|
解析概率论的一个悖论 ' b# b4 j$ S3 ]
6 w, G' w: {$ c1 ~! F8 M' u/ k # f' g6 I) ~7 w7 b0 j, `' P
$ Y0 D1 K3 e1 f9 b0 g8 {3 ~: ?7 N
(全方见附件)
' y2 {5 o1 |* A4 f! {6 M( B2 C( D' y& z& g+ M1 X# @ {
问题来自美(南加放大学)著《概率论基础教程》——原书第6版33页例6A。4 c1 _: \" ^1 d, H o
% \; L& |; g1 }5 c+ L+ n+ u8 B0 X3 R M( o/ e& }( O2 G3 P" k3 J( N
原题:
$ e4 o/ y8 A/ E6 j: E' l假定我们有一个无限大的罐和标号分别为1,2,3,……的球的集合。考虑如下试验,在下午差1分12点到12点将1~10号球放入罐中,并将10号球抽出(假定抽球不花时间)。在下午差1/2分12点到12点将11~20号球放入罐中,并将20号球抽出。在下午差1/4分12点到12点将21~30号球放入罐中,并将30号球抽出。在下午差1/8分12点到12点将31~40号球放入罐中,并将40号球抽出,如此继续下去,我们感兴趣的问题是,12点时罐中共有多少个球?
$ [! X7 P5 q, D0 i4 H4 t8 T问题的答案是很清楚的,在12点时罐中有无穷多个,因为标号不是10n(n=1,2,3…)的任意一个球在12点前被放入罐中没有被抽出,因此,当试验按上述方式进行时问题得到解决。: \/ d( E2 R+ J5 ]
然而我们现在改变试验方式,在下午差一分12点到12点时将1~10号球放入罐中,并将1号球抽出;在下午差1/2分12点到12点将11~20号球放入罐中,并将2号球抽出。在下午差1/4分到12点将21~30号球放入罐中,并将3号球抽出。在下午差1/8分12点到12点将31~40号球放入罐中,并将4号球抽出,如此继续下去,对这个新的试验,12点时罐中共有多少个球?
; O; h. h( g# k; b我们十分惊奇的发现,答案是12点时罐中是空的!因为考虑任意一个球比如说标号为N的球在到12点某一时间段,这个球已经被从罐中取出。因此,对每个N,标号为N的球在12点不在罐中,所以12点时罐必为空。
8 F3 v. S7 ^6 F1 k5 u0 T% n通过前面的讨论我们看到,不同的抽球方式得到不同的结论。在第一种情况下,只有标号为10n(n≥1)的球被抽出,而在第二种情况下,最终所有球都被抽出,现在我们假定从这些球中随机地选一个球,并将其抽出。即假定在差1分12点到12点之间将标号为1~10的球放入罐中,并从中随机的选一个球将其抽出来,如此继续下去,在这种情况下,问12点时罐中有多少个球?
' u' R& \6 |! Z ` 9 ]- s2 f5 B1 p- g3 K
作者证明到12点时罐子里为空的概率为1 |