概率問題總結

2021-06-15 11:38:37 字數 1404 閱讀 8910

最近學習了一下演算法導論中的概率分析和隨機演算法,現總結如下

1.雇員問題

乙個公司面試n個面試者,一但發現當前這位員工比之前的面試者都要好,那麼就會雇用他

抽象為乙個排列問題,如2,1,3,5,4, 那麼2,3,5會被僱傭因為1比2要小,4比5小。

進一步可以變為乙個判斷排列中逆序對的問題,初始序列為1,2,3,4,5那麼根據規則,所有人會被僱傭。而序列中每增加乙個逆序對,被僱傭的人數就會減一。

問題1.怎麼樣生成乙個[1~n]的隨機排列?

問題2.在輸入為隨機排列的情況下僱傭人數的期望為多少?

對於問題1,有乙個直觀的方法--生成對應的隨機數,然後按隨機數對輸入序列進行排序。還有乙個方法如下

for i=1 to n

swap(i,randon(i,n))

分析:用數學歸納法

1.從1開始的時候,每個數字出現在1位置的概率為1/n

2.為2的時候所有數字出現在2的概率為(1-1/n)*1/(n-1)=1/n

3.在k位置出現的概率為1/n

4.在k+1位置出現的概率為(1-k/n)*1/(n-k)=1/n

所有在所有位置的概率均為1/n

對於求期望的問題,我們習慣的是使用x*p(x)求和的形式,在這個問題中x均為(0,1)即錄用和不錄用然後在看每個元素的概率,任取乙個元素i,它比之前的元素大的概率均為1/i,故期望為1+1/2+1/3+...+1/n=lnn

2.投球問題

你有很多球和b個框

1.每個框有乙個球,你期望要投多少次?

2.有乙個框有兩個球,你期望投多少次?

對於問題1,記ti為有i-1個框有球然後使得i個框有球投的次數,那麼每次投到乙個沒有球的框中的概率p=(b-i+1)/b-,故需要投b/(b-i+1)次,求和即為期望

問題2,投一次不可能有乙個框兩個球,p=0

投兩次,從剩下的框中選乙個p=1/b

投三次,p=2/b

投b次,p=(b-1)/b

投b+1次,p=b/b=1

3.生日問題

同學聚會,請多少位同學可以保使得們當中至少有兩個人的生日在同一天?

解法1:求對立面n同學的生日各不相同,c(n,365)/365^n<1/2

解法2:

1位同學 生日相異p1=1

2位同學 生日相異p2=1-1/365

3位同學 相異在前2位同學相異的基礎之上和他們兩個生日不同p3=p2*(1-2/365)

n為同學不同pn=p1*p1*p3*...(1-(n-1)/365)

求解pn<1/2即可

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