[评论]数学趣题(42): 空车厢
总事件数=6^6两节空车厢的事件数=C(6,4)=15
六名乘客登上4节车厢只有如下两种情况,不可能有其他可能:
1,一节车厢上三名乘客,其他三节车厢各上一名乘客,事件数是:
C(4,1)C(6,3)C(3,1)C(2,1)C(1,1)=480
2,两节车厢各上两名乘客,其他两节车厢各上一名乘客,事件数是:
C(4,2)C(6,2)C(4,2)C(2,1)C(1,1)=1080
六名乘客登上四节车厢的事件数是:480+1080=1560
所求概率=15X1560/6^6=325/648
DING!
该问题也可用递归算法求得一般解(将“6人上6车空2车”逐步分解为“6人上3车空2车”):记:A(n,m,r)为r人登上n节车厢并恰好空m节特定位置的车厢。m >= 0, n >= m+1, r >= n-m 为整数。并记:n中取m的组合数为C.于是所求概率p(2) = C*A(n,m,r)/n^r。
其中:A(n,m,r)满足如下递归公式:
A(n+1,m,r) = <对k=1到r-n+m求和>{C*A(n,m,r-k)}
具体到该问题:
A(6,2,6) = <对k=1到6-5+2=3求和>{C*A(5,2,6-k)}
不难看出:A(3,2,k) = 1, 这里:k=1,2,3,4,5
于是可以求出:A(6,2,6) = 1560,p = 15*1560/46656 = 23400/46656 = 325/648 ~= 0.501
也可以求出空0,1,3,4,5节特定位置车厢的事件数:
A(6,0,6) = 720=6!
A(6,1,6) = 1800
A(6,3,6) = 540
A(6,4,6) = 62
A(6,5,6) = 1
由于:C = 1, C = 6, C = 20, C = 15, C = 6
于是:
p(0) = 1*720/6^6 = 720/46656 ~= 0.015
p(1) = 6*1800/6^6 = 10800/46656 ~= 0.232
P(2) = 325/648 ~= 0.501
p(3) = 20*540/6^6 = 10800/46656 ~= 0.232
p(4) = 15*62/6^6 = 930/46656 ~= 0.020
p(5) = 6*1/6^6 = 6/46656 ~= 0.0001
验证:720+10800+23400+10800+930+6 = 46656
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