打字猴:1.700999516e+09
1700999516 如下表所示,p4=D4/ 4! = 9 / 24 = 0.375。
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1700999521 随着n不断增大,pn逐渐向1 / e靠拢。这个现象有一个令人吃惊的意义,即无论这个班上有10名、100名还是100万名学生,所有人都没有拿到自己作业的概率也不会发生太大变化,都与1 / e非常接近。
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1700999523 为什么呢?因为在有n名学生时,每名学生拿回自己作业的概率是1 /n,拿到其他人作业的概率是1 – (1 /n)。也就是说,n名学生都拿不到自己作业的概率为:
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1700999528 这个概率是一个近似值,原因在于它不是独立事件,与彩票的中奖概率问题不同。如果第一个学生拿到的是自己的作业,那么第二个学生拿回自己作业的概率就会略有增加。[概率不再是1 /n,而是1 / (n–1)。]同样,如果第一个学生拿到的不是自己的作业,那么第二个学生拿回自己作业的概率就会略微减小。不过,由于概率变化的幅度不大,因此逼近效果很明显。
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1700999530 计算概率pn的精确值需要使用ex的无穷级数展开式:
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1700999535 把x= –1代入方程式,就会得到:
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1700999540 可以证明,如果有n名学生,所有人都没有拿到自己作业的确切概率是:
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1700999545 例如,如果有n= 4名学生,那么pn= 1 –1 + 1/2 – 1/6 + 1/24 = 9/24,这同前面的证明结果一致。pn向1 / e逼近的速度非常快,两者之间的距离小于1 / (n+ 1)!。也就是说,p4与1 / e的距离小于1 / 5! = 0.008 3;p10与1 / e的前7位数字都相同;p100与1 / e相同的数字超过150个!
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1700999547 延伸阅读
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1700999549 定理:数字e是无理数。
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1700999551 证明:假设e不是无理数,而是有理数,就存在正整数m、n,满足e =m/n。接下来,用整数n将e的无穷级数展开式分成两个部分L和R,即e =L+R,其中:
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1700999556 注意,n! e = en(n– 1)! =m(n– 1)! 肯定是一个整数[因为m和 (n– 1)! 都是整数],n!L也是一个整数(因为只要kGn,n! /k! 就一定是一个整数)。也就是说,n!R=n! e –n!L是两个整数的差,因此,它肯定是整数。但这个结果是不可能的,因为当n H1时:
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1700999561 由于不存在小于1的正整数,所以n!R不可能是整数。也就是说,假设e =m/n会导致自相矛盾的结果,从而证明e是无理数。 □
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