В самолёте 2п пассажиров. На ужин им предлагается два блюда на выбор: рыба или курица. Каждый пассажир с вероятностью 0,5 может предпочесть рыбу и с такой же вероятностью — курицу. Поэтому всего на борт загрузили ровно по n порций рыбы и курицы. Если пассажир предпочитает блюдо, которое закончилось перед ним, то такого пассажира назовём недовольным.
а)  Найдите вероятность того, что недовольным окажется только один пассажир.
б)  Найдите наиболее вероятное число недовольных пассажиров.
от

1 Ответ

Дано:

- В самолете 2n пассажиров.
- Каждый пассажир с вероятностью 0,5 предпочитает рыбу и с такой же вероятностью — курицу.
- На борт загружено ровно по n порций рыбы и курицы.

Найти:
а) Вероятность того, что недовольным окажется только один пассажир.
б) Наиболее вероятное число недовольных пассажиров.

Решение:

а) Для того чтобы только один пассажир оказался недовольным, необходимо, чтобы:

1. Один из пассажиров выбрал блюдо (рыбу или курицу), которого не оказалось в наличии.
2. Остальные 2n - 1 пассажиров выбрали блюда, которые есть.

Обозначим количество пассажиров, выбравших рыбу, как X. Тогда количество пассажиров, выбравших курицу, будет 2n - X.

Поскольку всего 2n пассажиров и у нас ровно n порций каждого блюда, то недовольство одного пассажира может произойти в следующих случаях:

1. Если один пассажир выбрал рыбу, а все остальные (n) выбрали курицу, то X = n + 1.
2. Если один пассажир выбрал курицу, а все остальные (n) выбрали рыбу, то X = n - 1.

Следовательно, только один пассажир можно считать недовольным, если:

- Один выбрал рыбу, тогда n - 1 остальных должны выбрать курицу.
- Один выбрал курицу, тогда n - 1 остальных должны выбрать рыбу.

Вероятность, что конкретный пассажир выберет рыбу (или курицу), равна 0,5.

Следовательно, вероятность того, что именно один пассажир окажется недовольным:

P(недовольный = 1) = C(2n - 1, n - 1) * (0,5)^(n - 1) * (0,5)^(n) * 2,

где C(2n - 1, n - 1) – число способов выбрать n - 1 пассажиров из 2n - 1.

Мы умножаем на 2, потому что недовольный может быть либо с рыбой, либо с курицей.

P(недовольный = 1) = 2 * C(2n - 1, n - 1) * (0,5)^(2n - 1).

б) Чтобы найти наиболее вероятное число недовольных пассажиров, мы будем использовать биномиальное распределение, которое описывается следующей формулой:

P(X = k) = C(2n, k) * (0,5)^(2n),

где X - число недовольных пассажиров.

Количество недовольных будет максимальным, когда количество выбравших рыбу равно количеству выбравших курицу, т.е. X будет максимально близким к n.

На основе свойств биномиального распределения мы можем сказать, что среднее значение равно n. Следовательно, наиболее вероятное число недовольных пассажиров будет:

k = 1 (если один выбрал против всех) или k = 2n - 1 (если все выбрали одно).

Тогда наиболее вероятное число недовольных пассажиров будет составлять n, так как это точка, где распределение сосредоточено.

Ответ:
а) P(недовольный = 1) = 2 * C(2n - 1, n - 1) * (0,5)^(2n - 1).
б) Наиболее вероятное число недовольных пассажиров = n.
от