更衣室泳镜分配概率问题:恰好1名泳者拿到正确泳镜的概率求解
恰好1名泳者拿到自己泳镜的概率计算
嘿,你的思路方向完全没问题!咱们一步步把这个概率算清楚:
首先,先明确总共有多少种归还泳镜的方式:5名泳者的泳镜随机分配,总排列数是 5! = 120 种,这是咱们计算概率的分母。
接下来看分子——恰好1人拿到自己泳镜的情况数:
- 第一步:选哪1个人拿到自己的泳镜,有5种选择(对应A、B、C、D、E任意一个),和你说的“固定A后乘以5”思路完全一致。
- 第二步:剩下的4个人必须全都拿错自己的泳镜,这种情况在组合数学里叫「错位排列」,记为
!4(读作“4的错位排列数”)。
那怎么算!4呢?咱们可以用递推公式或者直接代入错位排列的通用公式:
通用公式:!n = n! × (1 - 1/1! + 1/2! - 1/3! + ... + (-1)^n /n!)
代入n=4:
!4 = 4! × (1 - 1 + 1/2 - 1/6 + 1/24) = 24 × (0 + 0.5 - 0.1667 + 0.0417) = 24 × 0.375 = 9
或者用递推逻辑:!1=0(1个元素没法错位),!2=1(两个元素交换),!3=2×(!2+!1)=2,!4=3×(!3+!2)=3×(2+1)=9,结果完全一致。
所以恰好1人拿到自己泳镜的总情况数是 5 × 9 = 45 种。
最后算概率:45/120 = 3/8 = 0.375,也就是37.5%。
补充一句:你说要列出剩余四人的所有情况,其实就是这9种错位排列,比如:
- B拿c,C拿d,D拿e,E拿b
- B拿c,C拿e,D拿b,E拿d
- B拿d,C拿e,D拿b,E拿c
- ...(剩下6种就不一一列举啦,总数确实是9种)
内容的提问来源于stack exchange,提问作者space
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