分鞋子
题目
\(n\) 双相异的鞋共 \(2n\) 只,随机地分成 \(n\) 堆,每堆 \(2\) 只。
问:「各堆都自成一双鞋」这个事件 \(E\) 的概率是多少?
做法一:
先将这 \(2n\) 只鞋按每堆 \(2\) 只分成 \(n\) 堆,总共有:
\(\frac{2n!}{2^n}\) 种可能
若要让各堆都各自成一双鞋,则我们只需要对这 \(n\) 双鞋随机排列即可,有:
\(n!\) 种可能
所以概率为:
\(p = \frac{2^nn!}{2n!}\)
做法二:
考虑将 \(2n\) 只鞋放入 \(2n\) 个位置,总共有:
\(2n!\) 种放法
若要让各堆都各自成一双鞋,我们考虑将这 \(2n\) 个位置两两一堆来划分,即 \(1、2\) 为第一堆,\(3、4\) 为第二堆,··· ,依此类推
对于第 1 个位置,可以从 \(2n\) 只鞋中任取其中一只,到了第 2 个位置就只能取成对的那双鞋,第 3 个位置可以从剩下的 \(2n - 2\) 只鞋中任取一只,但是到了第 4 个位置就只能取成对的那双鞋,剩下的位置都依此类推,所以有:
\(2n \times 1 \times (2n - 2) \times 1 \times \cdots \times 2 \times 1\)
\(2n \times (2n - 2) \times \cdots \times 2 = 2^nn!\)
所以概率为:
\(p = \frac{2^nn!}{2n!}\)