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比如從自然數中抽偶數,自然數和偶數一樣多,但是從自然數中抽到偶數的機率怎麼算?
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  • 1 # Mathemlogical

    機率是個複雜的學科,它的複雜之處在於,人人似乎都擁有機率的直覺,而且這些直覺在大部分情況下還不錯,但要是深究起來,其實都是錯的……

    比如說,如果可能性的數目有限的話,人們的直覺一般沒什麼大問題。但可能性的數目是無限的話,那就很有問題了。

    舉個例子,人們直覺上可能會認為,既然偶數佔自然數的大概一半,那麼如果任意隨機取一個自然數,它是偶數的機率應該就是1/2,難道不對麼?

    對,也不對。

    問題在於,“任意隨機取一個自然數”這個操作,在數學上實際上完全不成立!

    這違反了許多人的直覺:自然數就是一堆東西,我從一堆東西里取出一個東西,這有什麼問題?

    問題大了去了。既然是任意隨機選取,那麼選到每一個自然數的機率也應該是一樣的。那麼,選到1的機率是多少呢?如果機率是0的話,顯然沒有可能,因為既然是任意隨機選取,那麼每個自然數總有被選到的機會。現在,假設選到1的機率是p,那麼問題來了,我們知道,所有可能性的機率加起來應該是1,但我們現在有無窮個可能性,無論p多麼小,加起來都會變成無窮!所以,“任意隨機取一個自然數”,這個操作在數學上是不可行的。

    但直覺畢竟有它的道理,怎麼才能解釋這一點呢?

    在數學上,我們一般採取“漸近”的做法,也就是說,即使不能直接取所有自然數,我們也能選取一個越來越大的範圍,然後計算具體的機率,看看這個機率是否收斂。在自然數的例子中,我們可以先考慮從0到N的自然數,在其中如果任意隨機選取一個的話,它是偶數的機率是[(N+1)/2]/N,這裡的中括號意思是選取整數部分。容易看到,當N趨向於無窮的時候,這個機率會趨向於1/2。在數學上,這種定義又叫漸近密度,我們實際上證明了,偶數在自然數中的漸近密度是1/2。

    這是個很小的例子,但也說明了在數學中嚴謹的重要性。在機率論這門學科的歷史中,能明顯地看出嚴謹性是如何塑造現代數學的。在一開始只有有限個可能發生的事件時,計算它們的機率並不是什麼難事,也不會產生疑難問題。但一涉及到有無窮個可能性的情況,比如說幾何概形時,各種奇怪的現象就出現了,比如說著名的貝特朗悖論,隨機選取單位圓上的一條弦,它比圓內接正三角形的邊長要長的機率是多少?根據選取的方法不同,人們可以計算出不同的答案。後來,人們逐漸意識到“選取方法”裡也大有玄機,俄國數學家柯爾莫哥洛夫將這種想法形式化,提出了σ代數和機率測度的概念,真正將機率論建立在了嚴謹的公理體系上。有關機率論更詳細的歷史和論述,可以參考我在科學松鼠會上寫的文章《機率:瞭解不確定性》。

  • 2 # 老堪69294438688

    ,早晚得關張。

    自然數和偶數一樣多,說的是在一個無窮的自然數串中抽出其中的偶數,這些偶數與自然數”一一對應”的結果是誰也不多,誰也不少。至於你說的機率問題,應該理解為抽取兩串數的機率是多少問題,由於這兩串數一樣多,所以抽取自然數和偶數的機率各50%。

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