生日是孩子们的一个重要节日。一到那天,爸爸、妈妈就买来蛋糕等礼物送给孩子,有的小朋友还邀请要好的同学一起来庆祝,过得很愉快。
不知你发现没有,在同班同学中,几乎总有生日相同的。不信,你可以去统计一下。对此,你一定会感到惊奇,因为一个班级不过40—50人,而一年有365天,生日怎么会“碰”在一起呢?下面我们来分析、计算一下。
我们要计算的是“40人中至少有两个人生日在同一天”的可能性。
“40人中至少有两个人生日在同一天”这件事,与“40人的生日都不在同一天”相反。所以,我们先来算“40人的生日都不在同一天”这件事的可能性。为了说明问题方便,我们暂时把人数改为4人,即先来计算“4人的生日都不在同一天”这件事的可能性。
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随意找一个人甲,他的生日可以是365天中的任何一天,就是说有365种可能:1月1日,1月2日,1月3日,……如果甲是1月1日生的,再看第二个人乙。他的生日也有365种可能性:1月1日,1月2日,1月3日,……同样,第三人两、第四人丁都有365种可能性。如果要画出树图,是很复杂的,下面仅是这个复杂的树图的一个很小的局部。
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可以想象出来,这个树图最终有3654个分枝,就是说4人的生日状况共有3654种情况。这3654种情况中,有些是有生日相同的,譬如,“甲生于1月1日,乙生于1月1日,丙生于1月2日,丁生于1月3日”。还有些是生日都不相同的,譬如,“甲生于1月1日,乙生于1月2日、丙生于1月3日、丁生于1月4日”。现在我们来统计,3654种情况中,“生日都不相同的”占了多少?
为了统计“生日都不相同的”情况占了多少,想从树图中一个个去找,是很复杂的事。我们只要这样想一下:如果甲是1月1日生,乙不能是1月1日生的,只能是1月2日生,1月3日生,……共有364种可能。如果甲是1月1日生,乙是1月2日生,丙不能是1月1日及2日生的,只能是1月3日生,1月4日生,……共有363种可能。同理可以知道,丁有362种可能。而甲有365种可能,这样一来,“甲、乙、丙、丁四人生日都不相同”这件事在3654种情况中占了365×364×363×362种。
因此,“甲、乙、丙、丁四人生日都不在同一天”的可能性是
$\frac{{365 \times 364 \times 363 \times 362}}{{{{365}^4}}} = 0.98 = 98\% $;
反过来,“甲、乙、丙、丁四人中至少有两人生在同一天”的可能性就是
1-0.98=0.02=2%。
这个可能性很小,这是理所当然的。
现在,将4人推广到40人。“40人的生日都不在同一天”的可能性应是
$\frac{{365 \times 364 \times 363 \times \cdots \times 326}}{{{{365}^{40}}}}{\text{ = }}0.1088{\text{ = }}10.88\% $;
反过来,“40人中至少有两人生于同一天”的可能性就是
1-0.1088=0.8912=89.12%,
几乎是“十拿九稳”的。
如果你班上有45人,那么,“至少有两人生于同一天”的可能性达到94.1%;如果你班上有50人,那更不得了,“至少有两人生于同一天”的可能性竟达到97.04%。
现有你信服了吗?