在文章 古典概型事件数计算, 分房,配对,乱序 (概统1)
中学习了几种古典概型概率的计算方法,不过最后一题写得不够详细,本篇文章进行补充。
【古典概型计算概率:乱序问题(Derangement)】
【钥匙乱序】
有外形相同的n把锁和n把钥匙,每把钥匙只能打开其中的一把锁,现将锁和钥匙随机配对,每对锁和钥匙各一把,试求至少有一把锁能被所配对钥匙打开的概率。
注意,同样是配对问题,与选择手套问题不同的是,手套问题可以只选部分,本题是全选,全排序,全乱序。
至少有一把锁能配对 = 有一把锁能配对 + 有两把锁能配对 +… + 有n把锁能配对
本题如果按照古典概率去求,比较难计算,因为很多情况交集在一起,不如按照概率公式去求,
例如三个事件的情况:P(AUBUC)=P(A)+P(B)+P©-P(AB)-P(AC)-P(BC)+P(ABC)
本题,至少有一把锁能配对,可以表示成
⋃ i = 1 n A i \bigcup_{i=1}^{n}A_{i} ⋃i=1nAi
P( ⋃ i = 1 n A i \bigcup_{i=1}^{n}A_{i} ⋃i=1nAi) = ∑ i = 1 n P ( A i ) \sum_{i=1}^{n}P(A_{i}) ∑i=1nP(Ai) - ∑ 1 ⩽ i < j ⩽ n n P ( A i A j ) \sum_{1\leqslant i< j\leqslant n}^{n}P(A_{i}A_{j}) ∑1⩽i<j⩽nnP(AiAj) + ∑ 1 ⩽ i < j < k ⩽ n n P ( A i A j A k ) \sum_{1\leqslant i< j<k\leqslant n}^{n}P(A_{i}A_{j}A_{k}) ∑1⩽i<j<k⩽nnP(AiAjAk) + … + ( − 1 ) n − 1 P ( A 1 A 2 . . . A n ) (-1)^{n-1}P(A_{1}A_{2}...A_{n}) (−1)n−1P(A1A2...An)
∑ i = 1 n P ( A i ) \sum_{i=1}^{n}P(A_{i}) ∑i=1