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一道概率题:请写出思路:N个战士N支枪,夜里紧急集合,每人随机取一支枪,求所有人都取错枪的概率.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/10 07:08:30
一道概率题:请写出思路:N个战士N支枪,夜里紧急集合,每人随机取一支枪,求所有人都取错枪的概率.
用容斥原理.
总共有N!种取枪的方法.下面先求至少有一个人取对枪的事件数.
用A(k)表示第k个人取对枪的事件,用X表示所有的事件(|X|=N!),我们要求
|(A1+A2+...+An)|(这里+表示并的意思,真正的并的符号打不出来了)
用A(k1,k2,...,kj)表示k1,k2,...,kj都取对枪的事件(一共j个不同的人)
由容斥原理,
|A1+A2+...+An| = (对所有k求和)|Ak| - (对所有k1,k2求和) |A(k1,k2)| + ...+
(-1)*{j-1}(对所有k1,k2,...,kj求和)|A(k1,k2,...,kj)| + ...+ (-1)^{n-1}|A(1,2,...,n)|
对于A(k1,k2,...,kj),由于j个人已经取对,乘下(N-j)个人可以任意取,有(N-j)!种取法.又我们是对所有(k1,...,kj)求和,这样的(k1,...,kj)共有N!/(j!(N-j)!)组,每组对应的A(k1,...,kj)都是(N-j)!,所以上式每一项可以写为(-1)^{j-1}* N!/j!
所以
|A1+...+An| = N!-N!/2!+ N!/3!+ ...+ (-1)^{N-1}N!/N!,最后这个总数还要除以N!,并且用1去减,所以所有人取错的概率为
1/2!-1/3!+ ...+ (-1)^N/N!
此问题又称“装错信封问题”