[中學] 期望值問題
題目如下:
有一個"寒"國偶像天團共有10個團員,某唱片公司為發行單曲,舉辦促銷活動。
他們將每位團員的相片隨機放入單曲之中,若能蒐集到每位團員的照片,即贈送
一張演唱會門票。則平均要購買幾張單曲才能獲贈門票?(答案取至最接近整數)
我是從朋友那邊聽來這個問題,也不知道答案為何。
我的想法是這樣的:
設n個相異物品取後放回,n個皆取過所需次數的期望值為E(n),顯然E(1)=1。
考慮n個相異物的狀況,先隨機取1物,則剩下未取過的物品有n-1個,
由於取出的可能性有n個,但我們只需要再取到剩餘的n-1個,所以接
下來有些取物的次數是沒有貢獻的。
考慮數量上的關係,n個相異物中將剩餘的n-1個取到其中一種的期望值應為
n n
——×E(n-1),故E(n)=1+——×E(n-1)
n-1 n-1
E(n) E(n-1) 1
整理式子得 —— - ——— = ——
n n-1 n
1 1 1 1
可推得E(n)=n(—+—+—+…+—)
1 2 3 n
以這樣的想法跟結果,回頭去算這道題目,覺得數字未免太不漂亮。
想請教是不是我的想法有誤呢?或者是有更巧妙的想法可以處理這個問題?
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我算了之後才發現這根本就是一個早就被探討過的典型問題orz...
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