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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:

\(p = \frac{2^nn!}{2n!}\)