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[数学题]n个学生中至少有2个学生生日相同的概率是多少及其推广

小马爸爸的笔记 2020-09-21
2028

n个学生中至少有2个学生生日相同的概率是多少及其推广

 答:可以将n个学生中至少2个学生生日相同的概率转换为每一个学生生日都不相同的概率。

 即:

 第1个学生的可以选取的生日为365个

 第2个学生的可以选取的生日为364个

 第3个学生的可以选取的生日为363个

 ...

 第n个学生的可以选取的生日为365-n+1个

 那么总的概率相乘可以得到(365/365) * (364/365) * (363/365) * ... * (365-n+1/365) 等于:365*(365-1) * (365-2) * (365-3) ... (365-n+1) / 365^n

因此,至少两个人生日相同的概率为:P(n)=1-A(n)
;

P(5)=0.03 P(10)=0.12 P(15)=0.25  P(20)=0.41
P(25)=0.57 P(30)=0.71 P(35)=0.81  P(40)=0.89
P(45)=0.94 P(50)=0.97 P(55)=0.99

 可以看出,当人数超过55人时,至少2人生日相同的概率就会超过99%。所以,如果一个班的学生超过55人,几乎可以肯定地说,一定有2人的生日相同。

 那我们再延伸一下,n个学生中2个人生日相同的概率是多少呢?(注意看和上面问题的区别:没有至少了)

 我们先计算2个学生生日相同的概率:

 第1个学生的可以选取的生日为365个

 第2个学生要和第一个学生生日相同,那么只能选第一个学生选择的生日,也就是1  那么概率就是365/365 * 1/365
即1/365

 那么,n个学生中有多少个两个学生呢?从n个学生中选取两个,这就是组合问题了我们从n个学生中选一个,另外一个从剩余的学生中去选,则可以选的总数为:n*(n-1)/2,因为后面选的学生和前面学生会有多选一次的情况,所以除以2.   所以综合来看n个学生中有2个生日相同的概率就是 n * (n-1)/2 * 365 / 365 * 365。

简单解释:A选第一天,B选这一天,剩余其他人不要选这一天 365/365 * 1/365 * 364/365 363/365 ...  365-n+2/365 综合下来也就是:365 * (365-1) * (365-2) * (365-3) * ... * (365-n + 2)/365^n * n (n-1) / 2

推广下来n个学生里面有m个生日相同的概率是多少呢?

结果:365/365 * (1/365)^(m-1) * 364/365 363/365 ...  365-n+m/365 /365^n * Cnm

 前半部分就是生日悖论,也就是看似不可能的事情在稍微大一点样本下就发生了。延伸来看,在生物识别的精确度中衡量该精度的指标是错误接受率(False Acceptance Rate,简称FAR,也叫认假率),也就是把他人的、不应该匹配的生物特征信息当成与用户本人匹配的信息。目前市面上的产品,FAR 在十万分之一到百万分之一之间。实际上该类产品已经能够实现更高的精确度,但是如果FAR 精度过高,也就是匹配成功的筛选条件过于严苛,也会出现另外一种极端的情况,即“错误拒绝率”(False Rejection Rate,简称FRR,也叫拒真率)将会上升,可以通俗地理解为“把应该匹配成功的用户本人特征当成不能匹配的他人特征”。从实用性的角度出发,FAR 应该是非常低的,也就是通过提高匹配成功的筛选门槛,从而实现产品的高精确度。这种生物识别技术精确度非常高,但是随着其数据库规模的不断扩大,也逐渐浮现出了另外一个非常棘手的问题。这个问题的元凶就是我们——生日悖论现象。

感兴趣的同学可以自行了解下~~


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