Mathematics
มัธยมปลาย
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5顆白球9顆黑球,取後不放回,直到取完白球停止
剩餘黑球顆數的期望值是多少

คำตอบ

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將取出的球排成一列,可計算所有情況數是
14!/(5!9!) = 2002

例如 ○●●○●●●●○○●●○●
是隨機1種排列。

因為第5顆白球是關鍵,
我們可以知道它可能的位置是
左邊數來第5顆、第6顆、第7顆、 ……、第14顆。

如果第5顆白球是左邊數來第5顆
表示前4顆必為白球,排列數是 4!/4!=C(4,4)

如果第5顆白球是左邊數來第6顆
表示前5顆是 4白1黑,排列數是 5!/(4!1!)=C(5,4)

如果第5顆白球是左邊數來第7顆
表示前6顆是 4白2黑,排列數是 6!/4!2!=C(6,4)

......

依此類推到
第5顆白球是左邊數來第14顆(即最後一顆)
表示前13顆是 4白9黑,排列數是 13!/(4!9!)=C(13,4)

我們就可以列期望值表格:

第5顆
白球位置 5 6 7 …… 14

剩餘黑球
顆數 9 8 7 …… 0

排列數 C(4,4) C(5,4) C(6,4) ...... C(13,4)

相乘相加得到
9×1+8×5+7×15+6×35+5×70+4×126
+3×210+2×330+1×495+0×715=3003

再把它除以 2002,就是黑球剩餘顆數期望值

3003/2002 =1.5 顆。

可知

然後這種問題在某一個考古題出現過:

一袋中有 m 個白球與 n 個黑球,每次從袋中一次取一球,取後不放回,直到取完所有白球為止,求所取球數的期望值。

答案在圖片(這個答案我沒有想過,可能要再想看看)

根據答案給的公式套到這題,
m=5,n=9
可以算出取球期望值是 5 + 45/6 = 12.5 顆

因為取完白球就停止,我們就可以用
總數14顆球 – 12.5 顆球 = 剩餘 1.5顆黑球。

這樣也是一種算法
不過前提是要思考這題考古題的答案,
是怎麼來的。

🦊수성

感謝🐙

qn

調整求和順序後就可以用帕斯卡定理了
不過過程不太漂亮就是了
(公式的左式中的m應該要在分子)

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