^n
n个人,对于任意一天,有人过生日的概率是 1 - (364 / 365)^n
那么365天里有人过生日的期望天数是 365(1 - (364 / 365)^n)天,
则n个人,365天,每个人工作的期望天数是365 - 365(1 - (364 / 365)^n) = 365(364 / 365)^n

从而所有人的期望工作天数的和为:365n(364 / 365)^n,求导数,导数不小于0,递增。

(求导不是恒大于0的,当n>1/ln(365/364)时即n>364.4998时即n>365时导数为负开始减,也就是n<=365时递增)

10、52张牌,没有大小王,平均分给4个人,至少一个人拿到至少2张A的概率是多少?

52张牌分给四个人,则每人13张,全排列是52!
至少一个人拿到至少2张A的反面情况即为:4个人每个人拿一张A
这种情况为:每13张牌中有一个是A,四个A的全排列为4!,则此种情况一共为:
4! * C(13,1) * C(13,1) * C(13,1) * C(13,1)乘以剩下的48张牌的全排48!

所以答案应该为:1- 4! * C(13,1) * C(13,1) * C(13,1) * C(13,1)*48!/52!  约等于 0.895

11、一个骰子,6面,1个面是 1, 2个面是2, 3个面是3, 问平均掷多少次能使1、2、3都至少出现一次!

https://blog.csdn.net/tianmohust/article/details/11714665

12、有一个箱子,N把钥匙,只有一把钥匙能打开箱子,现在拿钥匙去看箱子。平均多少次能打开箱子?

排列组合思想:可以将题目看成是“一把能开箱的钥匙”分别插入下面“n-1把不能开箱钥匙”的空隙间,这样就形成了n种不同的开箱顺序,放在第1个位置,那么第一个拿到的钥匙就可以开箱,次数为1;同样,当插入在第2个位置,那么只有取到第二把钥匙才能开箱,以此类推,总的开箱次数是: 1+2+3+4+......+ n-2 + n-1 + n,总共有n次,于是平均开箱次数就是(1+2+3+4+......+ n-1+n)/n,结果是(n+1)/2。

13、假设淘宝网上某商品A在任一时刻t内若有人浏览,则该商品在下一时刻t+1内无人浏览的概率为0.35(即下一时刻的浏览情况仅与当前时段相关),定义此条件概率为 P(O_{t+1}=0|O_t=1)=0.35(即用“1”代表有人浏览的事件,用“0”代表无人浏览的事件),类似得定义P(O_{t+1}=1|O_t=1)=0.65,P(O_{t+1}=0|O_t=0)=0.4,P(O_{t+1}=1|O_t=0)=0.6。若此商品A在t=0时有人浏览,它在t=100000时有人浏览的概率是____。

 

14、黑白球各5000个,每次从其中取两个出来,若同色,则放回一个黑球,否则放回一个白球,问最后剩下的是黑球的概率是多少?100%

取出2个黑球:白球不变,黑球个数减1
取出2个白球:白球个数减2,黑球个数加1
取出1黑1白:白球不变,黑球个数减1

也就是说,白球的个数 不是减2就是不变,所以白球的个数一直为偶数,5000,4998,.....2,0,也就是说,如果最后剩下了一个球,那么这个球绝对不可能是白球,只能是黑球,所以D是对的。

15、u检验的应用条件是(样本例数n较大或样本例数数量虽小但总体标准差已知)

https://wenku.baidu.com/view/f40191aab90d6c85ec3ac6a9.html

16、强度为 2 的泊松分布过程的点间间距是相互独立的随机变量,且服从均值为(0.5 )的同一指数分布

强度 λ 的泊松过程的点间间距是相互独立的随机变量,且服从同一个指数分布(即参数为 λ  的指数分布),而指数分布的均值为1/λ 。因此答案是1/2 = 0.5.

17、一个机器人玩抛硬币的游戏,一直不停的抛一枚不均匀的硬币,硬币有A,B两面,A面的概率为3/4,B面的概率为1/4。问第一次出现连续的两个A年的时候,机器人抛硬币的次数的期望是多少?

假设T为扔的次数(期望)。 那么如果扔到B,则重新开始扔,即再扔T次。
第一次扔到B,则重新扔,即1/4*(1+T);这时1+T是结束游戏所扔次数;
第一次扔到A,第二次扔到B,重新扔,即3/4*1/4*(2+T);2+T是结束游戏所仍次数;
第一次扔到A,第二次扔到A,结束游戏。3/4*3/4*2;2为结束游戏所仍次数;
所以T=1/4*(1+T)+3/4 *1/4*(2+T)+3/4 *3/4 *2;算得T为28/9
参考文献:https://blog.csdn.net/xzy_thu/article/details/80026600

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