很多人都有这样的尝试,当选择出现纠结到无法自拔,又无人引导时,抛硬币变成了一种暂时的“救世主”,能把我们从两难的泥沼里拖出来。
“听硬币的吧,如果正面朝上,我就...”。
当年,莱特兄弟在研发出新飞机后,苦恼该由谁首飞?(若首飞成功,将是人类史上飞行第一人,若试飞失败,也可能是粉身碎骨,名利与风险共存)
兄弟俩就用抛硬币的方法决定首飞的机会。
是的,我们会求助于没有办法的办法--抛硬币,是因为知道硬币出现正面和反面的概率是相同的(无限接近各50%),因为概率相同所以相信这种方法的公平性。
历史上,很多数学家也作为试验者,抛投了一次又一次(手眼昏花),就是想弄明白硬币正面朝上和反面朝上的概率真的是一样的不?
从4000多次到8万多次的抛投,这数据显示,硬币正反面出现的概率无限接近50%。
SO,如果抛投只猜正反面,就是比拼运气(人品),没有玄机。
那复杂一点点,如果连续抛2次硬币,出现正正(连续两次正面朝上)和正反(正面朝上后出现反面朝上)的概率是否一样呢?
我们会看到,硬币连续抛两次会出现下面四种情况:
会发现,如果连抛2次硬币,出现任意一种组合的概率都为25%。
SO,直觉上就会认为,在任意抛投次数下,出现正正和正反的概率是相等的,于是变成这样:
事实上果真如此吗?跟着我一起往下走,答案会让你大吃一惊。
请集中注意力,我们要开始简单的数学推理啦\(^o^)/~
请注意 | 前方烧脑开始-------
如果莱特兄弟抛投硬币的规则变成:一方为正正(连续两次正面朝上),另一方为正反(正面朝上后出现反面朝上),最先出现这种组合的,就拥有首飞资格。猜猜看,你认为他们的概率还会相同的吗?
01-出现正反组合的概率
为了在脑海中更形象地理解抛投出现的可能性,可以将抛硬币想象成是一个有顺序的桌游,从开始到结束,由当前的结果决定下一步,最先出现其中一方的组合则游戏结束。
想象一下,出现正正与正反组合的情形是咋样的,如果用图形表达,长成这样:
其实,看到上图的工作路径,用罗列的形式也能得出,正反组合的情况有可能是抛投4次:从开始推进到第二步,有可能要抛2次,从第2步推进到下一步,有可能要抛投2次,总计就是4次。
正正组合的情况则是有可能抛投6次,因为它比正反组合多了一个步骤:若当前硬币是反面时,得退回到开始处重新来过(从开始处推进到第二步可能抛2)。
but,正规点,能否用数学公式的方式证实下呢(找虐的节奏)?
先看看正反路径,整个过程可拆成两大步,每一步出现正面或反面的概率都相同,各50%:
假设:当前步进入到下一步平均需要抛X次
第一段:从开始到下一步需要抛投多少次?
如果一开始抛出现的是反面,则要停留在原地,重新抛投一次(相当于抛投了x+1次),第一步必须出现是正面才能进行到下一步。
从第一步到第二步则需要:(x+1)次;
第二段:从当前步到下一步需要抛投多少次?
因为游戏要继续,当前步必须是正面,从这一步到下一步只需要1步就能推进游戏。
于是综合两段的次数(两段路径出现的概率是一样的),我们可以得出这样一个方程:
X=【(x+1)+1】/2--->由此可得出X=2;
也就是平均每一段需要2次抛投,如果要走完两段(每一段概率相同),则需要平均抛投4次。由此得出,平均需要抛投4次才会出现一正一反的情况。
02-出现正正组合的概率
数学证明中,最喜欢用的就是“同理”二字,因为可以省略掉好多中间证明步骤啊...(开启偷懒模式)
假设:从开始到结束平均需要抛Y次。
正正组合中的第一段与正反组合的第一段是一模一样的,SO,同理得出第一段抛投次数:y+1次。
复杂得有点烧脑的第二段来了:
正正组合的第二段会出现两种概率相同的可能情况:如果出现的是反面,则退回到一开始的状态,相当于是再进行了两步之后又退回去,则(y+2)/2,如果出现的是正面,则游戏结束,此时相当于进行了2/2次,组合起来第二段的次数是:[(y+2)+2]/2。
综合两段,则y={(y+1)+[(y+2)+2]/2}/2-->得出y=6。
通过计算发现,平均需要抛投6次才能出现连续两次正面。
说了这么多,结论是什么?
结论就是,如果与别人猜硬币想稳赢,就选择正反组合那方吧(*^__^*) 嘻嘻……
这个藏在硬币里的数学小原理,你get了吗(自己动手理一理,乐趣真多啊)?
~如觉得有用,就分享吧~
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