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有趣的生日悖论 揭秘23人中两位一天生日机率超50%

发布时间:2023-07-07 07:07来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 科学探索 > 手机阅读

导语:世界上很多事情并不是非黑即白的,有很多东西不能细推,推敲出来就会出现矛盾,也就是大家常说的悖论。有关悖论的问题还有很多,有些人也疑惑龟兔赛跑是悖论吗,还有神奇的费米悖论等等,下面探秘志小编为大家介绍另外一种神奇的悖论-生日悖论,下面一起了解一下吧。

有趣的生日悖论 揭秘23人中两位一天生日机率超50%

生日悖论

这个就是指一个房间里有23个或23个以上的人,那么至少有两个人的生日相同的概率要大于50%。也就意味着一个30人的小学班级中,两人生日一致的可能性更高。假如人数是30的几倍的话,这个概率更是会大于99%。

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虽然从引起逻辑矛盾方面来看,似乎这个并不算是一种悖论,只有从这个数学事实与一般直觉相抵触的意义上,它才称得上是一个悖论。

悖论内容

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如果一个房间里有23个或23个以上的人,那么至少有两个人的生日相同的概率要大于50%。这就意味着在一个典型的标准小学班级(30人)中,存在两人生日相同的可能性更高。对于60或者更多的人,这种概率要大于99%。

不计特殊的年月,如闰二月。

先计算房间里所有人的生日都不相同的概率,那么

第一个人的生日是 365选365

第二个人的生日是 365选364

第三个人的生日是 365选363

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第n个人的生日是 365选365-(n-1)

所以所有人生日都不相同的概率是:

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那么,n个人中有至少两个人生日相同的概率就是:

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所以当n=23的时候,概率为0.507

当n=100的时候,概率为0.999999692751072

对于已经确定的个人,生日不同的概率会发生变化。下面用随机变量计算:

令X[i,j]表示第i个人和第j个人生日不同的概率,则易知任意X[i,j]=364/365

令事件A表示n个人的生日都不相同

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解P(A)<1/2,由对数可得:n>=23

相比之下,随机变量也同样的简单易懂而且计算起来要方便得多

理解悖论

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这个问题的关键在于认识到相同生日的搭配可以是相当多的。比如23个人可以产生23 × 22/2 = 253种不同的搭配,而这每一种搭配都有成功相等的可能。从这样的角度看,在253种搭配中产生一对成功的配对也并不是那样的不可思议。

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换一个角度,如果你进入了一个有着22个人的房间,房间里的人中会和你有相同生日的概率便不是50%了,而是变得非常低。原因是这时候只能产生22种不同的搭配。生日问题实际上是在问任何23个人中会有两人生日相同的概率是多少。

结语:看了这个生日悖论问题,大家是不是觉得和世界十大著名悖论一样也相当有意思。有些人认为这个悖论不能应用在生活中,实际上并不是这样,生活中很多东西都运用了这个有关悖论。

导语:说到数学可能是很多人的噩梦,好多人尤其是妹子都在学生时代被数学拖了后腿,当然数学发展也不是一帆风顺的,数学史上也有三大危机,还有很多相关的悖论,数学题目方面也有很多难题。其中某些数学题更是无解,下面探秘志小编为大家介绍一道有名的无解数学题。

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三十六军官问题

这其实是大数学家欧拉提出来的,主要内容就是从不同的6个军团各选6种不同军阶的6名军官共36人,排成一个6行6列的方队,使得各行各列的6名军官恰好来自不同的军团而且军阶各不相同,应如何排这个方队?

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假如用(1,1)表示来自第一个军团具有第一种军阶的军官,用(1,2)表示来自第一个军团具有第二种军阶的军官,用(6,6)表示来自第六个军团具有第六种军阶的军官,则欧拉的问题就是如何将这36个数对排成方阵,使得每行每列的数无论从第一个数看还是从第二个数看,都恰好是由1、2、3、4、5、6组成。历史上称这个问题为三十六军官问题。

解决

当时三十六军官问题提出后,很长一段时间没有得到解决,直到20世纪初才被证明这样的方队是排不起来的。尽管很容易将三十六军官问题中的军团数和军阶数推广到一般的n的情况,而相应的满足条件的方队被称为n阶欧拉方。

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欧拉曾猜测:对任何非负整数t,n=4t+2阶欧拉方都不存在。t=1时,这就是三十六军官问题,而t=2时,n=10,数学家们构造出了10阶欧拉方,这说明欧拉猜想不对。但到1960年,数学家们彻底解决了这个问题,证明了n=4t+2(t≥2)阶欧拉方都是存在的。

应用

这种方阵在近代组合数学中称为正交拉丁方,它在工农业生产和科学实验方面有广泛的应用。现已经证明,除了2阶和6阶以外,其它各阶3,4,5,7,8,……各阶正交拉丁方都是作得出来的。

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除了上面的定义外需要注意的是每个组合不能重复,如2阶方正会出现类似如下情况:

(1,1) (2,2)

(2,2) (1,1)

由于出现类似(1,1)的重复,问题中36个军官不可能同时站在不同位置,故不满足需求,所以2阶方正不存在。根据计算机编程能很容易求得3,4,5阶的方正,由于组合众多,现举例如下:

3阶:

(1,1) (2,2) (3,3)

(2,3) (3,1) (1,2)

(3,2) (1,3) (2,1)

4阶:

(2,1) (4,4) (3,2) (1,3)

(4,2) (2,3) (1,1) (3,4)

(3,3) (1,2) (2,4) (4,1)

(1,4) (3,1) (4,3) (2,2)

5阶:

(1,1) (2,2) (3,5) (4,3) (5,4)

(4,5) (1,3) (5,2) (3,4) (2,1)

(2,4) (5,5) (4,1) (1,2) (3,3)

(5,3) (3,1) (1,4) (2,5) (4,2)

(3,2) (4,4) (2,3) (5,1) (1,5)

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结语:有关三十六军营问题的讨论和应用还有很多,感觉这个和史上最坑爹的数学题比较有的一拼,大家觉得呢。

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